王 斌 ,陳 燦 ,徐鳳丹 *
1.東莞市厚街醫(yī)院,廣東東莞 523945;2.廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,廣東湛江 524023
隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展,交通事故導(dǎo)致的重癥復(fù)合傷逐漸增多。其中胸部創(chuàng)傷引起患者死亡僅次于顱腦損傷[1],而心臟損傷占胸部創(chuàng)傷的10%~16%,其中以心肌挫傷(Myocardial contusion)最為常見,發(fā)生率 3%~56%不等[2-3]。心肌挫傷后常會出現(xiàn)不同程度的并發(fā)癥,輕者可無臨床癥狀,重者則導(dǎo)致嚴重心律失常、心力衰竭甚至死亡,但因臨床表現(xiàn)差異性很大,易造成漏診和誤診。臨床上至今尚缺乏特異性的診斷指標及早判斷胸部創(chuàng)傷患者是否伴有心肌挫傷,而早期、準確地判斷挫傷的范圍、程度及心功能的改變,是爭取搶救時間、提高救治成功率的關(guān)鍵所在[3]。本研究在成功建立兔心前區(qū)閉合性損傷模型的基礎(chǔ)上,觀察心電圖、超聲心動圖、漂浮導(dǎo)管、肌鈣蛋白Ⅰ、CK-MB在兔心肌挫傷后早期診斷中的真實性及診斷價值,為臨床診斷和治療提供實驗依據(jù)。
健康新西蘭大白兔36只(由南方醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供),雌雄不限,體重(2.51±0.17)kg。采用自制的重物自由落體打擊法制造心前區(qū)閉合性損傷模型,方法如下:
1.1.1 造模裝置 參考王晶等[4]改良的自由落體裝置,自制重物自由落體打擊裝置,裝置包括:①PVC管:長350 cm,內(nèi)直徑4.8 cm,外直徑5.1 cm。垂直固定。②打擊重物:長300 cm,直徑4.0 cm,重30 kg的垂直撞擊桿一根,一端用繩子垂直固定于上方。
1.1.2 模型制造 新西蘭大白兔稱重編號,3%戊巴比妥鈉以劑量1 ml/kg經(jīng)耳緣靜脈注射麻醉成功后,仰臥固定于兔板上,胸前褪毛,并用紗布墊將背部墊起,以防止其懸空。將兔放置于PVC管下方,使兔第3、4肋骨正對PVC管口。調(diào)整撞擊桿上端繩子的長度使撞擊桿恰好緊貼兔胸前壁,提起撞擊桿從0.5 m高度(即3.3 m/s的速度)自由落體撞擊兔胸前壁,造成心前區(qū)閉合性損傷模型。
放置肢體導(dǎo)聯(lián)記錄創(chuàng)傷前和傷后 1、6、12、24、48 h心電圖變化。
利用彩色多普勒超聲儀(GE公司,型號:VIVI7,高頻探頭,頻率:5~7 MHz)測量創(chuàng)傷前和傷后 1、6、12、24、48 h 的各項指標變化,包括左室收縮內(nèi)徑、左室舒張內(nèi)徑、肺動脈估測壓差、室間收縮時間差、左室內(nèi)收縮時間差、舒張末期左室面積、舒張末期左室面積。
創(chuàng)傷前和傷后 1、12、24、48 h 利用漂浮導(dǎo)管(5F)經(jīng)兔右側(cè)頸外靜脈插管至右房測中心靜脈壓,再放至肺小動脈,測量肺動脈壓。
分別于創(chuàng)傷前和傷后 1、6、12、24、48 h抽取靜脈血檢測肌鈣蛋白 I、CK-MB。
實驗結(jié)束后,立即解剖,觀察胸壁及肋骨損傷情況,開胸觀察心包積液情況,剪斷大血管取出心臟,觀察心臟表面大體傷情,記錄挫傷具體位置及范圍。剪去大血管,心房和心臟外周的脂肪,沿左室短軸自心尖到心底部垂直于室間隔切成10 mm心肌薄片,10%甲醛溶液中固定,后分別切取小塊組織行石蠟包埋,石蠟組織塊連續(xù)切片,常規(guī)組織學(xué)處理,HE染色后,制作心肌切片標本通過光學(xué)顯微鏡觀察心肌組織形態(tài)學(xué)變化。
