不同峰值負壓脈沖超聲聯合微泡對脾創傷止血的作用研究

鐘 渝，孫丹寧，區文才，柳建華，劉 政

不同峰值負壓脈沖超聲聯合微泡對脾創傷止血的作用研究

鐘 渝，孫丹寧，區文才，柳建華，劉 政

目的對比不同峰值負壓超聲聯合微泡對脾創傷的止血效果。方法將15只家犬開腹建立脾創傷模型后，隨機分為3組，治療前記錄各組10 s出血速率，然后經股靜脈推注等量微泡后，分別以高（4785 kPa）、中（3439 kPa）、低（1785 kPa）峰值負壓脈沖超聲輻照6 min，分別記錄各組治療后10 min總出血量。結果治療前各組出血速率無統計學差異（P＞0.05）；治療后，各組10 min總出血量均有統計學差異(P＜0.01)，其中高峰值負壓組最少，中峰值負壓組次之，低峰值負壓組最多。治療后，超聲造影顯示低峰值負壓組治療區造影淺表局部有充盈缺損，大部分輻照區仍有造影劑充填；中峰值負壓組可見輻照區大部充盈缺損，局部可見零星造影劑灌注；高峰值負壓組可見治療區基本無造影劑充填，呈充盈缺損。結論高峰值負壓脈沖超聲聯合微泡治療脾出血更加快速、徹底。

超聲空化；微泡；脾出血；止血

近年來，超聲聯合微泡的空化治療技術越來越炙手可熱，被廣泛應用于基因治療、藥物傳遞、溶栓、腫瘤治療等領域[1]，其原理在于微泡實現了空化效應的可控化[2-4]。研究表明，微泡聯合超聲可實現兔肝、脾切割傷的有效止血[5-6]。但區文財等[7-8]治療犬脾切割傷模型時，止血效果不甚理想，考慮可能與實驗動物本身的特性以及空化強度不夠等有關，因為峰值負壓強度是超聲空化強度直接決定因素[9]。基于此，本研究采用不同峰值負壓脈沖超聲聯合靜脈微泡，觀察對比止血效果，以探討更合適大動物止血的治療參數。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與設備 健康成年比格犬15只，均為雄性，體質量17.2～22.7kg，由第三軍醫大學附屬新橋醫院實驗動物中心提供并檢疫。

DCT-700超聲治療儀（深圳市威爾德醫療電子有限公司），治療頭直徑2.3 cm，探頭頻率為1.0 MHz，峰值負壓多擋可調，脈沖重復頻率為 100 Hz，占空比為1.5%，平均聲強(ISPTA)為1.2 W/cm2。

IU22超聲診斷儀 （美國Pillips公司），C12-3高頻線陣探頭，配有超聲造影成像模式及超聲造影分析軟件QLAB。

“脂氟顯”微泡（第三軍醫大學新橋醫院超聲科），核心氣體為全氟丙烷，外觀呈乳白色凝乳狀，平均粒徑2 μm，其中98﹪＜8 μm，濃度約為7×109/ml。

1.2 犬脾切割傷模型建立 以5%的戊巴比妥鈉溶液（1 ml/kg）經腹腔注射麻醉試驗家犬。麻醉成功后，備皮消毒，開腹暴露脾臟，靜脈緩慢推注20 IU/kg人凝血酶原復合物，行脾區超聲造影后，用手術刀于脾臟表面切一長2 cm、深0.5 cm切口，建立犬脾切割傷模型。采用稱重法記錄初始（10 s）出血速率。

1.3 實驗方法 將建模后的家犬隨機分為3組，即高、中、低峰值負壓組，每組5只。在完成記錄初始（10 s）出血速率后，分別采用峰值負壓為4785、3439、1785 kPa的超聲輻照脾切割傷區6 min，同時經股靜脈注射“脂氟顯”微泡（0.2 ml/kg）。

