正常兔胆道系统常规超声及超声造影表现

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.44.019

摘要/Abstract

摘要：

背景：应用实验动物模型可深入探讨超声及超声造影在缺血型胆道病变诊治方面的作用。但尚未见适用于各种肝胆疾病兔模型的超声造影研究的时相划分标准。
目的：探讨正常兔胆道系统常规超声、超声造影表现及兔肝脏超声造影时相划分标准。
方法：对10只正常新西兰兔行肝胆系统常规超声检查，并对常规超声可显示的胆管壁行超声造影检查，总结其特点。
结果与结论： ①门脉管径/胆管管径为3.59±0.54。②常规超声及超声造影上胆总管及中叶胆管的显示率显著高于外叶胆管，胆总管-中叶胆管是兔首选的超声观察目标。③正常兔肝脏超声造影时相兔肝脏增强时相划分与人类不同，可划分为动脉期(10-20 s)、门脉期(21-30 s)及延迟期(31-180 s)。正常胆管壁动脉期呈高增强，门脉期及延迟期呈等增强。上述正常参数的建立，为进一步研究超声造影在兔胆道缺血诊治方面的作用奠定基础，亦可推广应用至兔的其他肝胆疾病模型。

关键词: 器官移植, 器官移植基础实验, 胆道系统, 超声, 超声造影, 动物模型, 缺血型胆道病变, 兔, 肝脏, 胆管, 对比剂, 国家自然科学基金

Abstract:

BACKGROUND: The experimental animal models can be used to in-depth investigate the effect of ultrasound and contrast-enhanced ultrasound in the diagnosis and treatment of ischemic biliary lesions. But there is no report on the phase timing standard of rabbit model contrast-enhanced ultrasound that used in various hepatobiliary diseases.
OBJECTIVE: To investigate the ultrasonic appearance of normal rabbit biliary ducts with conventional ultrasonography and contrast-enhanced ultrasonography, and the criterion of contrast-enhanced ultrasonography phase timing of rabbit liver.
METHODS: The conventional ultrasonography of hepatobiliary system was performed on 10 healthy New Zealand rabbits, and contrast-enhanced ultrasonography was performed on duct walls that displayed in conventional ultrasonography, then the features were analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The bile duct of normal New Zealand rabbits showed a portal to biliary caliber ratio of 3.59±0.54. (2) The detection rates of common and middle lobe bile ducts were significantly higher than that of lateral lobe bile ducts on both conventional ultrasonography and contrast-enhanced ultrasonography. (3) The phases of contrast-enhanced ultrasonography of normal rabbit liver were divided into arterial phase (10-20 seconds), portal phase (21-30 seconds) and late phase (31-180 seconds). The normal duct wall presented hyper-enhancing at arterial phase and persistent iso-enhancing at portal and late phases. The establishment of these parameters of normal New Zealand rabbits not only lays a foundation for the application of contrast-enhanced ultrasonography on biliary ischemia but also expands to other hepatobiliary models.

Key words: organ transplantation, ultrasonography, biliary tract, ischemia, cholangiography

中图分类号:

R318

郑博文，任杰，郑荣琴，王平，曾婕，吕艳，周杰，张玉进，杨松林. 正常兔胆道系统常规超声及超声造影表现[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(44): 7771-7776.

