微泡增强的超声空化对脾创伤的止血作用

钟 渝ZHONG Yu区文财OU Wencai封建立FENG Jianli柳建华LIU Jianhua 刘 政LIU Zheng

作者单位1.解放军第324医院肾内科 重庆 4000202.广州医学院附属广州市第一人民医院功能检查科 广东广州 5101803.第三军医大学新桥医院超声科 重庆400037

微泡增强的超声空化对脾创伤的止血作用

钟 渝1ZHONG Yu区文财2OU Wencai封建立1FENG Jianli柳建华2LIU Jianhua 刘 政3LIU Zheng

作者单位
1.解放军第324医院肾内科 重庆 400020
2.广州医学院附属广州市第一人民医院功能检查科 广东广州 510180
3.第三军医大学新桥医院超声科 重庆400037

Department of Ultrasound， Xinqiao Hospital，Third Military Medical University， Chongqing 400037， China

Address Correspondence to: LIU Zheng E-mail: liuzhengs@126.com

成都军区医学科学技术研究计划项目（C14022）；重庆市基础与前沿计划项目（cstc2013jcyA0913）。

R-33；R445.1

2016-01-14

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第6期：407-409，413

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （6）: 407-409， 413

目的 超声空化治疗犬脾破裂出血效果较差，本研究拟探讨采用改进声学参数的超声联合微泡实现快速脾创伤止血的可行性。材料与方法 15只家犬随机分为超声微泡组、单纯超声组和假照组，每组5只。所有实验动物均开腹暴露脾区行超声造影，建立脾切割伤模型，测量初始出血速度后立即开始治疗，超声微泡组经股静脉推注微泡联合超声辐照，单纯超声组以生理盐水代替微泡，假照组为超声假照。治疗后记录各组实验动物10 min总出血量，再次行超声造影并行病理学检查。结果15只实验动物均成功建立脾切割伤模型。治疗前各组实验动物出血速度比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。治疗后超声微泡组实验动物脾切口干燥，无渗血，出血速度显著低于单纯超声组和微泡组，差异有统计学意义（P＜0.01）。超声微泡组造影示辐照脾区几乎无造影剂灌注，充盈缺损明显；单纯超声组、超声微泡组血流灌注良好，未见明显充盈缺损；病理见超声微泡组脾窦扩张充血、出血，血小板聚集及血栓形成，单纯超声组、超声微泡组脾窦大小均匀，脾索结构清楚、排列整齐。结论 优化参数的超声空化有效实现了犬脾破裂止血。

脾疾病；创伤和损伤；超声疗法；造影剂；止血；病理学，外科；疾病模型，动物；狗

【Abstract】Purpose Previous studies find that ultrasound cavitation was not complete and effcient to be applied to dogs' spleen rupture hemorrhage. This study aims to explore the haemostatic effects of micro-bubble enhanced the optimized acoustic parameters of ultrasound on dogs' splenic trauma. Materials and Methods Fifteen dogs with spleen trauma were randomly assigned to sham group （n=5）， microbubble-enhanced ultrasound （MB+US） group （n=5） and the ultrasound （US） group （n=5）. Contrast enhanced ultrasonography was performed on every dog before and after treatment to quantify spleens blood perfusion. Pathological examination was performed immediately after treatment on three randomly selected dogs in every group. Results There was no difference in initial bleeding rate before treatment （P＞0.05）. After treatment， the bleeding scores and the 10-min haemorrhagic volumes dropped signifcantly in the US+MB group compared to those in the controls （P＜0.01）. A non-enhanced or perfusion defect region was formed within the treated area in the US+MB group while no flling defect was found in the US group and the sham group. The histological results showed splenic sinus hyperemia， platelet aggregation and intravascular thrombosis in the US+MB group； splenic cords' size was arranged closely in the US group and the sham group. Conclusion Micro-bubbles enhanced ultrasound after adjusting parameter is an effective hemostasis for spleen rupture hemorrhage on dogs.

