超聲造影聯(lián)合微血管成像診斷腹部實質(zhì)臟器活動性出血的實驗研究

韓 鵬 梁舒媛 朱連華 姜 波 費 翔

創(chuàng)傷是致人類死亡的第三大原因，其發(fā)病率逐年增加［1］。致傷因素以交通事故和暴力事件為主［2］，此外，戰(zhàn)傷所致的閉合性損傷伴活動性出血則為戰(zhàn)場死亡的首要因素［3］。當(dāng)腹部實質(zhì)臟器創(chuàng)傷伴活動性出血時，不僅會影響創(chuàng)傷分級和非手術(shù)治療的成功率，還會引起患者出現(xiàn)各種并發(fā)癥［4］。因此，準確、快速診斷腹部實質(zhì)臟器損傷有無活動性出血并明確其位置，對指導(dǎo)實質(zhì)臟器創(chuàng)傷的治療和降低腹部外傷的死亡率具有重要意義。超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）診斷腹腔實質(zhì)臟器創(chuàng)傷的準確率較高，但其對于明確活動性出血的具體部位、出血灶數(shù)量、破損血管的位置仍存在不足［5］。微血管成像（micro-flow imaging，MFI）是近年新興的一種多普勒超聲成像技術(shù)，其對低速血流更敏感且不會對造影劑微泡造成破壞，故將其與對血流灌注敏感的CEUS聯(lián)合應(yīng)用（以下簡稱聯(lián)合成像），可提高顯示更微小、更低速血管的能力［6］。目前，該技術(shù)已被應(yīng)用于評價肝臟腫瘤內(nèi)血管分布特征，但未見實質(zhì)臟器活動性出血方面的報道。本實驗通過建立體外活動性出血模型，探討聯(lián)合成像在診斷活動性出血及判斷其位置中的應(yīng)用價值。

材料與方法

一、主要實驗試劑與儀器

1.試劑：造影劑使用意大利Bracco公司生產(chǎn)的聲諾維（SonoVue），主要成分為六氟化硫微泡，加入5.0 ml生理鹽水振蕩均勻配制成懸濁液備用。

2.儀器：使用Philips EPIQ 7彩色多普勒超聲診斷儀，C5-1凸陣探頭，頻率1～5 MHz；超聲造影采用對比脈沖序列成像技術(shù)，機械指數(shù)0.05～0.07。注射泵使用邁瑞公司生產(chǎn)的BeneFusion SP5的注射泵。

二、實驗方法

1.水槽配置：按照成人推薦劑量0.03 ml/kg，將0.4 ml SonoVue懸濁液加入盛有1050 ml生理鹽水的水槽內(nèi)，從水槽內(nèi)抽取50 ml溶液至注射泵內(nèi)，以確保水槽和注射泵內(nèi)造影劑濃度相同。

2.體外活動性出血水槽模型的建立：使用硅膠管（內(nèi)徑分別為0.5 mm、1.0 mm）模擬人工血管，將其固定于盛有生理鹽水的水槽內(nèi)，生理鹽水深度10 cm，人工血管距水槽底部5 cm。向水槽內(nèi)注入造影劑以模擬實質(zhì)臟器造影劑灌注增強后的聲像圖。于血管游離端正上方3 cm處固定超聲探頭，探頭長軸與血管平行。經(jīng)注射泵注入造影劑并控制流量，注射器內(nèi)置與水槽內(nèi)等濃度的造影劑。為確保水槽內(nèi)造影劑濃度在實驗過程中保持相對穩(wěn)定，每次更換人工血管前需更換水槽內(nèi)液體。見圖1。

圖1 體外活動性出血水槽模型建立示意圖

3.體外活動性出血組織損傷模型的建立：選取重量400～800 g新鮮離體豬肝，將其固定于實驗平臺，使用小型撞擊器于肝臟右葉厚度＞2 cm的區(qū)域建立一處閉合型創(chuàng)傷。使用硅膠管模擬血管（內(nèi)徑分別為0.5 mm、1.0 mm），經(jīng)超聲引導(dǎo)下將血管游離端置入肝臟創(chuàng)傷區(qū)，經(jīng)注射泵注入造影劑并控制流量。為確保肝臟內(nèi)創(chuàng)傷灶在實驗過程中無明顯差異，每次更換人工血管前需更換肝臟模型。見圖2。

