血水混合物濃度及留存時(shí)間對(duì)模擬木質(zhì)異物CT表現(xiàn)的影響：體外實(shí)驗(yàn)觀察

朱道明，李小玲，吳 林，劉茂森，倪 程，羅丹丹，唐偉華，趙慧艷*

(1.恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院放射科，湖北 恩施 445000；2.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院中藥材研究所，湖北 恩施 445000；3.湖北民族大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院，湖北 恩施 445000；4.利川市人民醫(yī)院放射科，湖北 利川 445400)

木制品常攜帶致病菌、化學(xué)及毒性物質(zhì)，作為異物進(jìn)入人體內(nèi)可致受損區(qū)感染或化學(xué)性損傷[1-2]，其致死、致殘率較高[3]。CT為檢查體內(nèi)木質(zhì)異物的首選影像學(xué)方法[4]，但因木質(zhì)異物影像學(xué)表現(xiàn)復(fù)雜，易漏診、誤診[5]，甚至使木質(zhì)異物可留存體內(nèi)長(zhǎng)達(dá)20年[6]。木質(zhì)異物可引起體內(nèi)組織器官破壞，在體內(nèi)留存環(huán)境多為血水混合物[7]，而其不同濃度影響水分子進(jìn)入木質(zhì)異物的速度[8]；據(jù)此推測(cè)血水混合物濃度可能影響木質(zhì)異物的CT表現(xiàn)。本研究通過(guò)模擬體內(nèi)環(huán)境，觀察不同濃度血水混合物及留存時(shí)間對(duì)模擬木質(zhì)異物CT表現(xiàn)的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 選用湖北省西南地區(qū)12年生杉木速生林木材，由湖北民族大學(xué)林學(xué)園藝學(xué)院提供并鑒定。原木直徑約15 cm，將木質(zhì)部分相同層面相同年輪區(qū)域鋸解為40 mm×2 mm×2 mm的小木條，并將木條置于50℃恒溫烘箱中烘干至恒重。

1.2 建立血水混合物及模擬木質(zhì)異物模型 于恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院采集健康志愿者30 ml外周血作為實(shí)驗(yàn)用血，按全血含量0%、25%、50%及75%與生理鹽水混合，另取100%全血，各置于4個(gè)密封性良好的5 ml塑料試管中，即陰性對(duì)照(negative control， NC)組、T25組、T50組、T75組及T100組。以纖薄塑料片固定烘干后的木條，使其懸于試管中央位置。將試管置于HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋(白塔新寶儀器廠)內(nèi)，溫度設(shè)置為36.8℃。

1.3 儀器與方法 建模后采用GE LightSpeed VCT64排和Philips Ingenuinty 64排CT掃描儀基于試管橫縱向進(jìn)行掃描，獲取初始CT影像，管電壓120 kV，管電流320 mA，轉(zhuǎn)速2 s/rot，F(xiàn)OV 25 mm×25 mm，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，螺距0.984，以標(biāo)準(zhǔn)算法重建圖像，重建層厚、層間距均為1.0 mm。之后每間隔6 h將試管從水浴鍋中取出進(jìn)行一次重復(fù)掃描，共持續(xù)300 h。

1.4 圖像后處理 將原始數(shù)據(jù)上傳至GE ADW4.7工作站，于各組木質(zhì)異物最高密度區(qū)及最低密度區(qū)勾畫圓形ROI并獲取CT值；應(yīng)用體積測(cè)量軟件測(cè)量木質(zhì)異物低密度區(qū)(即CT值<0 HU區(qū)域)的體積。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件及Origin 2020繪圖軟件。以Shapiro-Wilk檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，對(duì)不符合正態(tài)分布者進(jìn)行基于lg(x+k)或1/x的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。采用單因素方差分析比較相同時(shí)間點(diǎn)各組最低密度區(qū)CT值、最高密度區(qū)CT值和低密度區(qū)體積的差異，以LSD法行兩兩比較；采用重復(fù)測(cè)量的方差分析、LSD法評(píng)價(jià)存留時(shí)間及血水混合物濃度對(duì)木質(zhì)異物CT表現(xiàn)的影響，以球形檢驗(yàn)評(píng)價(jià)二者的交互作用。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 血水混合物濃度對(duì)木質(zhì)異物最低密度區(qū)CT值的影響 各組時(shí)間-最低密度區(qū)CT值曲線呈速升-緩升型(圖1)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)各組木條最低密度區(qū)CT值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=0.25，P=0.91)；6 h后各組最低密度區(qū)CT值均顯著升高，且各組最低密度區(qū)CT值具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=19.93，P<0.001)，NC組低密度區(qū)CT值升高最快、T100組最慢；之后各組最低密度區(qū)CT值呈緩慢升高趨勢(shì)，其中NC組和T25組分別在第90 h和第234 h時(shí)完全呈高密度(CT值>0 HU)；不同時(shí)間點(diǎn)兩兩比較，僅T75組與T100組最低密度區(qū)CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，其余各組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。血水混合物濃度及存留時(shí)間均影響木質(zhì)異物最低密度區(qū)CT值(F=400.01、4 301.38，P均<0.001)，且二者存在交互作用(F=82.79，P<0.001)。

圖1 血水混合物濃度對(duì)模擬木質(zhì)異物最低密度區(qū)CT值的影響(n=4)