图/表（结果） 5

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引言

缺血型胆道病变是一种由于胆道血供减少所引起的胆管局限性或广泛性损伤^[1] ，主要表现为胆管坏死、扩张、狭窄、胆瘘、胆汁瘤及胆管纤维化^[2] 。肝移植是缺血型胆道病变的主要病因。在肝移植后，缺血型胆道病变是移植物失功、受者死亡或再次移植的最主要原因之一^[3] ，发病率为1%-19%^[4-7] ，病死率7.1%，相关的移植物失功率则高达23%^[8] 。
缺血型胆道病变的临床治疗相当棘手^[9-12]，这与缺乏有效的早期诊断方法有关。分布在胆管周围、由肝动脉单一供血的胆管周围血管丛的破坏是缺血型胆道病变的病理学基础^[2，13] ，对其血流灌注情况的检测或许可对缺血型胆道病变进行早期诊断。作者在前期临床研究中发现，缺血型胆道病变患者肝门部胆管壁在超声造影上呈现特征性的无或低增强^[14-15] 。这种特征性表现是否与胆管周围血管丛受损、减少的基本病理学改变相关，是否能作为早期诊断缺血型胆道病变的标准，需要病理学金标准证据的支持，只能借助动物实验获取答案。
兔是缺血型胆道病变实验研究常用的建模动物^[16] 。兔的胆道血供与人类相似^[17]，发生胆道缺血后血清学指标的表现及X射线胆道造影表现亦与缺血型胆道病变患者相似^[16] 。应用兔胆道缺血模型研究超声及超声造影表现与病理学改变的关系，可解决临床研究中无法取得病理学证据的难题，但目前尚未见相关的文献报道，有待于进一步的研究。但是，若要探讨超声及超声造影在兔胆道缺血模型研究中的价值，尚还需要正常兔胆道系统超声及超声造影表现作为正常参照，相关的研究亦未见报道。此外，兔亦是研究超声造影在肝脏肿瘤^[18-19] 、肝硬化^{[20-21 ]} 、肝纤维化等肝脏病变方面应用的常用实验动物[22]，其肝脏超声造影时相的划分对研究结果的科学性、重复性至关重要。时间-强度曲线分析是研究超声造影时相变化的主要工具^[23-25] ，但不便于直观、快速地评价病灶的血供特点，不适用于临床研究。超声造影时相划分可简单、便捷地判断病灶血供特点，但现有的兔肝脏时相划分标准，是以富血供的肝脏恶性肿瘤的血流灌注特点为基础而进行的划分，可能仅适用于富血供的病灶。以肝脏双重供血这一特点为基础对超声造影时相进行划分，可能更好地体现胆道病变或其他肝脏局灶性病变模型的各自的强化方式，但目前尚未见报道。
因此，实验拟以新西兰兔作为实验动物，探讨兔肝胆系统超声及超声造影的检查方法、正常声像学表现及适合正常兔肝脏的超声造影时相划分标准，为进一步研究超声造影在兔胆道缺血模型及其他肝胆疾病模型的应用奠定基础。

材料方法

设计：动物模型观察。

时间及地点：实验于2012年6至10月在中山大学附属第三医院完成。

材料：成年普通级新西兰兔10只，体质量2.5- 3.0 kg，雌雄不限，由广东省医学实验动物中心提供，许可证号：SCXK(粤)2008-0002。实验过程中对动物处置符合2006年科学技术部发布的《关于善待实验动物的指导性意见》^[26]。

实验方法：随机选取已按体质量编号的10只成年新西兰兔，适应性饲养2周，未见异常。超声检查前禁食8 h以上。用静脉输液针经耳缘静脉建立静脉通道，注入3%戊巴比妥钠1 mL/kg麻醉后固定，胸腹部充分备皮。沿肋缘下皮肤给予涂抹超声检查专用耦合剂，进行普通超声及超声造影检查。所有超声检查均由1名有10年以上肝脏超声工作经验的医师完成。普通超声检查应用线阵探头(频率8.0-14.0 MHz)，对兔肝脏、胆囊、胆管进行常规观察。超声造影检查时以普通超声可见的胆总管和叶胆管管壁为观察目标，取管壁纵切面并将其局部放大，尽可能将目标胆管壁置于图像中间，包含部分肝实质以作对照。应用对比脉冲序列造影成像技术，机械指数0.15-0.20。对比剂SonoVue注入无菌生理盐水5 mL，振摇直至均质混悬液状。预实验显示，0.6 mL/次 SonoVue团注为兔胆管壁造影的理想剂量，故统一采用该剂量，继之以0.5 mL生理盐水冲管。注射SonoVue并同时计时，在实时状态下观察胆管壁灌注情况至3 min并采集超声造影动态全过程，观察过程中探头可适当地轻微摆动，以确保不丢失目标胆管壁。检查结束后，所有图像由2名有3年以上肝脏超声工作经验的医师共同分析。