【Key words】Splenic diseases； Wounds and injuries； Ultrasonic therapy； Contrast media；Hemostasis； Pathology， surgical； Disease models， animal； Dogs

超声联合微泡的空化治疗可以暂时性地阻断动物肝、脾的正常血流［1-5］，从而有望用于肝、脾创伤止血。既往研究证实，一定强度的超声联合静脉注射微泡实现了兔肝切割伤的有效止血，其机制可能是肝细胞气球样变、浑浊肿胀及汇管区出血等压迫肝窦，阻断局部肝实质的血液循环［6］。然而，Feng等［7］及区文财等［8］以家犬脾切割伤为模型，采用脉冲式超声联合静脉微泡行止血治疗，但效果不尽满意，其原因可能与动物模型不同，肝、脾本身特点有异有关，进而需要调整声学参数及治疗时间。因此，本研究拟采用优化声学参数的脉冲式超声联合微泡，同时延长治疗时间，探讨其对犬脾切割伤的止血效应及病理机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物、试剂及设备 健康成年家犬15只，均为雄性，体重16.9～22.7 kg，由第三军医大学实验动物中心提供并检疫。脂氟显微泡由第三军医大学新桥医院超声科研制，核心气体为全氟丙烷，外观呈乳白色凝乳状，平均粒径2 μm，其中98%＜8 μm，浓度约为7×109/ml。深圳市威尔德医疗电子有限公司DCT-700超声治疗仪，治疗头直径2.3 cm，探头频率1.2 MHz，峰值3439 kPa，脉冲重复频率为10 Hz，占空比为0.2%，平均声强为1.2 W/cm2。Pillips iU22超声诊断仪，C12-3高频线阵探头，配有超声造影成像模式及超声造影分析软件QLAB。

1.2 实验方法

1.2.1 动物模型制作 ①建立犬脾切割伤模型：腹腔注射5%戊巴比妥钠溶液（1 ml/kg）麻醉家犬。待家犬麻醉成功后，备皮消毒，开腹暴露脾脏，行二维、彩色多普勒血流显像（CDFI）及静脉团注微泡造影剂（0.1 ml/kg）行脾区造影，用手术刀于脾脏表面损伤脾脏（伤口长2 cm，深0.5 cm）。②记录初始（10 s）出血速度：电子天平称重干净滤纸为干重，滤纸吸取10 s出血量后立即称重得到湿重，湿重减去干重除以10 s即为初始出血速度。

1.2.2 动物分组及治疗 将建模后的家犬随机分为超声微泡组、单纯超声组和假照组，每组5只，各组实验动物处理方法见表1。超声微泡组采用非聚焦式脉冲式治疗超声联合经静脉注射微泡（0.2 ml/kg）治疗脾切割伤后出血6 min；单纯超声组给予超声辐照的同时以等量的生理盐水替代微泡；假照组经静脉注射等量微泡，同时仅予以超声探头假照，不发射能量。

表1 各组实验动物处理方法

1.3 止血效果评价 ①止血视觉评分标准：0级，完全止血；1级，只有缓慢渗血；2级，缓慢渗出和轻微的活动性出血；3级，明显的活动性出血；4级，显著的大量出血。②再次行辐照脾区CDFI及造影观察血流阻断。③记录10 min（含治疗时间6 min）出血总量。

1.4 病理学检查 治疗后，每组随机选取3只实验动物取辐照区组织，行HE染色，于光镜下观察。

1.5 统计学方法 采用SPSS 16.0软件，各组实验动物初始出血速度、10 min总出血量及出血视觉评分比较采用Kruskal-Wallis H检验，如差异有统计学意义，则采用Mann-Whitney U检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 模型建立 15只实验动物均成功建立脾切割伤模型，伤口长2 cm，深0.5 cm，出血明显，实验过程中无一例动物死亡。治疗前，各组脾切割伤均有明显出血，初始出血速度组间差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.2 脾切割伤止血效果比较 假照组和单纯超声组治疗后肉眼观察切口还有较明显的渗血和出血，而超声微泡组切口干燥，无渗血及明显活动性出血，视觉评分差异有统计学意义（P＜0.01）。超声微泡组10 min总出血量（含治疗时间6 min）明显低于假照组和单纯超声组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表2。

表2 各组实验动物初始出血速度、治疗后出血视觉评分及10 min出血量比较

2.3 治疗前后脾区超声造影结果 超声微泡组治疗前脾区CDFI及超声造影显示血供丰富，呈高灌注，未见明显充盈缺损区（图1A、C）。辐照后即刻超声造影检查显示超声微泡组辐照脾区几乎无造影剂灌注，充盈缺损明显（图1B、D），而单纯超声组及假照组治疗前后血流灌注良好，未见明显充盈缺损（图1A、C）。

2.4 病理结果 光镜下观察：假照组及单纯超声组脾窦大小均匀，脾索结构清楚、排列整齐（图2A、B）；超声微泡组可见超声微泡组脾索受压，脾窦和小血管显著扩张，其内可见大量红细胞淤积、血小板聚集、脾间质和被膜下出血、大量血栓形成等（图2C、D）。

