白芨在食管標(biāo)本磁共振成像中的作用

[摘要] 目的 探討碘油（加白芨）在磁共振上的信號特點(diǎn)。 方法 制備樣品：碘油樣品取自肝栓塞劑的碘化油，并各取12 mL泛影葡胺、3‰和10‰釓對比劑置試管內(nèi)作為對照。將試管按順序排列，于0.35T的MR儀進(jìn)行多參數(shù)掃描；計算SNR值進(jìn)行對比。 結(jié)果 碘油在體外DWI序列上呈低信號，STIR上呈較低信號。 結(jié)論 可以用DWI和STRI來區(qū)分碘油，判斷碘油的沉積情況，同時顯示腫瘤的信號。

[關(guān)鍵詞] 磁共振成像；脂肪抑制序列；擴(kuò)散加權(quán)成像

[中圖分類號] R445.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1673-9701（2013）18-0070-03

食管癌是全世界癌癥死亡的第七大原因，最有效的治療方法是手術(shù)，但是要在最早階段才會有好的效果，目前5年生存率只有20%～25%，局部復(fù)發(fā)風(fēng)險高達(dá)50%[1]?？梢娫缙谠\斷的重要性。食管癌在中國惡性腫瘤死亡中占第4位[2]，每年全世界新診斷的30萬食管癌患者中有一半發(fā)生在中國[3]。盡管有吞鋇檢查、胃鏡、超聲內(nèi)鏡、支氣管內(nèi)超聲、CT、PET/CT等檢查方法，可是早期食管癌診斷的問題仍未圓滿解決。中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)是一門新的邊緣學(xué)科，中醫(yī)中藥在影像檢查中的應(yīng)用是中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)的一個重要部分，也適合基層醫(yī)院開展。食管蠕動速度很快，對比劑難以長時間停留，這一直是食管影像檢查的難點(diǎn)。白芨可以增加對比劑的粘滯性，延長對比劑在食管中的停留時間，為MRI檢查爭取時間，我們于2006～2013年對此進(jìn)行了初步探索，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

碘油，淮海制藥廠出品，濃度40%；白芨粉及蒸餾水，本院制劑，2011.11.30；碘，湖州化學(xué)試劑廠，批號：990702，99.8%分析純，氯0.003%，不揮發(fā)物0.005%；碘海醇，奈克明愛爾蘭有限公司，GB7653-87，濃度：300 mg/mL；泛影葡胺，中國信宜藥廠；大豆油，上海嘉里糧油工業(yè)有限公司，GB7653-87；菜子油，杭州瓜瀝鎮(zhèn)生產(chǎn)；一次性注射器，杭州龍德醫(yī)用器械有限公司，GB15811-1995。豬小腸，豬食管，豬肝，魚泡。

1.2 主要掃描設(shè)備

磁共振成像儀：美國GE公司Vectra Ⅱ0.5T超導(dǎo)型，0.35T永磁型；西門子公司0.2T、1.0T和1.5T超導(dǎo)型。

1.3 樣品制備

制備碘油樣品，取40%碘油10 mL，吸入一次性塑料注射器內(nèi)，去掉針頭，針芯折斷排除氣體，封口備用。取12 mL蒸餾水作為對照。取10 mL大豆色拉油，10 mL泛影葡胺，10 mL菜子油，10 mL碘海醇及50 g碘（分析純），裝瓶。將試管順序排列于塑料試管架，放于1.5T、1.0T、0.5T、0.2TMR的線圈中心進(jìn)行掃描。1.5T設(shè)備DWI成像參數(shù)：b1=0 s/mm2，b2=（600～1000） s/mm2，TR/TE=（3000～5000）/min，NEX=8，層厚=5 mm，層間距=1 mm，F(xiàn)OV=360～420 mm，矩陣=128×128，擴(kuò)散方向=3。SS-FSE成像參數(shù)：冠+軸，屏氣，TR（ms）=∞，TE（ms）=60～90，層厚=5 mm，層間距=1 mm，F(xiàn)OV=360～420 mm。

