超声增强造影与肝酶水平在肝损伤分级中的意义

毕 洁，胡加银，田 猛，李 陶

·论 著·

超声增强造影与肝酶水平在肝损伤分级中的意义

毕 洁，胡加银，田 猛，李 陶

目的 探讨超声增强造影和血清肝酶在肝损伤检查和分级中的价值和意义。方法 20只健康新西兰大白兔，雌雄不限，体重为(2.15±0.23)kg。随机制作不同级别的肝损伤模型。建模前后抽取静脉血进行血清肝酶检查，建模后分别使用通用16排螺旋CT和Philip公司IU22临床超声仪对实验动物进行增强CT和超声增强造影检查，然后根据美国创伤外科协会(AAST)分级标准对肝脏损伤进行分级，最后将超声造影的分级结果与增强CT分级结果进行Spearman相关性分析，将血清肝酶的结果与CT分级结果进行Pearson相关性分析。结果 按照AAST诊断标准，超声增强造影和增强CT检查对肝损伤等级的分类具有很高的一致性，Spearman相关系数为0.888(P<0.0001)，Kappa值为0.71；天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、乳酸脱氨酶(LDH)、AST/ALT比值与肝损伤的等级呈正相关，Pearson相关系数分别为0.664(P=0.0014)、0.704(P=0.0005)、0.503(P=0.024)，γ-谷氨酰基转移酶(GGT)水平与肝损伤等级呈负相关(r=-0.467,P=0.038)。结论 超声增强造影和血清肝酶检查在对肝损伤的检查与分级上与增强CT检查的结果有较好的一致性，可作为肝损伤诊断及治疗中监测手段。

肝损伤；超声造影；肝酶水平；分级；模型

肝脏由于表浅的位置和丰富的血流，当肝损伤时致命性的失血是导致患者死亡的重要原因，文献报道其死亡率为5%～54%[1-2]。CT扫描的快速性对于创伤的评价具有快速高效的特点，并成为了创伤评估的金标准[3]。CT增强造影(contrast-enhanced computed tomography，CECT)也成为了评估实质器官损伤后出血的必要手段，并且给予CT影像学的创伤分类也为临床的治疗策略提供了必要的依据[4-5]。但是CT也存在如辐射、费用较高的缺点。

近年来，由于超声具有快速、方便、费用便宜、非侵袭性、实时性等特点，使用超声对创伤患者在CT检查之前进行快速评估已经得到广泛的认可[6]。有报道超声增强造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)可以增加对肝损伤诊断的准确性和敏感性，对肝损伤级别鉴别的敏感性>90%[4,7-8]。另外，研究表明，肝损伤时肝酶的变化与肝损伤级别有一定的相关性，可能对轻度的肝损伤的早期诊断和临床非手术治疗的监测有一定的价值[9]。为此，笔者以CECT作为金标准，就CEUS和肝酶的变化对肝损伤级别的分类及其两种方法的相关性进行了探讨。

材料与方法

1 实验动物

健康新西兰大白兔20只，雌雄不限，体重为(2.15±0.23)kg(第三军医大学大坪医院实验动物中心提供，动物许可证号：SYXK 2012-0010)，饲养室内温度控制在(22±1)℃,12h循环黑白照明，自由取食与饮水。所有动物饲养的设施和环境遵照国家标准《实验动物环境及设施》(GB14925-2001)，饲养管理和实验操作符合相关标准。本研究经第三军医大学大坪医院实验动物伦理委员会批准。

2 肝损伤模型

动物术前12h内禁食不禁饮，2.5%戊巴比妥钠按30mg/kg经耳缘静脉缓慢推注，同时建立耳缘静脉通道，仰卧位固定在解剖台上，上腹部备皮，使用10%碘伏溶液常规消毒，腹部正中切口，暴露肝脏后，使用血管钳随机在不同的肝叶制造不同程度的创伤。制作模型的人员不参与CECT和CEUS检查以及后期的图像分析。

3 CECT检查

模型制备好之后，动物以仰卧位固定，使用GE LightSpeed VCT 64排螺旋CT(美国GE公司)立即进行造影检查。检查参数如下：80kV，150mA，有效层厚0.625mm，FOV 20cm，matrix 512×512，螺距0.516，机架旋转速度0.5s/周。碘佛醇造影剂按740mg/kg使用高压注射器通过耳缘静脉注射，注射后平均延迟20s进行造影检查。扫描范围从肝脏上缘到肝下缘。扫描后对图像进行重建。

4 超声造影检查

CECT检查完成后，经耳缘静脉按0.2mL/kg团注“声诺维”造影剂(意大利Bracco公司，六氟化硫气体59mg，冻干)，加入注射用生理盐水5mL振摇后，使其溶解为白色混悬液，含六氟化硫微泡悬液浓度为6～8mL/毫升，立即使用GE LOGIQ E9超声诊断设备(美国GE公司)6-15MHz腹部探头对肝损伤进行超声造影检查。