有數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標準差表示,采用SPSS軟件,應(yīng)用配對資料t檢驗對心肌挫傷組和非心肌挫傷組及撞傷前和撞傷后各項指標進行比較分析,P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。
實驗中有2只兔死于麻醉過量,2只在撞擊后立即死亡,另有3只分別在撞擊后2、16、20 h后死亡,以上均未統(tǒng)計在內(nèi)。其余29只均順利完成實驗。根據(jù)病理結(jié)果分為心肌挫傷組(共17只)和非心肌挫傷組(共12只)兩組。所有兔撞擊后均出現(xiàn)明顯的呼吸加快,心率減慢。隨著傷后時間的延長,呼吸和心率逐漸恢復(fù)至傷前水平。
傷后1 h,所有兔心率均較傷前減慢;其余心電圖改變?yōu)椋篠T-T改變,包括ST段壓低或抬高,T波高尖或低平、倒置(心肌挫傷組10只,占58.8%;非心肌挫傷組3只,占25%)。其余兔心電圖傷前傷后無明顯變化。靈敏度為58.8%,特異度為75%,陰性預(yù)測值為56.2%。傷后6 h,心肌挫傷組仍有4只(23.5%)兔心率較傷前減慢,6只(35.3%)仍有ST-T改變,其余均恢復(fù)至傷前水平。非心肌挫傷組心率及心電圖均恢復(fù)至傷前水平。傷后12 h后,所有兔心電圖均恢復(fù)正常。
2.3.1 撞擊前后兔左心功能變化 傷后1 h,心肌挫傷組有7只兔(41.2%)射血分數(shù)(ejection fraction,EF)較傷前明顯下降。非心肌挫傷組有1只EF下降。傷后6 h,出現(xiàn)EF下降的動物數(shù)量最多,心肌挫傷組有11只(64.7%),非心肌挫傷組有2只(16.7%)。靈敏度為64.7%,特異度為83.3%,陰性預(yù)測值為62.5%。傷后24 h平均EF值降至最低,傷后48 h平均EF值恢復(fù)至傷前水平。
左室收縮末期面積(ESV)和舒張末期面積(EDV)在傷后6 h開始呈持續(xù)性升高,傷后24 h ESV無明顯升高,EDV基本恢復(fù)正常,傷后48 h,兩者均恢復(fù)至傷前水平。左室收縮末期內(nèi)徑(SD)和舒張末期內(nèi)徑(DD)在傷后有所增大,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
2.3.2 室間收縮時間差及左室內(nèi)收縮時間差 傷后1 h,心肌挫傷組有6只兔(35.3%)左室內(nèi)收縮時間差比傷前明顯延長。非心肌挫傷組所有兔無變化。傷后6 h,出現(xiàn)陽性結(jié)果的兔數(shù)量最多,心肌挫傷組有10只兔(58.8%)室間收縮時間差比傷前明顯延長,左室內(nèi)收縮時間差比傷前明顯延長。非心肌挫傷組有2只兔室間收縮時間差比傷前明顯延長,左室內(nèi)收縮時間差比傷前明顯延長。靈敏度為58.8%,特異度為83.3%,陰性預(yù)測值為47.6%。傷后12 h室間收縮時間差及左室內(nèi)收縮時間差逐漸減小,至48 h僅余1只兔左室內(nèi)收縮時間差仍較傷前延長,其余均恢復(fù)至正常。
2.3.3 肺動脈估測壓差 傷后1 h,心肌挫傷組有13只兔(76.5%)出現(xiàn)肺動脈估測壓差較傷前明顯升高。非心肌挫傷組有3只兔(25%)出現(xiàn)肺動脈估測壓差較傷前明顯升高。傷后6 h,肺動脈估測壓差較傷前升高的動物數(shù)量最多,心肌挫傷組共有14只(82.4%),非心肌挫傷組有3只兔(25%)。靈敏度為93.3%,特異度為78.6%,陰性預(yù)測值為91.7%。肺動脈估測壓差在傷后1 h明顯高于傷前,傷后24 h升至最高,傷后48 h恢復(fù)至傷前水平。