1.3.1 每層圖像以圓形ROI（0.20-0.30） cm2測定信號強(qiáng)度值，取3層信號強(qiáng)度的平均值，為S值進(jìn)行對比。作試管標(biāo)本MR信號強(qiáng)度掃描參數(shù)曲線。采用t檢驗(yàn)。

1.3.2 取40%碘油10 mL加白芨粉0.4～1.8 g，攪拌均勻，吸入一次性塑料注射器內(nèi)，注入豬食管腔內(nèi)用GE0.35T的MR儀進(jìn)行多參數(shù)掃描。

2 結(jié)果

①每100 mL碘化油加入9 g精制白芨粉，作為食管對比劑有黏性好的特點(diǎn)，還有止血作用，并且藥品來源豐富，價格低廉。②碘化油在T1WI像上呈稍高、等信號，T2WI像上無信號與本底噪聲沒有差別，見圖1。碘油的信號強(qiáng)度低于油脂的信號強(qiáng)度，見圖2。碘在MRI各個序列上均不成像，并且影響其他物質(zhì)。③碘油在體外DWI序列上呈低信號，STIR上較低信號。其信號強(qiáng)度SNR=05.23 sd04.12和55.55 sd06.15。與正常食管信號對比中均為低信號。

3討論

1965年Stejskal EO和Tanner JE首先闡述了DWI序列[4]。彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging）實(shí)際是測量水分子的微觀運(yùn)動。彌散即布朗運(yùn)動，由分子動能產(chǎn)生，具有溫度依賴性，是分子的隨機(jī)熱運(yùn)動。DWI（b0，b500，b1000）可以使臨床可疑的多發(fā)性直腸癌特異性和內(nèi)在的觀察性增加[5]。DWI成像上胃癌呈中高信號，敏感度高，定性準(zhǔn)確，ADC值還具有定量分析價值[6]。隨著福島核事故的蔓延，在世界上造成了巨大的社會影響[7]，輻射已成為人們廣泛關(guān)注和議論的話題。CT是高輻射劑量的檢查手段，隨著CT應(yīng)用的增多，群體輻射劑量也明顯增加。診斷X線所產(chǎn)生的世界人口年均有效劑量占人工輻射源總年均有效劑量的95%以上， 2000年ICRP統(tǒng)計顯示，世界范圍內(nèi)的CT檢查占放射學(xué)檢查的5%，但輻射劑量占整個放射學(xué)檢查的34%，在美國甚至高達(dá)67%，CT所引起的電離輻射風(fēng)險已成為嚴(yán)重的醫(yī)療問題和社會問題。褚群報道，0.05Gy的輻射即可檢測到輻射損傷，劑量累積到0.15Gy時輻射損傷顯著增大。頭部常規(guī)劑量掃描實(shí)測表面劑量為80.00mGy（0.08Gy），可見輻射的危害性之大。醫(yī)療是人工輻射最主要的來源[8]，且吞鋇、CT、PET/CT等帶有輻射損傷的檢查方法對早期食管癌診斷的問題仍未圓滿解決[9]。CT對食管癌早期診斷的特異性、準(zhǔn)確性均不高，僅對術(shù)前分期有一些作用。超聲內(nèi)鏡和支氣管內(nèi)超聲主要用于穿刺活檢。食道拉網(wǎng)只在食管癌高發(fā)區(qū)集體普查有效，對于散發(fā)病例無法常規(guī)使用。早期食管癌癥狀多不明顯，易被忽視。傳統(tǒng)吞鋇檢查受個人技術(shù)影響程度大，受檢者比例在不斷下降。PET/CT有3.7%的假陽性率和5%的漏診率。超聲雖然沒有輻射，但是，對于空腔臟器難有作為，超聲內(nèi)鏡鑒別T2期與T3期存在困難。應(yīng)用水分子成像診斷早期食道癌的研究具有重要的臨床意義。對于水成像磁共振具備其他設(shè)備所沒有的優(yōu)勢[10]。對于碘油成像磁共振也有特點(diǎn)[11]。

