超聲造影對心肌微血管損傷的實驗研究

張社芳，王華，王振華，肖露，陳嵩，呂彬彬，張亞平，魏國士

（鄭州大學附屬洛陽中心醫(yī)院 超聲科，河南 洛陽 147000）

超聲造影顯像能清晰敏感地提示微小結構和低速微循環(huán)血流灌注狀態(tài)，可直接觀察到組織代謝情況，從而被廣泛應用于臨床各學科。超聲造影對心血管疾病進行診斷可迅速勾畫出患者左室內(nèi)膜邊界，從而較好評價其心肌血流灌注狀態(tài)，進而明顯提高心血管疾病的診斷準確度和敏感度［1］。研究證實，超聲介導的微泡空化效應存在破壞臨界毛細血管和內(nèi)壁細胞、損傷患者器官及血管內(nèi)溶血的風險［2］。本研究采用40 只健康新西蘭大白兔進行超聲造影檢查實驗，以探討超聲造影在心血管疾病診斷檢查過程中對心肌微血管的影響，為心血管疾病的超聲造影診斷安全性提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

健康新西蘭大白兔40 只，雌雄不限，體質(zhì)量1.9～2.5 kg，平均（2.1±0.5）kg，由鄭州大學動物實驗中心提供，根據(jù)超聲觸發(fā)形式分為A 組、B組、C 組和D 組，每組10 只。A 組雌性6 只，雄性4 只；體質(zhì)量1.9～2.5 kg，平均（2.0±0.7）kg。B 組雌性5 只，雄性5 只；體質(zhì)量1.9～2.5 kg，平均（2.1±0.8）kg。C 組雌性7 只，雄性3 只；體質(zhì)量2.0～2.5 kg，平均（2.2±0.9）kg。D 組雌性6只，雄性4 只；體質(zhì)量1.9～2.4 kg，平均（2.1±0.6）kg。四組雌性、體質(zhì)量比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 研究方法

采用飛利浦EPIQ7 彩色多普勒超聲診斷儀，3S 探頭，1.8 MHz 頻率，顯像深度6.0 cm，機械指數(shù)1.5，觸發(fā)時間間隔為3 s。造影劑選用SonoVue，核心氣體選SF6，包膜用磷脂，90%微泡粒徑低于6 μm，濃度維持在1～5×108/mL，設置0.05 mL/kg 與0.50 mL/kg 兩種微泡劑量。先將所需微泡加入5 mL 生理鹽水完全溶解制備微泡混懸液待用。大白兔于術前30 min 給予阿托品（0.02 mg/kg）和氯胺酮（5 mg/kg），肌注；開通靜脈通道，注入丙泊酚（2.0～2.5 mg/kg）、咪噠唑侖（0.15 mg/kg）、維庫溴銨（0.1 mg/kg）進行麻醉誘導，再緩慢靜滴瑞芬太尼（1 μg/kg），持續(xù)時間超1 min。待麻醉成功后將大白兔維持仰臥位并固定四肢于操作臺上，接通心電圖檢查儀，密切觀察心電圖變化。A組采用單純超聲觸發(fā)，B 組采用靜息超聲觸發(fā)，C 組采用0.5 mL/kg 劑量負荷超聲，D 組用0.05 mL/kg劑量負荷超聲。各組患者均建立耳緣靜脈通道，均注入依文思藍（50 mg/kg），5 min 后A 組注入5 mL 生理鹽水；B 組注入5 mL 微泡劑量的混懸液（0.5 mL/kg）；C 組注入5 mL 微泡劑量的混懸液（0.5 mL/kg）、鹽酸多巴酚丁胺30 g/（kg·min）和阿托品0.02 mg/min（為了提高心率）；D 組注入注入5 mL 微泡劑量的混懸液（0.05 mL/kg）、鹽酸多巴酚丁胺30 g/（kg·min）和阿托品0.02 mg/min（為了提高心率），同時超聲輻照維持10 min。記錄大白兔室性期間的收縮情況，超聲輻照后處死動物，取其心臟，以100 mL 肝素化生理鹽水經(jīng)主動脈逆行灌洗冠狀動脈，觀察灌洗后心肌出血情況。C 組、D 組大白兔心率超280 次/min 時注射微泡，持續(xù)靜滴鹽酸多巴酚丁胺以及阿托品以維持心率，同時行超聲輻照。

1.3 觀察指標

比較各組動物心率、心肌依文思藍漏出量、心肌出血視覺評分及室性期前收縮情況。同時比較各組心肌病理HE 染色觀察。用甲酰胺萃取心臟中的依文思藍，以紫外分光光密度儀檢測萃取液的吸光值，計算心肌中的依文思藍濃度［3］。心肌出血視覺評分判斷：O 級指心肌色澤正常，沒有出血點；Ⅰ級指心臟超聲輻照區(qū)心肌表面及肌層內(nèi)有散在出血點；Ⅱ級指心肌超聲輻照區(qū)有較多的出血點，心肌肌層有散在出血點；Ⅲ級指心肌超聲輻照區(qū)出血點呈片狀，心肌肌層有較多出血點［4］。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SAS 10.2 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料用均數(shù)±標準差（±s）表示，用t檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各組動物心率情況比較