1.4 檢測指標

1.4.1 止血效果 測量每只犬10 min（含治療時間6 min）出血總量。

1.4.2 治療前后脾區超聲造影 治療前、后保持同一切面行脾區造影，觀察血流阻斷情況。

1.4.3 病理學檢查 治療后，每組隨機選取3只犬取輻照區組織，行HE染色，光鏡觀察。

1.5 統計學方法 應用SPSS16.0軟件包進行統計分析，計量資料以±s表示。初始出血速率，10 min出血量組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 脾切割傷止血效果比較 15只犬均成功建立脾切割傷模型，出血明顯，實驗過程中無一例死亡。各組治療前初始出血率無統計學差異（P＞0.05）。治療后，各組10 min總出血量均有統計學差異 (P＜0.01)，其中高峰值負壓組最少，中峰值負壓組次之，低峰值負壓組最多。見表1。

表1 各組初始出血率和10 min總出血量比較（n=5）

2.2 治療前后脾區超聲造影結果 治療前，各組超聲造影均顯示脾區血流豐富，造影劑充填迅速，未見充盈缺損（圖1A）。治療后，造影顯示低峰值負壓組治療區造影淺表局部有充盈缺損，大部分輻照區仍有造影劑充填（圖1B）；中峰值負壓組可見輻照區大部充盈缺損，局部可見零星造影劑灌注（圖1C）；高峰值負壓組可見治療區基本無造影劑充填，呈充盈缺損（圖1D）。

2.3 病理結果 低峰值負壓組及中峰值負壓組脾竇大小均勻，脾索結構清楚、排列整齊；高峰值負壓組可見脾索受壓，脾竇和小血管顯著擴張，其內可見大量紅細胞淤積、血小板聚集，脾間質和被膜下出血，大量血栓形成等。

3 討論

超聲空化是指在液體中的微小氣泡在超聲作用下發生震蕩、膨脹、收縮以及內爆等一系列動力學過程，在微小氣泡爆炸的瞬間，氣泡內能量快速釋放，導致一些極端物理現象，如發光、高溫、高壓、放電和微射流等[9]。超聲空化是閾效應，其與峰值負壓、頻率、脈沖寬度、聲強、機械指數、占空比等諸多聲學參數密切相關[16-17]，其中峰值負壓強度直接決定了微泡諧振的幅度及空化強度，即負壓越大空化效果越顯著。然而，空化效應的強度控制一直是基礎及臨床研究的難點，即如何保證空化的強度實現治療的目的同時減少其他組織的損傷。隨著微泡造影劑的發展，這種劇烈的物化反應趨于穩定化、可控化[2-4]。

前期研究發現[13-15]，微泡聯合脈沖式非聚焦超聲直接輻照兔正常肝臟實質組織5 min，超聲造影檢查顯示輻照靶區肝實質幾乎完全無血流灌注，阻斷時間長達1 h。Zhao等[5]采用峰值負壓為4.8 MPa的低強度脈沖超聲聯合靜脈微泡輻照兔肝切割傷 (Ⅰ級)局部，止血效果快速而顯著。Feng等[6]采用峰值負壓3439 KPa的改良非聚焦性脈沖超聲空化治療儀聯合微泡實現了兔肝臟斷裂傷（Ⅱ級）的有效止血，使總體的出血量減少10倍以上。然而，區文財等[7-8]采用同等強度超聲聯合靜脈注射微泡輻照犬脾臟，止血效果較差。分析其原因可能與動物模型不同，臟器不同，血管更粗大、堅韌，所需的空化毀損強度更大。理論上峰值聲壓越高，占空比越大，對生物組織可能造成的損傷效應越明顯。李莎等[19]研究超聲空化副作用時，采用峰值負壓為3.4 MPa的超聲聯合微泡輻照腎臟，對腎微血管產生了一定程度的損傷。因此，如何選取合適的峰值負壓使脾臟止血更徹底，同時盡可能減輕對正常組織損傷作用尤為重要。為此，本研究在前期研究基礎上，分別選取4785、3439、1785 kPa 3個水平的峰值負壓超聲激勵微泡空化治療脾出血，治療前各組出血速率無顯著差異，治療后，各組10 min總出血量均有統計學差異(P＜0.01)，其中高峰值負壓組最少，中峰值負壓組次之，低峰值負壓組最多，從上述結果可以看出，在其他參數相同的條件下，峰值負壓越高，其超聲空化對應的血流阻斷越徹底，止血效果越顯著。峰值負壓為4785 kPa治療后輻照區造影呈充盈缺損，幾乎未見造影劑顯影。病理觀察可見脾竇、小血管擴張，紅細胞淤積、血小板聚集在管腔內，脾間質和被膜下明顯充血、出血，周圍組織水腫明顯，同時伴有大量血栓形成進一步壓迫脾竇，但高峰值負壓組水腫及血管損傷程度較其余兩組更明顯，血栓數量也更多。進一步對的犬的左腎區大體觀察，高峰值負壓組未見明顯出血點。實際上，臨床上脾破裂出血迅速而猛烈，因此，要求止血更加迅速而徹底，理論上推薦峰值負壓4785 kPa以上水平進行脾出血治療，但同時也要盡量避免損傷周圍正常組織。