復(fù)合材料可以發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢，彌補(bǔ)單一材料的不足，通過不同性能材料的加入，使二者相互補(bǔ)強(qiáng)，進(jìn)而提高對比劑的流體力學(xué)強(qiáng)度、黏附性等問題[12]。因此用白芨精制顆粒加入到碘油中，是強(qiáng)化對比的首選材料。

與CT比較MRI對軟組織的改變更加敏感，食管黏膜下病變、黏膜病變、器官形態(tài)結(jié)構(gòu)改變的病變、管腔外病變影響、功能改變?yōu)橹鞯牟∽兒团R近臟器病變的影響和侵及等病變都能顯示。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，可提高診斷效率，為治療方案的制定提供切實(shí)的依據(jù)。臨床醫(yī)生能否選用最有效的疾病檢查方法也是衡量醫(yī)生能力的指標(biāo)之一[13]。

白芨亦名白及、甘根（《本經(jīng)》）、冰球子（《貴州民間方藥集》）等。味苦、甘， 性涼。入肺、胃、肝經(jīng)。內(nèi)服：煎湯，3～9 g；或入丸、散。外用；研末撒或調(diào)涂。主要成分：新鮮塊莖含水分14.6%、淀粉30.48%、葡萄糖1.5%。尚含揮發(fā)油、黏液質(zhì)。根含白芨甘露聚糖（Bletilla mannan）。白芨塊莖含有的多量黏液質(zhì)是一種抗癌成分，推測白芨對致癌物質(zhì)二甲基氨基偶氮苯的毒性可能有一定的對抗作用。白芨多糖是一種高分子黏性化合物，由葡萄糖與甘露糖以1：4的比例聚合而成， 以β糖苷鍵連接。程安媛的研究表明，芨多糖是一種典型的假塑性流體，其粘度隨著剪切速率的增加、溫度的增高而降低；可黏附于體內(nèi)黏膜、組織相容性好， 在黏膜表面可形成一層保護(hù)膜。對正常組織和模型組織，白芨多糖的留存量分別達(dá)60%左右，黏附性與濃度正相關(guān)。新鮮白芨削去表皮， 用滅菌生理鹽水洗凈， 按1：10的比例加入無菌蒸餾水， 冷浸1夜， 至次日加熱至沸， 已經(jīng)滅菌處理的4號玻璃漏斗減壓過濾。濾液分裝玻璃瓶內(nèi)， 熔封。15磅高壓蒸氣滅菌30 min， 即成為白芨膠漿。我們采用精制粉末避免水油分層的問題。

碘化油（Oleum Lodisatum）為植物油與碘結(jié)合的有機(jī)碘化合物，以大豆油或核桃油為原料。油類中不飽和脂肪酸多，其烴基的不飽和雙鍵使油呈液態(tài)，有色有味。液態(tài)油通過加成反應(yīng)而變成固態(tài)的脂肪，顏色和臭味也就隨同消失。脂肪酸中的雙鍵與碘的加成作用吸收碘。

碘油在擴(kuò)散加權(quán)成像和脂肪抑制序列圖像上為低信號，其信號強(qiáng)度SNR=05.23 sd04.12和55.55 sd06.15。3‰和10‰釓對比劑在STIR序列的圖像上信號強(qiáng)度SNR=65.52 sd07.16和844.64 sd15.58。3‰和10‰釓對比劑在擴(kuò)散加權(quán)成像序列的圖像上信號強(qiáng)度SNR=06.13 sd05.11和270.95 sd49.41。信號噪聲比與圖像對比度密切相關(guān)[14]，不考慮噪聲是不能評價對比度的。DWI測量的食管病變長度與手術(shù)切除病理大體標(biāo)本無顯著性差異[15]。可以用DWI和STRI來區(qū)分碘油，判斷碘油的沉積情況，同時顯示腫瘤的信號。

