不同时长超声照射（TCCS）结合MBS、rt-PA联合溶栓的效果评估

2016-11-29张海春陈莉胡蓉菲任新平朱

中国医学计算机成像杂志 2016年5期

张海春陈莉胡蓉菲任新平朱婷

张海春1陈莉2胡蓉菲1任新平3朱婷1

目的：探讨不同时长超声照射（TCCS）联合微泡（MBS）和重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA）对体内溶栓的效果。方法：建立大鼠自体血栓动脉栓塞模型：将血栓经颈外逆行置入颈总动脉内，临时阻断结扎，形成动脉血栓模型。超声照射时间设定为两个时间点：15min时间点及30min时间点。动物随机分为5组：①对照组；②rt-PA组；③TCCS + MBS组；④rt-PA +TCCS+ MBS组；⑤1/2 rt-PA +TCCS+ MBS组。通过二维超声和彩色多普勒超声评估各组颈动脉血管再通率。结果：TCCS治疗加入MBS及rt-PA对于血管溶栓的再通率有显著提高。在溶栓15min时间点：仅rt-PA+TCCS+MBS组与对照组溶栓再通率比较，差异有统计学意义；在溶栓30min时间点观察：对照组与rt-PA组、rt-PA+TCCS+MBS、1/2rt-PA+MBS+TCCS组之间溶栓再通率比较，差异均有统计学意义（P＜0．05）；rt-PA+TCCS+MBS与rt-PA组和单纯TCCS+MBS组比较，均有统计学意义（P＜0．05）。结论：在治疗缺血性脑卒中方面，TCCS + MBS联合rt-PA是一种有效的方法，具有协同作用，时长30min明显优于15min溶栓效果。

超声辅助溶栓；对比剂

据不完全统计，我国每年新发脑卒中患者约400万，世界卫生组织调查显示脑血管事件是引起死亡的第二大常见原因，多年来其发病率、死亡率、致残率在疾病谱中一直处于前三位。改善脑卒中预后刻不容缓。

1965年Anshuetz等首次报道了超声具有增强溶栓作用的潜能。多个实验及临床研究表明高频率（1～2 MHz）且低强度（＜700mW/cm2）的超声可安全有效地促进rt-PA的溶栓效果，并改善预后，部分实验显示可使用较小剂量的rt-PA达到同样的溶栓效果，加用微泡（microbubble， MB）能够进一步加强该作用。

目前用于此目的的技术包括经颅多普勒超声（TCD）、经颅彩色多普勒（TCCD）、高强度聚焦超声（HIFU）和低频超声。

有研究表明，TCCS和微泡结合（MBS，SonoVue）与rt-PA这三种形式的组合，且TCD超声（TCCS）经成人颅骨颞骨照射3～4h内形成的血栓，提供了最佳的溶栓效果。

方法

1．实验对象

动物实验标本取30只成年雄性大鼠，体重530～620 g。

根据不同的条件，大鼠随机分为5组：①对照组；②rt-PA组；③TCCS + MBS组；④rt-PA +TCCS+ MBS组；⑤1 / 2 rt PA +TCCS+ MBS组。

2．建立大鼠颈动脉血栓模型

从大鼠尾静脉抽出0．5ml自体静脉血，放入试管中，在37℃水浴中孵育3h，然后切片形成的血栓为0．6mm×0．08cm小块。

大鼠经腹腔注射10%水合氯醛，0．36 ml／100g，四肢平躺放在平整的平台上。取左颈部血管解剖，将颈外动脉远心端结扎，使用外科微型动脉夹夹闭颈总动脉近心端和颈内动脉，在颈外动脉分叉处预留一道扎线，在距离分叉约4～5mm处使用显微剪刀剪一小切口（见图1），见血液溢出后使用生理盐水纱布擦去溢出的血液，后用有齿镊由切口进入颈总动脉轻轻刮擦几下，将大鼠自体3～4h栓龄的体外血栓（由大鼠尾静脉采血制备）经颈外动脉置入颈总动脉内，然后将预留的缝线扎起来，使用动脉夹夹闭5min后放开，使得颈动脉通路变为从颈总动脉流向颈内动脉。

