自制經(jīng)靜脈聲學造影劑超聲顯像的實驗研究.pdf

1、近年來，超聲造影劑及相關(guān)成像技術(shù)的研發(fā)都取得了飛躍性的進展，聲學造影已成為超聲醫(yī)學發(fā)展研究領(lǐng)域中發(fā)展異常迅速的分支課題之一。因為在周圍靜脈內(nèi)注射造影劑進行的聲學造影屬于無創(chuàng)性方法，所以目前致力于經(jīng)靜脈注射心肌聲學造影劑的研制。本實驗研究自制經(jīng)靜脈含氟碳氣體造影劑的安全性，并評價其在正常開胸犬心肌、肝臟、腎臟中的超聲顯影效果。冠狀動脈疾病是目前最重要的心血管疾病，其基本病理生理學改變就是心肌血流灌注異常。經(jīng)靜脈心肌聲學造影從微血管水平評價

2、心肌灌注，無創(chuàng)性的評價正常及異常心肌血流灌注成為研究的熱點。本實驗采用自制的經(jīng)靜脈聲學造影劑，利用二次諧波、間歇式觸發(fā)成像、能量多普勒顯像技術(shù)，評價正常及不同程度冠狀動脈狹窄時犬心肌血流灌注，判斷存活心肌，評價MCE測量局部心肌血流量的可行性和準確性，評價冠脈儲備能力。 方法:自制經(jīng)靜脈聲學造影劑器官顯像及其安全性研究自制含氟聲學造影劑：應用稀釋的5％的白蛋白溶液與低分子右旋糖酐(40)混合溶液10ml，放入倒置的注射器外套管中

3、，連接于三通管，將超聲粉碎儀探頭放在混合溶液的液面下，輸出功率100W，聲振時間150s進行超聲振蕩，在振蕩的過程中勻速向混合溶液內(nèi)注入C3F8氣體1ml。棄去底部0.5ml液體后，抽取振蕩后的含微泡的溶液，封閉保存?zhèn)溆?。應用改良的Neubauer法計數(shù)并計算微泡的濃度。應用標尺鏡下測量微泡的大小。 動物準備：8條健康雜種犬，雌雄不限，體重15～25kg。仰臥位固定于實驗臺，用3％戊巴比妥鈉(30mg/kg體重)靜脈注射麻醉，脫

4、毛、消毒皮膚后作氣管插管，行呼吸機正壓人工呼吸。雙側(cè)股靜脈插管供輸液和注射自制聲學造影劑。多功能監(jiān)護儀同步監(jiān)測心電圖、心率及平均動脈壓。沿胸骨正中，用開胸器暴露心臟，輕輕提起心包膜并將其剪開后，懸吊于胸壁，制成心包吊籃。 造影檢查：應用PHILIPS公司SONOS5500彩色多普勒超聲診斷儀檢查，S4和L7540探頭。通過置于心臟前壁的特制水囊間接掃查，顯示胸骨旁左室乳頭肌短軸切面。用隨機配帶的contrast程序，間歇諧波成像

5、，機械指數(shù)調(diào)為最大。注射造影劑之前調(diào)節(jié)儀器增益，使心肌和肝腎實質(zhì)回聲低至剛能辨認。其余設(shè)置取該程序默認值。保持儀器設(shè)置在整個實驗中不變。分別在常規(guī)造影、AD狀態(tài)下獲取圖像。 心電圖觸發(fā)時間置于T波頂點，采用雙幀顯像方式，觸發(fā)間歇從3：1開始逐漸遞增。經(jīng)靜脈持續(xù)輸入自制造影劑，每支稀釋10倍至30ml，用微量注射泵持續(xù)輸注，采用四種靜滴速度為0.5ml/min、1.0ml/min、2.0ml/min、3.0ml/min。。每條犬重

6、復造影6次，兩次注射間隔至少10分鐘以上。注射造影劑前后采集圖像分別記錄于MO磁光盤及錄像帶供脫機分析。 整個實驗過程中持續(xù)監(jiān)測造影前后心率、平均動脈壓、心電圖變化，監(jiān)測造影劑注入前后血氣、心肌酶譜、肝功、腎功等生化指標的變化。監(jiān)測呼吸、皮膚的變化，記錄有無急性肺水腫及死亡。 組織標本處理：實驗結(jié)束時用10％氯化鉀溶液10ml靜脈注射處死動物，將心臟取出，橫切成0.5cm左右的厚片，取心肌組織6塊，進行HE染色，光鏡和電

7、鏡下觀察心肌超微結(jié)構(gòu)。同時取犬肺臟、肝臟、腎臟各三小塊，分別固定于10％福爾馬林溶液，制備石蠟切片，HE染色進行光電鏡檢查。 經(jīng)靜脈心肌聲學造影定量評價犬心肌血流灌注動物準備：基本準備同前。制成心包吊籃后，暴露心臟，于冠脈第一對角支下1cm處鈍性游離左前降支，在冠脈縮窄器前方放置1.5～2.0F電磁流量計探頭，用電磁流量計測定LAD基礎(chǔ)流量，用冠脈縮窄器調(diào)節(jié)冠脈血流量，制成不同程度冠脈狹窄。左心耳插管供注入放射性微球和Evan’

8、sblue時用。 分別制成不同程度冠脈狹窄。輕度：血流量減少在25％以內(nèi)。中度：血流量減少50％；重度狹窄：血流量減少75％以上；完全阻斷冠脈。分別在靜息狀態(tài)、用腺苷(140μg/kg/min，靜脈注射共6分鐘)后的最大充血狀態(tài)下對不同程度的冠脈狹窄狀態(tài)進行MCE檢查。在完全狹窄狀態(tài)下觀察3～4小時。完全阻斷后再灌注2小時，動態(tài)觀察MCE，再灌注即刻、2小時后行腺苷MCE檢查。 心肌造影方法：PHILIPS5500彩色多

