自制經(jīng)靜脈聲學(xué)造影劑超聲顯像的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，超聲造影劑及相關(guān)成像技術(shù)的研發(fā)都取得了飛躍性的進(jìn)展，聲學(xué)造影已成為超聲醫(yī)學(xué)發(fā)展研究領(lǐng)域中發(fā)展異常迅速的分支課題之一。因?yàn)樵谥車o脈內(nèi)注射造影劑進(jìn)行的聲學(xué)造影屬于無創(chuàng)性方法，所以目前致力于經(jīng)靜脈注射心肌聲學(xué)造影劑的研制。本實(shí)驗(yàn)研究自制經(jīng)靜脈含氟碳?xì)怏w造影劑的安全性，并評(píng)價(jià)其在正常開胸犬心肌、肝臟、腎臟中的超聲顯影效果。冠狀動(dòng)脈疾病是目前最重要的心血管疾病，其基本病理生理學(xué)改變就是心肌血流灌注異常。經(jīng)靜脈心肌聲學(xué)造影從微血管水平評(píng)價(jià)

2、心肌灌注，無創(chuàng)性的評(píng)價(jià)正常及異常心肌血流灌注成為研究的熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)采用自制的經(jīng)靜脈聲學(xué)造影劑，利用二次諧波、間歇式觸發(fā)成像、能量多普勒顯像技術(shù)，評(píng)價(jià)正常及不同程度冠狀動(dòng)脈狹窄時(shí)犬心肌血流灌注，判斷存活心肌，評(píng)價(jià)MCE測(cè)量局部心肌血流量的可行性和準(zhǔn)確性，評(píng)價(jià)冠脈儲(chǔ)備能力。 方法:自制經(jīng)靜脈聲學(xué)造影劑器官顯像及其安全性研究自制含氟聲學(xué)造影劑：應(yīng)用稀釋的5％的白蛋白溶液與低分子右旋糖酐(40)混合溶液10ml，放入倒置的注射器外套管中

3、，連接于三通管，將超聲粉碎儀探頭放在混合溶液的液面下，輸出功率100W，聲振時(shí)間150s進(jìn)行超聲振蕩，在振蕩的過程中勻速向混合溶液內(nèi)注入C3F8氣體1ml。棄去底部0.5ml液體后，抽取振蕩后的含微泡的溶液，封閉保存?zhèn)溆?。?yīng)用改良的Neubauer法計(jì)數(shù)并計(jì)算微泡的濃度。應(yīng)用標(biāo)尺鏡下測(cè)量微泡的大小。 動(dòng)物準(zhǔn)備：8條健康雜種犬，雌雄不限，體重15～25kg。仰臥位固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用3％戊巴比妥鈉(30mg/kg體重)靜脈注射麻醉，脫

4、毛、消毒皮膚后作氣管插管，行呼吸機(jī)正壓人工呼吸。雙側(cè)股靜脈插管供輸液和注射自制聲學(xué)造影劑。多功能監(jiān)護(hù)儀同步監(jiān)測(cè)心電圖、心率及平均動(dòng)脈壓。沿胸骨正中，用開胸器暴露心臟，輕輕提起心包膜并將其剪開后，懸吊于胸壁，制成心包吊籃。 造影檢查：應(yīng)用PHILIPS公司SONOS5500彩色多普勒超聲診斷儀檢查，S4和L7540探頭。通過置于心臟前壁的特制水囊間接掃查，顯示胸骨旁左室乳頭肌短軸切面。用隨機(jī)配帶的contrast程序，間歇諧波成像

5、，機(jī)械指數(shù)調(diào)為最大。注射造影劑之前調(diào)節(jié)儀器增益，使心肌和肝腎實(shí)質(zhì)回聲低至剛能辨認(rèn)。其余設(shè)置取該程序默認(rèn)值。保持儀器設(shè)置在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不變。分別在常規(guī)造影、AD狀態(tài)下獲取圖像。 心電圖觸發(fā)時(shí)間置于T波頂點(diǎn)，采用雙幀顯像方式，觸發(fā)間歇從3：1開始逐漸遞增。經(jīng)靜脈持續(xù)輸入自制造影劑，每支稀釋10倍至30ml，用微量注射泵持續(xù)輸注，采用四種靜滴速度為0.5ml/min、1.0ml/min、2.0ml/min、3.0ml/min。。每條犬重

