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红外热成像技术在兔静脉血栓栓塞诊断中的应用价值

2024-02-22郭栋伟唐文富陈峭

山东医药 2024年4期
关键词:后肢造模温差

郭栋伟,唐文富,陈峭

1 广西中医药大学研究生院,南宁 530200;2 柳州市中医医院呼吸与危重症医学科;3 柳州市中医医院脾胃病科

静脉血栓栓塞(VTE)包括深静脉血栓形成(DVT)和肺血栓栓塞症(PTE),而DVT 和PTE 是VTE 在不同部位、不同阶段的两种临床表现形式。DVT 好发于下肢,而下肢深静脉血栓脱落是导致PTE的重要原因[1]。PTE是仅次于心肌梗死、脑卒中的第三大心血管疾病死亡原因[2]。目前,肺动脉造影是诊断PTE的金标准,但其为有创性检查,价格昂贵,且造影剂会加重肾脏负担,对于肾功能不全患者会导致肾功能进一步恶化。红外热成像技术是一种利用物体发射的红外辐射能量来实现非接触式测温和成像的技术,其原理是基于物体的热辐射特性,通过探测器将红外辐射转换为电信号,再经过信号处理和图像显示,得到物体的湿度分布图像[4]。红外热成像技术已成为当前诊断浅表肿瘤、血管疾病、皮肤病的有效手段,但其能否用于早期诊断VTE 尚不清楚。2021 年3 月—2023 年3 月,本研究探讨了红外热成像技术在兔VTE 诊断中的应用价值。现报告如下。

1 材料与方法

1.1 材料 健康雄性新西兰大白兔60 只,7 周龄,体质量2~3 kg,由长沙市天勤生物技术有限公司提供,动物许可证号:SCXK(湘)2019-0015。所有新西兰大白兔于柳州市中医医院实验动物中心单笼饲养,自由摄食、饮水,饲养环境:温度22~26 ℃、湿度50%~70%。本研究严格遵守《关于善待实验动物的指导性意见》,并经柳州市中医医院动物伦理委员会批准(审批编号:2021JAN-KY-YN-001-01)。WN Ⅲ0305(通用型)数字式医用红外成热像仪,购自上海维恩伟业红外医疗器械有限公司;EZU-HC1C 型彩色多普勒超声诊断仪,购自日本株式会社日立制作所。超氧化物歧化酶(SOD)、纤维蛋白原(FIB)、D-二聚体(D-Dimer)ELISA 试剂盒,购自武汉基因美生物科技有限公司;IL-1β、IL-6、TNF-α、抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)ELISA 试剂盒,购自武汉贝茵莱生物科技有限公司;一氧化氮(NO)测试盒(一步法),购自南京建成生物工程研究所有限公司。

1.2 动物分组与模型制备 所有新西兰大白兔适应性喂养1 周,按随机数字表法随机分为T0 组、T1组、T2组、T3组,每组15只。参照杨佳敏等[5]方法制备血瘀证动物模型:双后肢备皮后,于右后肢皮下注射0.1%盐酸肾上腺素0.06 mg/kg,2 h 后将右后肢置入4 ℃冰水中浸泡5 min。按上述方法,T1组于实验第1 天造模1 次,T2 组于实验第1、2 天各造模1次,T3 组于实验第1、2、3 天各造模1 次。T0 组仅双后肢备皮,不制备血瘀证动物模型。

1.3 双侧后肢温度检测 用10%水合氯醛3 mL/kg腹腔注射麻醉大白兔后,固定于自制不锈钢台架上,保持室内温度(24 ± 1)℃、相对湿度55%~60%,关闭窗帘,避免阳光直射。T0 组备皮后6 h,T1 组造模后6 h,T2 组第2 次造模后6 h,T3 组第3 次造模后6 h,将WN Ⅲ 0305(通用型)数字式医用红外成热像仪的红外摄像机镜头垂直对准待测部位,距离0.5 m,开机检测。根据《实验动物解剖图谱》兔双后肢的解剖结构,以足趾关节、踝关节为界,将双后肢分为上中下三个区域。每个区域拍3 张红外热成像图,在每张图同一区域随机选取3个像素点测温合成,像素点间距 17 μm、范围 51 μm。以3 张图3 个区域温度的平均值作为该区域的温度值。提取双后肢的温度集合,按镜像求差法提取各区域的温差集合,以3 个区域温差均值作为双后肢温差值。

1.4 股静脉内径和血流量检测 各组红外热成像检测结束后,随机取6只,采用彩色多普勒超声诊断仪测量右后肢股静脉内径和血流量。参数设置:探头频率5~10 MHz,壁滤波50~100 Hz。

1.5 血清凝血功能与炎症因子检测 取各组腹主动脉血10 mL,3 000 r/min 离心10 min、离心半径9 cm,留取血浆或血清。采用ELISA 法检测凝血功能FIB、AT-Ⅲ、D-Dimer 以及炎症因子IL-1β、IL-6、SOD、TNF-α,采用NO 测试盒(一步法)检测血清NO。所有操作严格按试剂盒说明进行。

1.6 右后肢深静脉和肺动脉血栓形成观察及其长度测量 各组腹主动脉取血后,空气栓塞法处死,沿兔右后肢股静脉走向纵行切开皮肤约3 cm,暴露股静脉及其主要分支,无创分离动静脉,观察下肢静脉血管有无血栓形成。若发现深静脉血栓,则剖开血管取出血栓,用尺子测量血栓长度。剪开胸腔,取出肺组织,无创分离肺动脉,观察肺动脉有无血栓形成。若发现肺动脉血栓,则剖开血管取出血栓,用尺子测量血栓长度。