臨床實(shí)驗(yàn)前還需要做更多的工作。首先應(yīng)用小白鼠每天灌胃2次，進(jìn)行半數(shù)致死量毒理試驗(yàn)；然后用HITACHI S-570掃描電子顯微鏡（SEM）觀察復(fù)合材料表面及其斷口截面的形貌（試樣噴金處理后觀察）。還要采用FASCO全自動流變血液快測儀，高中低三種剪切速率測定白芨碘油的黏度。

分組 實(shí)驗(yàn)動物分為6組：①組：100%白芨；②組：70%白芨；③組：50%白芨組；④組：10%白芨組；⑤0無白芨組。⑥腫瘤造模加10%白芨組。白芨多糖膜黏附性體內(nèi)評價以碘油試劑造影建立白芨體內(nèi)黏附性評價方法，考察白芨在不同濃度組大鼠的食管內(nèi)滯留情況。各組每天灌胃1次。

手術(shù) 灌胃5 min后，動物備皮、排便后，置于手術(shù)臺上固定。術(shù)前預(yù)防性應(yīng)用青霉素320萬U，靜滴。采用2%硫噴妥鈉靜脈麻醉，劑量為（25～40）g/kg， 常規(guī)碘爾康消毒術(shù)野皮膚后，鋪無菌中單，切開皮膚、皮下、結(jié)扎止血。切開食管，觀察碘油黏附情況。術(shù)中出血以明膠海綿填塞止血。以上各組術(shù)后24 h開始排便或聽到腸鳴音后，開始進(jìn)食，自由活動，術(shù)后前3 d靜滴青霉素，傷口清洗換藥。術(shù)后不能自行排便排尿者，酌情予灌腸或臨時導(dǎo)尿。

術(shù)后處理 術(shù)后予青霉素160萬U/支靜滴3 d，每日1次，以預(yù)防感染，術(shù)后兩周切口愈合后拆線。允許其自由活動，術(shù)后10 d內(nèi)每日查體，以后每周1次。

取材 各組分別隨機(jī)選取1只動物在麻醉下用空氣栓塞法分別隨機(jī)處死 ，作組織形態(tài)學(xué)觀察。切取碘油黏附點(diǎn)及周圍組織塊。標(biāo)本的制作：4%多聚甲醛固定24 h，采用常規(guī)制作石蠟切片，分別用來進(jìn)行HE染色和TUNEL染色。切片熒光顯微鏡下觀察。

光鏡組織學(xué)觀察 主要觀察碘油與黏膜間藥膜形成情況以及計算界面碘油結(jié)合率。隨機(jī)選取部分標(biāo)本，在黏膜界面隨機(jī)選取4個視野，測量視野內(nèi)界面碘油結(jié)合的長度和界面總長度，碘油結(jié)合率=視野中界面結(jié)合長度÷視野中界面總長度×100%

大鼠腦細(xì)胞形態(tài)變化 ①灌注固定，斷頭用止血鉗夾住動脈斷端，用針頭刺入動脈，先快速推注含肝素（20 U/mL）生理鹽水50 mL沖洗，然后灌注4%多聚甲醛50～ 80 mL，時間10 min。開顱取出腦組織，分別取大腦、小腦、海馬，4%多聚甲醛固定24h后置于20%～30%的蔗糖溶液中，4℃過夜。②異戊烷-液氮速凍法，取50 mL異戊烷倒入燒杯，將異戊烷燒杯置于液氮內(nèi)，預(yù)冷至無氣霧時，將腦組織迅速浸入，10～20 s后取出，復(fù)溫至-20℃后OCT膠包埋切片。③在暗室中，將大鼠海馬組織冰凍切片放入恒溫26℃的50%阿拉伯膠、枸櫞酸緩沖液、5.6%對苯二酚和17%硝酸銀混合溶液中，染色20～30 min。經(jīng)蒸餾水沖洗15 min，乙醇及二甲苯脫水透明，明膠封片，光鏡下觀察大鼠腦細(xì)胞形態(tài)變化。

