畢名森 張 巖 孫 鈺 王 怡 曹軍英

·實(shí)驗(yàn)研究·

聲輻射力脈沖成像技術(shù)評(píng)價(jià)低溫條件下兔腎實(shí)質(zhì)彈性變化

畢名森 張 巖 孫 鈺 王 怡 曹軍英

目的 探討聲輻射力脈沖成像（ARFI）技術(shù)評(píng)價(jià)低溫條件下兔腎實(shí)質(zhì)彈性變化的應(yīng)用價(jià)值。方法 將20只新西蘭兔平均分為5組，每組4只，其中Ⅰ組為對(duì)照組，Ⅱ組-14℃～-5℃低溫處理4 h，Ⅲ組-14℃～-5℃低溫處理8 h，Ⅳ組-24℃～-15℃低溫處理4 h，Ⅴ組-24℃～-15℃低溫處理8 h。應(yīng)用二維超聲和ARFI技術(shù)觀察各組腎實(shí)質(zhì)回聲，測(cè)量腎實(shí)質(zhì)剪切波速度（SWV）。結(jié)果 各組實(shí)驗(yàn)兔腎實(shí)質(zhì)回聲無(wú)明顯改變。與Ⅰ組比較，各實(shí)驗(yàn)組SWV值均增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；與Ⅱ、Ⅲ組比較，Ⅳ、Ⅴ組SWV值增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；與Ⅳ組比較，Ⅴ組SWV值增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論 ARFI技術(shù)可以反映低溫條件下兔腎實(shí)質(zhì)彈性的改變，為臨床研究低溫導(dǎo)致腎臟損傷的早期診斷提供有意義的信息。

聲輻射力脈沖成像；彈性；低溫；腎實(shí)質(zhì)，兔

研究［1］表明，長(zhǎng)時(shí)間的低溫超過(guò)了機(jī)體的耐受程度可以導(dǎo)致機(jī)體各個(gè)系統(tǒng)不同程度的損傷，因此研究低溫對(duì)機(jī)體損傷并評(píng)估損傷的程度很有意義，有助于為臨床治療提供指導(dǎo)。腎臟作為機(jī)體重要的代謝器官，能夠在急性衰竭后完全或部分恢復(fù)，因此早期發(fā)現(xiàn)和治療顯得至關(guān)重要［2］。本實(shí)驗(yàn)采用低溫暴露實(shí)驗(yàn)兔模型，旨在探討聲輻射力脈沖成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）技術(shù)能否評(píng)估低溫下腎臟的改變，為臨床治療提供有意義的信息。

材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康的雄性新西蘭大白兔20只，由沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，體質(zhì)量2.6～3.3 kg，平均（2.85±0.25）kg，經(jīng)耳緣靜脈抽血顯示腎功能正常。

二、儀器與方法

1.儀器：使用西門(mén)子Acuson S 2000彩色多普勒超聲診斷儀，9L4線陣探頭，頻率4～9 MHz；使用星星牌SD/SC-376BP變溫冷凍冷藏柜；冰箱室溫多用溫度計(jì)。

2.分組及兔低溫模型的建立：20只兔隨機(jī)分為5組，每組4只：Ⅰ組為對(duì)照組（室溫條件下），Ⅱ組-14℃～-5℃低溫處理4h，Ⅲ組-14℃～-5℃低溫處理8h，Ⅳ組-24℃～-15℃低溫處理 4 h，Ⅴ組-24℃～-15℃低溫處理8 h。實(shí)驗(yàn)前所有實(shí)驗(yàn)兔均禁食禁水8 h。

3.ARFI檢查：檢查前用10%水合氯醛對(duì)實(shí)驗(yàn)兔行腹腔注射麻醉（5 ml/kg），然后用8%硫化鋇脫去右腎區(qū)體毛，取其左側(cè)臥位固定于檢查床上，首先在二維條件下觀察腎實(shí)質(zhì)回聲，然后啟動(dòng)聲觸診組織量化（VTQ）功能，取右腎冠狀長(zhǎng)軸最大切面，將VTQ取樣框置于右腎中部靠近探頭的實(shí)質(zhì)內(nèi)（包括腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)），盡量使取樣框長(zhǎng)軸與腎被膜垂直，于兔呼吸的間歇快速測(cè)量取樣框內(nèi)組織的剪切波速度（shear wave velocity，SWV）。同一位置測(cè)量3～5 次，取其平均值。以上檢查均由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的超聲醫(yī)師共同完成。

4.病理檢查：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將實(shí)驗(yàn)兔處死并取右側(cè)腎臟送病理檢查。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以x±s表示，行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、各組二維超聲及SWV值比較