傷后1 h,中心靜脈壓及肺動脈壓較傷前升高的動物數(shù)量最多,心肌挫傷組所有兔(100%)中心靜脈壓及肺動脈壓均較傷前升高。非心肌挫傷組,有2只兔(16.7%)中心靜脈壓及肺動脈壓較傷前升高。靈敏度為100%,特異度為83.3%,陰性預(yù)測值為100%。傷后6 h,心肌挫傷組有15只兔(88.2%)中心靜脈壓及肺動脈壓較傷前升高。非心肌挫傷組,所有兔中心靜脈壓及肺動脈壓均恢復(fù)至傷前水平。24 h中心靜脈壓及肺動脈壓平均水平升至最高,48 h恢復(fù)至傷前水平。
2.5.1 肌鈣蛋白I 心肌挫傷組及非心肌挫傷組,血清肌鈣蛋白I在傷前含量為小于0.05 ng/ml(正常參考值為<0.05 ng/ml),傷后1 h均無變化。心肌挫傷組傷后6 h肌鈣蛋白I較傷前升高的動物數(shù)量最多,有16只兔(94.1%)均升高為大于1.0 ng/ml,非心肌挫傷組,血清肌鈣蛋白I在傷前傷后無明顯變化。靈敏度為94.1%,特異度為100%,陰性預(yù)測值為92.3%。心肌挫傷組傷后12 h,有4只下降為小于0.05 ng/ml,另有6只較傷后6 h有所下降,但仍比傷前明顯上升。肌鈣蛋白Ⅰ平均含量在傷后24 h達最高峰,48 h后逐漸下降,但仍明顯大于傷前水平。
2.5.2 CK-MB心肌挫傷組及非心肌挫傷組,血清CK-MB在傷前含量為小于 4.3 ng/ml(正常參考值為:0~4.3 ng/ml),傷后1 h均無變化。心肌挫傷組,6 h出現(xiàn)CK-MB明顯上升,12h血清CK-MB升高的動物數(shù)量最多,有15只兔大于4.3ng/ml(88.2%)。非心肌挫傷組,傷后12 h血清CK-MB升高的動物數(shù)量最多,有4只兔升高大于4.3 ng/ml(33.3%)。靈敏度為88.2%,特異度為66.7%,陰性預(yù)測值為80%。血清CK-MB在傷后12 h達最高峰,24 h后開始下降,至48 h恢復(fù)至傷前水平。
2.6.1 大體標本觀察 肉眼可見所有兔胸壁皮下淤血;部分有胸骨骨折,不同程度心包積液;部分有心包膜下出血,多見于左心室室間隔面和右心室室間隔面;心臟肥大;部分于心尖部或心前壁可見瘀斑或出血點。
2.6.2 心肌光鏡觀察 鏡下可見出現(xiàn)心肌挫傷的兔共有17只(58.6%),主要表現(xiàn)為撞擊處心肌纖維不同程度充血、水腫和變性;部分心肌纖維局灶性排列紊亂、壞死;心肌纖維間見不同程度淋巴細胞、中性粒細胞浸潤;心肌間質(zhì)水腫,間質(zhì)小血管不同程度擴張充血;心肌間質(zhì)出血。另外12只(41.4%)心肌組織鏡下未見明顯的改變。
各項診斷指標真實性及診斷價值的比較見表1。
交通事故中由于常合并各種損傷,如頭部損傷、肋骨骨折、胸骨骨折、四肢損傷等,心肌挫傷常常被忽略,尤其在伴有多發(fā)傷、意識障礙的患者,其他癥狀往往掩蓋了心肌挫傷的表現(xiàn)。而心肌挫傷診斷的忽略或延誤,往往導(dǎo)致失去治療的最佳時機,甚至使患者出現(xiàn)生命危險。因此,尋找心肌挫傷的早期、特異的診斷標準顯得極為重要。
本實驗心前區(qū)閉合性損傷模型的撞擊設(shè)備是參考王晶等[4]改良的自由落體裝置,自制的重物自由落體打擊裝置。能通過控制撞擊桿的高度調(diào)節(jié)撞擊力度,并能準確設(shè)定撞擊部位。經(jīng)過多次預(yù)實驗,結(jié)合病理結(jié)果,最終找到最佳的撞擊力度。本實驗結(jié)果顯示,該撞擊設(shè)備具有簡單操作、物理參數(shù)容易控制、撞擊部位準確、可重復(fù)性好等優(yōu)點,制造的心肌挫傷動物發(fā)病機制接近臨床心肌挫傷患者,為臨床研究提供了理想的動物模型。
