微泡超声空化的肝创伤止血作用及其病理机制

发布时间：2020-07-12 11:57

【摘要】：研究背景: 创伤性肝损伤是腹外伤中最严重、死亡率最高的脏器损伤之一。在腹部外伤中，创伤性肝损伤的发生率仅次于脾损伤，而死亡率却占首位，高达10％-15％，其中，外伤所致不可控制的出血是导致患者死亡的主要原因。我们知道，肝脏具有物质代谢、合成蛋白质、解毒、内分泌等许多重要的生理功能，肝功能的异常必然会影响到机体的预后和转归，因此，尽早止住活动性出血、尽量实施保留脏器的治疗、为再次手术赢得时间是创伤早期救治中的重要环节。目前，创伤性肝损伤的治疗方法主要有剖腹手术治疗和腹腔镜、选择性动脉栓塞、ERCP和CT引导等微创治疗。肝脏是人体最大的实体器官，其血运丰富，质地柔软、易脆，抗牵拉强度低，手术缝合修补比较困难。手术止血治疗过程中应用较为广泛的止血方法是填料止血，直接作用于创面达到压迫止血的目的，该方法的缺点是需要二次手术取出纱布，并且并发症较高；另一种方法是采用明胶海绵等止血材料填塞，此方法耗时较长且对操作者熟练程度要求高；而微创技术大多要求有大型仪器设备，操作比较复杂。微创肝创伤止血技术是近年发展方向，主要有：介入血管栓塞、微波或者射频热凝固止血、高强度聚焦超声热凝固止血以及超声引导下注射止血剂等。因此，尽管这些治疗方法有各自的优势，但在实际应用不能满足及时诊断、快速止血的要求，存在相应的不足。微泡超声空化是一已知的物理现象，体内超声空化的发生依赖微泡的形成、生长和压缩崩溃内爆。超声造影剂微泡是一种有效的空化核，其增强超声空化血管损伤的生物学效应已在血管、心肌等多方面的研究中被证实。肝脏血流丰富、肝内血窦血流缓慢、微泡有肝内聚集特征，更有利于发挥微泡超声空化对肝内血管的机械损伤作用。前期研究发现，微泡增强的超声空化效应通过损伤辐照靶区的肝实质微小血管，可对毛细血管内皮细胞甚至小静脉造成严重的机械损坏，造成广泛的微小血肿和水肿；还可导致肝细胞气球样变性、浑浊肿胀，压迫肝内血窦，致肝内血管回流受阻，血管闭塞，具有暂时性阻断局部正常肝脏血液循环的作用。目的: 在前期微泡增强的超声空化效应阻断局部正常肝血流的基础上，通过建立兔肝脏切割伤模型，探讨脉冲式治疗超声联合静脉注射微泡，是否能快速有效治疗肝创伤后出血，及其止血作用的病理机制。材料与方法: 1.主要实验材料 1.1实验动物：健康新西兰白兔20只，雌雄不限，体重1.8 2.5kg，由新桥医院实验动物中心提供。 1.2超声化治疗仪：CZ-960型，治疗头频率831kHz，峰值声压为4.8MPa，采取工作8s间歇8s的交替治疗模式，平均声强(ISPTA)为1.39W/cm2。 1.3超声诊断仪：使用GE公司Logiq9型彩色多普勒超声诊断仪，探头为9L高频线阵探头，频率5～9MHz，具有编码谐波超声造影模式。 1.4脂质微泡：使用本科室实验室研制的脂氟显脂质造影剂，主要核心气体为全氟丙烷，乳白色液体，粒径范围2～10μm，其中98％在8μm以下，浓度为(4～9)×109/ml。超声造影时剂量为0.02ml/kg，用于超声治疗时剂量为0.1ml/kg（微泡溶入5ml生理盐水中制成微泡混悬液）。 1.5麻醉试剂：2%戊巴比妥钠和陆眠宁II注射液。电子天平称取2.0g戊巴比妥钠粉剂，以100ml超纯水溶解后，磁力搅拌器搅拌均匀，并用0.22μm滤器过滤除菌，分装于100ml无菌瓶中备用。陆眠宁II注射液主要成分为乙二胺四乙酸、二甲苯胺噻唑、盐酸二氢埃托啡和氟哌啶醇，由中国军事医学科学院军事兽医研究所研制。 2.实验方法： 2.1肝切割伤动物模型的建立：健康新西兰大白兔20只，雌雄不限，体质量1.8 2.5kg。麻醉后开腹暴露肝脏，用手术刀片在兔肝左叶（避开右叶胆囊区）制备一个长20mm、深5mm的切口。 2.2实验分组及处理：将建模后的新西兰大白兔随机分为三组，即超声联合微泡组（MEUS组）8只、单纯超声组（US组）6只和假照组（Sham组）6只。MEUS组采用4.8MPa的脉冲式治疗超声联合经静脉注射微泡（0.1ml/kg）治疗肝切割伤后出血；US组使用超声辐照和同等剂量的生理盐水替代微泡；Sham组经静脉注射同等剂量生理盐水，同时仅予以超声探头假照，不发射能量。 