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编号:10270020
经静脉六氟化硫葡萄糖白蛋白左心超声造影实验研究
http://www.100md.com 《中华超声影像学杂志》 1998年第3期
     作者:李肖蓉 邵力正 朱剑秋 杜玉珍 张琴兰

    单位:214002 江苏省无锡市第一人民医院

    关键词:声振微泡;六氟化硫;左心超声造影;心肌显影

    中华超声影像学杂志/980313

    摘 要 对9条闭胸狗, 1条开胸狗经周围静脉分别注射声振葡萄糖白蛋白(SDA)及含六氟化硫的声振葡萄糖白蛋白(SDA-SF6), 进行左心腔与心肌超声造影。 结果: 周围静脉注射SDA-SF657次, 左心腔显影55次, 显影率96%; 注射SDA54次, 左心腔显影27次, 显影率50%。 SDA-SF6组和SDA组比较: 左室持续显影时间分别为15±2和4±1s(P值<0.001), 经肺时间分别为4.5±1.0和5.0±1.0 s(P值<0.01), 左室显影强度分别为Ⅱ~Ⅲ级和Ⅰ级。 心肌显影成功率SDA-SF6为100%, 心肌显影强度为Ⅰ~Ⅱ级, 而SDA为0。 另有4条狗作了主动脉根部非选择性造影, 结果两种造影剂的心肌显影均为100%, 显影强度均达Ⅲ级。
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    Experimentary Study on Left Ventricular and Myocardial Contrast Echocardiography by Intravenous Injection by Sonicated SF6 Dextrose Albumin Microbubbles Li Xiaorong, Shao Lizheng, Zhu Jianqiu, et al. Wuxi First People's Hospital 214002

    Abstract Left ventricular and myocardial contrast echocardiography were performed in 9 closed chest dogs and one open chest dog by intravenous injection of sonicated SF6 dextrose albumin microbubbles (SDA-SF6) and sonicated dextrose albumin microbubbls (SDA). Left ventricular opacification rate was 96% (55/57) in SDA-SF6 group, 50% (27/54) in SDA group. The dense contrast persistence time in the left ventricule, the pulmonarytransit time and left ventricular ultrasound videointensity was 15±2s, 4.5±1.0s, Ⅱ~Ⅲ grade in SDA-SF6 group; 4±1.0s, 5.0±1s, I grade in SDA group, respectively. There were significant diferences between two groups (P<0.01 or P<0.001). Myocardial opacification rate was 100% in SDA-SF6 group and the ultrasound videointensity in left ventricular myocardium was Ⅰ~Ⅱ grade, 0 in SDA group. Contrast agents were injected by the catheter at the root of aorta in another four dogs. Myocardial opacification was 100% and ultrasound videointensity was Ⅲ grade in two groups.
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    Key words sonicated microbubbles SF6 left ventricular contrast echocardiography myocardial contrast echocardiography

    经周围静脉注射超声造影剂作左心腔或左心室壁显影是目前国内外探索的新问题。 1995年Porter氏报告了含六氟化硫声振葡萄糖白蛋白作左心造影的实验研究[1], 获得了初步结果。 我们用自制设备、 自制声振六氟化硫葡萄糖白蛋白作超声造影剂, 对此也作了实验研究, 获得较为满意的结果,特报道如下。

    资 料 和 方 法

    超声振动仪: (Ultrasonic Processer Model Jxup-300), 自制。

    造影剂制备: SDA: 以5%葡萄糖溶液配制5%白蛋白溶液30 ml, 用20 KHz声振频率, 输出功率为75 W(功率可调)的超声振动仪声振20 s备用; SDA-SF6: 于上述配制的SDA溶液中先持续充入20 s的SF6惰性气体(苏州东吴液化空气有限公司提供,纯度99.97%), 然后按SDA同样制备。
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    声振微泡体外观察: 声振结束分别静置3 min及每半小时后用显微镜测定声振液中微气泡的浓度、 直径, 并计算微泡体外半衰期。

    显像仪: 美国惠普公司产彩色多普勒超声显像仪(HP-77025A), 探头频率为3.5 MHz。

    动物实验: 杂种狗10只, 体重12~16kg, 戊巴比妥钠30 mg/kg静脉麻醉。 常规经股静脉、 股动脉切开, 分别插入7F导管并与三通管连接, 用生理记录仪连续监测心电图、 肺动脉压、 左右心室压。 声振结束静置3 min后由三通管的另一通道以2 ml/kg快速注入造影剂, 结束后由第三通道缓慢输液以维持静脉通道。

