心肌挫伤诊断指标的实验研究

王 斌 ，陈 灿 ，徐凤丹 *

1.东莞市厚街医院，广东东莞 523945；2.广东医学院附属医院，广东湛江 524023

随着交通事业的飞速发展，交通事故导致的重症复合伤逐渐增多。其中胸部创伤引起患者死亡仅次于颅脑损伤[1]，而心脏损伤占胸部创伤的10%～16%，其中以心肌挫伤（Myocardial contusion）最为常见，发生率 3%～56%不等[2-3]。心肌挫伤后常会出现不同程度的并发症，轻者可无临床症状，重者则导致严重心律失常、心力衰竭甚至死亡，但因临床表现差异性很大，易造成漏诊和误诊。临床上至今尚缺乏特异性的诊断指标及早判断胸部创伤患者是否伴有心肌挫伤，而早期、准确地判断挫伤的范围、程度及心功能的改变，是争取抢救时间、提高救治成功率的关键所在[3]。本研究在成功建立兔心前区闭合性损伤模型的基础上，观察心电图、超声心动图、漂浮导管、肌钙蛋白Ⅰ、CK-MB在兔心肌挫伤后早期诊断中的真实性及诊断价值，为临床诊断和治疗提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物和心前区闭合性损伤模型的建

健康新西兰大白兔36只（由南方医科大学实验动物中心提供），雌雄不限，体重(2.51±0.17)kg。采用自制的重物自由落体打击法制造心前区闭合性损伤模型，方法如下：

1.1.1 造模装置 参考王晶等[4]改良的自由落体装置，自制重物自由落体打击装置，装置包括：①PVC管：长350 cm，内直径4.8 cm，外直径5.1 cm。垂直固定。②打击重物：长300 cm，直径4.0 cm，重30 kg的垂直撞击杆一根，一端用绳子垂直固定于上方。

1.1.2 模型制造 新西兰大白兔称重编号，3%戊巴比妥钠以剂量1 ml/kg经耳缘静脉注射麻醉成功后，仰卧固定于兔板上，胸前褪毛，并用纱布垫将背部垫起，以防止其悬空。将兔放置于PVC管下方，使兔第3、4肋骨正对PVC管口。调整撞击杆上端绳子的长度使撞击杆恰好紧贴兔胸前壁，提起撞击杆从0.5 m高度（即3.3 m/s的速度）自由落体撞击兔胸前壁，造成心前区闭合性损伤模型。

1.2 心电图检查

放置肢体导联记录创伤前和伤后 1、6、12、24、48 h心电图变化。

1.3 超声心动图检查

利用彩色多普勒超声仪（GE公司，型号：VIVI7，高频探头，频率：5～7 MHz）测量创伤前和伤后 1、6、12、24、48 h 的各项指标变化，包括左室收缩内径、左室舒张内径、肺动脉估测压差、室间收缩时间差、左室内收缩时间差、舒张末期左室面积、舒张末期左室面积。

1.4 漂浮导管检查

创伤前和伤后 1、12、24、48 h 利用漂浮导管（5F）经兔右侧颈外静脉插管至右房测中心静脉压，再放至肺小动脉，测量肺动脉压。

1.5 肌钙蛋白I、CK-MB检测

分别于创伤前和伤后 1、6、12、24、48 h抽取静脉血检测肌钙蛋白 I、CK-MB。

1.6 心肌标本处理及光镜观察

实验结束后，立即解剖，观察胸壁及肋骨损伤情况，开胸观察心包积液情况，剪断大血管取出心脏，观察心脏表面大体伤情，记录挫伤具体位置及范围。剪去大血管，心房和心脏外周的脂肪，沿左室短轴自心尖到心底部垂直于室间隔切成10 mm心肌薄片，10%甲醛溶液中固定，后分别切取小块组织行石蜡包埋，石蜡组织块连续切片，常规组织学处理，HE染色后，制作心肌切片标本通过光学显微镜观察心肌组织形态学变化。

