基于二氧化碳介质的小肠仿真内镜模拟实验研究*

黄文柱，潘爱欢，林凤英，朱建设，孟家晓，上官文博

（广东省佛山市第五人民医院 消化内科，广东 佛山 528211）

基于二氧化碳介质的小肠仿真内镜模拟实验研究*

黄文柱，潘爱欢，林凤英，朱建设，孟家晓，上官文博

（广东省佛山市第五人民医院 消化内科，广东 佛山 528211）

目的 探讨临床应用二氧化碳CO2作为造影介质进行小肠CT仿真内镜检查（CTVE）的可行性。方法 取新鲜猪空肠标本30段，于每段空肠标本内壁模拟制作同等直径、高度分别为5、10和15 mm大小的模拟占位各3枚。随机把30段空肠模型分为CO2组、空气组和充水组3组，每组各10段，模拟占位各30枚，行多层螺旋CT扫描，利用工作站进行成像，比较应用不同造影介质的充盈方法对猪空肠占位性病变的检出情况、占位性病变的显示效果评分。结果 CO2组、空气组和充水组CTVE对猪空肠占位性病变的检出率分别为90.00%、86.67%和76.67%，CO2组与空气组效果相当（P ＞0.05），与充水组比较差异有统计学意义（P ＜0.01）。在模拟占位高度为5和10 mm时，CO2组和空气组评分均优于充水组（P ＜0.01）；模拟占位高度为15 mm时，CO2组、空气组评分与充水组评分比较均无明显差异（P ＞0.05）。结论 离体猪空肠实验提示CO2可替代空气作为小肠CTVE的新型造影介质，临床实际应用有待进一步大规模临床随机对照试验证实。

二氧化碳；体层摄影术；X线计算机；仿真内镜；模拟实验

随着胶囊内镜和双气囊小肠镜的出现及临床应用技术的发展，小肠疾病的检查和诊断由原来的技术难点逐步变得较为容易［1-3］。但由于双气囊小肠镜价格昂贵、是介入性检查，操作技术难度高，患者有一定痛苦，导致其还未能普及开展；胶囊内镜在临床上也有其局限性；而小肠CT仿真内镜（computedtomographic virtual endoscopy，CTVE）作为一种安全、无痛苦、非创伤性检查，在小肠疾病检查中有较好的应用前景［4］。小肠CTVE检查的关键是应用合适的对比剂使小肠充分充盈扩张，目前阴性对比剂国内应用最多的是水和气体［5］，其又各有优缺点，但应用二氧化碳CO2作为CTVE检查造影剂的研究还未有报道。本研究旨在使用CO2作为造影介质，应用16层螺旋CT对猪空肠占位性病变模型进行CT仿真内镜模拟实验，以探讨临床应用CO2作为造影介质进行小肠CT仿真内镜检查的可行性。

1 材料与方法

1.1猪空肠占位性病变模型制作

取新鲜猪空肠标本30段，每段长50 cm，于每段空肠标本内壁模拟制作同等直径、高度分别为5、10和15 mm大小的模拟占位各3枚，共90枚。空肠标本一端用丝线结扎；另一端用丝线荷包缝合，并用16F双腔气囊导尿管与注射器相连，注气充满气囊以固定导尿管备用。随机把30段空肠模型分为CO2组（A组）、空气组（B组）和充水组（C组）3组各10段，每段模拟占位3枚，每组各共30枚。CO2组为观察组，空气组和充水组为对照组。

1.2扫描方法

通过注射器分别向CO2组、空气组和充水组3组猪小肠占位模型内注入CO2、空气和水，使其完全充盈。然后将各肠段折叠后分别浸入盛有约5 000 ml蓖麻油的正方体塑料容器中。应用西门子SOMATOM Emotion型16层螺旋CT扫描全部空肠标本，扫描参数：层距5 mm，层厚为5 mm，120 kV，200 mA，螺距为1.0，转速为500 ms。所得数据传入后处理工作站。

1.3CTVE成像分析方法

先将扫描原始数据传送至工作站行多平面重建（multi-planner reformation，MPR）。然后，采用螺旋CT设备配套Fly Through软件，运用CTVE技术，自动导航或手动控制行进路线，从空肠一端开始逐步深入管腔。多方位观察模拟占位病变的形态、大小、位置、边界及表面情况，应用MPR技术及轴位图像对模拟占位病变进行定位，然后应用曲面重建技术（curved multiplamar reformations，CMPR）沿肠管管腔走行将纡曲的肠管拉直，测量标记物大小［6-7］。见附图。