圖2 體外活動性出血組織損傷模型建立示意圖

4.圖像采集與分析：兩種活動性出血模型中，每根人工血管的流量均為5～100 ml/h，每次增加5 ml/h，共20種流量。開啟注射泵，分別啟動超聲造影與聯(lián)合成像觀察并存儲動態(tài)圖像（時間≥30 s），同時記錄人工血管管徑、推注流量。由兩名具有8年以上腹部超聲造影工作經(jīng)驗的醫(yī)師采用盲法獨立完成圖像分析，當(dāng)判讀結(jié)果不一致時共同協(xié)商。

5.兩種方法診斷與定位活動性出血的標(biāo)準［7］：①水槽模型中超聲造影顯示血管周邊造影劑異常流動診斷為活動性出血，可見血管游離端并于其周圍見造影劑異常流動定位為活動性出血；聯(lián)合成像顯示血管周邊異常血流信號診斷為活動性出血，可見血管游離端并于其周圍見異常血流信號定位為活動性出血。②組織損傷模型中超聲造影于創(chuàng)傷灶內(nèi)顯示造影劑聚集診斷為活動性出血，于創(chuàng)傷灶內(nèi)見血管游離端并于其周圍見造影劑聚集定位為活動性出血；聯(lián)合成像于創(chuàng)傷灶內(nèi)見異常血流信號診斷為活動性出血，于創(chuàng)傷灶內(nèi)見血管游離端并于其周圍見異常血流信號定位為活動性出血。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件，計數(shù)資料以例或率表示，行χ2檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、CEUS與聯(lián)合成像對水槽模型活動性出血的診斷及定位

水槽模型中，CEUS未能診斷活動性出血；聯(lián)合成像診斷和定位活動性出血的準確率均為62.50%（25/40）。聯(lián)合成像模式下，0.5 mm與1.0 mm內(nèi)徑間的診斷準確率分別為85.00%（17/20）和40.00%（8/20），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=8.640，P=0.03）。見表1。

表1 CEUS與聯(lián)合成像對水槽模型中內(nèi)徑0.5 mm、1.0 mm活動性出血的診斷及定位情況

二、CEUS與聯(lián)合成像對組織損傷模型活動性出血的診斷及定位

組織損傷模型中，CEUS診斷和定位活動性出血的準確率分別為77.50%（31/40）和62.50%（25/40），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=19.355，P=0.000）；聯(lián)合成像診斷和定位活動性出血的準確率均為90.00%（36/40），均高于CEUS，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=15.309、7.407，P=0.000、0.006）。聯(lián)合成像模式下，0.5 mm與1.0 mm內(nèi)徑間的診斷準確率均為90.00%（18/20），差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2，3。

表2 CEUS與聯(lián)合成像對組織損傷模型活動性出血診斷及定位情況 例

三、聯(lián)合成像對水槽模型與組織損傷模型活動性出血定位的準確率

聯(lián)合成像在水槽模型與組織損傷模型中定位活動性出血的準確率分別為62.50%（25/40）、90.00%（36/40），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=7.407，P=0.006）。見圖3，4。

圖3 CEUS與聯(lián)合成像觀察水槽模型活動性出血的位置

表3 CEUS與聯(lián)合成像對組織損傷模型中內(nèi)徑0.5 mm、1.0 mm活動性出血的診斷及定位情況

圖4 CEUS與聯(lián)合成像觀察組織損傷模型活動性出血的位置

討 論

腹部實質(zhì)臟器外傷后準確發(fā)現(xiàn)活動性出血并明確其位置是選擇治療方式和評估療效的關(guān)鍵。CEUS雖對創(chuàng)傷有較好的診斷價值，但對活動性出血的診斷能力有限［8］。近年來，隨著微創(chuàng)外科和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，腹部實質(zhì)臟器創(chuàng)傷的治療方法逐漸向非手術(shù)微創(chuàng)治療方向轉(zhuǎn)變。目前，腹部實質(zhì)臟器創(chuàng)傷的非手術(shù)治療率已達65%～90%［9］，但CEUS診斷活動性出血時主要通過造影劑濃聚或噴射等間接征象推測出血部位，并以上述間接征象消失作為初步判斷治療是否成功的標(biāo)準，診斷及治療過程中均缺乏對血管破損位置的直觀信息，以及破損血管止凝血的直接證據(jù)。Menichini等［10］研究表明，CEUS在鈍性腹部創(chuàng)傷中最大的局限是對活動性出血的檢測準確性低，對破損血管的定位能力差。若未及時、準確判斷有無活動性出血可能會低估美國創(chuàng)傷外科協(xié)會創(chuàng)傷分級，同時無法準確定位破損血管也將加大微創(chuàng)手術(shù)治療難度［11］。因此，準確定位活動性出血對臨床治療具有重要意義。