6、復(fù)造影6次，兩次注射間隔至少10分鐘以上。注射造影劑前后采集圖像分別記錄于MO磁光盤及錄像帶供脫機(jī)分析。 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中持續(xù)監(jiān)測(cè)造影前后心率、平均動(dòng)脈壓、心電圖變化，監(jiān)測(cè)造影劑注入前后血?dú)狻⑿募∶缸V、肝功、腎功等生化指標(biāo)的變化。監(jiān)測(cè)呼吸、皮膚的變化，記錄有無急性肺水腫及死亡。 組織標(biāo)本處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)用10％氯化鉀溶液10ml靜脈注射處死動(dòng)物，將心臟取出，橫切成0.5cm左右的厚片，取心肌組織6塊，進(jìn)行HE染色，光鏡和電

7、鏡下觀察心肌超微結(jié)構(gòu)。同時(shí)取犬肺臟、肝臟、腎臟各三小塊，分別固定于10％福爾馬林溶液，制備石蠟切片，HE染色進(jìn)行光電鏡檢查。 經(jīng)靜脈心肌聲學(xué)造影定量評(píng)價(jià)犬心肌血流灌注動(dòng)物準(zhǔn)備：基本準(zhǔn)備同前。制成心包吊籃后，暴露心臟，于冠脈第一對(duì)角支下1cm處鈍性游離左前降支，在冠脈縮窄器前方放置1.5～2.0F電磁流量計(jì)探頭，用電磁流量計(jì)測(cè)定LAD基礎(chǔ)流量，用冠脈縮窄器調(diào)節(jié)冠脈血流量，制成不同程度冠脈狹窄。左心耳插管供注入放射性微球和Evan’

8、sblue時(shí)用。 分別制成不同程度冠脈狹窄。輕度：血流量減少在25％以內(nèi)。中度：血流量減少50％；重度狹窄：血流量減少75％以上；完全阻斷冠脈。分別在靜息狀態(tài)、用腺苷(140μg/kg/min，靜脈注射共6分鐘)后的最大充血狀態(tài)下對(duì)不同程度的冠脈狹窄狀態(tài)進(jìn)行MCE檢查。在完全狹窄狀態(tài)下觀察3～4小時(shí)。完全阻斷后再灌注2小時(shí)，動(dòng)態(tài)觀察MCE，再灌注即刻、2小時(shí)后行腺苷MCE檢查。 心肌造影方法：PHILIPS5500彩色多

9、普勒超聲診斷儀(S4探頭)。采用contrast程序，間歇Hramonic成像，能量造影狀態(tài)。經(jīng)靜脈應(yīng)用微量注射泵持續(xù)輸注自制造影劑，速度為1.0ml/min。心電圖觸發(fā)時(shí)間置于T波頂點(diǎn)，采用雙幀顯像方式，心電圖雙觸發(fā)間隔極短，為15ms，第二次觸發(fā)的圖像作為本底定量分析心肌灌注以排除偽像。造影劑在左室腔內(nèi)顯影后，從觸發(fā)間歇1：1開始達(dá)到充分顯影后，逐漸遞增直至顯影不再增強(qiáng)，結(jié)束MCE的觸發(fā)間隔依實(shí)驗(yàn)條件而定。 資料分析:正常心

10、肌、肝臟、腎臟造影分析定性分析：灰階顯影分級(jí)如下：0級(jí)=無顯影；1級(jí)=少量顯影；2級(jí)=明顯顯影；3級(jí)=強(qiáng)烈顯影，完全充滿造影劑。 定量分析：視頻密度分析法：對(duì)記錄在MO上的圖像應(yīng)用Photoshop7.01圖像處理軟件進(jìn)行分析，把黑白和彩色象素視頻密度由暗到明分為0～255級(jí)。分別于心肌的各個(gè)部位和肝腎實(shí)質(zhì)部位取樣，取樣時(shí)盡可能多地包含感興趣區(qū)，取其象素視頻密度的平均值。左室取乳頭肌短軸切面，將左室壁分為6個(gè)節(jié)段：前壁、側(cè)壁、后

