超声造影对兔闭合性肝外伤诊断的实验研究

张淑萍 ZHANG Shuping

古 旸1 GU Yang

金 兰1 JIN Lan

王 凤1 WANG Feng

孟灵侠1 MENG Lingxia

李叶阔2 LI Yekuo

超声造影对兔闭合性肝外伤诊断的实验研究

张淑萍1ZHANG Shuping

古 旸1GU Yang

金 兰1JIN Lan

王 凤1WANG Feng

孟灵侠1MENG Lingxia

李叶阔2LI Yekuo

作者单位
1. 陕西省宝鸡市中医医院超声科 陕西宝鸡721001
2. 广州军区广州总医院超声科 广东广州510010

目的 探讨超声造影（CEUS）对兔闭合性肝外伤的诊断价值，为临床闭合性肝外伤的研究提供参考。材料与方法 15只健康新西兰大耳白兔采用随机数字法分为A组、B组、C组，每组5只。使用自制撞击器分别以127.8 N、213.0 N及298.2 N撞击力对3组兔建立闭合性肝外伤模型。于撞击前、撞击后20 min内完成灰阶超声（US）及CEUS检查，评估损伤程度，并与大体病理结果进行比较。结果撞击后10只兔US示局部肝包膜回声中断，实质内见异常回声区，与正常肝组织分界不清。CEUS及时间-信号强度曲线示造影剂推注后正常肝组织均匀增强显影，病灶部位未见明显强化，与正常肝组织分界清晰。US及CEUS的诊断敏感度分别为66.7%（10/15）和100.0%（15/15），差异有统计学意义（P＜0.05）。US及CEUS与大体病理标本的符合率分别为40.0%（6/15）和86.7%（13/15），差异有统计学意义（P＜0.05）。CEUS与大体病理标本一致性较好（Kappa=0.815，P＜0.001）。结论CEUS能显著提高闭合性肝外伤的诊断率，且可以准确反映损伤程度，与大体病理标本具有较好的一致性。

创伤，非贯通性；肝损伤；超声检查，多普勒，彩色；超声造影；造影剂；疾病模型，动物；兔

肝是腹部最大的实质性脏器，由于其组织脆弱、血管丰富，极易因外力撞击发生损伤。闭合性肝外伤早期症状多不典型，患者死亡率高达10%左右[1]。早期明确诊断并准确评估肝损伤程度是临床选择合理治疗手段和降低死亡率的关键。灰阶超声（gray scale ultrasonography，US）在腹部闭合性创伤的诊断中具有重要价值，但在显示轻微损伤及明确损伤范围方面敏感性有限[2]。本研究通过建立不同级别兔闭合性肝外伤模型，评估超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）在兔闭合性肝外伤中的诊断价值。

1 材料与方法

1.1 实验动物 15只健康新西兰大耳白兔，由广州军区广州总医院动物实验中心提供[合格证号SCXK（粤）2013-0002]，雌雄不限，体重2.5～3.1 kg，平均（2.8±0.3）kg。采用随机数字法分为A组、B组、C组，每组5只。本实验经广州军区广州总医院实验动物伦理委员会批准。

1.2 动物模型制作 经耳缘静脉注射3%戊巴比妥钠麻醉实验兔（剂量1 ml/kg），肝区备皮后取仰卧位固定于动物实验板，耳缘静脉留置22G留置针作为造影剂注射通道。助手从兔右侧肋下向右上方向固定肝，采用自制迷你型撞击器（专利号2012201622056）建立兔闭合性肝外伤模型。迷你型撞击器内弹簧钢性模数8000 kg/mm2，弹簧圈外径15 mm，线径2.5 mm，有效圈数23圈，弹簧常数k=8.52 N/mm。撞击头直径为10 mm。实验中固定迷你型撞击器的撞击深度为20 mm，根据胡克定律F=kx，将调压螺丝调节为15 mm、25 mm及35 mm 3个不同长度，相应撞击力度分别为127.8 N、213.0 N及298.2 N，分别对3组兔肝区进行撞击，建立不同级别闭合性肝外伤模型。

1.3 超声检查 采用GE Voluson E8 Expert彩色多普勒超声诊断仪，9L-D探头，频率为6～9 MHz。调整机械指数为0.14，聚焦调至损伤病灶的深部位置（2～3 cm）。超声造影剂采用SonoVue（Bracco公司），使用前用5 ml生理盐水溶解，摇匀后抽取0.2 ml采用团注法经留置针管注入，而后迅速给予2 ml生理盐水冲管。15只实验兔分别于撞击前及撞击后20 min内完成US及CEUS检查，参考Moore等[3]的报道评估肝损伤程度。

1.4 病理检查 参照美国创伤外科协会（AAST）分级标准[3]对肝大体标本的损伤程度进行评估，并与US及CEUS评估结果进行对照。AAST分级标准见表1。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，US与CEUS诊断肝损伤的敏感度及符合率比较采用Fisher确切概率法，一致性分析采用Kappa检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。兔肝不同部位时间-信号强度曲线（TIC）分析采用TIC-Analysis（GE）软件包进行。