主要观察指标：

普通超声检查：①胆管分支显示情况。②以伴行门脉作为参照，胆管与门脉管径比值(门脉管径/胆管管径)、管壁回声(低于门脉管壁为低回声，与其相同为等回声，高于则为高回声)、厚度(与门脉管壁相等为无增厚，大于其为增厚)及连续性(管壁回声无缺损为连续，出现缺损为中断)、胆管透声性(与门脉相当为好，较门脉差但管壁和管腔仍可区分为欠佳，管壁与管腔无法区分为差)。

超声造影检查：①各胆管壁显示情况。“可显示”定义为造影状态下目标胆管壁与管腔、周围肝实质可明确区分；“不可显示”定义为造影状态下目标胆管壁与管腔、周围肝实质难以区分。②胆管壁增强形态及增强水平。参考Ichikawa等^[27]对肝脏CT增强扫查时相的划分方法，以肝动脉始增时间(arrival time，AT)至肝动脉增强达峰时间(peak time，PT)为动脉期，肝动脉增强PT至门脉增强PT为门脉期，门脉增强PT后为延迟期，应用ImageJ软件对肝动脉、门静脉进行感兴趣区取样，感兴趣区为长条形，尽量包含目标血管，避开血管周围肝实质，分别记录每秒肝动脉及门脉强度值并绘制时间-强度曲线，获取肝动脉及门脉的始增时间及PT后划分正常兔肝脏超声造影时相。以周围肝实质作为参照，记录目标胆管壁各时相的增强形态及增强水平。

统计学分析： 由第一作者应用SPSS 17.0统计软件(SPSS，美国)对数据进行处理。计数资料用率表示，采用卡方检验或Fisher精确概率法进行比较；计量资料用x(_)±s表示，采用方差分析进行比较，P < 0.05为差异有显著性意义。

