微血流成像聯(lián)合超聲造影診斷豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血的實(shí)驗(yàn)研究

朱連華 費(fèi) 翔 韓 鵬 姜 波 羅渝昆

創(chuàng)傷是中青年常見(jiàn)的主要致死原因之一，全球每年約450萬(wàn)人死于創(chuàng)傷，且發(fā)病率逐年提高，嚴(yán)重影響人類生命健康［1］。腎臟是最常見(jiàn)的泌尿生殖系統(tǒng)創(chuàng)傷部位，在腹部實(shí)質(zhì)臟器創(chuàng)傷中僅次于肝、脾［2］。早期發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確評(píng)估腎創(chuàng)傷分級(jí)對(duì)于指導(dǎo)臨床治療具有重要意義，尤其是活動(dòng)性出血的早期診斷與定位，對(duì)于提高創(chuàng)傷救治成功率及改善預(yù)后起著關(guān)鍵作用。超聲具有無(wú)輻射、方便、快捷、可重復(fù)、實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)，已成為腹部閉合性損傷的首選影像學(xué)檢查方法。隨著超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）的廣泛應(yīng)用，其在腎創(chuàng)傷的診斷中發(fā)揮著重要作用，不僅可提高創(chuàng)傷灶早期診斷的敏感性，而且能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)和評(píng)估活動(dòng)性出血，進(jìn)一步提高了診斷腎創(chuàng)傷分級(jí)的準(zhǔn)確性［3-4］。CEUS常以造影劑局部異常濃聚或“涌泉”征象診斷活動(dòng)性出血，但是難以明確活動(dòng)性出血部位及受損血管破口內(nèi)徑［5-6］。微血流成像（micro-flow imaging，MFI）是新興的血流多普勒超聲成像技術(shù)，其能與CEUS 技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，不會(huì)破壞超聲造影劑，且能實(shí)時(shí)顯示組織或病灶微細(xì)血流的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，為腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血的定位、診斷，以及血管內(nèi)徑的測(cè)量提供了可能。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血模型，探討MFI 聯(lián)合CEUS 診斷和定位腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確性，以期指導(dǎo)臨床實(shí)現(xiàn)腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血的精準(zhǔn)治療。

材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

巴馬小型豬10 只，體質(zhì)量30~40 kg，平均（36.56±1.81）kg，雌雄不限，均購(gòu)自北京金牧陽(yáng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖有限責(zé)任公司［許可證號(hào)：SYXK（京）2020-0007］；實(shí)驗(yàn)前均于SPF級(jí)動(dòng)物房飼養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)我院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2022-X18-111），并遵循動(dòng)物的基本福利。

二、主要實(shí)驗(yàn)儀器與方法

1.建立模型：實(shí)驗(yàn)豬麻醉前肌肉注射0.05 mg/kg阿托品和0.1 ml/kg 痛立定，經(jīng)耳緣靜脈建立靜脈通道，靜脈注射3%戊巴比妥鈉1 ml/kg，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)豬的生命體征。靜脈注射肝素，以抑制實(shí)驗(yàn)豬的凝血系統(tǒng)。腎區(qū)備皮，側(cè)腹部切口，暴露腎臟結(jié)構(gòu)，通過(guò)穿刺針及止血鉗在腎包膜下1 cm 內(nèi)構(gòu)建豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血模型，受損血管主要是弓形動(dòng)脈及以下分支血管。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持實(shí)驗(yàn)豬生命體征穩(wěn)定，無(wú)明顯休克癥狀。根據(jù)美國(guó)創(chuàng)傷外科協(xié)會(huì)（American Association for the Surgery of Trauma，AAST）腎損傷分級(jí)2018 年修訂版對(duì)腎創(chuàng)傷進(jìn)行分級(jí)［7］，具體為：Ⅰ級(jí)，腎包膜下血腫和/或腎實(shí)質(zhì)挫傷，無(wú)裂傷；Ⅱ級(jí)，血腫局限于腎筋膜；腎實(shí)質(zhì)裂傷深度<1 cm，無(wú)集合系統(tǒng)破裂或尿外滲出；Ⅲ級(jí)，腎實(shí)質(zhì)裂傷深度>1 cm，無(wú)尿外滲出；腎筋膜內(nèi)存在腎血管損傷或活動(dòng)性出血；Ⅳ級(jí)，腎實(shí)質(zhì)撕裂傷延伸至集合系統(tǒng)并伴有尿外滲出，腎盂撕裂傷和/或完全性輸尿管破裂，腎段靜脈或動(dòng)脈損傷，活動(dòng)性出血超過(guò)腎筋膜進(jìn)入腹膜后或腹腔；Ⅴ級(jí)，無(wú)活動(dòng)性出血的血管血栓形成引起的節(jié)段性或完全性腎梗死，腎主動(dòng)脈或靜脈裂傷或腎門撕脫傷，腎血運(yùn)受損伴活動(dòng)性出血，腎臟破碎，失去可識(shí)別的腎實(shí)質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)。

