超声造影对心肌微血管损伤的实验研究

张社芳，王华，王振华，肖露，陈嵩，吕彬彬，张亚平，魏国士

（郑州大学附属洛阳中心医院 超声科，河南 洛阳 147000）

超声造影显像能清晰敏感地提示微小结构和低速微循环血流灌注状态，可直接观察到组织代谢情况，从而被广泛应用于临床各学科。超声造影对心血管疾病进行诊断可迅速勾画出患者左室内膜边界，从而较好评价其心肌血流灌注状态，进而明显提高心血管疾病的诊断准确度和敏感度［1］。研究证实，超声介导的微泡空化效应存在破坏临界毛细血管和内壁细胞、损伤患者器官及血管内溶血的风险［2］。本研究采用40 只健康新西兰大白兔进行超声造影检查实验，以探讨超声造影在心血管疾病诊断检查过程中对心肌微血管的影响，为心血管疾病的超声造影诊断安全性提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

健康新西兰大白兔40 只，雌雄不限，体质量1.9～2.5 kg，平均（2.1±0.5）kg，由郑州大学动物实验中心提供，根据超声触发形式分为A 组、B组、C 组和D 组，每组10 只。A 组雌性6 只，雄性4 只；体质量1.9～2.5 kg，平均（2.0±0.7）kg。B 组雌性5 只，雄性5 只；体质量1.9～2.5 kg，平均（2.1±0.8）kg。C 组雌性7 只，雄性3 只；体质量2.0～2.5 kg，平均（2.2±0.9）kg。D 组雌性6只，雄性4 只；体质量1.9～2.4 kg，平均（2.1±0.6）kg。四组雌性、体质量比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 研究方法

采用飞利浦EPIQ7 彩色多普勒超声诊断仪，3S 探头，1.8 MHz 频率，显像深度6.0 cm，机械指数1.5，触发时间间隔为3 s。造影剂选用SonoVue，核心气体选SF6，包膜用磷脂，90%微泡粒径低于6 μm，浓度维持在1～5×108/mL，设置0.05 mL/kg 与0.50 mL/kg 两种微泡剂量。先将所需微泡加入5 mL 生理盐水完全溶解制备微泡混悬液待用。大白兔于术前30 min 给予阿托品（0.02 mg/kg）和氯胺酮（5 mg/kg），肌注；开通静脉通道，注入丙泊酚（2.0～2.5 mg/kg）、咪哒唑仑（0.15 mg/kg）、维库溴铵（0.1 mg/kg）进行麻醉诱导，再缓慢静滴瑞芬太尼（1 μg/kg），持续时间超1 min。待麻醉成功后将大白兔维持仰卧位并固定四肢于操作台上，接通心电图检查仪，密切观察心电图变化。A组采用单纯超声触发，B 组采用静息超声触发，C 组采用0.5 mL/kg 剂量负荷超声，D 组用0.05 mL/kg剂量负荷超声。各组患者均建立耳缘静脉通道，均注入依文思蓝（50 mg/kg），5 min 后A 组注入5 mL 生理盐水；B 组注入5 mL 微泡剂量的混悬液（0.5 mL/kg）；C 组注入5 mL 微泡剂量的混悬液（0.5 mL/kg）、盐酸多巴酚丁胺30 g/（kg·min）和阿托品0.02 mg/min（为了提高心率）；D 组注入注入5 mL 微泡剂量的混悬液（0.05 mL/kg）、盐酸多巴酚丁胺30 g/（kg·min）和阿托品0.02 mg/min（为了提高心率），同时超声辐照维持10 min。记录大白兔室性期间的收缩情况，超声辐照后处死动物，取其心脏，以100 mL 肝素化生理盐水经主动脉逆行灌洗冠状动脉，观察灌洗后心肌出血情况。C 组、D 组大白兔心率超280 次/min 时注射微泡，持续静滴盐酸多巴酚丁胺以及阿托品以维持心率，同时行超声辐照。

1.3 观察指标

比较各组动物心率、心肌依文思蓝漏出量、心肌出血视觉评分及室性期前收缩情况。同时比较各组心肌病理HE 染色观察。用甲酰胺萃取心脏中的依文思蓝，以紫外分光光密度仪检测萃取液的吸光值，计算心肌中的依文思蓝浓度［3］。心肌出血视觉评分判断：O 级指心肌色泽正常，没有出血点；Ⅰ级指心脏超声辐照区心肌表面及肌层内有散在出血点；Ⅱ级指心肌超声辐照区有较多的出血点，心肌肌层有散在出血点；Ⅲ级指心肌超声辐照区出血点呈片状，心肌肌层有较多出血点［4］。

1.4 统计学方法

采用SAS 10.2 统计软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，用t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组动物心率情况比较

