CEUS诊断肢体肌肉挤压伤后急性肾损伤

张春东，王 欣，唐 杰

(1.中国人民解放军白求恩国际和平医院超声科，2.儿科，河北 石家庄 050082；3.中国人民解放军解放军总医院超声科，北京 100853)

肢体挤压伤，即使未伤及重要脏器，也可能致命。急性肾损伤(acute kidney injury, AKI)是挤压伤最重要、最严重的并发症[1]，常为最终致死原因[2]。挤压伤后AKI发生率约0.5%～3.3%[3-4]，死亡率达15%～40%[3-5]，若合并多器官功能衰竭，感染及心、肺疾病，死亡率可高达80%[4]。AKI虽致命但却可预防及逆转[6]。由于挤压伤后AKI表现为肾脏血液灌注不足，故对肾脏血流灌注的检测可作为评价肾损伤的指标，超声微泡造影剂是一种血池造影剂，可有效检测局部组织血流灌注。本研究旨在探讨定量CEUS在兔肢体肌肉挤压伤后AKI早期诊断及监测中的价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选取64只新西兰大白兔，雌雄各半，体质量2.5～3.3 kg，年龄1.0～1.5岁。所有动物由中国人民解放军总医院动物中心提供，实验前饲养72 h适应环境。将实验兔随机分为实验组(n=56)和对照组(n=8)。本实验经中国人民解放军总医院伦理委员会审核同意。

1.2 模型制备 将实验兔以3%戊巴比妥钠(30 mg/kg体质量)经耳缘静脉注射，于实验过程中补充注射10 mg/(kg·h)以维持麻醉状态。对实验兔左后肢备皮，缠以棉纱垫(5 cm×25 cm)，再将血压计气囊绑缚于棉纱垫外侧，充气并保持40 kPa压强，加压4 h制备肢体肌肉挤压伤后AKI模型(图1)。同时对实验兔左侧背部备皮以供肾脏超声检查。对照组进行麻醉、备皮、棉纱垫及血压计气囊绑缚，但不加压。

1.3 CEUS检测 采用Philips iU22超声诊断仪，L12-5线阵探头，频率5～12 MHz，配备CEUS功能及QLAB分析软件。超声造影剂为SonoVue(Bracco)，加入5 ml生理盐水振荡混匀后，按0.2 ml剂量[7]经兔耳缘静脉团注，随后跟注生理盐水5 ml。在解除压力后第0.5、2.0、6.0、24.0 h及3、7、14天，根据不同时间点将实验组分为7个亚组，每组8只。应用CEUS检测各组实验兔左肾，并存储存动态图像3 min以备脱机分析。

图1 采用球囊束带加压法制备新西兰兔AKI模型及示意图 (A：肢体；B：棉纱垫；C：球囊；D：血压计)

采用QLAB软件分析造影图像，在浅侧肾实质选取边长5 mm的正方形ROI，避开较大血管走行区，软件自动生成时间-强度曲线，并计算峰值强度(peak intensity, PI)、曲线下面积(area under the curve, AUC)、升支斜率(ascending slope, AS)及降支斜率(descending slope, DS)等参数。对每只实验兔均检测3次，取平均值。

1.4 组织生化检测及病理检测 分别采集2组各时间点实验兔耳缘静脉血2 ml，离心后取上清液检测血清肌酸肌酶(creatine kinase, CK)、乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase, LDH)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)及血肌酐(creatinine, Cr)，随后经耳缘静脉注入空气50 ml处死实验兔，即刻取肾脏组织置入10%中性福尔马林溶液，制备病理切片。

1.5 统计学分析 采用SPSS 13.0统计分析软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，实验组不同亚组和对照组生化指标和CEUS参数比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK法；CEUS定量参数与血生化参数间的相关性采用Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