    观察指标: 以心尖四腔观及左室短轴乳头肌水平观, 观察造影前后心肌显影情况, 同步录像及记录心电图。 实验结束后回放录像, 并测定右室显影持续时间、 肺转运时间、 左室持续显影时间、 心肌显像持续时间。 根据左心腔显影持续时间、 心肌显影持续时间及显影强度, 将左心腔及心肌显像效果分别分为四级, 分级标准见表1[1,2], 数据作统计学处理。
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    结 果

    一、 输出功率与微泡浓度的关系

    固定声振频率为20KHz, 声振时间为20 s, 分别用50W、 75W、 100W的输出功率制备声振微泡。 结果以75W时的微泡含量最高, 与50W、 100W相比差异显著, 见表2。

    二、 两种声振造影剂体外微泡直径、 浓度及体外半衰期的观察结果示两种声振微泡(相同输出功率75W)直径、 浓度无显著差异(P值>0.05), 而微泡半衰期: SDA-SF6为180±5 min、 SDA为120±6 min, 差异显著(见表3)。

    三、 左心腔及心肌显像观察

    周围静脉注射SDA-SF6、 SDA后左心显影率分别为96%和50%; 左室持续显影时间分别为15±2和4±1 s(P值<0.001), 经肺时间分别为4.5±1.0和5.0±1.0 s(P值<0.01), 左室显影强度分别为Ⅱ~Ⅲ级和Ⅰ级(图1)。 心肌显影成功率SDA-SF6为100%(图2), 心肌显影强度为Ⅰ~Ⅱ级, 而SDA为0。 另有4条狗作了主动脉根部非选择性造影, 结果两种造影剂的心肌显影均为100%, 显影强度为Ⅲ级。
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    四、 血液动力学监测

    造影前后, 肺动脉平均压及左室收缩、 舒张压均无变化, 心电图亦无变化。

    表1 左心、心肌显影效果分级标准 分级

    显影持续时间(s)

    显影强度

    0

    0

    0(无造影剂)

    Ⅰ

    10

    +(少量造影剂)

    Ⅱ
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    10~15

    ++(中等量造影剂)

    Ⅲ

    >15

    +++(大量造影剂)

    表2 声振功率与声振微泡浓度的关系 (±s) 实验数(N)

    声振功率(W)

    微泡浓度(×108个/ml)

    30

    50

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    30

    75

    2.36±0.24

    30

    100

    0.8±0.9*

    注 声振频率20 KHz,声振时间20 s,与75 W比 *P值<0.001

    表3 两种声振微气泡直径、浓度、半衰期比较 (±s) 造影剂

    测定次数
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    直径(μ)

    微泡浓度

    (×108个/ml)

    半衰期

    (分)

    SDA

    54

    2.05±0.5

    2.34±1.4

    120±6.0

    SDA-SF6

    57
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    2.05±0.5

    2.38±0.9

    180±5.0*

    讨 论

    有关声振微泡造影的报导, 大多采用200~210 W声振功率[3,4]。 本实验在相同频率和相同声振时间的条件下进行了微泡浓度与声振输出功率关系的研究, 认为75 W为最适功率, 其微泡浓度均显著高于输出功率为50 W和100 W时的浓度。 这可能与功率太低能量不足, 不能产生足够的微泡,而功率过高能量太大, 又易导致微泡破坏有关。

    图 1A 心尖四腔观造影前

    1B 周围静脉注入SDA后右室显影,左室少量造影剂
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    1C周围静脉注入SDA-SF6后,左室、右室显影。

    2A左室乳头肌水平短轴观造影前

    2B周围静脉注入SDA-SF6后左室、心肌显影

    本文两种造影剂经周围静脉注射进行左心腔及心肌超声造影。 左心腔造影: 左室显影持续时间、 左室显影强度SDA-SF6均明显优于SDA(P值<0.01)。 心肌显像: 经周围静脉注射SDA-SF6为100%, 显影强度Ⅰ~Ⅱ级; SDA则为0, 差异明显。 另有4条狗用两种造影剂经主动脉根部非选择性造影均获得心肌显影, 显影强度达Ⅲ级, 显影持续时间达60s以上。