1.7 统计学处理

有数据均以均数±标准差表示，采用SPSS软件，应用配对资料t检验对心肌挫伤组和非心肌挫伤组及撞伤前和撞伤后各项指标进行比较分析，P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1 模型的建立情况

实验中有2只兔死于麻醉过量，2只在撞击后立即死亡，另有3只分别在撞击后2、16、20 h后死亡，以上均未统计在内。其余29只均顺利完成实验。根据病理结果分为心肌挫伤组（共17只）和非心肌挫伤组（共12只）两组。所有兔撞击后均出现明显的呼吸加快，心率减慢。随着伤后时间的延长，呼吸和心率逐渐恢复至伤前水平。

2.2 心电图的改变

伤后1 h，所有兔心率均较伤前减慢；其余心电图改变为：ST-T改变，包括ST段压低或抬高，T波高尖或低平、倒置（心肌挫伤组10只，占58.8%；非心肌挫伤组3只，占25%）。其余兔心电图伤前伤后无明显变化。灵敏度为58.8%，特异度为75%，阴性预测值为56.2%。伤后6 h，心肌挫伤组仍有4只（23.5%）兔心率较伤前减慢，6只（35.3%）仍有ST-T改变，其余均恢复至伤前水平。非心肌挫伤组心率及心电图均恢复至伤前水平。伤后12 h后，所有兔心电图均恢复正常。

2.3 超声心动图的改变

2.3.1 撞击前后兔左心功能变化 伤后1 h，心肌挫伤组有7只兔（41.2%）射血分数（ejection fraction，EF）较伤前明显下降。非心肌挫伤组有1只EF下降。伤后6 h，出现EF下降的动物数量最多，心肌挫伤组有11只（64.7%），非心肌挫伤组有2只（16.7%）。灵敏度为64.7%，特异度为83.3%，阴性预测值为62.5%。伤后24 h平均EF值降至最低，伤后48 h平均EF值恢复至伤前水平。

左室收缩末期面积（ESV）和舒张末期面积（EDV）在伤后6 h开始呈持续性升高，伤后24 h ESV无明显升高，EDV基本恢复正常，伤后48 h，两者均恢复至伤前水平。左室收缩末期内径（SD）和舒张末期内径（DD）在伤后有所增大，但差异无统计学意义。

2.3.2 室间收缩时间差及左室内收缩时间差 伤后1 h，心肌挫伤组有6只兔（35.3%）左室内收缩时间差比伤前明显延长。非心肌挫伤组所有兔无变化。伤后6 h，出现阳性结果的兔数量最多，心肌挫伤组有10只兔（58.8%）室间收缩时间差比伤前明显延长，左室内收缩时间差比伤前明显延长。非心肌挫伤组有2只兔室间收缩时间差比伤前明显延长，左室内收缩时间差比伤前明显延长。灵敏度为58.8%，特异度为83.3%，阴性预测值为47.6%。伤后12 h室间收缩时间差及左室内收缩时间差逐渐减小，至48 h仅余1只兔左室内收缩时间差仍较伤前延长，其余均恢复至正常。

2.3.3 肺动脉估测压差 伤后1 h，心肌挫伤组有13只兔（76.5%）出现肺动脉估测压差较伤前明显升高。非心肌挫伤组有3只兔（25%）出现肺动脉估测压差较伤前明显升高。伤后6 h，肺动脉估测压差较伤前升高的动物数量最多，心肌挫伤组共有14只（82.4%），非心肌挫伤组有3只兔（25%）。灵敏度为93.3%，特异度为78.6%，阴性预测值为91.7%。肺动脉估测压差在伤后1 h明显高于伤前，伤后24 h升至最高，伤后48 h恢复至伤前水平。