附图 CO2组仿真内镜成像图

1.4评价方法

安排2名经验丰富的CT诊断医师进行盲法评价图像，CT诊断医师不知道模型制作情况。当2名CT诊断医师的结果不一致时，由1位上级医生做出最终诊断。由课题组把CT诊断结果与模型实际情况进行对比，作出模拟占位图像显示效果评分，评分标准：未发现占位为0分/每个；可疑占位为1分/枚；占位显示不清为2分/枚；占位显示清晰为3分/枚。实验结果按照模拟占位的不同高度分别分为Ⅰ类（病变高度5 mm）、Ⅱ类（病变高度10 mm）、Ⅲ类（病变高度15 mm）3类情况进行比较［6］。

1.5统计学方法

用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量资料用均数±标准差（）表示，组内比较采用方差分析，组间比较采用q检验，计数资料行χ2检验，以P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1不同造影介质CTVE对猪空肠占位性病变的检出率比较

结果显示，CO2组、空气组和充水组CTVE对猪空肠占位性病变的检出率分别为90.00%、86.67%和76.67%，CO2组与空气组比较差异无统计学意义（P ＞0.05），与充水组比较差异有统计学意义（P ＜0.01）。3组漏检均主要出现在病变高度5 mm类小占位性病变。见表1。

表1 不同造影介质CTVE对猪空肠占位性病变的检出率 枚（%）

2.2不同造影介质CTVE对猪空肠占位性病变的显示效果比较

结果显示，对于模拟占位高度为5和10 mm时，A组、B组评分均优于C组，差异均有统计学意义（P ＜0.01）；3组均能清晰显示高度为15 mm的所有模拟占位病灶，A组、B组评分与C组评分差异均无统计学意义（P ＞0.05）。见表2。

表2 不同造影介质CTVE对猪空肠占位性病变的显示效果比较 （分，x±s）

3 讨论

研究表明，作为小肠CTVE检查造影介质，气体明显优于液体［6］。但由于患者个体耐受程度不一致，临床上难以把握气体注入量，部分患者对充气体耐受程度差，注入气体不足，则肠腔充盈达不到诊断要求；气体注入量达到诊断要求时部分患者又难以耐受，肠腔内空气的过量注入还可能导致腹痛腹胀、穿孔、肠壁缺血和空气栓塞等［8-12］。

CO2的特性为无色，无味，不可燃，易溶于血液及其他体液，易于代谢调节，尤其是肠黏膜对其可吸收性好，不易造成气栓为最大优点，所以腹腔镜手术用其来形成CO2气腹。研究显示，应用CO2进行结肠镜检查，检查中及检查后的腹痛及腹部不适明显减轻［13］。CO2注入应用于消化内镜诊治中的安全性及有效性已在大量临床随机对照试验中得到证实［14-16］，目前应用最广的是结肠镜检查，以及内镜逆行胰胆管造影、内镜黏膜下剥离术等。市场已有专用结肠镜检查的注气机生产。本研究使用CO2作为造影介质，应用16层螺旋CT对猪空肠占位性病变模型进行CT仿真内镜模拟实验，结果显示CO2组与空气组CTVE对猪空肠占位性病变的总检出率比较差异无统计学意义（P ＞0.05），CO2组总检出率优于充水组（P ＜0.01）；对于模拟占位高度为5和10 mm时，CO2组、空气组评分均优于充水组（P ＜0.01）；模拟占位高度为15 mm时，CO2组、空气组评分与充水组评分差异均无统计学意义（P ＞0.05）。CO2组与空气组比较，总检出率、显示效果评分比较差异均无统计学意义，提示CO2可替代空气作为小肠CTVE的新型造影介质。但临床实际应用有待进一步大规模临床随机对照试验证实。

［1］ ONAL I K， AKADOGAN M， ARHAN M， et al. Double balloon enteroscopy: a 3-year experience at a tertiary care center［J］. Hepatogastroenterology， 2012， 59（118）: 1851-1854.

［2］ SAMAHA E， RAHMI G， LANDI B， et al. Long-term outcome of patients treated with double balloon enteroscopy for small bowel vascular lesions［J］. Am J Gastroenterology， 2012， 107（2）: 240-246.

［3］ SHI H， REN J， DONG W. Double-balloon enteroscopy in the diagnosis and management of small-bowel diseases［J］. Hepatogastroenterology， 2011， 58（106）: 477-486.

［4］ 蔡顺天， 杨云生， 李中原， 等. 胶囊内镜和小肠镜对小肠疾病诊断价值比较［J］. 解放军医学院学报， 2015， 36（8）: 765-768.

［5］ 周涛， 何彪， 刘佳. CT 仿真内镜技术对小肠病变的诊断价值［J］.中国综合临床， 2015， 31（4）: 329-331.