2.2 血水混合物濃度對(duì)木質(zhì)異物最高密度區(qū)CT值的影響 各組時(shí)間-最高密度區(qū)CT值曲線呈速升平臺(tái)型(圖2)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各組木質(zhì)異物均為低密度；6 h后均出現(xiàn)高密度區(qū)，且54 h后最高密度區(qū)CT值均趨于恒定，各組最高密度區(qū)CT值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。血水混合物濃度和存留時(shí)間均影響木質(zhì)異物最高密度區(qū)CT值(F=11.44、9 235.77，P均<0.001)，但未見二者交互作用(F=0.67，P=1.20)。

2.3 血水混合物濃度對(duì)木質(zhì)異物低密度區(qū)體積的影響 NC組和T25組時(shí)間-低密度區(qū)體積曲線呈速降型，T50組、T75組及T100組則均呈緩降型(圖3)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各組木條低密度區(qū)體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.76，P=0.57)；6 h后各組低密度區(qū)體積均減小，減小幅度 NC組最大、T100組最小。NC組和T25組低密度區(qū)體積分別在90、234 h后消失，其余各組截止實(shí)驗(yàn)結(jié)束仍可見低密度區(qū)；不同時(shí)間點(diǎn)兩兩比較，僅T75組與T100組低密度區(qū)體積差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，其余各組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。血水混合物濃度及存留時(shí)間均影響木質(zhì)異物最低密度區(qū)體積(F=1 899.42、3 216.70，P均<0.001)，且二者存在交互作用(F=201.00，P<0.001)。

圖2 血水混合物濃度對(duì)模擬木質(zhì)異物最高密度區(qū)CT值的影響(n=4)

圖3 血水混合物濃度對(duì)模擬木質(zhì)異物低密度區(qū)體積的影響(n=4)

2.4 CT表現(xiàn) 隨著木條浸入血水混合物時(shí)間延長(zhǎng)，長(zhǎng)軸CT圖像顯示木質(zhì)異物邊緣逐漸呈條狀高密度影，中心呈條狀低密度影，即“軌道征”(圖4)；短軸圖像顯示木質(zhì)異物邊緣呈環(huán)形高密度影，中心區(qū)域呈類圓形低密度影，即“靶心征”(圖5)。

圖4 各時(shí)間點(diǎn)CT多平面重建長(zhǎng)軸圖像示T25組與T75組影像學(xué)變化

圖5 各時(shí)間點(diǎn)CT多平面重建短軸圖像示各組木條影像學(xué)變化

3 討論

干燥木條吸水速度較快[9]，且其吸水過(guò)程是從邊緣到中心的漸進(jìn)過(guò)程。臨床所見木質(zhì)異物多為輕質(zhì)木材。本研究以所在地較為常見的杉木作為研究對(duì)象，并烘干至恒重，以去除木材含水量的影響。

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，模擬木質(zhì)異物CT表現(xiàn)與留存時(shí)間密切相關(guān)，主要可分三個(gè)階段。在實(shí)驗(yàn)初期，即第一階段，木材吸水少，CT表現(xiàn)為氣體樣低密度影，需與體內(nèi)積氣相鑒別。隨木質(zhì)異物在體內(nèi)留存時(shí)間延長(zhǎng)，木質(zhì)纖維素含水量增加，其疏水性增強(qiáng)、吸水能力逐漸減慢[10]，進(jìn)入第二階段，各組CT參數(shù)變化逐漸減緩[11]；此階段木質(zhì)異物CT表現(xiàn)變化最大，其密度逐漸接近脂肪、水、軟組織、血液或鈣化等[12]，易被誤診為血脂混合物或包裹性積血、積氣；其形態(tài)特點(diǎn)為環(huán)形高密度、中心低密度，即長(zhǎng)軸圖像呈“軌道征”，短軸圖像呈“靶心征”[13]。木質(zhì)異物達(dá)到飽和吸水狀態(tài)后進(jìn)入第三階段，CT呈高密度。

不同濃度血水混合物的液體黏滯度不同，黏滯度增加會(huì)降低水分子擴(kuò)散速度[14]，減緩木質(zhì)異物CT變化速度。本研究發(fā)現(xiàn)，隨血水混合物濃度升高，木質(zhì)異物最低密度區(qū)CT值及其體積變化呈漸緩趨勢(shì)，雖然上述各階段的變化趨勢(shì)并未發(fā)生改變，但變化所需時(shí)間延長(zhǎng)。

CT可精確定位體內(nèi)木質(zhì)異物，但木質(zhì)異物CT表現(xiàn)復(fù)雜且呈動(dòng)態(tài)變化，對(duì)疑有體內(nèi)木質(zhì)異物患者，可間隔適當(dāng)時(shí)間后進(jìn)行重復(fù)掃描，影像學(xué)表現(xiàn)出現(xiàn)特征性變化有助于診斷。

本研究的不足：①為體外實(shí)驗(yàn)研究；②僅針對(duì)條狀杉木模型得出結(jié)論，是否適用于所有木質(zhì)異物尚不明確；③人體內(nèi)血水混合物成分復(fù)雜，本研究?jī)H采用生理鹽水與全血混合物作為替代，有待進(jìn)一步完善。

綜上，血水混合物濃度和留存時(shí)間均影響模擬木質(zhì)異物CT表現(xiàn)。