讨论

兔是建立缺血型胆道病变模型的常用动物，了解正常兔胆道系统的声像图表现及其增强特点对研究超声造影在兔缺血型胆道病变诊治方面的作用至关重要。本研究在国内外首次对这一问题进行了探讨。
正常兔肝脏由表面的裂沟分成4个较大的分叶：左外叶、左中叶、右中叶及右外叶。在右中叶前方的肝门处，还有较小的尾状叶和方形叶。胆囊位于右中叶区，胆囊管汇入右中叶胆管。左外叶、左中叶及右中叶胆管在肝门部汇合后向下走行，与右外叶胆管汇合为胆总管进入十二指肠^[28-30] 。正常兔胆道血供与人类相似，由肝动脉单一供血，没有肝动脉-门静脉吻合支，经小叶支回流肝窦，再注入附近的肝静脉或中央静脉^[17] 。实验结果显示，正常兔肝胆系统的声像学表现与人类相似；胆管壁增强特点也和健康人一样，动脉期呈高增强，门脉期和延迟期呈等增强^{[31 ]} 。不同点在于：①体积较小的尾状叶及方形叶因紧贴右中叶且受到胃的遮挡在声像图上不易分辨。②正常兔门脉管径/胆管管径比值约为4∶1，较人类比值(3∶1)大，可作为判断兔胆管有无扩张的指标之一。③超声上仅能显示胆总管及叶胆管，且胆总管及中叶胆管的显示率明显高于位置较深的外叶胆管，可将胆总管和中叶胆管作为今后研究的首选超声观察目标。④参照Ichikawa等^[27]以肝动脉及门静脉增强达峰时间为界点划分时相的方法，正常兔肝脏超声造影过程可划分为动脉期10-20 s、门脉期21-30 s及延迟期31-180 s。上述结果，一方面建立兔胆管超声及超声造影的检查方法与正常参数，为辨认胆管异常表现提供参考；另一方面对应用兔缺血型胆道病变模型深入探索发病机制、病程进展、各种新治疗手段疗效及超声造影在这些方面的作用具有非常重要的意义。
时间-强度曲线分析是研究兔正常肝脏及某些病变模型的超声造影时相变化的主要工具^[32-33] ，通过分析对比剂始增时间、峰值强度、峰值强度减半时间等参数反映血流动力学变化，主要用于兔肝脏弥漫性病变模型，如脂肪肝、肝纤维化及肝硬化等。这种定量研究不便于直观、快速地评价肝脏局灶性病变及胆道病变模型的血供特点^[34-35] 。对兔肝脏的增强时相进行定义，对分析局灶性病变的血流灌注特征有很大的帮助，可为判断病灶血供特点提供简单、便捷的方法。何炜等^[18-19]通过分析时间-强度曲线，制定了适用于兔肝脏VX2肿瘤模型的时相划分标准，动脉期为自肝动脉开始增强起至VX2肿瘤增强达峰(A点)，门脉期为自A点起至肝实质增强达峰(B点)，实质期为B点后。这种参考肿瘤本身的血流灌注特点的时相划分标准，可能仅适用于富血供的肝脏恶性肿瘤模型，不能体现胆道病变或其他肝脏局灶性病变模型的各自的强化方式。华兴等^[36]通过皮下注射四氯化碳复制大鼠肝硬化模型，经外周静脉声学造影后应用视频分析法形成肝脏实质灰度的时间-强度曲线，测量并分析峰值时间、峰值强度、峰值减半时间、曲线下降斜率、曲线下面积和平均渡越时间等参数。结果肝硬化组大鼠的峰值时间、峰值强度、曲线下降斜率和曲线下面积测值明显低于正常对照组(P < 0.01)，峰值减半时间与平均渡越时间测值则明显升高(P < 0.01)。实验说明了声学造影后肝实质时间-强度曲线可以反映肝硬化时大鼠肝脏微循环与血流动力学改变，是诊断肝硬化的有效方法。
实验参照Ichikawa等^[27]以肝动脉及门静脉增强达峰时间为界点划分时相的方法，提出正常兔肝脏超声造影的时相划分。应用该时相划分标准对胆管壁的增强表现进行观察，是以肝脏双重供血这一特点为基础，也为日益增多的其他肝胆疾病兔模型的超声造影研究提供参考。国内学者周路遥等^[37]探索了经皮胆管超声造影在肝门部胆管痛Bismuth分型中的准确性和有用性，分析30例经手术确诊为肝门部胆管癌的患者分别接受二维超声、声诺维经皮超声胆道造影和泛影葡胺经皮经肝X射线胆道造影，比较三者对肝门部胆管癌进行Bismuth分型的准确性，结果显示普通超声分型的准确率为23.3%(7/30)，声诺维经皮超声胆道造影和X射线胆道造影分型的准确率均为73.3%(22/30)，普通超声分型准确率与声诺维经皮超声及X射线胆道造影之间差异显著，证明超声胆管造影提高了超声评估肝门部胆管癌的能力。目前超声检查已广泛应用于胆道临床相关疾病的诊断标准。
实验在国内外首次对兔胆管的超声检查方法及正常声像学表现进行初步探索，并提出正常兔肝脏的超声造影时相划分标准。上述正常参数的建立，一方面为辨认胆管异常表现奠定基础，是进一步研究超声造影在兔胆道缺血诊治方面的作用的前提条件；另一方面也为日益增多的其他肝胆疾病兔模型的超声造影研究提供参考。