表1 各項診斷指標真實性及診斷價值比較
既往研究顯示,心肌挫傷是心律失常的危險因子[5],而心電圖是發(fā)現(xiàn)心律失常的一種簡便經(jīng)濟的床旁檢查,但50%異常心電圖都沒有特異表現(xiàn)[3,6,7]。本研究顯示,傷后心電圖改變出現(xiàn)時間早,表現(xiàn)為心率減慢、非特異性ST-T改變,但靈敏度、特異度、陰性預(yù)測值均不高。傷后短時間內(nèi)所有兔心電圖均恢復(fù)正常,且臨床上心電圖易受年齡、原有疾病、情緒等因素的影響,因此,心電圖雖然是診斷心肌挫傷的早期、簡便的檢查方法,但不敏感且缺乏特異性,僅作為參考指標使用。
EF是最常用的心室收縮功能指標。本研究結(jié)果顯示,兔心肌挫傷后1 h,41.4%EF明顯下降;左室收縮末期面積(ESV)和舒張末期面積(EDV)在傷后6 h開始呈持續(xù)性升高,而左室SD和DD在傷后有所增大,提示超聲心動圖能將兔心肌挫傷后早期左室收縮功能障礙反映出來,其靈敏度、特異度及陰性預(yù)測值均較好。但對室壁運動異常的檢測,其靈敏度及陰性預(yù)測值不高。對肺動脈估測壓差的檢測,超聲心動圖顯示出較高的靈敏度和陰性預(yù)測值,與有創(chuàng)檢測(漂浮導(dǎo)管檢測值)符合度高,能較好地反映兔心肌挫傷后早期右心功能障礙。綜上所述,超聲心動圖能早期發(fā)現(xiàn)心肌挫傷后左心及右心功能的變化,尤其是對傷后肺動脈估測壓差的異常變化的發(fā)現(xiàn)。
中心靜脈壓及肺動脈壓能反映右心功能情況,以往的研究中甚少有漂浮導(dǎo)管檢測心肌挫傷中心靜脈壓和肺動脈壓的相關(guān)文獻報道。本研究顯示,心肌挫傷組所有兔中心靜脈壓及肺動脈壓在傷后1 h即升高,至24 h升至最高,48 h恢復(fù)至傷前水平。漂浮導(dǎo)管還能檢測肺毛細血管楔壓,從而反映左心功能情況,但由于本實驗中使用的漂浮導(dǎo)管管徑過大而未能檢測,在以后的實驗中可進一步完善。漂浮導(dǎo)管在以上所有檢測項目中具有較高的靈敏度、特異度及陰性預(yù)測值,能更早期準確地反映出兔心肌挫傷后右心功能的變化。但此項檢查為有創(chuàng)性檢查,限制了其在臨床診斷中的應(yīng)用。
肌鈣蛋白Ⅰ及CK-MB均能反映心肌挫傷。肌鈣蛋白存在于骨骼肌和心肌纖維中,但兩者在結(jié)構(gòu)和免疫性上有很大差別,因此可將兩者區(qū)別開來。在心肌細胞膜完整的情況下,肌鈣蛋白Ⅰ不能透過細胞膜,當心肌細胞受損時,胞漿內(nèi)的肌鈣蛋白Ⅰ則迅速入血,可早期在血液中檢出[8]。而在骨骼肌和血細胞中有極微量的CK及CK-MB存在,除心肌挫傷外,很多情況如急慢性肌肉損傷等都可以使CK及CK-MB升高。本實驗結(jié)果表明,肌鈣蛋白Ⅰ和CK-MB在兔心肌挫傷后早期即上升。但肌鈣蛋白Ⅰ升高更明顯,持續(xù)時間更長,具有更高的靈敏度、特異度及陰性預(yù)測值,其對心肌挫傷的診斷比CK-MB更具有重要作用。
綜上所述,漂浮導(dǎo)管、超聲心動圖、心電圖均能較早檢測出心肌挫傷,而肌鈣蛋白Ⅰ和CK-MB則稍晚。漂浮導(dǎo)管檢測心肌挫傷的真實性和診斷價值最好,其次為肌鈣蛋白Ⅰ和超聲心動圖對肺動脈估測壓差的檢測,CK-MB和心電圖真實性和診斷價值較差。
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