9、普勒超聲診斷儀(S4探頭)。采用contrast程序，間歇Hramonic成像，能量造影狀態(tài)。經(jīng)靜脈應用微量注射泵持續(xù)輸注自制造影劑，速度為1.0ml/min。心電圖觸發(fā)時間置于T波頂點，采用雙幀顯像方式，心電圖雙觸發(fā)間隔極短，為15ms，第二次觸發(fā)的圖像作為本底定量分析心肌灌注以排除偽像。造影劑在左室腔內(nèi)顯影后，從觸發(fā)間歇1：1開始達到充分顯影后，逐漸遞增直至顯影不再增強，結(jié)束MCE的觸發(fā)間隔依實驗條件而定。 資料分析:正常心

10、肌、肝臟、腎臟造影分析定性分析：灰階顯影分級如下：0級=無顯影；1級=少量顯影；2級=明顯顯影；3級=強烈顯影，完全充滿造影劑。 定量分析：視頻密度分析法：對記錄在MO上的圖像應用Photoshop7.01圖像處理軟件進行分析，把黑白和彩色象素視頻密度由暗到明分為0～255級。分別于心肌的各個部位和肝腎實質(zhì)部位取樣，取樣時盡可能多地包含感興趣區(qū)，取其象素視頻密度的平均值。左室取乳頭肌短軸切面，將左室壁分為6個節(jié)段：前壁、側(cè)壁、后

11、壁、下壁、后間隔、前間隔。測量時避開心內(nèi)膜、心外膜、乳頭肌、肝腎內(nèi)大血管以及散在的強回聲點，保持在同一位置。由兩名醫(yī)師分別獨立測量兩次，然后取平均值。視頻密度用灰階單位表示。 圈劃感興趣區(qū)分析心肌各部位在不同觸發(fā)間歇時的視頻強度(為減去相應部位的本底圖像視頻強度后)，用公式(60×觸發(fā)間歇/心率)將觸發(fā)間歇換算成時間(s)，得到一系列的時間-強度變化曲線。Ⅵ為縱坐標，時間為橫坐標，將數(shù)據(jù)以指數(shù)方程擬合：y=A(1-e-βt)，式

12、中y為任意時刻心肌的視頻強度，A為心肌峰值視頻強度，t為時間，β為曲線上升支斜率。其中A是平臺期最大視頻強度；β為微泡平均速度(MV)，二者的乘積(A·β值)可用于估計局部心肌血流量。 放射性微球測定心肌血流量(MBF)：造影結(jié)束后，在左心耳內(nèi)恒速注入5mci99mTc-MAA微球(30～50μm，總數(shù)2×106個)。注射前10s開始從股動脈以5ml/min的恒速抽取參考血樣，抽血時間持續(xù)180s。實驗結(jié)束后，將心臟標本每隔0.

13、5cm左右作組織切片，把與左室中部乳頭肌短軸切面一致的切片分成6份，稱重，把參考血標本及等重心肌組織塊分別放入GC-1200r放射免疫計數(shù)器中測量放射性計數(shù)，并計算心肌血流量。公式為：Qm=(Cm·Qr)/Cro式中Qm為心肌樣本的血流量(mL/min)，Cm為樣本組織的放射性計數(shù)，Qr為采集動脈參考血樣的速度(ml/min)，Cr為動脈參考血樣的放射性計數(shù)。測得的Qm除以心肌重量即得到單位重量的血流量(ml·min-1·g-1)。

14、 組織標本處理：注入放射性核素后，向左房內(nèi)注入0.5％伊文思藍10ml。處死動物后，選取左心室乳頭肌短軸水平的切片，放入2％的2，3，5-三苯基氯化四氮唑(TTC)溶液中(37℃水浴，PH值為7.4)染色20分鐘，觀察心肌的顏色變化。數(shù)碼相機拍照。 統(tǒng)計學分析：所有結(jié)果均以均數(shù)±標準差的形式(mean±SD)表示，采用MicrosoftExcel2000及SPSS11.0統(tǒng)計軟件進行分析。 結(jié)論:應用聲空化法自制含氟

15、碳氣體造影劑，微泡的平均直徑為3.20±0.75μm，濃度為3.7×109個/ml，95％微泡直徑＜6.0μm。表明該微泡的均一性、穩(wěn)定性、重復性好。 本實驗通過對正常犬注射自制造影劑前后心率、平均動脈壓、血氣、電解質(zhì)、心肌酶學及肝腎功能等血流動力學及主要生化指標的觀察，證實其具有安全性，完全適用于動物實驗，為其進一步的研制研究打下基礎(chǔ)。 研究發(fā)現(xiàn)，造影劑注射速度為1.0ml/min、2.0ml/min時心肌造影效果均較

16、好。 本研究通過注射小劑量的自制經(jīng)靜脈含氟碳氣體造影劑，結(jié)合超聲顯像新技術(shù)，可獲得顯著的心肌、肝臟和腎臟造影效果。 利用二次諧波與間歇式觸發(fā)成像、能量多普勒顯像技術(shù)，采用自制的氟碳聲學造影劑，經(jīng)靜脈持續(xù)滴注，分析不同程度冠脈狹窄和閉塞時心肌造影效果，并得出一系列的時間-強度變化曲線，估計局部心肌血流量，與放射性微球技術(shù)測定的絕對心肌血流量有良好的相關(guān)性，說明MCE可定量評價冠脈微循環(huán)。通過靜息及腺苷負荷比較不同冠脈狹窄前