［6］ 刘振翠， 陈伟彬， 杨冬生， 等. 多层CT仿真内镜诊断小肠隆起性的模拟实验和临床应用［J］. 中国医药导报， 2013， 10（8）: 103-105.

［7］ 杨冬生， 赵新斌， 刘志勇， 等. CT仿真内镜诊断离体猪小肠隆起性病变［J］. 中国医学影像技术， 2011， 27（4）: 685-688.

［8］ 欧阳林， 刘士远， 肖湘生. 小肠CT气体造影胶囊及临床应用研究［J］. 实用放射学杂志， 2009， 25（4）: 569-572.

［9］ BRETTHAUER M， THIIS-EVENSEN E， HUPPERTZ-HUSSG G， et al. Norccap （Norwegian Colorectal Cancer Prevention）: arandomised trial to assess the safety and effi cacy of carbon dioxide versus air insuffl ation in colonoscopy［J］. Gut， 2002， 50（5）: 604-607.

［10］ SUMANAC K， ZEALLEY I， FOX BM， et al. Minimizingpostcolonoscopy abdominal pain by using CO2insufflation: a prospective， randomized， double blind， controlled trial evaluating a new commercially available CO2delivery system［J］. Gastrointest Endosc， 2002， 56（2）: 190-194.

［11］ BRETTHAUER M， LYNGE A B. Carbon dioxide insuffl ation in colonoscopy: safe and effective in sedated patients［J］. Endoscopy，2005， 37（8）: 706-709.

［12］ SAITO Y， URAOKA T， MATSUDA T， et al. A pilot study to assess the safety and efficacy of carbon dioxide insufflation during colorectal endoscopic submucosal dissection with the patient under conscious sedation［J］. Gastrointest Endosc， 2007， 65（3）: 537-542.

［13］ 刘雄祥， 刘德良， 刘文. 二氧化碳介导结肠镜检查的动物实验研究［J］. 中国内镜杂志， 2012， 18（3）: 242-245.

［14］ ERCHINGER F， DIMCEVSKI G， GILGA O H， et al. Abdominal ultrasound after colonoscopy with insuffl ation of carbon dioxide versus air［J］. Scand J Gastroenterol， 2009， 44（9）: 1055-1059.

［15］ RISS S， AKAN B， MIKOLA B， et al. CO2insufflation during colonoscopy decreases post- interventional pain in deeply sedated patients: a randomized controlled trial［J］. Wien Klin Wochenschr，2009， 121（13-14）: 464-468.

［16］ WONG J C， YAU K K， CHEUNG H Y， et al. Towards painless colonoscopy: a randomized controlled trial on carbon dioxide- insuffl ating colonoscopy［J］. ANZ J Surg， 2008， 78（10）: 871-874.

（吴静 编辑）

Virtual endoscopy of small intestine based on carbon dioxide as contrast medium*

Wen-zhu Huang， Ai-huan Pan， Feng-ying Lin， Jian-she Zhu， Jia-xiao Meng， Wen-bo Shangguan
（Department of Gastroenterology， the Fifth People’s Hospital， Foshan， Guangdong 528211， China）

Objective To investigate the feasibility of carbon dioxide as a contrast medium for CT virtual endoscopy （CTVE）. Methods Taken fresh pig specimens of 30 sections and making simulation for occupying lesion on the inner wall， in the same diameter and height were 5 mm， 10 mm， 15 mm. 30 sections were randomly divided into 3 groups: the carbon dioxide group， the air group and the water fi lling group， scanning and imaging by multi-slice spiral CT. Compared the effect of fi lling method with different contrast medium on the occupying lesion. Results The detection rate of space occupying lesions in pigs were 90.00 %， 86.67 %， 76.67 %， in the carbon dioxide， the air and the water fi lling group， There was signifi cant difference between the carbon dioxide group and the water fi lling group （P ＜0.01）； and no signifi cant difference for the air group （P ＞0.05）. When the 5 mm and 10 mm were simulated，the scores of the carbon dioxide and the air group were better than those of water fi lling group （P ＜0.01）； the scores of the carbon dioxide and the air group were no signifi cant difference than those of water fi lling group （P ＞0.05） when 15 mm. Conclusions The experiment suggested that carbon dioxide could replace the air as a new type of contrast medium， but should be confi rmed by further large-scale clinical randomized controlled trials.

carbon dioxide； tomography； X-ray computer； virtual endoscopy； simulation experiment

R-331

A

10.3969/j.issn.1007-1989.2016.10.002

1007-1989（2016）10-0006-04

2016-04-29

佛山市医学类科技攻关项目（No：2014B00393）；省级重点医学专科培育项目建设资金（No：Fspy3-2015027）