CEUS診斷肢體肌肉擠壓傷后急性腎損傷

張春東，王 欣，唐 杰

(1.中國人民解放軍白求恩國際和平醫院超聲科，2.兒科，河北 石家莊 050082；3.中國人民解放軍解放軍總醫院超聲科，北京 100853)

肢體擠壓傷，即使未傷及重要臟器，也可能致命。急性腎損傷(acute kidney injury, AKI)是擠壓傷最重要、最嚴重的并發癥[1]，常為最終致死原因[2]。擠壓傷后AKI發生率約0.5%～3.3%[3-4]，死亡率達15%～40%[3-5]，若合并多器官功能衰竭，感染及心、肺疾病，死亡率可高達80%[4]。AKI雖致命但卻可預防及逆轉[6]。由于擠壓傷后AKI表現為腎臟血液灌注不足，故對腎臟血流灌注的檢測可作為評價腎損傷的指標，超聲微泡造影劑是一種血池造影劑，可有效檢測局部組織血流灌注。本研究旨在探討定量CEUS在兔肢體肌肉擠壓傷后AKI早期診斷及監測中的價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選取64只新西蘭大白兔，雌雄各半，體質量2.5～3.3 kg，年齡1.0～1.5歲。所有動物由中國人民解放軍總醫院動物中心提供，實驗前飼養72 h適應環境。將實驗兔隨機分為實驗組(n=56)和對照組(n=8)。本實驗經中國人民解放軍總醫院倫理委員會審核同意。

1.2 模型制備 將實驗兔以3%戊巴比妥鈉(30 mg/kg體質量)經耳緣靜脈注射，于實驗過程中補充注射10 mg/(kg·h)以維持麻醉狀態。對實驗兔左后肢備皮，纏以棉紗墊(5 cm×25 cm)，再將血壓計氣囊綁縛于棉紗墊外側，充氣并保持40 kPa壓強，加壓4 h制備肢體肌肉擠壓傷后AKI模型(圖1)。同時對實驗兔左側背部備皮以供腎臟超聲檢查。對照組進行麻醉、備皮、棉紗墊及血壓計氣囊綁縛，但不加壓。

1.3 CEUS檢測 采用Philips iU22超聲診斷儀，L12-5線陣探頭，頻率5～12 MHz，配備CEUS功能及QLAB分析軟件。超聲造影劑為SonoVue(Bracco)，加入5 ml生理鹽水振蕩混勻后，按0.2 ml劑量[7]經兔耳緣靜脈團注，隨后跟注生理鹽水5 ml。在解除壓力后第0.5、2.0、6.0、24.0 h及3、7、14天，根據不同時間點將實驗組分為7個亞組，每組8只。應用CEUS檢測各組實驗兔左腎，并存儲存動態圖像3 min以備脫機分析。

圖1 采用球囊束帶加壓法制備新西蘭兔AKI模型及示意圖 (A：肢體；B：棉紗墊；C：球囊；D：血壓計)

采用QLAB軟件分析造影圖像，在淺側腎實質選取邊長5 mm的正方形ROI，避開較大血管走行區，軟件自動生成時間-強度曲線，并計算峰值強度(peak intensity, PI)、曲線下面積(area under the curve, AUC)、升支斜率(ascending slope, AS)及降支斜率(descending slope, DS)等參數。對每只實驗兔均檢測3次，取平均值。

1.4 組織生化檢測及病理檢測 分別采集2組各時間點實驗兔耳緣靜脈血2 ml，離心后取上清液檢測血清肌酸肌酶(creatine kinase, CK)、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase, LDH)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)及血肌酐(creatinine, Cr)，隨后經耳緣靜脈注入空氣50 ml處死實驗兔，即刻取腎臟組織置入10%中性福爾馬林溶液，制備病理切片。

1.5 統計學分析 采用SPSS 13.0統計分析軟件，符合正態分布的計量資料以±s表示，實驗組不同亞組和對照組生化指標和CEUS參數比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK法；CEUS定量參數與血生化參數間的相關性采用Pearson相關分析。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

