元建鵬,沈萍,黃文生,池澤林,聞丹,程賢文,席維佳
胃腸道疾病在臨床上的診斷方法既往主要是胃鏡、腸鏡和消化道鋇劑造影。近年來,多層螺旋CT(multislice compute tomography,MSCT)在胃腸道疾病的檢查中應用越來越多,展現(xiàn)出了比較廣闊的應用前景[1]。其中一個重要原因就是CT檢查中配套的胃腸道造影劑的改進。從高密度的陽性造影劑的早期應用,到中等密度的水(加入或不加2.5%甘露醇、甲基纖維素、聚乙二醇、乳果糖、低脂牛奶和0.9%氯化鈉等),期間也出現(xiàn)了低密度的含脂肪造影劑[2]。目前應用較多的仍是中性對比劑,此類造影劑的應用結合檢查前的腸道準備,排除了胃腸道內的氣體,使得胃腸道充盈、保持擴張狀態(tài),并且還能增強管腔與管壁及周圍組織間的密度對比,因此能發(fā)現(xiàn)早期病變。但是此類對比劑仍存在一些缺陷,影響了其臨床應用:其與胃腸道管壁對比不夠明顯,且其在胃腸道內的排空較快、管腔充盈效果不好,容易產(chǎn)生氣液平面及偽影,干擾胃腸道病變的觀察[3]。鑒于以上問題,有必要研制出一種新型胃腸道造影劑,以更好地服務于臨床。本研究的目的是利用可食用淡奶油和生物膠經(jīng)打發(fā)后制得一種CT值低于-200 HU的胃腸道低密度造影劑,并探究其在消化道出血方面的應用價值。
市購淡奶油(雀巢,250 mL裝),食品級黃原膠(山東阜平,1000 g裝),細砂白糖100 g。充分洗凈的豬小腸,截斷至長度為30 cm,一端結扎備用;血漿5 mL;肝素1支(10 U)。
德國西門子公司SOMATOM Force開源CT掃描儀。掃描條件:管電壓與管電流均采用智能電壓調節(jié)技術CARE kV、CARE Dose 4D。準直器:螺距192 mm×0.6 mm,(pitch)值為:1,轉速:0.5 s,矩陣為512×512,重建層厚1.0 mm,層間距0.7 mm。攪拌機采用龍的廚師機(型號:LD-DL5212,額定功率1200 W,額定頻率50 Hz,中山市龍的禮享電器),工作檔位:1~6檔。
1.3.1 低密度造影劑的制備預先將奶油1盒(250 mL)置于冰箱冷藏室(2℃~4℃)冷藏12 h以上。黃原膠粉末5 g,用50 mL涼開水溶解。溶解時須將黃原膠粉末少量多次、緩慢倒入水中,同時快速攪拌,使其充分溶解,待其溶解形成凝膠后,置于冰箱冷藏室(2℃~4℃)冷藏約1小時。然后將二者一起倒入不銹鋼容器(預先冷藏降溫,攪拌時置于冰水中),在約7℃的溫度條件下(低溫條件下更容易將奶油打發(fā),溫度勿超過10℃)進行打發(fā):將不銹鋼蛋網(wǎng)接攪拌機,然后按照同一個方向進行攪打(4或5檔,約160~260轉/分),攪打過程中分三次加入細砂糖約30 g。攪拌時間約為5 min,期間可以看到奶油逐漸變稠密、出現(xiàn)紋路。攪拌至體積增大且不再流動,用勺子刮后出現(xiàn)細膩、光滑的刮面即可。
1.3.2 低密度造影劑的穩(wěn)定性將制備好的造影劑分別放置于室溫(25℃)、冰箱冷藏室(2℃~4℃)條件下,一段時間后觀察其形態(tài)。
1.3.3 低密度造影劑的CT掃描、CT值的測定將制備好的造影劑盛于塑料容器中,然后平穩(wěn)地放置于CT掃描床,掃描條件按1.2儀器注明執(zhí)行。觀察造影劑的均勻性并測量其CT值。
1.3.4 低密度造影劑與血凝塊的密度對比將邊長分別為1 mm、2 mm、4 mm的正方形血凝塊置于制備好的造影劑表面稍凹陷處,然后放置于CT掃描床進行掃描,觀察造影劑與血凝塊的密度差異。
1.3.5 豬小腸內出血的觀察以及低密度造影劑與水對出血灶的顯示及定位效果的比較用50 mL注射器抽取制備完成的造影劑,緩慢注入預先準備的豬小腸內,使其完全充盈、排出空氣,然后將注入端結扎。另準備100 mL生理鹽水1袋。