CEUS后由于活動性出血的造影劑外溢及正常臟器實質(zhì)的灌注均可出現(xiàn)造影劑增強，當(dāng)增強程度相似且創(chuàng)傷實質(zhì)臟器周圍無積液時，出血與實質(zhì)二者間難以鑒別，易發(fā)生漏診［12］。本實驗考慮到這一情況，在水槽內(nèi)盛有與注射泵中相同濃度的造影劑模擬臟器實質(zhì)的增強，這與以往研究［7］有所不同。此時，CEUS下活動性出血的造影劑溢出與水槽內(nèi)液體背景的增強程度一致，無法顯示破損血管及出血部位。本實驗結(jié)果也表明，CEUS在水槽模型中未能診斷活動性出血。在臨床實際情況下，行CEUS檢查前通常不了解臟器損傷的具體部位，因此多采用CEUS對創(chuàng)傷區(qū)域進行定位，而此時臟器已有均勻強化，與本實驗水槽模型模擬的情況更為接近。本實驗組織損傷模型通過建立肝臟損傷模型來模擬受損組織對于出血的壓迫、包裹和出血形態(tài)的改變，在一定程度上會干擾活動性出血的定位。實驗結(jié)果也表明CEUS對活動性出血的定位能力（62.50%）低于診斷能力（77.50%），原因可能是創(chuàng)傷灶內(nèi)的造影劑溢出后，沿受損的組織間隙流失或在創(chuàng)傷灶內(nèi)聚集。當(dāng)造影劑流失時無法發(fā)現(xiàn)活動性出血，當(dāng)造影劑聚集呈高增強時，雖可診斷活動性出血，但無法明確具體的破損血管及出血部位；僅當(dāng)出血速度較快，造影劑呈噴射樣溢出時，才能在診斷活動性出血的同時定位破損血管的出血部位。

MFI可以抑制組織運動引起的低速雜波，提高空間分辨率，增強血管的可視化，減低信噪比，更好地檢出低速血流和低速小血管的走行［6］。另外，該技術(shù)在使用過程中機械指數(shù)較低（0.07～0.08），避免了對造影劑微泡造成破壞，將其與CEUS聯(lián)合使用能進一步提高檢測微小血管走行及低速血流的能力。本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合成像對水槽與組織損傷模型診斷和定位活動性出血的能力相同，其準確率分別為62.50%、90.00%，均高于CEUS單獨應(yīng)用，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05），證實聯(lián)合成像較CEUS能更敏感地判斷有無活動性出血，且明確出血位置的能力優(yōu)于CEUS。

本實驗結(jié)果顯示，水槽模型中，聯(lián)合成像診斷0.5 mm內(nèi)徑活動性出血的準確率高于1.0 mm內(nèi)徑的準確率，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。分析原因可能為MFI技術(shù)是通過檢測多普勒頻移的變化進行成像，當(dāng)人工血管的流量在相同范圍內(nèi)時，較粗的血管內(nèi)流速相對較慢，導(dǎo)致血流頻移信號的減弱，故MFI的診斷準確率有所降低。另外，在相同內(nèi)徑條件下，CEUS和聯(lián)合成像在組織損傷模型中診斷和定位活動性出血的診斷準確率均高于水槽模型，表明MFI雖能避免背景中造影劑增強對出血部位的掩蓋，但仍會受到一定程度的影響，導(dǎo)致診斷準確率下降。

本實驗局限性：①本實驗為體外實驗，無法模擬人體存在活動性出血后繼發(fā)的血壓、呼吸、心率等因素的影響，其診斷能力有待進一步動物實驗和臨床驗證；②體內(nèi)情況下，血管斷端通常不可見，故本實驗方法并不能完全反映臨床真實情況，有待今后進一步分析；③水槽模型尚不能模擬動脈相造影劑的灌注及延遲相造影劑的廓清過程，僅模擬了實質(zhì)均勻灌注后的增強晚期圖像，即血管和背景均呈等增強，可能會低估CEUS對活動性出血的診斷能力。

綜上所述，相較于CEUS，聯(lián)合成像不僅提高了診斷活動性出血的準確率，其對活動性出血位置的判斷能力亦更佳，為今后相關(guān)動物實驗和臨床研究提供了一定的理論依據(jù)。