各組二維超聲腎實(shí)質(zhì)的回聲均未見(jiàn)明顯改變。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組 SWV 值分別為（1.79±0.30）m/s、（1.88±0.26）m/s、（2.23±0.38）m/s、（2.86±0.39）m/s，均較Ⅰ組［（1.55±0.32）m/s］增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.134、3.180、4.651、10.415，P=0.040、0.003、0.000、0.000）；Ⅳ、Ⅴ組SWV值較Ⅱ組增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.839、8.780，P=0.008、0.000）；Ⅳ、Ⅴ組 SWV 值較Ⅲ組增大，差異有均統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.182、8.444，P=0.037、0.000）；Ⅴ組SWV值較Ⅳ組增大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.407，P=0.000）；Ⅲ組與Ⅱ組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.940，P=0.355）。見(jiàn)圖 1～5。

二、病理結(jié)果

與Ⅰ組（圖6）比較，Ⅱ組和Ⅲ組病理結(jié)果無(wú)明顯改變，部分血管充血，Ⅳ組病理結(jié)果顯示部分腎小管上皮細(xì)胞變性，局部腎小管擴(kuò)張（圖7）；Ⅴ組病理結(jié)果顯示大量腎小球變性壞死，腎小管擴(kuò)張、變性、壞死（圖8）。

討 論

圖1 Ⅰ組腎實(shí)質(zhì)SWV：1.52 m/s

圖2 Ⅱ組腎實(shí)質(zhì)SWV：1.70 m/s

圖3 Ⅲ組腎實(shí)質(zhì)SWV：1.86 m/s

圖4 Ⅳ組腎實(shí)質(zhì)SWV：2.20 m/s

圖5 Ⅴ組腎實(shí)質(zhì)SWV：2.86 m/s

圖6 Ⅰ組腎實(shí)質(zhì)病理圖（HE染色，×400）

圖7 Ⅳ組腎實(shí)質(zhì)病理圖（HE染色，×400）

圖8 Ⅴ組腎實(shí)質(zhì)病理圖（HE染色，×400）

低溫情況下機(jī)體排尿增多，有效血容量較小，入球小動(dòng)脈收縮，長(zhǎng)時(shí)間低溫可以導(dǎo)致機(jī)體代謝性酸中毒、血氮升高，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致急性腎衰竭，腎小球壞死、數(shù)量減少，腎小管擴(kuò)張、變性、壞死等引起急性腎衰竭［3］。有研究［2-3］應(yīng)用彩色多普勒和超聲造影分析了低溫條件下腎臟血流的改變，為臨床提供了一些低溫條件下腎臟血流的變化規(guī)律，更好地解釋了腎臟損傷的過(guò)程。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用ARFI技術(shù)觀察低溫條件下兔腎實(shí)質(zhì)的彈性變化，旨在為臨床研究腎臟改變提供新的診斷方法。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示各組實(shí)驗(yàn)兔在二維條件下均未見(jiàn)明顯的腎臟改變，病理結(jié)果顯示Ⅱ、Ⅲ組實(shí)驗(yàn)兔的腎臟除部分血管充血外，余未見(jiàn)明顯病理改變，而Ⅳ、Ⅴ組實(shí)驗(yàn)兔腎臟受到一定程度的損傷，可見(jiàn)二維超聲不能及時(shí)判斷腎臟的早期損傷及其變化情況。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)組SWV值均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），說(shuō)明低溫條件下實(shí)驗(yàn)兔腎臟的硬度會(huì)增加。Ⅲ組SWV值雖然大于Ⅱ組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，對(duì)照病理結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎臟無(wú)明顯病理改變，這表明在-14℃～-5℃的情況下，實(shí)驗(yàn)兔的腎臟可承受8 h的低溫刺激，在4～8 h內(nèi)腎臟的硬度基本維持在相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時(shí)間延長(zhǎng)升高緩慢。Ⅴ組SWV值大于Ⅳ組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），對(duì)照病理發(fā)現(xiàn)，Ⅳ、Ⅴ組實(shí)驗(yàn)兔的腎臟均有不同程度的損傷，這表明在-24℃～-15℃的情況下，實(shí)驗(yàn)兔的腎臟不能承受4 h的低溫刺激，且在4～8 h內(nèi)腎臟的硬度升高明顯，這也反映了實(shí)驗(yàn)兔抵抗嚴(yán)寒的能力下降，損傷加重。Ⅳ組SWV值大于Ⅱ組，Ⅴ組SWV值大于Ⅲ組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），說(shuō)明在相同的時(shí)間下-25℃的低溫環(huán)境較-14℃～-5℃更能導(dǎo)致腎臟變硬，造成腎臟損傷，病理結(jié)果與其相符。本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)-24℃～-15℃條件下維持8 h后腎臟SWV值與維持4 h后腎臟SWV值的差值較-14℃～-5℃條件下的差值大，這說(shuō)明-24℃～-15℃和-14℃～-5℃腎臟的SWV值隨時(shí)間的變化可能不同，如需進(jìn)一步證明，需要延長(zhǎng)時(shí)間觀察兩溫度下腎臟SWV值的變化規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)低溫條件下腎臟的硬度增加，分析原因可能是血流因素和病理?yè)p傷共同的作用結(jié)果，Gersak等［4］研究表明運(yùn)動(dòng)后血流的變化可能影響肝臟的SWV值，王寧等［5］研究結(jié)果顯示-10℃的條件下4 h后腎臟段動(dòng)脈和葉間動(dòng)脈的收縮期流速減低，葉間動(dòng)脈的阻力增高，而本實(shí)驗(yàn)顯示-14℃～-5℃條件下4 h和8 h兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)腎臟病理均無(wú)明顯改變，腎實(shí)質(zhì)SWV值的增加可能是由于腎實(shí)質(zhì)血流變慢、阻力增加的原因造成。-24℃～-15℃條件下，腎實(shí)質(zhì)SWV值改變明顯，很有可能是病理發(fā)生改變?cè)斐傻?，腎小球和腎小管的變性、壞死增加了腎實(shí)質(zhì)的張力，進(jìn)而導(dǎo)致SWV值增加明顯，同時(shí)腎實(shí)質(zhì)血流的減少也可能產(chǎn)生了一定的作用。