將充盈了造影劑的豬小腸放置于CT掃描床,以1 mL注射器抽取0.3 mL混合肝素的血漿,注入腸壁內側5 mm處,迅速啟動掃描。另將100 mL生理鹽水袋放置于CT掃描床,以2 mL注射器抽取2 mL混合肝素的血漿,快速注入鹽水袋內側5 mm處,迅速啟動掃描。
制備好的造影劑放置于室溫下(25℃)2 h后形態(tài)仍保持良好,未見變形、溶解;于冰箱冷藏室(2℃~4℃)保存24 h后形態(tài)仍保持良好,未見變形、溶解。
制備好的造影劑的CT掃描圖像較均勻,伴有散在小氣泡,但氣泡顆粒小,且無異常高密度影。測得的CT值較均勻,范圍為-500~-700 Hu(見圖1)。
圖1 由奶油、黃原膠制備的低密度造影劑的CT掃描圖像,其圖像較均勻,伴有散在小氣泡,但氣泡顆粒小,且無異常高密度影,測得的CT值較均勻,范圍為-500~-700 Hu
血凝塊呈高密度影,與造影劑背景的密度差異明顯,易辨別(見圖2)。
圖2 低密度造影劑與血凝塊的密度對比:邊長分別約1 mm、2 mm、4 mm的正方形血凝塊呈高密度影,位于造影劑表面,與造影劑背景的密度差異明顯,易辨別
0.3 mL血漿位于豬小腸上壁下方,CT值約為21 Hu,其鄰近的低密度造影劑CT值約為-600 Hu,二者差異明顯,“出血灶”容易區(qū)分、定位(見圖3);在100 mL生理鹽水袋中注射血漿2 mL,血漿迅速被稀釋,臨近區(qū)域的CT值未見明顯增加(見圖4)。
圖3 注射入豬小腸腔內的0.3 mL血漿位于豬小腸上壁下方,CT值約為21 Hu,其鄰近的低密度造影劑CT值約為-600 Hu,二者差異明顯,“出血灶”容易區(qū)分、定位
圖4 在100 mL生理鹽水袋中注射血漿2 mL,血漿迅速被稀釋,臨近區(qū)域的CT值未見明顯增加(金屬高密度影為注射針頭)
MSCT在胃腸道檢查中取得良好效果,主要歸因于三個因素[4]:良好的腸道準備、血管內造影劑的分期增強檢查、胃腸道腔內對比劑的合理選擇。
胃腸道腔內對比劑分為陽性對比劑(positivecontrast agent)、中性對比劑(neutral contrast agent)及陰性對比劑(negative contrast agent)三類。陽性對比劑常見的為碘劑(泛影葡胺、碘海醇、泛影鈉等)和鋇劑(硫酸鋇)[5]。陽性對比劑顯示胃腸道的輪廓較好,并與鄰近解剖結構之間形成鮮明對比,與低密度的囊性病變和積液容易區(qū)分。但其也存在著諸多缺陷:與胃腸道內的氣體密度反差大,易產(chǎn)生偽影,影響胃腸壁及肝左葉的病變顯示;易與結石或鈣化性病灶混淆;與組織界面間的光電效應可使腸腔對造影劑的吸收增加5倍,導致小腸輻射劑量增加[6];易在胃腸道內沉淀分層,并有分段及脫節(jié)現(xiàn)象的發(fā)生;靜脈注射造影劑后,強化的腸壁與腔內高密度對比劑的對比作用減弱,影響腸壁的觀察,易掩蓋較小的病灶;在CT血管造影、CT尿路造影等檢查中,胃腸道內的高密度對比劑會干擾血管、尿路的重建。此外碘水溶液還有苦澀味,病人可能會出現(xiàn)惡心、嘔吐等副作用,并會影響甲狀腺功能的檢測;碘過敏病人也不適用。
中性對比劑主要包括水及其它水性溶液(甘露醇、甲基纖維素、聚乙二醇、乳果糖、低脂牛奶和生理鹽水等)[7]。其價廉易得,不良反應少,對胃腸道壁的顯示優(yōu)于陽性對比劑,不掩蓋小病灶,利于結石及鈣化灶的顯示,因此在臨床上得到較廣泛應用,已逐漸取代了陽性對比劑。但其仍各有一些缺陷:水常常迅速通過上消化道,致使胃腸道充盈不均;其在腸腔內被大量吸收,對于有心血管疾病患者、腎衰患者,口服大量水是臨床禁忌。口服的大量生理鹽水會增加患者循環(huán)血量,心功、腎功不全的患者不適用。牛奶被腸道吸收的速度較慢,不存在上述缺陷,但其易飽腹,個別患者存在乳糖不耐受現(xiàn)象,致其臨床使用亦受限。甲基纖維素溶液存在味道差、擴張小腸效果有限的缺點。2.5%的甘露醇、聚乙二醇、乳果糖CT值接近水,口服后在小腸內絕大部分不被分解吸收,幾乎可以完整通過小腸,可持續(xù)性擴張小腸,其溶液味微甜,易被患者接受,是目前MSCT檢查中常用的對比劑[8]。但其容易產(chǎn)生氣液平面,偽影仍不可避免;另外水與胃腸道壁的密度差值不大,不能進行仿真內鏡檢查;少量的消化道出血易被水溶液稀釋,不易觀察[9]。
