超聲造影致心肌血管通透性改變的病理基礎(chǔ).pdf

1、背景： 超聲空化效應(yīng)作為超聲波的重要生物學(xué)效應(yīng)之一，一直是超聲醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)。近年來隨著各種微泡超聲造影劑的研制和推廣應(yīng)用，微泡增強(qiáng)的超聲空化及其相關(guān)的生物學(xué)副作用和治療作用，已成為超聲醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一個(gè)感興趣的研究課題。 一方面，微泡造影劑作為外源性空化核一旦進(jìn)入循環(huán)后，生物體的聲環(huán)境發(fā)生變化，空化閾值顯著下降，空化生物學(xué)損傷作用顯著增強(qiáng)；另一方面，微泡超聲造影劑又可以作為攜帶藥物和基因的載體，利用超聲空化微泡實(shí)現(xiàn)藥物和基因

2、的定點(diǎn)傳遞和釋放，達(dá)到靶向治療疾病的目的。正是由于微泡增強(qiáng)的超聲空化具有治療和損傷兩方面的作用，因此如何合理、安全地利用微泡增強(qiáng)的超聲空化就顯得十分重要。 近幾年，已陸續(xù)有超聲空化的生物學(xué)副作用方面的報(bào)道。Li等發(fā)現(xiàn)，經(jīng)靜脈注射微泡超聲造影劑后，在高機(jī)械指數(shù)診斷超聲作用下，大鼠心肌微血管通透性增高，表現(xiàn)為伊文思藍(lán)(EB，一種血管示蹤劑)大量漏出血管外，在超聲輻照區(qū)域形成出血淤斑，同時(shí)誘發(fā)室性早搏；而且隨著微泡劑量和超聲強(qiáng)度增加，

3、以上生物學(xué)副作用也隨之增強(qiáng)。Miller等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞被EB染色，證明心肌細(xì)胞在聲學(xué)造影中也受到損傷，并且在心臟負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，心肌細(xì)胞染色的數(shù)量會明顯增多，以及心肌局部炎性細(xì)胞滲出。本課題組既往研究顯示，用脂質(zhì)微泡對較大動(dòng)物模型(兔)進(jìn)行心臟超聲造影時(shí)，可發(fā)生心肌微血管通透性增高等生物學(xué)效應(yīng)，而且超聲顯像模式和動(dòng)物心率是心肌微血管通透性的獨(dú)立影響因素。 但是，針對心肌血管通透性的病理觀察僅局限于光鏡水平，不能很好的解釋其病理

4、基礎(chǔ)，有必要進(jìn)一步進(jìn)行超微結(jié)構(gòu)的病理觀察。Miller等雖然研究了心臟負(fù)荷實(shí)驗(yàn)的超聲造影副作用，但僅局限于心肌細(xì)胞損傷，對于心臟負(fù)荷實(shí)驗(yàn)情況下心臟超聲造影的微血管損傷作用缺乏研究。因此，本課題以期在以往研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解心肌微血管的顯微水平和超微結(jié)構(gòu)的病理改變，以及負(fù)荷狀態(tài)下心臟超聲造影所產(chǎn)生的血管損傷副作用，對不同影響因素下心臟超聲造影中的心肌微血管損傷提供病理形態(tài)學(xué)支持。 研究目的： 1.觀察對比在負(fù)荷和靜息狀

5、態(tài)下進(jìn)行心臟超聲造影時(shí)，微泡超聲空化對心肌微血管的損傷效應(yīng)； 2.通過光鏡和電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)在心臟超聲造影中，微泡超聲空化產(chǎn)生心肌細(xì)胞損傷、微血管通透性增高以及血管壁損傷的病理基礎(chǔ)。 研究方法： 1.實(shí)驗(yàn)材料： 實(shí)驗(yàn)儀器：GEVivid7彩超診斷儀，探頭選擇M3S，頻率1.75MHz，機(jī)械指數(shù)(MI)1.3。 實(shí)驗(yàn)試劑：脂膜微泡“脂氟顯”，核心氣體為全氟丙烷，平均粒徑2μm，其中98％小于8μm，濃

6、度約為7×109/ml； 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：健康新西蘭大白兔92只，平均體質(zhì)量2.0kg。 2.實(shí)驗(yàn)方法： (一)實(shí)驗(yàn)分組 表1.實(shí)驗(yàn)各組和處理方法 分組微泡劑量(ml/kg)例數(shù)麻醉劑超聲顯像方式 單純微泡組0.512速眠新無 單純超聲連續(xù)組012速眠新診斷超聲連續(xù)發(fā)射 單純超聲觸發(fā)組012速眠新診斷超聲2S觸發(fā) 靜息造影連續(xù)組0.514速眠新診斷超聲連續(xù)發(fā)射 靜

7、息造影觸發(fā)組0.514速眠新診斷超聲2s觸發(fā) 負(fù)荷造影連續(xù)組0.514,速眠新診斷超聲連續(xù)發(fā)射 負(fù)荷造影觸發(fā)組0.514速眠新診斷超聲2S觸發(fā) (二)觀察內(nèi)容 (1)心電監(jiān)測：在超聲造影過程中，進(jìn)行全程心電監(jiān)測，記錄有無室性早搏發(fā)生及出現(xiàn)的次數(shù)； (2)血管通透性：以伊文思藍(lán)作為血管通透性改變的示蹤劑，大體病理觀察伊文思藍(lán)在心肌的漏出范圍及心肌出血，視覺評分分析伊文思藍(lán)在心肌的漏出范圍及分析心肌出