A 组心率为（134.2±12.5）次/min，B 组心率为（129.0±15.1）次/min，C 组心率为（291.7±6.5）次/min，D 组心率为（282.6±8.3）次/min。C组心率高于A 组，差异有统计学意义（t=-24.310，P=0.000），D 组心率高于A 组，差异有统计学意义（t=-23.472，P=0.000）。C 组心率高于B 组，差异有统计学意义（t=-23.722，P=0.000），D 组心率高于B 组，差异有统计学意义（t=-23.067，P=0.000）。A 组与B 组、C 组与D 组心率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 各组心肌依文思蓝含量、心肌出血视觉评分和室性期前收缩情况比较

心肌依文思蓝含量：C 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-25.225，P=0.000）；C 组高于B组，差异有统计学意义（t=-1.363，P=0.032）；D 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-34.933，P=0.000）；D 组高于B 组，差异有统计学意义（t=-1.260，P=0.048）。心肌出血视觉评分：B 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-9.641，P=0.000）；C 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-12.108，P=0.000）；D 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-16.531，P=0.000）；C 组高于B 组，差异有统计学意义（t=-4.765，P=0.000）；D 组高于B 组，差异有统计学意义（t=-6.163，P=0.000）。室性期前收缩：B 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-14.731，P=0.000）；C 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-22.347，P=0.000）；D 组高于A 组，差异有统计学意义（t=-18.796，P=0.000）；C 组高于B 组，差异有统计学意义（t=-2.282，P=0.012）；D 组高于B 组（t=-1.983，P=0.036）。见表1。

表1 各组心肌依文思蓝含量、心肌出血视觉评分和室性期前收缩情况比较（n=10，±s）

表1 各组心肌依文思蓝含量、心肌出血视觉评分和室性期前收缩情况比较（n=10，±s）

2.3 各组HE 染色结果情况

HE 染色结果显示，A 组心肌细胞无出血点，B 组心肌细胞间隙有散在的红细胞，C 组和D 组均有大量的红细胞，呈连片状，提示C 组、D 组损伤较为严重。见图1。

图1 心肌HE 染色结果（×100）

3 讨论

心肌声学造影是可用于心脏实质性血流灌注的评价方法，它是在超声检测中以充气微泡作为示踪剂来观察组织血流灌注状况的一种超声技术。许多研究表明，超声辐照微泡造影剂会产生“空化"效应，这种效应可增加微血管的通透性［5-7］。

依文思蓝是一种偶氮蓝染料，是用于毛细血管渗透性的诊断药，它进入血循环可结合其中的血红蛋白而不会渗出至血管外，根据依文思蓝是否透过血管壁进入组织中被用来评价血脑屏障及毛细血管的通透性改变。有研究指出，注入依文思蓝后暴露于超声辐照，受检者的心肌微血管通透性增加，导致依文思蓝向血管外渗出，超声辐照区可见明显瘀斑，并会引起室性期前收缩［8］。另有研究指出，依文思蓝会引起心肌细胞染色证实了超声造影会导致心肌细胞损伤，且在心脏负荷试验中，被染色的心肌细胞数量增加明显，且发生有大量炎症细胞浸润于心肌局部［9］。

心脏负荷试验中，心肌收缩力增强，心率升高，心肌收缩期所需时间比正常时明显增加，心肌微血管内径变小同时压力增加，故微泡到血管壁的距离变短，微泡空化效应引起的射流、冲击波极易损伤血管；同时因心肌收缩力增强，心率加快导致心肌供血相对不足，从而增加了室性期前收缩发生率和心肌微血管损伤的风险［10］。

本研究中，给予大白兔按临床用药剂量标准注入盐酸多巴酚丁胺和阿托品后，心率明显升高；结果显示，C 组、D 组心肌依文思蓝含量、心肌出血视觉评分和室性期前收缩频率明显高于A 组、B组（P＜0.05），B 组心肌出血视觉评分和室性期前收缩频率明显高于A 组（P＜0.05）；而HE 染色结果显示，A 组心肌细胞无出血点，B 组心肌细胞间隙有散在的红细胞，C 组和D 组均有大量的红细胞，呈连片状，提示C 组、D 组损伤较为严重。这些结果表明，心脏负荷试验超声造影会明显增加心肌血管的通透性，所引起的微血管损伤比静息状态下的超声造影更大。A 组并未出现微血管损伤及室性期前收缩，B 组则出现多次室性期前收缩，提示注入微泡与心肌损伤及室性期前收缩存在一定关系，然而室性期前收缩数量与心肌损伤程度并无显著相关。

总之，在心脏负荷试验过程中，超声造影剂会明显增加心肌微血管损伤风险，减少剂量仍可引起明显损伤，故在临床实践时需加以避免。