大鼠肝細(xì)胞凋亡檢測 每組抽取2只動物進(jìn)行MRI掃描，然后處死并立即取其肝臟，一半肝臟立即用4%多聚甲醛固定24 h，采用常規(guī)制作石蠟切片，分別用來進(jìn)行HE染色和TUNEL染色。①大鼠肝細(xì)胞凋亡檢測顯微鏡計數(shù)：TUNEL染色觀察大鼠肝細(xì)胞凋亡情況。石蠟切片脫臘，水化處理。滴加100 μL蛋白酶K溶液（20 mg/L，10 mmol/L Tris/HCl，pH7.4～8.0），37℃下孵育15～30 min。用PBS洗2次，每次5 min，自然晾干。加50 μL TUNEL反應(yīng)混合液在樣品上，陰性對照用50 μL標(biāo)記緩沖液代替TUNEL反應(yīng)混合液，切片放入濕盒中，37℃下暗室孵育60 min。PBS洗3次，每次5 min，晾干。加50 μL converter-POD，濕盒中37℃下暗室孵育30 min。PBS洗3次，每次5 min，晾干。加50～100 μL DAB顯色劑，DAB為濃縮試劑盒，按1：20倍稀釋，顯微鏡下控制顯色結(jié)果。PBS洗3次，每次5 min，晾干。用蘇木素復(fù)染，立即用水沖洗。無水乙醇-95%乙醇-90%乙醇梯度脫水，二甲苯透明，中性樹脂封片。②切片用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察并拍照保存。對每個組選取15個視野，對視野中的凋亡細(xì)胞進(jìn)行計數(shù)。肝細(xì)胞凋亡結(jié)果以凋亡細(xì)胞數(shù)與視野中總細(xì)胞數(shù)的比值表示。③大鼠肝細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢測：按照常規(guī)方法進(jìn)行HE染色，觀察大鼠肝細(xì)胞形態(tài)變化。

腦過氧化氫酶（catalase，CAT）活性、丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、乙酰膽堿酯酶（AChE）活性、一氧化氮合酶（NOS）活性測定：用南京建成試劑盒測定。斷頭取腦，電子天平準(zhǔn)確稱重后加入預(yù)冷生理鹽水，制成10%的腦組織勻漿，分兩管離心，第1管離心后的上清作為腦CAT活性、SOD活性、AChE活性、腦MDA含量檢測的樣本。第2管離心后的上清作為NOS檢測的樣本，檢測方法按試劑盒說明書進(jìn)行，對結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

在我們的前期研究中，發(fā)現(xiàn)碘油可以起到良好的對比作用，是一種無細(xì)胞毒性、無急性體內(nèi)毒性、并具有良好組織相容性的對比劑材料。已能通過MRI進(jìn)行一系列體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)在早期食管癌診斷中使用水分子成像。通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，碘油白芨復(fù)合材料能提高界面處的結(jié)合率，增加界面處的黏附強(qiáng)度，是一種理想的MRI對比劑材料。因此，對水分子成像DWI診斷早期食管癌的研究工作繼續(xù)深入下去，制備成碘油白芨MRI對比劑，進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究，為患者提供安全、實(shí)用、有效、價格較低的檢查方法。為進(jìn)一步改進(jìn)早期食管癌的研究提供重要的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持，提高早期食管癌的診斷水平，早發(fā)現(xiàn)、早治療，提高患者生存率和生活質(zhì)量，為臨床診斷治療中的應(yīng)用提供參考依據(jù)，從而形成新的檢查方法，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效應(yīng)。

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（收稿日期：2013-02-04）