64只實驗兔中，3只在實驗結束前死亡，分屬解壓后6.0、24.0 h及3天亞組，其余61只完成全部實驗過程。

2.1 生化檢查 實驗組各亞組和對照組血清CK、LDH、BUN及Cr總體差異有統計學意義(P均<0.05)，解壓后2.0、6.0、24.0 h及3天亞組明顯高于對照組，差異均有統計學意義(P均<0.05)；實驗組在解壓后6.0、24.0 h亞組達峰值，解壓后7、14天亞組恢復至正常范圍，見表1。

2.2 CEUS結果 實驗組各亞組和對照組CEUS定量參數PI、AUC、AS及DS差異有統計學意義 (P均<0.05)；與對照組比較，實驗組各亞組AS及DS減小(P均<0.05)，但實驗組各亞組間差異均無統計學意義(P均>0.05)。實驗組腎臟組織CEUS表現為PI減低，AUC增高，在解壓后6.0、24.0 h亞組達峰值，并于解壓后7、14天亞組恢復至正常范圍(表2)，時間-強度曲線表現為緩升緩降型(圖2)。

2.3 相關性分析 PI與CK(r=-0.897，P=0.003)、LDH(r=-0.811，P=0.015)、BUN(r=-0.890，P=0.003)、Cr(r=-0.916，P=0.001)及AUC(r=-0.924，P=0.001)呈負相關；AUC與CK(r=0.976，P<0.001)、LDH(r=0.867，P=0.005)、BUN(r=0.954，P<0.001)、Cr(r=0.946，P<0.001)呈正相關。

2.4 病理表現 實驗組見腎皮質、髓質分界清楚，腎小球血管明顯淤血，并見部分細胞核濃縮深染，近曲小管上皮細胞輕度腫脹；部分腎小管腔內可見無定形管型，皮髓質交界腎小管上皮細胞輕度腫脹，腔內可見無定形管型，可見單個腎小管壞死、遠曲小管上皮脫落，細胞明顯腫脹伴壞死，皮質、髓質間質血管明顯淤血；病理改變在解壓后第6、24 h最明顯，見圖3。

3 討論

目前，主要依靠臨床癥狀及實驗室檢查診斷AKI，如檢測CK，但特異性較差，且無明確界值[8-9]。由于AKI表現為腎臟血液灌注不足，增強CT、MRI等可評價腎實質血流灌注，但由于碘對比劑具有腎臟毒性，且大型影像設備難以進入災害現場，對急性期患者診斷價值有限；也有報道[10]認為此類檢查對早期AKI并不敏感。超聲微泡造影劑是一種血池造影劑，可檢測局部組織血流灌注，無腎毒性，應用廣泛[11-12]，如已應用于肢體擠壓傷后局部肌肉損傷的定量檢測[13-15]，故可用于定量檢測AKI[16]。

表1 各組生化檢查指標比較(±s)

表1 各組生化檢查指標比較(±s)

組別CK(U/L)LDH(U/L)BUN(mmol/L)Cr(μmol/L)實驗組 0.5h亞組5432.66±1061.20252.25±46.616.45±0.9960.52±3.06 2.0h亞組24232.00±1868.42530.75±80.276.92±0.7267.34±9.09 6.0h亞組43129.00±8086.72614.88±90.919.12±1.44105.06±13.69 24.0h亞組74805.57±12746.47866.00±78.3314.86±2.76132.73±22.20 3天亞組19908.43±7475.50178.57±50.9711.19±0.94106.16±11.75 7天亞組1505.88±347.43129.13±30.636.69±1.1379.90±11.69 14天亞組435.43±60.71100.57±20.265.92±0.7259.62±6.57對照組470.44±100.93117.00±37.985.69±0.2553.92±1.93F值142.58166.9147.5746.86P值<0.05<0.05<0.05<0.05

表2 各組腎臟CEUS參數比較(±s)

表2 各組腎臟CEUS參數比較(±s)