11、壁、下壁、后間隔、前間隔。測(cè)量時(shí)避開心內(nèi)膜、心外膜、乳頭肌、肝腎內(nèi)大血管以及散在的強(qiáng)回聲點(diǎn)，保持在同一位置。由兩名醫(yī)師分別獨(dú)立測(cè)量?jī)纱?，然后取平均值。視頻密度用灰階單位表示。 圈劃感興趣區(qū)分析心肌各部位在不同觸發(fā)間歇時(shí)的視頻強(qiáng)度(為減去相應(yīng)部位的本底圖像視頻強(qiáng)度后)，用公式(60×觸發(fā)間歇/心率)將觸發(fā)間歇換算成時(shí)間(s)，得到一系列的時(shí)間-強(qiáng)度變化曲線。Ⅵ為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，將數(shù)據(jù)以指數(shù)方程擬合：y=A(1-e-βt)，式

12、中y為任意時(shí)刻心肌的視頻強(qiáng)度，A為心肌峰值視頻強(qiáng)度，t為時(shí)間，β為曲線上升支斜率。其中A是平臺(tái)期最大視頻強(qiáng)度；β為微泡平均速度(MV)，二者的乘積(A·β值)可用于估計(jì)局部心肌血流量。 放射性微球測(cè)定心肌血流量(MBF)：造影結(jié)束后，在左心耳內(nèi)恒速注入5mci99mTc-MAA微球(30～50μm，總數(shù)2×106個(gè))。注射前10s開始從股動(dòng)脈以5ml/min的恒速抽取參考血樣，抽血時(shí)間持續(xù)180s。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將心臟標(biāo)本每隔0.

13、5cm左右作組織切片，把與左室中部乳頭肌短軸切面一致的切片分成6份，稱重，把參考血標(biāo)本及等重心肌組織塊分別放入GC-1200r放射免疫計(jì)數(shù)器中測(cè)量放射性計(jì)數(shù)，并計(jì)算心肌血流量。公式為：Qm=(Cm·Qr)/Cro式中Qm為心肌樣本的血流量(mL/min)，Cm為樣本組織的放射性計(jì)數(shù)，Qr為采集動(dòng)脈參考血樣的速度(ml/min)，Cr為動(dòng)脈參考血樣的放射性計(jì)數(shù)。測(cè)得的Qm除以心肌重量即得到單位重量的血流量(ml·min-1·g-1)。

14、 組織標(biāo)本處理：注入放射性核素后，向左房?jī)?nèi)注入0.5％伊文思藍(lán)10ml。處死動(dòng)物后，選取左心室乳頭肌短軸水平的切片，放入2％的2，3，5-三苯基氯化四氮唑(TTC)溶液中(37℃水浴，PH值為7.4)染色20分鐘，觀察心肌的顏色變化。數(shù)碼相機(jī)拍照。 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：所有結(jié)果均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的形式(mean±SD)表示，采用MicrosoftExcel2000及SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。 結(jié)論:應(yīng)用聲空化法自制含氟

15、碳?xì)怏w造影劑，微泡的平均直徑為3.20±0.75μm，濃度為3.7×109個(gè)/ml，95％微泡直徑＜6.0μm。表明該微泡的均一性、穩(wěn)定性、重復(fù)性好。 本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)正常犬注射自制造影劑前后心率、平均動(dòng)脈壓、血?dú)狻㈦娊赓|(zhì)、心肌酶學(xué)及肝腎功能等血流動(dòng)力學(xué)及主要生化指標(biāo)的觀察，證實(shí)其具有安全性，完全適用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，為其進(jìn)一步的研制研究打下基礎(chǔ)。 研究發(fā)現(xiàn)，造影劑注射速度為1.0ml/min、2.0ml/min時(shí)心肌造影效果均較

16、好。 本研究通過注射小劑量的自制經(jīng)靜脈含氟碳?xì)怏w造影劑，結(jié)合超聲顯像新技術(shù)，可獲得顯著的心肌、肝臟和腎臟造影效果。 利用二次諧波與間歇式觸發(fā)成像、能量多普勒顯像技術(shù)，采用自制的氟碳聲學(xué)造影劑，經(jīng)靜脈持續(xù)滴注，分析不同程度冠脈狹窄和閉塞時(shí)心肌造影效果，并得出一系列的時(shí)間-強(qiáng)度變化曲線，估計(jì)局部心肌血流量，與放射性微球技術(shù)測(cè)定的絕對(duì)心肌血流量有良好的相關(guān)性，說明MCE可定量評(píng)價(jià)冠脈微循環(huán)。通過靜息及腺苷負(fù)荷比較不同冠脈狹窄前