超聲聯(lián)合微泡對正常兔腎影響的初步研究.pdf

1、研究背景：
　　近年來，超聲造影技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床，作為一種相對安全、有效、簡便的無創(chuàng)方法，在疾病的診斷與治療中發(fā)揮了巨大的作用。目前超聲造影技術(shù)在臨床主要應(yīng)用于診斷方面，主要有低機(jī)械指數(shù)的超聲造影和閃爍-再灌注（flash-replenishment sequence FRS）成像技術(shù)兩種。低機(jī)械指數(shù)的超聲造影主要應(yīng)用于病灶的顯示、鑒別病灶的性質(zhì)、治療療效的評價(jià)以及療效觀察等；閃爍-再灌注成像技術(shù)則主要用于觀察組織的微血管結(jié)構(gòu)

2、特征。微泡介導(dǎo)的超聲治療目前仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，已有大量的研究表明，微泡空化可應(yīng)用于基因轉(zhuǎn)染治療、藥物輸送、溶栓、腫瘤治療等，顯示出巨大的應(yīng)用潛力。
　　然而，一些動物實(shí)驗(yàn)及體外實(shí)驗(yàn)顯示，微泡聯(lián)合低能量超聲在診斷或治療的同時，可對靶區(qū)組織及以外的正常組織細(xì)胞產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時甚至產(chǎn)生不可逆性的損傷。腎臟的血流量十分豐富，關(guān)于它的研究信息迫切需要。目前，只有少數(shù)國外的學(xué)者在診斷超聲條件下對腎臟的損傷進(jìn)行了研究，研究中使用的輸出功率較高

3、、造影劑劑量較大或輻照時間較長，在此條件下觀察到大鼠等動物腎臟損傷，包括腎臟微循環(huán)血管的破裂出血，然而，此設(shè)置條件與臨床上所使用的超聲造影評價(jià)腎臟的微循環(huán)血流灌注條件有較大的區(qū)別。此外，尚未有探討基于腎臟基因轉(zhuǎn)染、藥物運(yùn)輸?shù)戎委煈?yīng)用條件下即低能量的治療超聲（超聲發(fā)射能量1～2W/cm2）對正常兔腎組織治療時所可能出現(xiàn)的相關(guān)副作用?；诖耍狙芯繑M對于低機(jī)械指數(shù)診斷超聲造影成像、閃爍-再灌注造影成像及低能量治療超聲對正常腎臟的損傷進(jìn)行探討

4、。
　　目的：
　　1、探討臨床診斷常用的超聲造影成像技術(shù)（低機(jī)械指數(shù)超聲造影成像技術(shù)、閃爍-再灌注成像技術(shù)）對正常兔腎造影時的影響。
　　2、探討低能量治療超聲聯(lián)合微泡超聲造影劑對正常兔腎的影響。
　　第一部分低機(jī)械指數(shù)診斷超聲造影成像對正常兔腎的影響
　　研究方法：
　　1、動物分組
　　15只健康成熟新西蘭大白兔，根據(jù)是否進(jìn)行超聲照射、有無微泡介導(dǎo)將15只實(shí)驗(yàn)兔隨機(jī)分成三組，A：單純微泡組

5、(Microbubbles，MB)；B：單純超聲組(Ultrasound， US)；C：超聲微泡組（Ultrasound and Microbubbles，USMB）；每組各5只。
　　2、實(shí)驗(yàn)過程
　　每組各5只新西蘭大白兔。動物麻醉后，采集動物尿液與血液標(biāo)本，手術(shù)開腹充分暴露左腎， USMB組經(jīng)耳緣靜脈注射微泡造影劑(0.02ml/kg)后，德國Siemens ACUSON S2000彩色多普勒超聲診斷儀（MI=0.09