表1 AAST分级标准

2 结果

2.1 撞击前 US可以清晰地显示肝脏内部结构及完整肝包膜；CEUS示正常肝血流灌注，未见充盈缺损或异常增强信号。

2.2 撞击后 15只兔均顺利完成建模及超声检查。

2.2.1 US A组5只兔肝US检查未见明显异常。其余10只US见局部肝包膜回声中断，后方肝实质内见大小不等的异常回声区，主要表现为点、片状局部略强回声或无回声区，与正常肝组织分界不清，肝包膜下及腹腔内探及不同程度的无回声暗区（图1A）。

2.2.2 CEUS CEUS示正常肝组织动脉期以第一肝门为中心向整个肝叶呈放射状的快速增强显影，门静脉期见动脉期后数秒以门静脉为中心的正常肝组织均匀弥漫性增强显影，实质期正常肝组织增强显影开始逐渐消退。本实验中15只兔肝实质内均可见大小不等的无增强区域，表现为注射造影剂后，损伤部位在动脉期、门静脉期及延迟期均呈现负性显影，与周围正常肝组织分界清晰（图1B）。TIC分析见病灶周围正常肝组织在推注造影剂后4～6 s迅速增强，11～14 s时达到峰值强度，而后曲线逐渐下降。病变部位TIC呈直线型，未见升高（图1C）。

2.3 大体标本及病理变化 实验结束后采用气体栓塞法处死实验兔，大体标本见A组：I级损伤3例，II级2例；B组：III级2例，IV级3例；C组：IV级4例，V级1例。15只兔均为单纯性肝损伤，无心、肺、脾等其他毗邻脏器损伤，随着撞击力度增大，损伤程度逐渐加重。病灶大体表现为单纯性裂伤、星芒状裂伤、不完全断裂伤或肝实质广泛裂伤，损伤部位可见血凝块附着（图1D）。HE染色见肝小叶结构破坏、肝板断裂，肝血窦扩张、淤血，肝细胞局灶性变性、坏死，周围见中性粒细胞聚集（图1E）。

2.4 超声检查与大体病理结果比较 US评价结果中，A组5例低估为无损伤；B组1例III级损伤高估为IV级，2例IV级损伤低估为III级；C组1例V级损伤低估为IV级。CEUS评价结果中，A组1例II级损伤低估为I级；B组1例IV级损伤低估为III级，见表2。

以大体标本作为“金标准”，US及CEUS对闭合性肝损伤诊断的敏感度分别为66.7%（10/15）和100.0%（15/15），差异有统计学意义（P＜0.05）。US与大体标本比较符合率为40.0%（6/15），CEUS与大体标本的符合率为86.7%（13/15）， 差异有统计学意义（P＜0.05）。CEUS与大体标本结果一致性好（Kappa=0.815，P＜0.001）。

图1 接受213.0 N撞击兔。US见肝包膜回声连续性中断（箭），肝周及实质内可见液性暗区（箭头），肝实质内见异常回声区（星号，A）；CEUS见正常肝组织均匀显著增强（箭），损伤部位未见明显强化，呈现负性显影（箭头），与正常组织分界清晰（B）；推注造影剂后正常肝组织TIC快速达到峰值强度，而后逐渐降低（红色曲线），损伤部位全程未见明显强化，TIC呈直线，未见明显升高（蓝色曲线，C）；大体病理见兔肝左中叶不完全断裂伤（箭），表面可见血凝块附着（D）；光镜下见肝小叶结构破坏，肝细胞局灶性变性、坏死，周围见中性粒细胞聚集（HE，×200，E）

表2 US、CEUS诊断实验兔肝损伤与大体病理结果比较

3 讨论

闭合性肝外伤占腹部损伤的15%～20%[4]，患者早期临床表现各异，易延误诊断及治疗。良好的闭合性肝外伤动物模型是临床研究闭合性肝外伤发生机制并指导临床治疗的重要基础。既往临床应用的闭合性肝外伤模型多通过自由落体撞伤机制或小创口器械夹伤等方式来建立[5-6]，其稳定性欠佳或不能称为完全意义上的闭合性创伤模型。本研究使用的自制迷你型撞击器可以通过调节撞击深度和调压螺丝长度来控制撞击参数的大小，可控性好、操作简单，结果显示，随着撞击力度的增大，肝损伤程度也逐渐增加。所建模型均为单纯肝闭合性损伤，稳定性较好，对于临床闭合性肝外伤的研究具有重要价值。

CT及CT造影技术对闭合性肝外伤的诊断具有重要价值，在临床上得到了广泛认可，但其设备庞大、移动不便，存在辐射、碘过敏风险等缺陷，也不适合育龄期女性及儿童[7]。超声作为一种无创、经济、无辐射、移动便捷的检查方法，在腹部闭合性外伤的诊断中具有显著优势[8]。对于闭合性肝外伤，US可以显示肝包膜的完整性及肝实质内部的回声异常情况，同时US对积液的诊断具有较高的敏感度，可达80%～100%[9]，能够清晰显示肝周及肝实质内的出血及分布范围。通过对积液量的动态检测，还能间接判断有无活动性出血及出血速度。但US直接显示脏器损伤的敏感性较低，对实质损伤的边界难以明确界定，也不能显示损伤脏器的微循环及灌注改变情况，对轻度损伤漏诊率较高[10]。