    有研究表明[1], 声振微泡的大小得以维持, 与表面张力有关, 而表面张力的维持与微泡内压力高低密切相关。 本文中SDA微泡直径为2.05±0.5 μm, 所含空气(氧和氮)具有较高的血液溶解度和弥散率。 当静脉注射含有这些气体的微泡后, 这些气体可快速从泡内通过泡膜向外弥散, 降低了浓度梯度, 引起微泡破坏, 使超声散射减低, 从而降低了造影效果, 故本实验中左心显影效果较差。 我们采用SDA-SF6造影剂后增强了超声造影效果, 这可能与SDA含有SF6后微泡稳定性增加有关。
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    Porter[1]等应用制备好的SDA加入10 ml SF6气体混合振荡60 min后, 给实验狗静脉注射进行左心腔造影取得良好的效果, 并用上述浓缩剂经周围静脉注射作心肌显像亦获满意效果, 且无血流动力学副作用。 我们应用上述方法处理后微泡浓度锐减, 且方法繁杂。 因此, 我们对此作了改进, 即在微泡制备前的葡萄糖白蛋白溶液中持续充入SF6 20 s, 充分混匀后再进行声振微泡的制备, 该法制备的SDA-SF6造影剂亦取得了良好的左心腔及心肌造影效果, 且无血流动力学副作用。

    上述两种声振造影剂经体外半衰期观察, 经周围静脉注射进行左心及心超声造影的比较及主动脉根部的非选择性造影, 提示SF6的声振微泡稳定, 尤其在微泡通过肺循环后仍保持一定微泡量, 有利于左心显影。

    两维超声心动图的心肌超声造影(MCE)是近年来发展很快的心肌显像技术[1,3~8]。 该技术可用于估测心肌供血不足和评估侧枝循环, 评价冠状动脉血流和血流储备以及指导心外科手术等, 故具广阔应用前景。 但由于需将造影剂注入主动脉或冠状动脉内, 限制其临床应用。 本文SDA-SF6经周围静脉注射获得心肌有效显影, 为进一步临床应用提供了依据。 随着超声技术的发展, 如彩色编码、 二次谐波成像(second harmonic imaging)、 图像分析处理等技术的应用[9,10], 将会进一步提高心肌的显影效果, 并将为MCE的量化分析提供方便, 因而静注声振微泡进行心肌超声造影有着良好的应用前景。
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    参 考 文 献

    1Portel TR, Xie F. Visually discernible myocardial echocardiographic contrast after intravenous injection of sonicated dextrose albumin microbubbles containing high molecular weight less soluble gases. J Am Coll Cardiol, 1995,25∶509.

    2朱天刚, 王新房. 经周围静脉注射声振微泡进行左心声学造影. 中国超声医学杂志, 1991,7(3)∶199.

    3Porter TR, Dsa A, Pesko L, et al. Usefulness of myocardial contrast echocardiography in detecting the immediate changes in anterograde blood flow reserve after coronary angioplasty. Am J Cardiol, 1993,71∶893.
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    4罗支农, 黄晓川, 陈薏兰, 等. 静注声振微气泡左心声学造影的实验研究. 中国超声医学杂志, 1995,11∶378.

    5Moor CA, Smuker ML, Kaul S. Myocardial contrast echocardiography in humans: I Safety-A comparison with routine coronary arteriography. J Am Coll Cardiol, 1986,8∶1066.

    6Cheirif J, Zoghbi WA, Raizner AE, et al. Assessment of myocardial perfusion in humans by contrast echocardiography. I. Evaluation of regional coronary reserve by peak contrast intensity. J Am Coll Cardiol, 1988,11∶735.
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    7Villanueva FS, Glasheen WP, Sklenar J. Assessment of risk area during coronary occlusion and infarct size after reperfusion with myocardial contrast echocardiography using left and right atrial injection of contrast. Circulation, 1993,88∶596.

    8Kaul S. Clinical application of myocardial contrast echocardiography. Am J Cardiol, 1992,69∶46.

    9王浩, 刘延玲,刘汉英. 心肌声学造影的应用及进展. 中华心血管杂志, 1996,24∶398.

    10Porter TR, Xie F, Kricsfeld D. Improved myocardial contrast with second harmonic transient ultrasound response imaging in humans using intravenous perfluorocarbon exposed sonicated dextrose albumin. J Am Coll Cardiol, 1996,27∶1497.

    (收稿 1997-04-01 修回 1997-09-05) DA, http://www.100md.com