6、）輻照5min；US組以超聲治療探頭垂直輻照5min，用相同劑量的生理鹽水替代微泡；MB組經(jīng)靜脈注射微泡同USMB組，同時超聲治療頭假照腎臟5min。各組輻照后再次采集尿液、血液以及獲取腎臟標(biāo)本，分析尿液內(nèi)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血肌酐和尿素氮測值及觀察腎臟的病理組織學(xué)變化。
　　結(jié)果：
　?。ㄒ唬┥笜?biāo)
　　1、同組輻照前后的尿紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、肌酐及尿素氮測值相比無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　2、各組間輻照前后尿紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、肌酐及

7、尿素氮測值相比無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　?。ǘ┎±韺W(xué)觀察
　　1、大體檢查：各組輻照區(qū)腎臟色澤正常，未見明顯出血點(diǎn)。
　　2、光鏡檢查：各組腎臟的組織學(xué)切片顯示無明顯腎臟病理學(xué)改變，腎小球鮑曼氏囊未見明顯出血，腎小球無硬化或萎縮；腎小管管腔未見明顯擴(kuò)張，管腔內(nèi)未見明顯滲出物，上皮細(xì)胞排列整齊；小管周圍的間質(zhì)無明顯增生、出血、水腫或炎癥細(xì)胞浸潤。
　　第二部分閃爍--再灌注成像造影技術(shù)對正常兔腎的影響
　　研究

8、方法：
　　1、動物分組
　　15只健康成熟新西蘭大白兔，根據(jù)是否進(jìn)行超聲照射、有無微泡介導(dǎo)將15只實(shí)驗(yàn)兔隨機(jī)分成三組，A：單純微泡組(Microbubbles，MB)；B：單純超聲組(Ultrasound， US)；C：超聲微泡組（Ultrasound and Microbubbles，USMB）；每組各5只。
　　2、實(shí)驗(yàn)過程
　　每組各5只新西蘭大白兔。動物麻醉后，采集動物尿液與血液標(biāo)本，手術(shù)開腹充分暴露左

9、腎，診斷儀器同樣選取德國Siemens ACUSON S2000彩色多普勒超聲診斷儀，USMB組經(jīng)耳緣靜脈注射微泡造影劑(0.02ml/kg)后，待造影劑充滿整個腎臟，手動爆破flash，爆破時MI=1.50，重復(fù)3次，成像5min；US組以超聲治療探頭垂直輻照腎臟方式同USMB組，用相同劑量的生理鹽水替代微泡；MB組經(jīng)靜脈注射微泡同USMB組，同時超聲治療頭假照腎臟5min。各組輻照后再次采集尿液、血液以及獲取腎臟標(biāo)本，分析各組尿液內(nèi)

10、紅細(xì)胞數(shù)、血肌酐和尿素氮測值及觀察腎臟的病理組織學(xué)變化。
　　結(jié)果：
　?。ㄒ唬┥笜?biāo)
　　1、同組輻照前后的尿紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、肌酐及尿素氮測值相比無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　2、各組間輻照前后尿紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、肌酐及尿素氮測值相比無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　（二）病理學(xué)觀察
　　1、大體檢查：各組輻照區(qū)腎臟色澤正常，未見明顯出血點(diǎn)。
　　2、光鏡檢查：各組腎臟的組織學(xué)切片顯示腎小球鮑曼氏囊未見明顯出血，腎小

11、球無硬化或萎縮；各組腎小管管腔未見明顯擴(kuò)張，管腔內(nèi)未見明顯紅細(xì)胞管型及蛋白管型，上皮細(xì)胞排列整齊，未見細(xì)胞溶解壞死；間質(zhì)未見明顯出血，無明顯炎癥細(xì)胞浸潤。
　　第三部分低能量治療超聲聯(lián)合微泡超聲造影劑對正常兔腎的影響
　　研究方法：
　　1、動物分組
　　50只健康成熟新西蘭大白兔，根據(jù)是否進(jìn)行超聲照射、有無微泡介導(dǎo)將50只實(shí)驗(yàn)兔隨機(jī)分成三組，A：單純微泡組(Microbubbles，MB)，15只；B：單純超聲