1.7 统计学方法 采用SPSS17.0 统计软件。计量资料服从正态分布且方差齐,以-x±s表示,多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用LSD-t检验;等级资料比较采用Kruskal-Wallis 秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组双后肢温差分布比较 各组双后肢温差分布见表1。经Kruskal-Wallis秩和检验,四组双后肢温差分布比较差异有统计学意义(P均<0.05);双后肢温差分布:T0 组<T1 组<T2 组、T3 组(P均<0.05),而T2组与T3组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 各组双后肢温差分布情况(只)

2.2 各组右后肢股静脉内径和血流量比较 见表2。

表2 各组右后肢股静脉内径和血流量比较(-x ± s)

2.3 各组凝血功能和炎症因子水平比较 见表3、4。

表3 各组凝血功能比较(-x ± s)

表4 各组炎症因子水平比较(ng/L,-x ± s)

2.4 各组右后肢深静脉血栓和肺动脉血栓长度分布比较 各组右后肢深静脉血栓长度和肺动脉血栓长度分布见表5、6。经Kruskal-Wallis H秩和检验,四组右后肢深静脉血栓长度分布比较差异有统计学意义(P均<0.05),右后肢深静脉血栓长度:T0组<T1组<T2组、T3组(P均<0.05),而T2组与T3组比较差异无统计学意义(P>0.05);四组肺动脉血栓长度分布比较差异有统计学意义(P<0.05),肺动脉血栓长度:T0组、T1组<T2组、T3组(P均<0.05),T0组与T1组、T2组与T3组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。

表5 各组右后肢深静脉血栓长度分布(只)

表6 各组肺动脉血栓长度分布(只)

3 讨论

VTE 包括DVT 和PTE,二者是VTE 在不同部位和不同阶段的两种临床表现形式,也是住院患者死亡的常见原因[6]。DVT 是血液在深静脉内不正常凝结引起的静脉回流障碍性疾病,常发生于下肢[7]。PTE是肺栓塞的常见类型,主要是由于深静脉血栓脱落后阻塞肺动脉或其分支引起肺循环障碍的临床病理生理综合征[8]。据统计,DVT 患者中约50%发生PTE,而导致PTE 的栓子主要来源于下肢DVT 脱落[9]。当前,VTE通常在CT、MRI下肺动脉造影确诊。

红外热成像技术是医学技术、红外摄像技术、计算机多媒体技术结合的产物,是利用光电技术将物体热辐射产生的红外线经过信号处理,转化为有形可见的图像和图形,从而反映出物体的温度分布和形态特征[10]。CAPISTRANT 等[11]将颜面部红外热成像技术用于颈动脉闭塞相关疾病的诊断,结果发现颜面部红外热成像技术对颈动脉狭窄的检出率为36%,对颈动脉闭塞的检出率为75%。姚文芳等[12]采用红外热成像技术对缺血性脑血管病患者头部温度测量发现,其与脑血管造影或磁共振血管成像的诊断结果基本一致。红外热成像技术诊断VTE的机制在于回流受阻区域与健侧相应区域的温度差[13]。本课题组前期临床观察发现,下肢DVT 患者和PTE 患者红外热成像图在病变部位呈特征性改变。

本研究结果发现,四组双后肢温差分布比较差异有统计学意义;双后肢温差分布:T0 组<T1 组<T2组、T3 组,而T2 组与T3 组比较差异无统计学意义。表明血瘀证动物模型构建成功,且随着造模时间延长,兔双后肢温差越来越大。本研究结果发现,随着造模次数增加,T0 组、T1 组、T2 组、T3 组右后肢股静脉内径逐渐缩小,右后肢股静脉血流量逐渐降低。提示采用皮下注射肾上腺素和冰浴制备的血瘀证动物模型能使兔股静脉收缩、血管腔狭窄,且造模次数越多,效果越明显。本研究结果还发现,随着造模次数增多,兔血浆FIB、D-Dimer 及血清NO 水平逐渐增高,血浆AT-Ⅲ水平逐渐下降,而血清中其他炎症因子水平变化不明显。提示造模次数越多,模型动物血液处于高凝状态的程度越重,机体抗凝机制被抑制,但血液高凝状态与炎症反应无明显关系。进一步观察发现,右后肢深静脉血栓长度T0 组<T1 组<T2 组、T3 组,而T2 组与T3 组比较差异无统计学意义;肺动脉血栓长度T0 组、T1 组<T2 组、T3 组,而T0组与T1组、T2组与T3组比较差异均无统计学意义。提示造模次数越多,模型动物后肢深静脉血栓及肺动脉血栓的发生风险越高。究其原因,随着寒冷刺激时间延长及肾上腺素累积剂量增大,对血管刺激逐渐增大,进而激活凝血系统,引起血浆D-Dimer 活化,FIB 增加,致使机体抑制凝血机制受损,机体处于高凝状态,引起AT-Ⅲ活性下降,血栓形成增多,故使兔右后肢深静脉内径变小、血流量下降、温度下降,最终形成血栓,部分血栓脱落回流至肺动脉,形成肺动脉血栓。

综上所述,红外热成像技术对兔静脉血栓栓塞具有一定诊断价值,可作为一种辅助诊断手段。

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