颈动脉血栓模型中的血栓经超声显示低回声，此时左颈总动脉血管搏动在下降，无明显血流信号，在管腔内近看红色和蓝色相间的返流血流信号，见图2。

3．溶栓治疗

五治疗组观察：①对照组；②rt-PA组；③TCCS + MBS组；④rt-PA +TCCS+ MBS组；⑤1 / 2 rt PA +TCCS+ MBS组。

取一块成人颞骨，采用TCD S5-1探头系统模式（中心频率为1MHz，机械指数=0．9，最大输出能量为99%和最小深度），由成人颞骨放置于探头和栓塞动脉中间。

微泡（SonoVue）和rt-PA（重组组织型纤溶酶原激活剂）进行制备。

用1ml注射器以恒定的速度注射，然后用0．9%盐水静脉点滴。rt-PA注射分为2个阶段：第一个10%的剂量给药为静脉推注，第二个是剩下的90%是在一个恒定的速度静脉注射，随后用0．9%生理盐水静脉点滴。

在15min和30min的栓塞率，用超声探头检查（取最小深度）、彩色多普勒及脉冲多普勒（PW）来观察血流再通。对侧相应血管作对照。血流动力学参数包括收缩期峰值流速（PSV）、舒张末期流速（EDV）时期，阻力指数（RI）。当血管狭窄，狭窄的片段测定血流动力学参数，在狭窄的近端和远端，对比PSV进行计算。算出再通率（RR，%）。所有操作和分析工作由2名经验丰富的超声人员进行了一项双盲的方式。

4．统计分析

使用SPSS17．0软件进行统计学分析，各组SD大鼠狭窄段动脉溶栓再通率两两比较，采用卡方检验，比较出卡方值及P值。P≥0．05被认为有显著性差异。

结果

对大鼠颈总动脉进行检测，建立大鼠颈总动脉的灰度和彩色血流成像模型，建立大鼠颈总动脉的动态和综合分析模型，成功完成阻塞性颈动脉血栓形成模型。

表1　各实验组在不同时间点测得的颈动脉血流再通率（%）

表2　各组大鼠狭窄段颈动脉溶栓再通率两两比较的卡方值及P值

观察15min和30min溶栓再通率。

表1中，rt-PA+TCCS+MBS组在照射长30min时，较其他任何一组溶栓率都高，达到100%。

表2中，在溶栓15min时间点，各处理组仅rt-PA+TCCS+MBS组与对照组溶栓再通率比较，差异有统计学意义（χ2=8．571，P=0．003）；单纯rt-PA组和TCCS+MBS组分别与rt-PA+TCCS+MBS组溶栓再通率比较，差异有统计学意义（χ2=5．333，P=0．021）。

在溶栓30min时间点观察：对照组与rt-PA组、rt-PA+TCCS+MBS、1/2rt-PA+MBS+TCCS组之间溶栓再通率比较，均有统计学意义（P＜0．05）；rt-PA+TCCS+MBS与rt-PA组和单纯TCCS+MBS组比较，差异均有统计学意义（P＜0．05）。1/2rt-PA+MBS+TCCS与rt-PA+TCCS+MBS组间比较，差异无统计学意义。

讨论

超声溶栓技术是通过超声激励生物体血液内自有的微气泡，或者经静脉注射的超声对比剂微泡，使其产生空化效应和声孔效应，即微泡空化谐振甚至产生内爆所释放的冲击波、微射流等机械能量，造成血栓表面或内部形成无数的微小孔隙和裂隙，促进溶栓药物对血栓的渗透，增加溶栓药物的结合作用位点，从而加速体内溶栓过程［1-3］。超声对比剂微泡作为一种有效的空化核，其具有如下优势：可以显著降低超声空化的声压阈值、增强空化强度，起到加速超声溶栓过程的作用［4］。

自20世纪70年代以来，使用低剂量超声治疗脑血管病的尝试取得了良好的效果，并对超声在脑血管病中的应用进行不断更新。实验研究中频超声、低频超声、HIFU（高强度聚焦超声）和TCD（经颅多普勒）单独或与超声微泡对比剂或溶栓药物联合应用有良好的溶栓作用，能显著改善神经系统症状［5-6］。

图1　显示了外科显微镜下建立大鼠颈总动脉栓塞模型的过程中使用动脉夹夹闭颈动脉及颈外动脉切开小口。其中a动脉夹夹闭颈总动脉近心端，b动脉夹夹闭颈内动脉，→所指为颈外动脉的小切口。

图2　成功建立大鼠颈动脉血栓模型的左侧颈动脉二维灰阶及彩色血流图像。A．为超声二维图像显示血管内充满低弱回声区。B．为彩色血流图，内未见明显血流信号通过，近心端见红蓝相间的“撞墙样”反流血流信号。