12、組(Ultrasound，US)，15只；C：超聲微泡組（Ultrasound and Microbubbles，USMB），20只。MB組及US組再根據(jù)輻照后不同的時間點(diǎn)（5min、1d、3d）隨機(jī)分為三組，每組5只；USMB組根據(jù)輻照后不同的時間點(diǎn)（5min、1d、3d及7d）隨機(jī)分為四組，每組5只。
　　2、實(shí)驗(yàn)過程
　　每組各5只新西蘭大白兔。動物麻醉后，采集動物尿液與血液標(biāo)本，手術(shù)開腹充分暴露左腎，診斷儀器選取脈沖

13、式聚焦超聲治療儀，USMB組經(jīng)耳緣靜脈注射微泡造影劑(0.1ml/kg，2.5min內(nèi)緩慢注入)后，成像3min；US組以超聲治療探頭垂直輻照3min，用相同劑量的生理鹽水替代微泡；MB組經(jīng)靜脈注射微泡同USMB組，同時超聲治療頭假照腎臟3min。各組于輻照后按時間點(diǎn)(5min、1d、3d及7d)再次采集尿液、血液及獲取腎臟標(biāo)本，分析尿液內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)、血肌酐和尿素氮測值及觀察腎臟的病理組織學(xué)變化。
　　結(jié)果：
　?。ㄒ唬┥?/p>

14、標(biāo)檢測結(jié)果
　　1、尿常規(guī)的紅細(xì)胞計(jì)數(shù)：
　　①組內(nèi)比較：MB組、US組輻照后各時間點(diǎn)尿紅細(xì)胞數(shù)與超聲輻照前相比，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；USMB組輻照后各組與超聲輻照前比較均具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P<0.05。
　?、诮M間比較：輻照前各組尿紅細(xì)胞數(shù)比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；輻照后USMB組各時間點(diǎn)（5min組、1d組、3d組）與MB組、US組的各時間點(diǎn)比較具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P<0.05。
　　2、

15、血肌酐結(jié)果比較：
　?、俳M內(nèi)比較：MB組、US組輻照后各組血肌酐測值與超聲輻照前相比，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；USMB組輻照后1d組血肌酐與輻照前比較有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異， P<0.05，余輻照后各組與超聲輻照前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05。
　　②組間比較：輻照前各組血肌酐測值比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；輻照后1d USMB組血肌酐與MB組、US組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P<0.05；余輻照后各組比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

16、，P>0.05。
　　3、血尿素氮結(jié)果比較：
　?、俳M內(nèi)比較：MB組、US組輻照后各組血尿素氮測值與超聲輻照前相比，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；USMB組輻照后1d組血尿素氮與輻照前比較有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異， P<0.05，余輻照后各組與超聲輻照前比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　?、诮M間比較：輻照前各組血尿素氮測值比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05；輻照后1d USMB組血尿素氮與MB組、US組比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P<0.05；余輻照后各組比較

17、均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，P>0.05。
　?。ǘ┎±韺W(xué)觀察
　　1、大體觀察：MB組和US組輻照后各時間點(diǎn)腎臟色澤正常，未見明顯出血點(diǎn)；USMB組輻照后5min輻照區(qū)腎臟見較密集出血點(diǎn)，輻照后1d輻照區(qū)腎臟見散在暗紅瘀點(diǎn)，輻照后3d輻照區(qū)腎臟仍見少許散在暗紅瘀點(diǎn)，輻照后7d輻照區(qū)腎臟未見明顯出血點(diǎn)。
　　2、光鏡組織學(xué)切片：
　　MB組輻照后各組腎組織學(xué)切片未見明顯病理改變，腎小球囊未見明顯出血，腎小球無硬化或萎縮；腎