CEUS基于血池显像技术，可以借助于微泡与超声的谐振特异性地获取血流信息，实时观察造影剂回声情况，真正做到微血管CEUS增强显像。CEUS不仅消除了机体组织谐波产生的干扰，还能排除因微气泡带来的彩色外溢伪像及微泡破裂造成的“开花样”伪像，提高了诊断敏感度和特异度[11]。Valentino等[12]对133例闭合性腹部外伤患者进行研究发现，CEUS对闭合性腹部外伤的诊断敏感度、特异度分别为96.4%和98%，与CT结果基本一致，均显著优于US（70.2%和59.2%），并主张将CEUS应用于闭合性腹部外伤患者的初步评估中。损伤部位由于血液循环受到破坏，微泡造影剂不能到达病变部位，从而表现为无增强区，与正常组织的增强显像形成鲜明对比，对明确病灶的边界和范围具有明显优势。本研究中注射造影剂后，15只兔肝实质损伤区域在造影过程中均呈现负性显影，与周围正常肝组织分界清晰，损伤区域TIC亦未见升高，对于明确病变范围具有重要价值。以大体标本作为“金标准”，本研究中CEUS对闭合性肝损伤的诊断敏感度明显高于US，与大体标本的符合率达86.7%，一致性较好，提示CEUS在评估闭合性肝外伤损伤程度方面显著优于US，对临床早期评估闭合性肝外伤患者的损伤程度及选择合理的治疗方案具有重要意义。

Valentino等[4]研究发现，闭合性肝外伤患者CEUS检查中可见自破裂肝包膜往外的“涌泉状”微泡影像，对活动性出血的判断具有重要价值。本研究中15只兔均未见明显“涌泉状”造影剂影像，分析主要与实验兔未进行肝素化处理、在兔自身凝血系统作用下出血很快凝结有关。另外，对于低流速（＜5 cm/s）渗出样活动性出血，CEUS诊断也存在一定的局限性[13]。刘强等[5]对32处小型猪活动性出血模型的造影研究发现，仅在25%的模型CEUS中观察到“涌泉状”微泡流出影像。

本实验研究中，US及CEUS均未见明显肝活动性出血信息，主要与实验兔未进行肝素化预处理有关，下一步将探讨CEUS在肝外伤伴活动性出血中的诊断价值。

总之，CEUS可以准确反映闭合性肝外伤的损伤程度，与大体病理标本具有较好的一致性，不仅能有效提高闭合性肝外伤的诊断准确度，还能动态观察肝灌注情况，对闭合性肝外伤的诊断及评估具有重要价值。

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（本文编辑 张春辉）

新书讯

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Experimental Study of Contrast Enhanced Ultrasound for Evaluation of Blunt Hepatic Trauma in Rabbits

Purpose To investigate the value of contrast enhanced ultrasound (CEUS) in evaluating blunt hepatic trauma and to provide experimental reference. Materials and Methods Fifteen healthy New Zealand white rabbits were randomly divided into groups A, B and C, with 5 rabbits in each group. Hepatic area of the rabbits in each group was stroked using a self-made mini striker with forces of 127.8 N, 213.0 N and 298.2 N, respectively, to establish rabbit models of blunt hepatic trauma. Gray-scale ultrasound (US) and CEUS were performed within 20 minutes before and after trauma. Results Hepatic capsular rupture was observed in 10 rabbits on US. Ill-defined hypoechoic areas in various degrees were observed. CEUS and time-signal intensity curve analysis showed that the normal hepatic tissue began to enhance after contrast agent injection, well-defined against non-enhanced hepatic lesions. The sensitivity of US and CEUS for blunt hepatic trauma were 66.7% (10/15) and 100.0% (15/15), respectively (P＜0.05). The agreement with specimen was 40.0% (6/15) for US and 86.7% (13/15) for CEUS, respectively (P＜0.05), with Kappa=0.815 for CEUS (P＜0.001). Conclusion CEUS improves diagnostic accuracy of blunt hepatic trauma and accurately assesses the severity, which shows good agreement with gross specimen.

Wounds, nonpenetrating; Liver injury; Ultrasonography, Doppler, color; Ultrasound-guided biops; Contrast media; Disease models, animal; Rabbits

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.06.002

李叶阔

Department of Ultrasound, General Hospital of Guangzhou Military Command, Guangzhou 510010, China

Address Correspondence to: LI Yekuo

E-mail: yekuoli@163.com

全军医学科研“十二五”计划课题项目

（CWS12J076）；广东省科技计划项目

R-33；R445.1

2014-12-31

修回日期：2015-04-20

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第6期：405-408

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(6): 405-408