3 讨论

图1 超声微泡组实验动物治疗前后CDFI及超声造影结果。辐照前造影剂快速充填，未见明显充盈缺损（A）；辐照脾区呈负性显影（B）；CDFI示脾区血流丰富，呈簇状增强（C）；CDFI示辐照脾区血流灌注显著降低（D）

图2 各组辐照后光镜下治疗即刻脾区组织病理结果。假照组脾窦大小均匀，脾索排列紧密（HE，×20，A）；单纯超声组脾窦大小均匀，脾索结构清楚（HE，×40，B）；超声微泡组脾窦和小血管显著扩张，内见大量红细胞淤积、血小板聚集，脾间质和被膜下出血，周围组织水肿，脾索受压（HE，×40，C）；超声微泡组大量血栓形成（HE，×20，D）

腹部器官创伤救治一直是创伤医学研究的重点，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。因此，创伤救治过程中尽快进行损伤器官的止血，维持其功能，保全患者生命，是救治的最终目的。脾脏血供丰富、质脆、少弹性，是腹部创伤中最易受伤的实质性器官，占各种腹部伤的40%～50%［9］。脾创伤破裂后极易发生失血性休克或死亡。在现场救护中，尽早止住活动性出血、尽量实施保留器官的治疗、为再次手术赢得时间是脾创伤救治早期的重要环节。因此，探索一种简捷、方便、有效的脾创伤止血新方法在临床上具有重要意义。

既往研究发现，微泡联合超声辐照可以选择性地暂时阻断超声辐照区部分肝、脾的血流灌注，超声微泡组治疗后即刻和15 min行超声造影均显示充盈缺损，但30 min、45 min后再次行超声造影显示肝、脾血流开始逐渐恢复显影［1-5］。由此推测，一定强度的超声联合微泡造影剂可能成为一种非手术的肝、脾止血方法。Zhao等［6］采用低强度脉冲超声联合静脉注射微泡辐照肝创伤局部2 min，止血效果快速而显著。然而，Feng等［7］及区文财等［8］采用静脉注射微泡联合低强度聚焦超声辐照犬脾创伤区止血发现，治疗后的脾切割伤伤口仍有缓慢渗血，未能完全止血，且造影发现损伤区有较粗大的脾脏血管显影，效果不尽理想，其原因可能是犬本身系中大型动物，且脾脏血供异常丰富，可能粗大的血管壁比较厚实坚韧，需要更大的空化毁损力量。因此，本实验采用新型超声空化治疗仪并优化声学参数，峰值3439 kPa，发射频率为10 Hz，占空比为0.2%，平均声强为1.2 W/cm2，同时延长辐照时间至6 min，与前期研究采用的超声频率880 kHz、峰值声压4.6 MPa、平均声强0.89 W/cm2、占空比1.08%相比，能量有所差异。本研究结果显示，优化参数后的新型超声治疗仪联合超声快速而有效地实现脾切割伤止血，治疗后即刻肉眼观察脾脏治疗区表面干燥，无明显渗血，行彩色多普勒及造影检查均提示无明显血管显影，进一步证实止血效果明显。此外，该仪器为非聚焦式脉冲发射，能量低，一方面避免了以高强度聚焦超声为代表的聚焦式超声的热效应，另一方面间歇式发射能量为循环中的人造“空化核”灌注赢得了时间，降低了空化阈值。病理显示，超声微泡组脾窦、小血管显著扩张，红细胞大量淤积、血小板聚集在管腔内、脾间质和被膜下明显充血、出血，周围组织水肿明显，同时伴有大量血栓形成进一步压迫脾窦，上述因素共同作用导致脾脏内血流阻断，从而实现快速而有效的止血。1 h后对未行病理检查的犬脾治疗区观察，超声微泡组脾切割伤口处未见明显渗血，进一步肯定了止血效果。

总之，微泡联合优化参数后的新型超声治疗仪能快速而有效地实现脾切割伤的止血，未来有望成为一种新的无创治疗脾破裂出血的方法。然而，本研究存在一些不足：①在动物模型上，5 mm深仅能代表一般的浅层切割伤，但临床上脾破裂出血迅速而猛烈，不可能完全复制脾创伤出血，故不具有普遍的代表性；②本研究的止血机制主要采用超声空化的血管毁损效应［10-12］，预想热效应基本可以忽略，同时脾脏血流阻断后在一定程度上可能导致温度降低，本研究未进行测温；③本研究缺乏较长时间点观察期，对24 h后脾脏血流的恢复、病理转归等有待进一步深入研究。

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（本文编辑 张春辉）

Haemostatic Effects of Micro-bubbles Enhanced Ultrasound on Splenic Trauma

刘 政

2015-12-04

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.06.002