8、血；并通過甲酰胺淬取出心肌組織中的伊文思藍(lán)，檢測單位質(zhì)量心肌的伊文思藍(lán)含量，評價(jià)靜息和負(fù)荷情況下的心臟超聲造影對心肌微血管通透性改變的影響； (3)病理檢查：分別用光鏡和電鏡觀察微泡超聲空化對心肌微血管及心肌細(xì)胞的損傷情況，從細(xì)胞水平及超微結(jié)構(gòu)上了解心臟超聲造影的心肌微血管通透性改變的病理基礎(chǔ)。 結(jié)果： 1.心電監(jiān)測結(jié)果： 單純微泡組、單純超聲連續(xù)組、單純超聲觸發(fā)組中未出現(xiàn)室性早搏；其余各造影組中均出現(xiàn)0

9、～100次不等的室性早搏，但各造影組之間早搏出現(xiàn)的次數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。 2.各組單位質(zhì)量心肌伊文思藍(lán)定量檢測結(jié)果： 單純微泡組、單純超聲連續(xù)組、單純超聲觸發(fā)組EB漏出量顯著低于各造影組(P＜0.01)；靜息觸發(fā)組、負(fù)荷連續(xù)組、負(fù)荷觸發(fā)組的EB漏出量高于靜息連續(xù)組(P＜0.01)；靜息觸發(fā)組、負(fù)荷連續(xù)組、負(fù)荷觸發(fā)組三組之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。 3.EB漏出的視覺評分和心肌出血視覺評分結(jié)果

10、： (1)在EB漏出視覺評分中，單純微泡組、單純超聲連續(xù)組和單純超聲觸發(fā)組未見EB漏出，視覺評分為0級，明顯低于各造影組(1-3級)(P＜0.01)；負(fù)荷觸發(fā)組EB漏出視覺評分均為3級，顯著高于其他造影組(1-3級)(P＜0.01)； (2)在心肌出血的視覺評分中，單純微泡組、單純超聲連續(xù)組、單純超聲觸發(fā)組和靜息連續(xù)造影組無明顯肉眼心肌出血，評分為0級，明顯低于其他造影組(0-2級)，(P＜0.01)；負(fù)荷觸發(fā)組心肌有大

11、片顯著的心肌出血，視覺評分為3級，明顯高于靜息觸發(fā)組和負(fù)荷連續(xù)組(0.2級)(P＜0.01)。 4.病理學(xué)檢查結(jié)果 (1)光鏡檢查結(jié)果 單純微泡組、單純超聲連續(xù)組和單純超聲觸發(fā)組：僅可見部分毛細(xì)血管充血，無明顯病理改變。 靜息連續(xù)組：心肌肌束及心肌細(xì)胞間隙偶可見散在紅細(xì)胞漏出，并可見散在的淋巴細(xì)胞及中性粒細(xì)胞滲出，可伴有毛細(xì)血管充血。 靜息觸發(fā)組：心肌肌束及心肌細(xì)胞間隙以散在的紅細(xì)胞漏出為主，部分

12、可見較多的紅細(xì)胞漏出，心肌細(xì)胞間隙可見局灶性淋巴細(xì)胞及散在中性粒細(xì)胞滲出；多發(fā)生在心肌毛細(xì)血管周邊，可伴有毛細(xì)血管充血。 負(fù)荷連續(xù)組：心肌肌束及心肌細(xì)胞間隙可見較多的紅細(xì)胞漏出，心肌細(xì)胞間隙可見局灶性淋巴細(xì)胞及散在中性粒細(xì)胞滲出，多發(fā)生在心肌毛細(xì)血管周邊；可伴有毛細(xì)血管充血。 負(fù)荷觸發(fā)組：心肌肌束及心肌細(xì)胞間隙可見大量紅細(xì)胞漏出，多發(fā)生在心肌毛細(xì)血管周邊；左室前壁心肌細(xì)胞z線略模糊；毛細(xì)血管內(nèi)充血。 除負(fù)荷觸發(fā)組

13、心肌細(xì)胞出現(xiàn)可疑損傷外，其余各組均未出現(xiàn)心肌細(xì)胞明顯損傷。 (2)電鏡檢查結(jié)果： 單純微泡組、單純超聲連續(xù)組和單純超聲觸發(fā)組：毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞排列整齊，基底膜連續(xù)性完整；心肌細(xì)胞間隙未見紅細(xì)胞。 靜息連續(xù)組：毛細(xì)血管一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞和基底膜連續(xù)性中斷，微孔形成；另一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞排列基本整齊，基底膜連續(xù)性完整；心肌細(xì)胞間隙偶見紅細(xì)胞。 靜息觸發(fā)組：毛細(xì)血管一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞可見輕度腫脹，內(nèi)皮細(xì)胞和基底膜連續(xù)性中斷，微孔

14、形成；另一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞排列基本整齊，基底膜連續(xù)性完整；心肌細(xì)胞間隙可見散在紅細(xì)胞和淋巴細(xì)胞。 負(fù)荷連續(xù)組：毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞可見一側(cè)高度腫脹，可見緊密連接出現(xiàn)間隙，內(nèi)皮細(xì)胞和基底膜連續(xù)性中斷；心肌細(xì)胞間隙可見散在紅細(xì)胞及淋巴細(xì)胞。 負(fù)荷觸發(fā)組：毛細(xì)血管一側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞高度腫脹、緊密連接處出現(xiàn)間隙，甚至內(nèi)皮細(xì)胞及基底膜結(jié)構(gòu)紊亂崩解；心肌細(xì)胞間隙可見較多的紅細(xì)胞。心肌細(xì)胞肌膜下可見顯著水腫。 以上各組中，除負(fù)荷觸發(fā)組心肌細(xì)胞