圖1 治療前后各組脾區造影

綜上所述，高峰值負壓脈沖超聲聯合微泡治療脾出血更加快速、徹底，有望成為一種脾創傷止血的新方法。

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Efficacy of different peak negative pressure pulse ultrasounds combined with microvesicles on splenic trauma hemostasis

Zhong Yu1,Sun Danning1,Qu Wencai2,Liu Jianhua2,Liu Zheng31.Department of Urinary Surgery,Hospital 324 of PLA, Chongqing,400020,China;2.Department of Functional Examination,Guangzhou No.1 People's Hospital Affiliated to Guangzhou Medical University,Guangzhou,Guangdong,510180,China;3.Ultrasonography Department,Xinqiao Hospital Affiliated to Third Military Medical University,Chongqing,400037,China

Objective To compare the efficacy of different peak negative pressure pulse ultrasounds combined with microvesicles on splenic trauma hemostasis.MethodsA total of 15 dogs with splenic trauma model established by abdomen surgery were random ly divided to three groups.The 10-second bleeding rate in each group was recorded before the treatment.The three groups were given equivalent microvesicles by intravenous bolus injection and received ultrasound wave irradiation at high,medium and low peak negative pressure pulses of 4785 kPa,3439 kPa and 1785 kPa respectively for six minutes.The total amount of bleeding in each group 10 minutes after the treatment was recorded respectively.ResultsThere was no difference in bleeding rate among the three groups before the treatment(P＞0.05),but significant difference was found among the three groups in the total amount of bleeding 10 minutes after the treatment(P＜0.01),the least in the high peak negative pressure group,followed by the medium peak negative pressure group,and the most in the low peak negative pressure group.After the treatment,CEUS showed that there was local filling defect on the radiography surface of low peak negative pressure group treatment area;there still was contrast agent filling in most irradiated site.Large filling defect was found in the irradiated site in the medium peak negative pressure group, with sporadic contrast agent perfusion locally found.There was basically no contrast agent filling in the treatment area in the high peak negative pressure group,showing filling defect.Conclusions High peak negative pressure pulse ultrasounds combined with microvesicles can stop splenorrhagia more rapidly and thoroughly.

ultrasonic cavitation;microvesicles;splenorrhagia;hemostasia

R 605.972

A

1004-0188（2016）12-1422-04

10.3969/j.issn.1004-0188.2016.12.020

2016-06-23）

重慶市基礎與前沿計劃項目(cstc2013jcyjA0913)；成都軍區醫學科學技術研究計劃面上項目(C14022)

400020重慶，解放軍324醫院泌尿外科（鐘 渝，孫丹寧）；廣州醫學院附屬廣州市第一人民醫院功能檢查科（區文才，柳建華）；第三軍醫大學附屬新橋醫院超聲科（劉 政）

劉 政，E-mail：179823899@qq.com