陰性對比劑主要有氣體和脂性對比劑。氣體對比劑有空氣和CO2。不足之處為空氣與周圍組織的密度差太大,易產(chǎn)生偽影,另外胃一直處于分泌狀態(tài),病理情況下胃潴留液更多,與氣體形成的氣液平面易產(chǎn)生偽影;由于界面效應,顯示的腸壁厚度較正常變薄,影響了整體的檢查效果。目前主要用于胃腸道三維成像尤其是仿真內鏡。
脂性對比劑有專用脂肪乳劑、自制油水乳劑、玉米油乳劑、花生油乳劑、大豆油乳劑、石蠟油乳劑等。與其它對比劑相比,脂性對比劑一方面因刺激小腸粘膜釋放促胰液素和抑胃肽減緩了胃腸的排空,無需使用低張藥物,蠕動偽影減少,另一方面其密度較低,和氣體密度較接近,氣液平面間的偽影也明顯減少,使胃腸道壁顯示清晰。在靜脈注射造影劑后,胃腸道壁與腔內對比劑的對比良好,利于病變細節(jié)及結石或鈣化灶顯示?,F(xiàn)有的脂性對比劑仍存在諸多缺陷而沒有廣泛應用,植物性脂性對比劑在大量口服、吸收后產(chǎn)熱量增加,不利于減肥,急性胰腺炎、糖尿病、高脂血癥及膽囊病患者不宜采用,而石蠟油乳劑為礦物油,其口感不好,受檢者會有惡心、嘔吐、腹瀉等不良反應[8];另外現(xiàn)有脂性對比劑的CT值多為-10~-100 Hu,與組織間的密度差達不到一定的閾值,不適合三維成像。
奶油經(jīng)攪打后形成細膩的泡沫結構,內含大量氣體和脂肪,其CT值約-500~-700 Hu,能與胃腸道組織形成更大的密度對比[10]。黃原膠又稱漢生膠,其分子由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酰基和丙酮酸構成,其性能上集增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定于一體,添加少量即可產(chǎn)生增稠、增凝、穩(wěn)定作用。添加黃原膠后形成的混合物更為細膩,形成的氣泡更細小,CT值保持在-500~-700 Hu之間。據(jù)資料顯示,胃腸道對比劑CT值低于-150~-200 HU時,其與胃腸壁的密度差能形成良好的對比,有助于發(fā)現(xiàn)胃腸壁的細小病變。攪打奶油為半固體物質,其CT值低于上述脂性對比劑,高于氣體(氣體CT值約為-1000 HU),可避免液態(tài)造影劑與胃腸道殘留氣體形成的界面?zhèn)斡?。另外本次實驗發(fā)現(xiàn)攪打奶油避免了水溶液對于血液的稀釋,流動性減低,即使少量出血亦可發(fā)現(xiàn)。本實驗中0.3 mL的出血在攪打奶油中也能被清晰地顯示。而生理鹽水作為對比劑,即使快速注入2 mL的血液也很快稀釋,其CT值基本無升高,二者對比顯著。因此攪打奶油的應用為臨床早期發(fā)現(xiàn)少量消化道出血提供了有利條件。另外,攪打奶油口感比較好,受檢者接受度比較高,亦為其進一步推廣應用創(chuàng)造了條件。
奶油結合黃原膠經(jīng)攪打后,克服了胃腸道陰性造影劑的原有缺陷,氣液平面間的偽影明顯減少,口感改善,可用于三維成像,特別是顯示消化道出血的能力得到了顯著的提高,值得進一步推廣應用。但是,目前,其在商業(yè)化制備,CT值、黏稠度和口感的調節(jié)方面還需要進一步改進,從而進一步擴大其在臨床的應用范圍。