此次研究中，表1显示单纯rt-PA组或者单纯TCCS+MBS组的溶栓率都较低，只有 rt-PA+TCCS+MBS组在时长30min溶栓率达到100%，其结果表明治疗颈动脉内3～4h内的血栓是安全有效的，而且还表明TCCS + MBS和rt-PA之间有一个额外的或协同的作用。

静脉溶栓治疗有严重依赖时间依赖性，患者越早接受治疗，预后越好。到现在为止，如果在3h内的闭塞，有效治疗脑卒中的研究成果是重组组织型纤溶酶原激活剂静脉溶栓治疗，这是唯一有效的［7］。最近，美国和欧洲急性缺血性脑卒中诊治指南指出，通过静脉注射tPA的有效时间窗口已经从3h扩展到症状发作4．5h后［8-9］。

我们观察15min及30min时间点的血管再通率。在15min时，不同疗效组间治疗的再通率都较低。但是在30min的治疗效果显著增加，对照组与rt-PA组、rt-PA+TCCS+MBS、1/2rt-PA+MBS+TCCS组之间溶栓再通率比较，均有统计学意义（P＜0．05）；rt-PA+TCCS+MBS与rt-PA组和单纯TCCS+MBS组比较，差异均有统计学意义（P＜0．05）。在30min时间点的溶栓效果明显优于15min的溶栓效果。我们认为，这个时间点的治疗作用可能归因于治疗药物的累积作用，即TCCS、MBS和rt-PA对血栓的综合溶栓效果。血管完全闭塞在治疗的早期阶段，不允许治疗药物与血栓充分接触，使有限的血栓溶解。随着治疗的进行，累计机械压缩、空化效应和加速松TCCS“爆破”血栓MBS显著增加3的治疗药物的作用位点，这必将产生溶栓的正反馈，从而导致更有效的再通［10-12］。

在本研究中，我们采用自体血栓，从外颈动脉逆行到颈总动脉，然后结扎颈外动脉，并且暂时阻断颈总动脉和颈内动脉，安置血栓于颈动脉内。结果表明，完全阻塞性颈动脉血栓形成模型简单可靠。

本研究的也存在局限性。我们只探讨了时长30min明显优于15min溶栓效果，但是究竟多少时长才能有最佳的效果，这有待于我们将来在不同动物模型中增加样本量或者增加剂量，来获得更多的有价值的信息。

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Evaluation of the Effect of Different TCCS Durations Combined with MBS and rt-PA on Thrombolysis

ZHANG Hai-chun1, CHEN Li2, HU Rong-fei1, REN Xin-ping3, ZhU Ting1

Purpose: To evaluate the effect of different TCCS durations combined with MBS and rt-PA on thrombolysis. Methods: A rat thrombosis model was built up by putting a thrombus into the common carotid artery. The rats were randomly divided into 5 groups: (1) Control group； (2) rt-PA group； (3) TCCS + MBS group； (4) rt-PA + TCCS + MBS group； (5) 1/2 rt-PA + TCCS + MBS group. Each group was performed 30 minutes TCCS；and the data was recorded at the 15th minute and the 30th minute. The carotid artery revascularization rate of each group was evaluated by ultrasonography and TCCS. Results: The revascularization rate was increased obviously by TCCS + MB and rt-PA. At the 15th minute of TCCS, the difference of the revascularization rates of rt-PA + TCCS + MBS group and control group was with statistical significant. At the 30th minute of TCCS, the differences of the revascularization rates of control group and rt-PA group, rt-PA+TCCS+MBS group, 1/2 rt-PA+MBS+TCCS groupwere with statistical significant (P＜0.05). Conclusion: TCCS+MBS combined with rt-PA is an effective solution in treating ischemic stroke. The thrombolysis effect of 30 minutes TCCS is obviously better than that of 15 minutes TCCS.

Ultrasound assisted thrombolysis；Contrast medium

R743.3

1006-5741（2016）-05-0398-05

中国医学计算机成像杂志，2016，22∶398-402

∶1 复旦大学附属华山医院宝山分院超声科

2 复旦大学附属华山医院静安分院超声科

3 上海交通大学医学院附属瑞金医院超声科

通信地址∶上海市宝山区长江西路1999号，上海200431

∶胡蓉菲（电子邮箱∶6489221@qq.com）

Chin Comput Med Imag，2016，22∶398-402

1 Department of Ultrasound. Huashan Hospital Baoshan Branch, affiliated to Fudan University

2 Department of Ultrasound. Huashan Hospital Jingan Branch, Affiliated to Fudan University