64只实验兔中，3只在实验结束前死亡，分属解压后6.0、24.0 h及3天亚组，其余61只完成全部实验过程。

2.1 生化检查 实验组各亚组和对照组血清CK、LDH、BUN及Cr总体差异有统计学意义(P均<0.05)，解压后2.0、6.0、24.0 h及3天亚组明显高于对照组，差异均有统计学意义(P均<0.05)；实验组在解压后6.0、24.0 h亚组达峰值，解压后7、14天亚组恢复至正常范围，见表1。

2.2 CEUS结果 实验组各亚组和对照组CEUS定量参数PI、AUC、AS及DS差异有统计学意义 (P均<0.05)；与对照组比较，实验组各亚组AS及DS减小(P均<0.05)，但实验组各亚组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。实验组肾脏组织CEUS表现为PI减低，AUC增高，在解压后6.0、24.0 h亚组达峰值，并于解压后7、14天亚组恢复至正常范围(表2)，时间-强度曲线表现为缓升缓降型(图2)。

2.3 相关性分析 PI与CK(r=-0.897，P=0.003)、LDH(r=-0.811，P=0.015)、BUN(r=-0.890，P=0.003)、Cr(r=-0.916，P=0.001)及AUC(r=-0.924，P=0.001)呈负相关；AUC与CK(r=0.976，P<0.001)、LDH(r=0.867，P=0.005)、BUN(r=0.954，P<0.001)、Cr(r=0.946，P<0.001)呈正相关。

2.4 病理表现 实验组见肾皮质、髓质分界清楚，肾小球血管明显淤血，并见部分细胞核浓缩深染，近曲小管上皮细胞轻度肿胀；部分肾小管腔内可见无定形管型，皮髓质交界肾小管上皮细胞轻度肿胀，腔内可见无定形管型，可见单个肾小管坏死、远曲小管上皮脱落，细胞明显肿胀伴坏死，皮质、髓质间质血管明显淤血；病理改变在解压后第6、24 h最明显，见图3。

3 讨论

目前，主要依靠临床症状及实验室检查诊断AKI，如检测CK，但特异性较差，且无明确界值[8-9]。由于AKI表现为肾脏血液灌注不足，增强CT、MRI等可评价肾实质血流灌注，但由于碘对比剂具有肾脏毒性，且大型影像设备难以进入灾害现场，对急性期患者诊断价值有限；也有报道[10]认为此类检查对早期AKI并不敏感。超声微泡造影剂是一种血池造影剂，可检测局部组织血流灌注，无肾毒性，应用广泛[11-12]，如已应用于肢体挤压伤后局部肌肉损伤的定量检测[13-15]，故可用于定量检测AKI[16]。

表1 各组生化检查指标比较(±s)

表1 各组生化检查指标比较(±s)

组别CK(U/L)LDH(U/L)BUN(mmol/L)Cr(μmol/L)实验组 0.5h亚组5432.66±1061.20252.25±46.616.45±0.9960.52±3.06 2.0h亚组24232.00±1868.42530.75±80.276.92±0.7267.34±9.09 6.0h亚组43129.00±8086.72614.88±90.919.12±1.44105.06±13.69 24.0h亚组74805.57±12746.47866.00±78.3314.86±2.76132.73±22.20 3天亚组19908.43±7475.50178.57±50.9711.19±0.94106.16±11.75 7天亚组1505.88±347.43129.13±30.636.69±1.1379.90±11.69 14天亚组435.43±60.71100.57±20.265.92±0.7259.62±6.57对照组470.44±100.93117.00±37.985.69±0.2553.92±1.93F值142.58166.9147.5746.86P值<0.05<0.05<0.05<0.05

表2 各组肾脏CEUS参数比较(±s)

表2 各组肾脏CEUS参数比较(±s)