2.超聲檢查：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；內(nèi)置CEUS 和MFI 聯(lián)合CEUS 成像模式。先行二維超聲掃查整個(gè)腎臟，觀察可疑腎創(chuàng)傷切面，CDFI觀察血流信號(hào)；隨后調(diào)節(jié)至雙幅成像模式，進(jìn)行CEUS 成像和MFI 聯(lián)合CEUS成像。超聲造影劑使用聲諾維（意大利Bracco 公司），使用前用5 ml 生理鹽水溶解凍干粉，振蕩搖勻后，靜脈注射0.03 ml/kg，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，實(shí)時(shí)采集并儲(chǔ)存動(dòng)態(tài)圖像120 s。觀察腎創(chuàng)傷灶內(nèi)有無(wú)活動(dòng)性出血、出血部位；在MFI 聯(lián)合CEUS 圖像上測(cè)量活動(dòng)性出血的受損血管破口內(nèi)徑。CEUS 診斷腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血標(biāo)準(zhǔn)［8］：CEUS圖像中存在不規(guī)則或“涌泉”狀造影劑異常濃聚區(qū)。MFI 聯(lián)合CEUS 診斷腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血標(biāo)準(zhǔn)［9］：MFI聯(lián)合CEUS 圖像中存在異常血流信號(hào)區(qū)。由兩名分別具有8 年和15 年腹部超聲造影檢查經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師獨(dú)立分析所有動(dòng)態(tài)圖像，判斷不一致時(shí)協(xié)商解決。

3.病理檢查：圖像采集結(jié)束后，解剖暴露腎臟，大體觀察腎臟結(jié)構(gòu)，明確腎包膜創(chuàng)傷灶及活動(dòng)性出血部位，作為活動(dòng)性出血的診斷及定位診斷標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，處死巴馬小型豬，完整取出腎臟組織并拍照。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用R 4.2.2 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或率表示，采用配對(duì)χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、活動(dòng)性出血實(shí)驗(yàn)豬模型建立

本實(shí)驗(yàn)共10 只實(shí)驗(yàn)豬構(gòu)建腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血模型，其中1只由于麻醉原因在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意外死亡，其余9 只共構(gòu)建18 處腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血灶，其中AAST Ⅲ級(jí)6處，Ⅳ級(jí)12處。

二、CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 診斷豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血情況

18處腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血灶中，二維超聲及CDFI均未探及明顯的腎創(chuàng)傷灶內(nèi)活動(dòng)性出血。CEUS 共探及14 處活動(dòng)性出血，診斷準(zhǔn)確率為77.78%；MFI 聯(lián)合CEUS 共探及17處活動(dòng)性出血，診斷準(zhǔn)確率為94.44%。CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 診斷活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.333，P=0.248）。見(jiàn)表1和圖1。

圖1 CEUS與MFI聯(lián)合CEUS診斷豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血

表1 CEUS與MFI聯(lián)合CEUS診斷及定位豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血情況

三、CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 定位豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血情況

18 處腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血灶中，CEUS 明確10 處活動(dòng)性出血部位，定位活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率為55.56%；MFI 聯(lián)合CEUS 明確17 處活動(dòng)性出血部位，定位活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率為94.44%。CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 定位活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=5.143，P=0.023）。見(jiàn)表1 和圖2，3。MFI聯(lián)合CEUS 測(cè)得活動(dòng)性出血受損血管破口內(nèi)徑為1.54~2.42 mm，平均（1.94±0.29）mm。

圖2 CEUS與MFI聯(lián)合CEUS診斷及定位豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血

討 論

腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血若止血不及時(shí)，易導(dǎo)致腎功能急速下降，發(fā)生急性腎損傷，甚至危及生命。早期發(fā)現(xiàn)腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血并明確其部位對(duì)于臨床治療方案選擇和預(yù)后評(píng)估至關(guān)重要。超聲在腎創(chuàng)傷的早期檢測(cè)中具有不可替代的作用，尤其是CEUS 的廣泛應(yīng)用，不僅提高了創(chuàng)傷灶早期發(fā)現(xiàn)的敏感性，而且能檢測(cè)活動(dòng)性出血，顯著提高了創(chuàng)傷分級(jí)的診斷效能［3，10］。隨著創(chuàng)傷治療理念的革新，為盡可能保留患者腎功能，對(duì)于血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的患者主要選擇非手術(shù)微創(chuàng)介入治療和隨訪觀察［11］。因此，在準(zhǔn)確分級(jí)診斷創(chuàng)傷的同時(shí)，超聲檢查還需明確活動(dòng)性出血部位。CEUS 主要依靠造影劑局部異常濃聚或“涌泉”征象判斷創(chuàng)傷灶內(nèi)存在活動(dòng)性出血，由于缺乏對(duì)受損血管的直接觀察，因此難以準(zhǔn)確鑒別受損血管來(lái)源和定位活動(dòng)性出血，從而增加臨床微創(chuàng)介入治療的難度，甚至導(dǎo)致失敗。因此，早期準(zhǔn)確判斷活動(dòng)性出血部位有助于實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)介入精準(zhǔn)止血，改善活動(dòng)性出血的治療療效。