A 組心率為（134.2±12.5）次/min，B 組心率為（129.0±15.1）次/min，C 組心率為（291.7±6.5）次/min，D 組心率為（282.6±8.3）次/min。C組心率高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-24.310，P=0.000），D 組心率高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-23.472，P=0.000）。C 組心率高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-23.722，P=0.000），D 組心率高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-23.067，P=0.000）。A 組與B 組、C 組與D 組心率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.2 各組心肌依文思藍含量、心肌出血視覺評分和室性期前收縮情況比較

心肌依文思藍含量：C 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-25.225，P=0.000）；C 組高于B組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-1.363，P=0.032）；D 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-34.933，P=0.000）；D 組高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-1.260，P=0.048）。心肌出血視覺評分：B 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-9.641，P=0.000）；C 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-12.108，P=0.000）；D 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-16.531，P=0.000）；C 組高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-4.765，P=0.000）；D 組高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-6.163，P=0.000）。室性期前收縮：B 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-14.731，P=0.000）；C 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-22.347，P=0.000）；D 組高于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-18.796，P=0.000）；C 組高于B 組，差異有統(tǒng)計學意義（t=-2.282，P=0.012）；D 組高于B 組（t=-1.983，P=0.036）。見表1。

表1 各組心肌依文思藍含量、心肌出血視覺評分和室性期前收縮情況比較（n=10，±s）

表1 各組心肌依文思藍含量、心肌出血視覺評分和室性期前收縮情況比較（n=10，±s）

2.3 各組HE 染色結果情況

HE 染色結果顯示，A 組心肌細胞無出血點，B 組心肌細胞間隙有散在的紅細胞，C 組和D 組均有大量的紅細胞，呈連片狀，提示C 組、D 組損傷較為嚴重。見圖1。

圖1 心肌HE 染色結果（×100）

3 討論

心肌聲學造影是可用于心臟實質(zhì)性血流灌注的評價方法，它是在超聲檢測中以充氣微泡作為示蹤劑來觀察組織血流灌注狀況的一種超聲技術。許多研究表明，超聲輻照微泡造影劑會產(chǎn)生“空化"效應，這種效應可增加微血管的通透性［5-7］。

依文思藍是一種偶氮藍染料，是用于毛細血管滲透性的診斷藥，它進入血循環(huán)可結合其中的血紅蛋白而不會滲出至血管外，根據(jù)依文思藍是否透過血管壁進入組織中被用來評價血腦屏障及毛細血管的通透性改變。有研究指出，注入依文思藍后暴露于超聲輻照，受檢者的心肌微血管通透性增加，導致依文思藍向血管外滲出，超聲輻照區(qū)可見明顯瘀斑，并會引起室性期前收縮［8］。另有研究指出，依文思藍會引起心肌細胞染色證實了超聲造影會導致心肌細胞損傷，且在心臟負荷試驗中，被染色的心肌細胞數(shù)量增加明顯，且發(fā)生有大量炎癥細胞浸潤于心肌局部［9］。

心臟負荷試驗中，心肌收縮力增強，心率升高，心肌收縮期所需時間比正常時明顯增加，心肌微血管內(nèi)徑變小同時壓力增加，故微泡到血管壁的距離變短，微泡空化效應引起的射流、沖擊波極易損傷血管；同時因心肌收縮力增強，心率加快導致心肌供血相對不足，從而增加了室性期前收縮發(fā)生率和心肌微血管損傷的風險［10］。

本研究中，給予大白兔按臨床用藥劑量標準注入鹽酸多巴酚丁胺和阿托品后，心率明顯升高；結果顯示，C 組、D 組心肌依文思藍含量、心肌出血視覺評分和室性期前收縮頻率明顯高于A 組、B組（P＜0.05），B 組心肌出血視覺評分和室性期前收縮頻率明顯高于A 組（P＜0.05）；而HE 染色結果顯示，A 組心肌細胞無出血點，B 組心肌細胞間隙有散在的紅細胞，C 組和D 組均有大量的紅細胞，呈連片狀，提示C 組、D 組損傷較為嚴重。這些結果表明，心臟負荷試驗超聲造影會明顯增加心肌血管的通透性，所引起的微血管損傷比靜息狀態(tài)下的超聲造影更大。A 組并未出現(xiàn)微血管損傷及室性期前收縮，B 組則出現(xiàn)多次室性期前收縮，提示注入微泡與心肌損傷及室性期前收縮存在一定關系，然而室性期前收縮數(shù)量與心肌損傷程度并無顯著相關。

總之，在心臟負荷試驗過程中，超聲造影劑會明顯增加心肌微血管損傷風險，減少劑量仍可引起明顯損傷，故在臨床實踐時需加以避免。