2.3实验步骤：实验兔采用复合式麻醉，先肌注陆眠宁II（0.1ml/kg），再建立耳缘静脉通道，注射2%戊巴比妥钠（0.2ml/kg）。麻醉后采用剑下正中线切口，暴露肝脏后，轻轻将兔肝左叶拖出腹腔用于实验。各组先用二维超声和多普勒超声观察肝叶形态、血流情况等，MEUS组和Sham组建模前先经耳缘静脉造影团注“脂氟显”微泡（0.01ml/kg）对肝脏进行超声造影观察，并记录峰值声学密度值（PI）。建立肝切割伤模型后，用滤纸收集各组初始出血速率（初始出血速率=10s出血量/10s），然后各组处理方式如下：MEUS组在经静脉缓慢推注微泡（0.1ml/kg，以生理盐水稀释至3ml）的同时用超声治疗探头辐照切口区2min；US组用3ml生理盐水代替微泡，同时用治疗头辐照2min；Sham组用3ml生理盐水替代微泡，同时治疗头假照2min。三组治疗完后观察即刻止血效果并视觉评分，收集10min出血总量。最后各组均超声造影观察肝血流阻断情况。三组各取3只兔于实验完成后即刻取辐照区组织标本做病理切片用于止血病理机制研究，其余实验兔留观48h后观察肝脏坏死情况，并切取组织标本肉眼判定大体坏死程度，送病理检查。 2.4止血效果评估及数据分析：用各组治疗前后超声造影PI值分析肝脏血流灌注的改变；用肝叶切割后的初始出血速率、10min出血量及出血视觉评分作为止血效果观察指标。采用SPSS13.0软件进行统计。初始出血速率，10min出血量，视觉评分和超声造影PI值均用x±d表示。初始出血速率，10min出血量和出血视觉评分采用Kruskal-Wallis H检验，如果总的差异有显着性，则采用Mann-Whitney U检验。MEUS组和Sham组前和治疗后的峰值强度值进行配对t检验比较。均以P0.01被视为有统计学意义。 3.实验结果： 3.1肝切割伤建模结果：20只新西兰大白兔均成功建立肝叶切割伤模型，伤口长20mm，深5mm，实验过程中无一例死亡。 3.2超声造影血流灌注分析：记录各实验组在治疗前、治疗后即刻和治疗后48h的动态灰阶造影影像，存储于硬盘中用于后续分析。使用超声诊断仪自带的造影分析软件，选取超声辐照区域的肝组织部分为感兴趣区（Region of Interest，ROI），取样时注意避开大中血管断面，取样框大小约3mm×4mm，得到兔肝叶的时间-强度曲线（time intensitycurve，TIC），记录造影峰值强度值（peak intensity，PI）。为排除人工测量误差，所有造影影像均由2名超声科工作人员独立进行分析，并取其平均值作最终分析。 3.3肝创伤后止血效果比较：三组实验兔肝叶切口治疗前均有明显的出血，10s初始出血率分布在0.10±0.08ml/s-0.12±0.04ml/s，组间无统计学差异（p0.05）。采用不同的处理因素治疗后，Sham组和US组治疗后切口还有较明显的渗血和出血，视觉评分分布在2级-4级，而MEUS组切口出血基本止住，持续观察数分钟无肉眼活动性出血，视觉评分分布在0级 1级，显著低于两个对照组（p 0.01）。而包括治疗时2min在内的10min出血量在MEUS组为（1.83±1.43）ml，也显著低于Sham组（11.02±3.56）ml和US组（12.21±5.13）ml（p 0.01），与视觉评分结果吻合。 3.4肝创伤区病理检查结果： MEUS组肝细胞气球样变、浑浊肿胀，肝细胞体积显著增大压迫肝窦，肝窦严重受压管腔萎缩，有的区域几乎消失。肝细胞排列呈类似肿瘤细胞的实体样，汇管区门静脉周围出现袖套样片状充血、出血等。而US组和Sham组肝细胞仍然显示了正常的肝细胞及肝内血窦形态，与正常组织病理学显示无差异。结论: 1.脉冲式治疗超声联合微泡产生的空化效应通过暂时性阻断局部肝实质的血液循环，从而达到肝创伤止血作用。 2.超声联合微泡组止血的病理机制可能主要是肝细胞气球样变、浑浊肿胀以及汇管区出血等，从而压迫了肝窦阻断局部肝实质的血液循环所致。
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.1

【参考文献】