MFI 采用新的時(shí)空濾波器技術(shù)，改善了超聲圖像的空間分辨率，將組織雜波與低速和微血流的多普勒信號(hào)分離，降低噪聲，提高微細(xì)血管的顯示能力，因此能清晰顯示直徑為100 μm的微細(xì)血管和流速為1 cm/s的低速微小血流［12］。此外，MFI 還可以與CEUS 聯(lián)合應(yīng)用，進(jìn)一步增強(qiáng)檢測(cè)微細(xì)血管和低速血流的能力，從而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)腎腫瘤的血管形態(tài)，有利于腎良惡性腫瘤的鑒別診斷［13］。韓鵬等［9］研究發(fā)現(xiàn)在體外人工模擬血管模型中應(yīng)用MFI 聯(lián)合CEUS 較CEUS 能更準(zhǔn)確地檢出活動(dòng)性出血，且對(duì)活動(dòng)性出血部位的判斷也更加準(zhǔn)確。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立巴馬小型豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血模型發(fā)現(xiàn)，CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 診斷活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率分別為77.78%、94.44%。雖然MFI 聯(lián)合CEUS 的診斷準(zhǔn)確率更高，但與CEUS 的診斷準(zhǔn)確率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分析原因?yàn)椋篗FI聯(lián)合CEUS是在CEUS 成像的基礎(chǔ)上增加了血管成像，其仍然是通過(guò)觀察超聲造影劑的分布特征來(lái)評(píng)價(jià)腎臟局部血流動(dòng)力學(xué)的變化，因此對(duì)活動(dòng)性出血診斷的準(zhǔn)確率與CEUS 比較無(wú)顯著改變；此外本實(shí)驗(yàn)樣本量較小，難以發(fā)現(xiàn)CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 在診斷活動(dòng)性出血準(zhǔn)確率方面的差異。

明確活動(dòng)性出血部位是臨床微創(chuàng)介入治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，CEUS 與MFI 聯(lián)合CEUS 定位腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血的準(zhǔn)確率分別為55.56%、94.44%，二者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。分析原因?yàn)椋篗FI聯(lián)合CEUS檢查在觀察超聲造影劑異常濃聚的同時(shí)，能準(zhǔn)確判斷異常濃聚的超聲造影劑來(lái)源，從而鑒別創(chuàng)傷灶內(nèi)受損血管，提高活動(dòng)性出血定位診斷的準(zhǔn)確率。在CEUS發(fā)現(xiàn)活動(dòng)性出血的模型中，有4處不能明確活動(dòng)性出血部位，待聯(lián)合MFI 后均能明確。此外，本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)應(yīng)用MFI 聯(lián)合CEUS 測(cè)得受損血管破口內(nèi)徑為1.54~2.42 mm，證實(shí)MFI聯(lián)合CEUS在診斷及定位活動(dòng)性出血的同時(shí)，也能判斷受損血管的內(nèi)徑大小，為臨床微創(chuàng)介入治療提供更多有價(jià)值的診斷信息。由于二維超聲與CDFI 均未能探及組織內(nèi)微細(xì)血管，故在豬腎創(chuàng)傷伴活動(dòng)性出血模型中二者均未發(fā)現(xiàn)明確的活動(dòng)性出血，與以往研究［3］結(jié)論一致。

本研究的局限性：①僅通過(guò)大體標(biāo)本觀察活動(dòng)性出血及部位，未行增強(qiáng)CT 或DSA 檢查評(píng)價(jià)活動(dòng)性出血；②MFI聯(lián)合CEUS測(cè)量受損血管破口內(nèi)徑存在局限性，測(cè)量值與量程、增益等有關(guān)；③僅探討了MFI 聯(lián)合CEUS 檢查破口內(nèi)徑<3 mm 的受損小血管導(dǎo)致的活動(dòng)性出血，未對(duì)腎臟大、中血管受損導(dǎo)致的活動(dòng)性出血進(jìn)行研究，存在一定的偏倚。

綜上所述，CEUS聯(lián)合MFI能清晰顯示豬腎創(chuàng)傷灶內(nèi)受損血管，準(zhǔn)確診斷活動(dòng)性出血，且定位活動(dòng)性出血的能力優(yōu)于CEUS，可為指導(dǎo)臨床微創(chuàng)介入治療提供理論依據(jù)。