2.4 漂浮导管检测中心静脉压和肺动脉压的改变

伤后1 h，中心静脉压及肺动脉压较伤前升高的动物数量最多，心肌挫伤组所有兔（100%）中心静脉压及肺动脉压均较伤前升高。非心肌挫伤组，有2只兔（16.7%）中心静脉压及肺动脉压较伤前升高。灵敏度为100%，特异度为83.3%，阴性预测值为100%。伤后6 h，心肌挫伤组有15只兔（88.2%）中心静脉压及肺动脉压较伤前升高。非心肌挫伤组，所有兔中心静脉压及肺动脉压均恢复至伤前水平。24 h中心静脉压及肺动脉压平均水平升至最高，48 h恢复至伤前水平。

2.5 肌钙蛋白I、CK-MB的改变

2.5.1 肌钙蛋白I 心肌挫伤组及非心肌挫伤组，血清肌钙蛋白I在伤前含量为小于0.05 ng/ml（正常参考值为＜0.05 ng/ml），伤后1 h均无变化。心肌挫伤组伤后6 h肌钙蛋白I较伤前升高的动物数量最多，有16只兔（94.1%）均升高为大于1.0 ng/ml，非心肌挫伤组，血清肌钙蛋白I在伤前伤后无明显变化。灵敏度为94.1%，特异度为100%，阴性预测值为92.3%。心肌挫伤组伤后12 h，有4只下降为小于0.05 ng/ml，另有6只较伤后6 h有所下降，但仍比伤前明显上升。肌钙蛋白Ⅰ平均含量在伤后24 h达最高峰，48 h后逐渐下降，但仍明显大于伤前水平。

2.5.2 CK-MB心肌挫伤组及非心肌挫伤组，血清CK-MB在伤前含量为小于 4.3 ng/ml（正常参考值为：0～4.3 ng/ml），伤后1 h均无变化。心肌挫伤组，6 h出现CK-MB明显上升，12h血清CK-MB升高的动物数量最多，有15只兔大于4.3ng/ml（88.2%）。非心肌挫伤组，伤后12 h血清CK-MB升高的动物数量最多，有4只兔升高大于4.3 ng/ml（33.3%）。灵敏度为88.2%，特异度为66.7%，阴性预测值为80%。血清CK-MB在伤后12 h达最高峰，24 h后开始下降，至48 h恢复至伤前水平。

2.6 病理改变

2.6.1 大体标本观察 肉眼可见所有兔胸壁皮下淤血；部分有胸骨骨折，不同程度心包积液；部分有心包膜下出血，多见于左心室室间隔面和右心室室间隔面；心脏肥大；部分于心尖部或心前壁可见瘀斑或出血点。

2.6.2 心肌光镜观察 镜下可见出现心肌挫伤的兔共有17只（58.6%），主要表现为撞击处心肌纤维不同程度充血、水肿和变性；部分心肌纤维局灶性排列紊乱、坏死；心肌纤维间见不同程度淋巴细胞、中性粒细胞浸润；心肌间质水肿，间质小血管不同程度扩张充血；心肌间质出血。另外12只（41.4%）心肌组织镜下未见明显的改变。

各项诊断指标真实性及诊断价值的比较见表1。

3 讨论

交通事故中由于常合并各种损伤，如头部损伤、肋骨骨折、胸骨骨折、四肢损伤等，心肌挫伤常常被忽略，尤其在伴有多发伤、意识障碍的患者，其他症状往往掩盖了心肌挫伤的表现。而心肌挫伤诊断的忽略或延误，往往导致失去治疗的最佳时机，甚至使患者出现生命危险。因此，寻找心肌挫伤的早期、特异的诊断标准显得极为重要。