目前ARFI技術(shù)多應(yīng)用于慢性腎臟疾病和腎臟腫物的研究［6］，本實(shí)驗(yàn)初步證明了該技術(shù)可以反映低溫下腎臟的彈性變化，且腎臟彈性的變化早于病理的改變，不同溫度和時(shí)間均可造成腎臟彈性的改變，但今后還需要深入研究血流變化對(duì)腎臟彈性的影響，以更準(zhǔn)確地評(píng)估腎臟的損傷。此外，由于VTQ取樣框的大小固定，無(wú)法調(diào)節(jié)［7］，本實(shí)驗(yàn)僅能測(cè)量腎實(shí)質(zhì)的SWV值，但腎實(shí)質(zhì)由腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)構(gòu)成，低溫對(duì)二者的影響是否有差異尚需進(jìn)一步研究。

綜上所述，ARFI技術(shù)可以反映低溫條件下實(shí)驗(yàn)兔腎臟的彈性變化，為臨床早期判斷低溫下腎臟損傷提供可靠信息。

［1］ 吳麗珍，杜興華，雷艷，等.急性低溫暴露對(duì)家兔心肝腎功能的影響［J］.昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，34（5）：43-49.

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Assessment on elasticity of rabbits’kidneys in low temperature by acoustic radiation force impulse

BI Mingsen，ZHANG Yan，SUN Yu，Wang Yi，CAO Junying
Department of Ultrasound，Shenyang Military General Hospital，Shenyang 110016，China

Objective To explore the application value of acoustic radiation force impulse（ARFI） in assessing the elasticity of rabbits renal parenchyma in low temperature.Methods Twenty New Zealand rabbits were randomly divided into 5 groups，4 rabbits in each group.Group Ⅰ，the control，was set under room tempterature，group Ⅱ was put under-14℃～-5℃for 4 h，group Ⅲ was put under-14℃～-5℃ for 8 h，group Ⅳ was put under-24℃～-15℃ for 4 h，groupⅤ was put under-24℃～-15℃ for 8 h.The echo of kidneys were evaluated by two-dimensional ultrasound，and shear wave velocity（SWV）were measured to analyze elasticity of kidney parenchyma quantitatively by ARFI.Results No significant change of kidneys echo was found in all groups.Compared with group Ⅰ，the SWV of the other groups were significantly increased（P＜0.05）.Compared with groupⅡ and groupⅢ，the SWV of groupⅣ and Ⅴwere significantly increased（P＜0.05）.Compared with groupⅣ，the SWV of group Ⅴ was significantly increased（P＜0.05）.Conclusion ARFIcanreflectthechangesofelasticityinrabbits’kidneysin lowtemperatureandprovideusefulinformationfortheearlydiagnosisofrenaldamagecausedbylowtemperatureforclinicalresearch.

Acoustic radiation force impulse；Elasticity；Low temperature；Renal parenchyma，rabbit

R445.1

A

全軍“十一五”課題科技攻關(guān)項(xiàng)目（08G001）；2013年度全軍后勤科研調(diào)整完善計(jì)劃面上新上項(xiàng)目（CSY13J005）

110016 沈陽(yáng)市，沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院超聲科

曹軍英，Email：shenzongchaosheng@163.com

2017-04-11）