組別PI(dB)AUC(dB·s)ASDS實驗組 0.5h亞組41.80±1.01999.38±171.432.59±0.330.04±0.01 2.0h亞組39.26±1.381142.38±135.542.16±0.210.04±0.01 6.0h亞組38.91±1.091332.13±113.352.13±0.370.04±0.01 24.0h亞組37.19±1.231678.86±214.081.97±0.350.03±0.01 3天亞組38.79±1.051247.00±148.902.13±0.240.03±0.01 7天亞組40.65±1.171068.88±115.822.37±0.350.04±0.01 14天亞組41.56±1.121001.86±126.922.56±0.420.05±0.01對照組42.33±1.01986.88±153.282.70±0.390.05±0.01F值8.3715.974.599.77P值<0.05<0.05<0.05<0.05

圖2 腎實質定量造影時間-強度曲線圖 A.對照組示團注造影劑后快速達到峰值，隨后峰值強度降低; B.實驗組示解壓后24.0 h時間-強度曲線表現為緩升緩降型 圖3 腎實質病理改變 A(HE，×40)、B(HE，×20).對照組示腎皮質髓質分界清楚，腎小球結構正常，遠曲小管結構正常，間質未見明顯異常; C(HE，×40)、D(HE，×20).解壓后24.0 h亞組示腎小球血管淤血，近曲小管上皮細胞腫脹，少數細胞明顯腫脹或變性壞死脫落，部分腔內見無定形管型

本研究應用袖帶球囊加壓法[17]制備擠壓傷模型，操作簡便，可準確控制擠壓的壓力[18]，實驗室檢查指標及肌肉病理檢測提示此法具有較好的穩定性及可重復性[17-18]。本研究發現擠壓傷后各定量CEUS參數有明顯變化，PI降低，AUC增大，時間-強度曲線表現為緩升緩降型。分析可能原因：首先，肢體于擠壓傷后腫脹，液體潴留于組織間隙，循環血量減少，腎血流灌注減少，故PI減小；其次，骨骼肌損傷，具有腎毒性的肌紅蛋白釋放到血液循環，使腎血管收縮，并形成結晶及管型，堵塞腎小管，使腎血液灌注進一步減少[8]，故PI減小；由于局部肌肉溶解壞死，內容物釋出致急性腎小管壞死，腎內直小管維持腎髓質高滲作用減弱消失，致腎小血管內血流淤滯，造影微泡消退延遲[7]，時間-強度曲線降支平緩，故DS減小，綜合作用致AUC增大。

既往動物研究[7]中，AKI的CEUS定量參數主要表現為AUC增大，而PI差異無統計學意義；本研究中，與對照組比較，實驗組PI減小，AUC增大，差異均有統計學意義。分析原因可能因既往為對實驗兔后肢注射甘油制備AKI動物模型，局部肌肉溶解壞死，內容物釋出引起急性腎小管壞死，腎內直小管維持腎髓質高滲作用減弱消失，致腎小血管內血流淤滯，造影微泡消退延遲，故DS減小，時間-強度曲線降支平緩，AUC增大，而局部肌肉組織并無明顯腫脹及液體潴留，循環血量無明顯減少，腎血流灌注無明顯減少，故PI無明顯減小，與本研究結果有所不同，提示CEUS可能更適用于診斷擠壓傷后AKI。

目前臨床用于診斷AKI的實驗室指標主要是BUN和Cr[19]，診斷肌肉損傷主要實驗室指標為CK和LDH。本研究中CEUS的PI和AUC與腎臟實驗室指標相關性亦較好，提示CEUS可較敏感地反映實驗兔腎臟實質血流灌注變化，與腎損傷程度具有較好的相關性。

本研究的局限性：新西蘭兔下肢肌肉占全身的比例明顯小于人體，故肢體擠壓傷后肌體腫脹所造成的淤血及體液潴留程度所造成的影響可能較小，腎臟血流灌注減少程度和損傷程度也可能較輕，因此本實驗結果的臨床意義還需進一步探討；因擠壓傷時血、尿肌紅蛋白多為一過性增高、時間窗較窄，且在災害現場，醫療資源極為緊張，監測尿量難以達到，而本研究重點為對兔AKI的診斷及病情監控，故未進行尿肌紅蛋白檢測及尿量監測，今后研究中應進一步改進。

綜上所述，CEUS可較敏感地反映兔擠壓傷后AKI改變。

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