18、小管上皮細(xì)胞排列整齊，管腔內(nèi)未見滲出物；小管周圍的間質(zhì)無明顯增生、出血或炎癥細(xì)胞浸潤。
　　US組輻照后5min偶見腎小球毛細(xì)血管袢內(nèi)淤血，未見明顯腎小球鮑曼氏囊出血，腎小管上皮細(xì)胞排列整齊，管腔內(nèi)未見明顯滲出物；輻照后1d、3d組未見明顯病理改變，無明顯毛細(xì)血管袢內(nèi)淤血及腎小球囊出血，腎小管上皮細(xì)胞排列整齊，管腔內(nèi)未見滲出物；間質(zhì)無明顯出血或炎癥細(xì)胞浸潤。
　　USMB組輻照后各時間點(diǎn)腎臟組織學(xué)切片示：
　　5min

19、組輻照區(qū)見大量腎小球囊內(nèi)出血，腎小球囊高度擴(kuò)張，腎小球鮑曼氏囊出血率為66.26％±7.12%，腎小球毛細(xì)血管袢內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，局部見纖維素樣壞死；腎小管內(nèi)紅細(xì)胞堆積，偶見蛋白管型，偶見腎小管上皮細(xì)胞輕度水腫，未見明顯腎小管上皮細(xì)胞變性壞死或明顯炎癥細(xì)胞浸潤。
　　1d組輻照區(qū)腎小球鮑曼氏囊內(nèi)出血明顯減少，纖維蛋白樣物質(zhì)形成，腎小球鮑曼氏囊出血率為13.40%±2.30%，腎小球鮑曼氏囊纖維蛋白率為31.19%±2.94%，部分腎小

20、球基底膜節(jié)段性增厚，出現(xiàn)纖維素樣物質(zhì)，偶見袢內(nèi)細(xì)胞溶解壞死；小管內(nèi)見大量的紅細(xì)胞淤積及蛋白樣管型，部分腎小管上皮細(xì)胞粗顆粒樣變性壞死，可見上皮細(xì)胞脫落入管腔，基底膜裸露；間質(zhì)內(nèi)血管淤血。
　　3d組輻照區(qū)腎小球鮑曼氏囊內(nèi)出血極少，僅偶見數(shù)個的紅細(xì)胞，腎小球囊出血率為3.94%±1.22%，纖維蛋白較前減少，腎小球鮑曼氏囊纖維蛋白率為15.98%±5.17%，部分腎小球基底膜節(jié)段性增厚及少量纖維素樣物質(zhì)；腎小管內(nèi)紅細(xì)胞淤積及蛋白管樣

21、管型較1d組減少，腎小管上皮細(xì)胞粗顆粒樣變性壞死，細(xì)胞脫落入管腔，部分腎小管管腔擴(kuò)張及出現(xiàn)炎癥細(xì)胞浸潤。
　　7d組輻照區(qū)腎小球鮑曼氏囊未見紅細(xì)胞，偶見腎小球囊殘留少量纖維蛋白，腎小球囊纖維蛋白率為3.77%±0.95%，仍見部分腎小球基底膜節(jié)段性增厚及少量纖維樣物質(zhì)；小管內(nèi)滲出物較前明顯減少，偶見腎小管鈣化，部分區(qū)域見炎癥細(xì)胞浸潤區(qū)，局部可見間質(zhì)纖維組織增生。
　　結(jié)論：
　　1、低機(jī)械指數(shù)診斷超聲造影對腎臟疾病診斷

22、時不會對腎臟的細(xì)微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)，在臨床上對腎臟使用是安全的。
　　2、模擬臨床上使用的診斷超聲范圍內(nèi)的閃爍-再灌注造影成像技術(shù)（爆破時MI=1.50）在爆破次數(shù)較少的情況下對腎臟不會造成出血，產(chǎn)生的生物效應(yīng)小，所以，我們認(rèn)為臨床上用于觀察微血管灌注成像的診斷超聲范圍內(nèi)的閃爍--再灌注成像技術(shù)對正常腎臟的造影評價(jià)是相對安全的。
　　3、低能量治療超聲（超聲發(fā)射能量為1～2W/cm2）聯(lián)合微泡造影劑對腎臟輻照時可造成一定的