5 肝损伤分级标准及图像分析

肝损伤按照美国创伤外科协会(American Association for the Surgery of Trauma，AAST)的器官损伤严重程度分级系统进行分级[8]。因为兔的肝脏小于人体肝脏，并且肝叶解剖结构不同，笔者按照文献[10]对AAST分级进行了适当的修改。肝损伤分为4级，分别为：0级，无创伤；Ⅰ级，肝左叶或肝右叶累及表面面积<10%的轻度创伤，或者包膜下血肿、包膜撕裂；Ⅱ级，肝叶累及表面面积>10%，但<50%的中度创伤；Ⅲ级，肝叶累及表面面积>50%的重度创伤，或肝撕脱。依据修改后的AAST肝损伤分级标准对CECT和CEUS图像进行分级。CECT图像结果受伤时其增强特点视相邻实质增强的程度不同，分为高度增强、无增强和低增强三种[7]。在CEUS图像上，其特点是受伤的部位增强不同于相邻的组织，分为高回声、等回声和低回声三种[11]。

6 肝酶检测

收集血液标本测量肝损伤后肝酶变化，从实验兔的心脏抽取血液样本，4°C 3500rpm离心10min，然后收集上清冻存于-80°C备用。实验结束后，取出冻存的血清，用血清生化分析仪测定天门冬氨酸氨基转移酶(AST)，丙氨酸转氨酶(ALT)、乳酸脱氢酶(LDH)、γ-谷氨酰基转移酶(GGT)，并计算AST/ALT比值。

7 统计学分析

结 果

1 CECT肝损伤等级

通过对20例肝脏大体标本的观察统计，发现所有的创伤均位于肝脏的左叶和中叶。小的裂伤、包膜下血肿、肝实质破裂和肝叶的完全离断均有发现(图1a～c)。CECT在20只动物中共发现26处肝损伤，肝实质创伤区域的血流灌注差，CECT图像结果，受伤时其增强特点均表现为低增强或无增强(图1d～f，黄色箭头)。按照AAST等级评分，Ⅰ级有6例(30%)，Ⅱ级有7例(35%)，Ⅲ级有7例(35%)。

2 CEUS结果与CECT结果的相关性分析

通过CEUS检查，发现0级有1例(5%)，Ⅰ级肝损伤有6例(30%)，Ⅱ级有6例(30%)，Ⅲ级有7例(35%)。由于肝损伤后，肝实质区域的血流灌注差或者根本没有血流灌注，所以CEUS图像上，肝损伤在血流灌注三期均表现为低回声区和无回声区(图1g～i，黄色箭头)。16.7%的Ⅰ级肝损伤诊断为0级，14.3%的Ⅱ级分别被诊断为Ⅰ级和Ⅲ级，14.3%的Ⅲ级被诊断为Ⅱ级。CEUS 与CECT的Spearman等级相关系数为0.888(P<0.0001)，Kappa值为0.71(表1)。两种检查方法对肝损伤等级的分类具有很高的一致性。

3 肝酶水平与肝损伤等级之间的关系

所有动物按照CECT肝损伤等级分类，发现AST、ALT、LDH和AST/ALT比值随着肝损伤严重程度的增加而水平逐渐增高，与创伤之前比较具有明显统计学意义(表2)。通过Pearson相关分析发现，AST和LDH水平，以及AST/ALT比值与CECT的分级呈正相关，其Pearson相关系数分别为0.664(P=0.0014)、0.704(P=0.0005)和0.503(P=0.024)；而GGT水平与肝损伤等级呈显著负相关(r=-0.467,P=0.038)，见表3。

表1 不同级别肝损伤CECT与CEUS对照

Spearman等级相关系数为0.888(P<0.0001)，Kappa值为0.71

图1 不同级别肝损伤后的大体标本(a～c)、CECT(d～f)和CEUS(g～i)表现。a～c.包膜下血肿、肝实质损伤和肝叶离断等不同程度的损伤情况(黄色箭头)；d～f.CECT图像结果受伤时其增强特点均表现为低增强或无增强(黄色箭头)；g～i.CEUS图像上肝损伤在血流灌注三期均表现为低回声区和无回声区(黄色箭头)

表2 不同肝损伤分级情况下肝酶水平

与创伤前比较:aP<0.05；与I级比较:bP<0.05；与II级比较:cP<0.05

表3 肝酶水平与肝损伤分级之间的相关性

r为相关系数

讨 论

肝脏是腹部钝伤后最常见损伤的器官。由于肝脏的血管复杂、质脆、血供丰富的组织结构特点使得肝损伤成为临床医学中一个具有挑战性的问题。对肝损伤患者快速而准确地诊断，并立即采取相应的治疗是至关重要的救命措施。这就需要有效的诊断设备对肝脏损伤进行分级。CT影像和超声成像经常被用来对创伤患者进行初步评估。对于生命体征稳定的患者，全身CT检查是一种一次性快速检查可能的全身多处创伤的有效工具，并可以及时发现影响预后的不利因素，指导临床医师采取非手术或手术治疗。然而，CT检查需要一定的时间，并且在具有该设备的医院才能进行，可能导致对患者诊断及治疗的延迟；另外对于年轻患者具有一定的辐射暴露。对于血流动力学不稳定的患者，超声检查是另一种不需要中断急救措施的快速有效的工具，对于腹腔游离液体有63%～99%的灵敏度[10-11]。此外，常规超声对实质脏器的损伤检测的敏感性较差，当其作为唯一诊断工具的时候，对于腹部损伤无腹腔积血的患者可能漏诊近1/3[12-13]，其敏感性<50%[14-15]。