组别PI(dB)AUC(dB·s)ASDS实验组 0.5h亚组41.80±1.01999.38±171.432.59±0.330.04±0.01 2.0h亚组39.26±1.381142.38±135.542.16±0.210.04±0.01 6.0h亚组38.91±1.091332.13±113.352.13±0.370.04±0.01 24.0h亚组37.19±1.231678.86±214.081.97±0.350.03±0.01 3天亚组38.79±1.051247.00±148.902.13±0.240.03±0.01 7天亚组40.65±1.171068.88±115.822.37±0.350.04±0.01 14天亚组41.56±1.121001.86±126.922.56±0.420.05±0.01对照组42.33±1.01986.88±153.282.70±0.390.05±0.01F值8.3715.974.599.77P值<0.05<0.05<0.05<0.05

图2 肾实质定量造影时间-强度曲线图 A.对照组示团注造影剂后快速达到峰值，随后峰值强度降低; B.实验组示解压后24.0 h时间-强度曲线表现为缓升缓降型 图3 肾实质病理改变 A(HE，×40)、B(HE，×20).对照组示肾皮质髓质分界清楚，肾小球结构正常，远曲小管结构正常，间质未见明显异常; C(HE，×40)、D(HE，×20).解压后24.0 h亚组示肾小球血管淤血，近曲小管上皮细胞肿胀，少数细胞明显肿胀或变性坏死脱落，部分腔内见无定形管型

本研究应用袖带球囊加压法[17]制备挤压伤模型，操作简便，可准确控制挤压的压力[18]，实验室检查指标及肌肉病理检测提示此法具有较好的稳定性及可重复性[17-18]。本研究发现挤压伤后各定量CEUS参数有明显变化，PI降低，AUC增大，时间-强度曲线表现为缓升缓降型。分析可能原因：首先，肢体于挤压伤后肿胀，液体潴留于组织间隙，循环血量减少，肾血流灌注减少，故PI减小；其次，骨骼肌损伤，具有肾毒性的肌红蛋白释放到血液循环，使肾血管收缩，并形成结晶及管型，堵塞肾小管，使肾血液灌注进一步减少[8]，故PI减小；由于局部肌肉溶解坏死，内容物释出致急性肾小管坏死，肾内直小管维持肾髓质高渗作用减弱消失，致肾小血管内血流淤滞，造影微泡消退延迟[7]，时间-强度曲线降支平缓，故DS减小，综合作用致AUC增大。

既往动物研究[7]中，AKI的CEUS定量参数主要表现为AUC增大，而PI差异无统计学意义；本研究中，与对照组比较，实验组PI减小，AUC增大，差异均有统计学意义。分析原因可能因既往为对实验兔后肢注射甘油制备AKI动物模型，局部肌肉溶解坏死，内容物释出引起急性肾小管坏死，肾内直小管维持肾髓质高渗作用减弱消失，致肾小血管内血流淤滞，造影微泡消退延迟，故DS减小，时间-强度曲线降支平缓，AUC增大，而局部肌肉组织并无明显肿胀及液体潴留，循环血量无明显减少，肾血流灌注无明显减少，故PI无明显减小，与本研究结果有所不同，提示CEUS可能更适用于诊断挤压伤后AKI。

目前临床用于诊断AKI的实验室指标主要是BUN和Cr[19]，诊断肌肉损伤主要实验室指标为CK和LDH。本研究中CEUS的PI和AUC与肾脏实验室指标相关性亦较好，提示CEUS可较敏感地反映实验兔肾脏实质血流灌注变化，与肾损伤程度具有较好的相关性。

本研究的局限性：新西兰兔下肢肌肉占全身的比例明显小于人体，故肢体挤压伤后肌体肿胀所造成的淤血及体液潴留程度所造成的影响可能较小，肾脏血流灌注减少程度和损伤程度也可能较轻，因此本实验结果的临床意义还需进一步探讨；因挤压伤时血、尿肌红蛋白多为一过性增高、时间窗较窄，且在灾害现场，医疗资源极为紧张，监测尿量难以达到，而本研究重点为对兔AKI的诊断及病情监控，故未进行尿肌红蛋白检测及尿量监测，今后研究中应进一步改进。

综上所述，CEUS可较敏感地反映兔挤压伤后AKI改变。

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