本实验心前区闭合性损伤模型的撞击设备是参考王晶等[4]改良的自由落体装置，自制的重物自由落体打击装置。能通过控制撞击杆的高度调节撞击力度，并能准确设定撞击部位。经过多次预实验，结合病理结果，最终找到最佳的撞击力度。本实验结果显示，该撞击设备具有简单操作、物理参数容易控制、撞击部位准确、可重复性好等优点，制造的心肌挫伤动物发病机制接近临床心肌挫伤患者，为临床研究提供了理想的动物模型。

表1 各项诊断指标真实性及诊断价值比较

既往研究显示，心肌挫伤是心律失常的危险因子[5]，而心电图是发现心律失常的一种简便经济的床旁检查，但50%异常心电图都没有特异表现[3,6,7]。本研究显示，伤后心电图改变出现时间早，表现为心率减慢、非特异性ST-T改变，但灵敏度、特异度、阴性预测值均不高。伤后短时间内所有兔心电图均恢复正常，且临床上心电图易受年龄、原有疾病、情绪等因素的影响，因此，心电图虽然是诊断心肌挫伤的早期、简便的检查方法，但不敏感且缺乏特异性，仅作为参考指标使用。

EF是最常用的心室收缩功能指标。本研究结果显示，兔心肌挫伤后1 h，41.4%EF明显下降；左室收缩末期面积（ESV）和舒张末期面积（EDV）在伤后6 h开始呈持续性升高，而左室SD和DD在伤后有所增大，提示超声心动图能将兔心肌挫伤后早期左室收缩功能障碍反映出来，其灵敏度、特异度及阴性预测值均较好。但对室壁运动异常的检测，其灵敏度及阴性预测值不高。对肺动脉估测压差的检测，超声心动图显示出较高的灵敏度和阴性预测值，与有创检测（漂浮导管检测值）符合度高，能较好地反映兔心肌挫伤后早期右心功能障碍。综上所述，超声心动图能早期发现心肌挫伤后左心及右心功能的变化，尤其是对伤后肺动脉估测压差的异常变化的发现。

中心静脉压及肺动脉压能反映右心功能情况，以往的研究中甚少有漂浮导管检测心肌挫伤中心静脉压和肺动脉压的相关文献报道。本研究显示，心肌挫伤组所有兔中心静脉压及肺动脉压在伤后1 h即升高，至24 h升至最高，48 h恢复至伤前水平。漂浮导管还能检测肺毛细血管楔压，从而反映左心功能情况，但由于本实验中使用的漂浮导管管径过大而未能检测，在以后的实验中可进一步完善。漂浮导管在以上所有检测项目中具有较高的灵敏度、特异度及阴性预测值，能更早期准确地反映出兔心肌挫伤后右心功能的变化。但此项检查为有创性检查，限制了其在临床诊断中的应用。

肌钙蛋白Ⅰ及CK-MB均能反映心肌挫伤。肌钙蛋白存在于骨骼肌和心肌纤维中，但两者在结构和免疫性上有很大差别，因此可将两者区别开来。在心肌细胞膜完整的情况下，肌钙蛋白Ⅰ不能透过细胞膜，当心肌细胞受损时，胞浆内的肌钙蛋白Ⅰ则迅速入血，可早期在血液中检出[8]。而在骨骼肌和血细胞中有极微量的CK及CK-MB存在，除心肌挫伤外，很多情况如急慢性肌肉损伤等都可以使CK及CK-MB升高。本实验结果表明，肌钙蛋白Ⅰ和CK-MB在兔心肌挫伤后早期即上升。但肌钙蛋白Ⅰ升高更明显，持续时间更长，具有更高的灵敏度、特异度及阴性预测值，其对心肌挫伤的诊断比CK-MB更具有重要作用。

综上所述，漂浮导管、超声心动图、心电图均能较早检测出心肌挫伤，而肌钙蛋白Ⅰ和CK-MB则稍晚。漂浮导管检测心肌挫伤的真实性和诊断价值最好，其次为肌钙蛋白Ⅰ和超声心动图对肺动脉估测压差的检测，CK-MB和心电图真实性和诊断价值较差。

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