随着第二代超声造影剂的应用，CEUS对于腹部钝伤后实质性脏器损伤检查的准确性提高到了80%～100%[10]。常规超声检查对于肝脏轻微损伤可能由于创伤区域与正常肝实质区域具有较相近的回声强度而导致漏诊。CEUS对于创伤区域与周围正常肝实质具有明显的增强相比。对比度的增加导致更高的灵敏度。创伤区域的血管破裂可以很容易地通过增强造影评估增强后血流灌注以便进行诊断。此外，超声造影剂没有任何被报道的严重不良反应，也没有CT造影剂的肾毒性问题[6]。

研究发现，CEUS与CECT对肝损伤分级具有93.3%的一致性[16]。CEUS诊断对于肝损伤分级的诊断比传统的超声更准确。本研究结果表明，对肝损伤分级的诊断，CECT与CEUS的Spearman秩相关系数高达0.888，Kappa值为0.71。这一结果表明，CEUS可以对肝损伤分级进行一个较准确的评价。

对于轻度的肝损伤患者，除了CT和超声外，肝酶检测是一种有效的替代工具。血清肝酶AST和ALT增加已被报道与肝损伤有关[9,17]。肝脏中的转氨酶以高浓度存在于肝细胞中，急性外伤性肝细胞损伤后被释放到循环血液中[9]，其水平的高低与肝损伤的严重程度成正比[9,12]，这与本研究中观察到的结果一致。在研究中，AST、ALT、LDH水平以及AST/ALT比值在肝损伤时明显增高，与肝损伤的严重程度相关。通过Pearson相关分析发现，AST和LDH水平，以及AST/ALT比值与CECT的分级呈正相关。尽管ALT水平在肝损伤前后明显不同，但ALT与CECT具有较弱的正相关关系。而GGT水平与肝损伤等级呈显著负相关。AST、ALT、LDH水平及AST/ALT比值可作为检测肝损伤是否存在以及其严重程度的有用指标。

综上所述，CEUS和血清肝酶水平同基于CECT的肝损伤严重程度分类具有很高的相关性，对肝损伤损伤程度的评估具有重要作用，允许临床医生快速和准确采取合适的治疗策略。

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(本文编辑：郭 卫)

Significance of contrast-enhanced ultrasound and serum liver enzyme levels in the classification of liver injury

BIJie,HUJia-yin,TIANMeng,LITao

(Department of Ultrasound, Institute of Surgery Research,Daping Hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400042,China)

Objective To investigate the value and significance of contrast-enhanced ultrasound (CEUS) and serum liver enzyme levels in the diagnosis and classification of blunt liver injury. Methods Twenty rabbits of (2.15±0.23)kg were made into blunt liver injury models and were performed contrast-enhanced computed tomography (CECT), CEUS and serum liver enzyme assay. Venous blood was drawn for serum liver enzyme assay. According to AAST scale, the degree of liver trauma was evaluated, then result of CEUS and CECT was analyzed using Spearman’s correlation analysis, whereas result of serum liver enzyme and CECT was analyzed using Pearson’s correlation analysis. Results According to AAST scale, the CEUS and CECT were highly consistent with the classification of liver injury. Coefficient of Spearman’s rank correlation was 0.888 (P<0.0001), and Kappa value was 0.71. AST and LDH levels, as well as AST/ALT ratio were positively correlated with the grade of liver injury, and the coefficients of Pearson correlation were 0.664 (P=0.0014), 0.704 (P=0.0005) and 0.503 (P=0.024), respectively. GGT level was statistically negatively correlated with the grade of liver injury (r =-0.467,P=0.038). Conclusion CEUS and serum liver enzyme have high consistency with CECT both in the detection and grading of liver injury. It can be used as a tool for the diagnosis and monitor in the treatment of liver injury.

liver injury; contrast ultrasound; liver enzyme level; grade; model

1009-4237(2017)08-0598-05

国家自然科学基金(81271586)；重庆市自然科学基金(CSTC2012JJB10034)

400042 重庆,第三军医大学大坪医院野战外科研究所超声诊断科

共同第一作者：胡加银

李陶，E-mail: taoli39@163.com

R 445.1

A

10.3969/j.issn.1009-4237.2017.08.010

2017-03-23；

2017-04-10)