血水混合物浓度及留存时间对模拟木质异物CT表现的影响：体外实验观察

朱道明，李小玲，吴 林，刘茂森，倪 程，罗丹丹，唐伟华，赵慧艳*

(1.恩施土家族苗族自治州中心医院放射科，湖北 恩施 445000；2.湖北省农业科学院中药材研究所，湖北 恩施 445000；3.湖北民族大学林学园艺学院，湖北 恩施 445000；4.利川市人民医院放射科，湖北 利川 445400)

木制品常携带致病菌、化学及毒性物质，作为异物进入人体内可致受损区感染或化学性损伤[1-2]，其致死、致残率较高[3]。CT为检查体内木质异物的首选影像学方法[4]，但因木质异物影像学表现复杂，易漏诊、误诊[5]，甚至使木质异物可留存体内长达20年[6]。木质异物可引起体内组织器官破坏，在体内留存环境多为血水混合物[7]，而其不同浓度影响水分子进入木质异物的速度[8]；据此推测血水混合物浓度可能影响木质异物的CT表现。本研究通过模拟体内环境，观察不同浓度血水混合物及留存时间对模拟木质异物CT表现的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料 选用湖北省西南地区12年生杉木速生林木材，由湖北民族大学林学园艺学院提供并鉴定。原木直径约15 cm，将木质部分相同层面相同年轮区域锯解为40 mm×2 mm×2 mm的小木条，并将木条置于50℃恒温烘箱中烘干至恒重。

1.2 建立血水混合物及模拟木质异物模型 于恩施土家族苗族自治州中心医院采集健康志愿者30 ml外周血作为实验用血，按全血含量0%、25%、50%及75%与生理盐水混合，另取100%全血，各置于4个密封性良好的5 ml塑料试管中，即阴性对照(negative control， NC)组、T25组、T50组、T75组及T100组。以纤薄塑料片固定烘干后的木条，使其悬于试管中央位置。将试管置于HH-1数显恒温水浴锅(白塔新宝仪器厂)内，温度设置为36.8℃。

1.3 仪器与方法 建模后采用GE LightSpeed VCT64排和Philips Ingenuinty 64排CT扫描仪基于试管横纵向进行扫描，获取初始CT影像，管电压120 kV，管电流320 mA，转速2 s/rot，FOV 25 mm×25 mm，层厚5.0 mm，层间距5.0 mm，螺距0.984，以标准算法重建图像，重建层厚、层间距均为1.0 mm。之后每间隔6 h将试管从水浴锅中取出进行一次重复扫描，共持续300 h。

1.4 图像后处理 将原始数据上传至GE ADW4.7工作站，于各组木质异物最高密度区及最低密度区勾画圆形ROI并获取CT值；应用体积测量软件测量木质异物低密度区(即CT值<0 HU区域)的体积。

1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件及Origin 2020绘图软件。以Shapiro-Wilk检验对数据进行正态性检验，对不符合正态分布者进行基于lg(x+k)或1/x的数据转换。采用单因素方差分析比较相同时间点各组最低密度区CT值、最高密度区CT值和低密度区体积的差异，以LSD法行两两比较；采用重复测量的方差分析、LSD法评价存留时间及血水混合物浓度对木质异物CT表现的影响，以球形检验评价二者的交互作用。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血水混合物浓度对木质异物最低密度区CT值的影响 各组时间-最低密度区CT值曲线呈速升-缓升型(图1)。实验开始时各组木条最低密度区CT值无统计学差异(F=0.25，P=0.91)；6 h后各组最低密度区CT值均显著升高，且各组最低密度区CT值具有统计学差异(F=19.93，P<0.001)，NC组低密度区CT值升高最快、T100组最慢；之后各组最低密度区CT值呈缓慢升高趋势，其中NC组和T25组分别在第90 h和第234 h时完全呈高密度(CT值>0 HU)；不同时间点两两比较，仅T75组与T100组最低密度区CT值差异无统计学意义(P均>0.05)，其余各组差异均有统计学意义(P均<0.05)。血水混合物浓度及存留时间均影响木质异物最低密度区CT值(F=400.01、4 301.38，P均<0.001)，且二者存在交互作用(F=82.79，P<0.001)。

图1 血水混合物浓度对模拟木质异物最低密度区CT值的影响(n=4)

2.2 血水混合物浓度对木质异物最高密度区CT值的影响 各组时间-最高密度区CT值曲线呈速升平台型(图2)。实验开始时，各组木质异物均为低密度；6 h后均出现高密度区，且54 h后最高密度区CT值均趋于恒定，各组最高密度区CT值差异均无统计学意义(P均>0.05)。血水混合物浓度和存留时间均影响木质异物最高密度区CT值(F=11.44、9 235.77，P均<0.001)，但未见二者交互作用(F=0.67，P=1.20)。

2.3 血水混合物浓度对木质异物低密度区体积的影响 NC组和T25组时间-低密度区体积曲线呈速降型，T50组、T75组及T100组则均呈缓降型(图3)。实验开始时，各组木条低密度区体积差异无统计学意义(F=0.76，P=0.57)；6 h后各组低密度区体积均减小，减小幅度 NC组最大、T100组最小。NC组和T25组低密度区体积分别在90、234 h后消失，其余各组截止实验结束仍可见低密度区；不同时间点两两比较，仅T75组与T100组低密度区体积差异无统计学意义(P均>0.05)，其余各组差异均有统计学意义(P均<0.05)。血水混合物浓度及存留时间均影响木质异物最低密度区体积(F=1 899.42、3 216.70，P均<0.001)，且二者存在交互作用(F=201.00，P<0.001)。

图2 血水混合物浓度对模拟木质异物最高密度区CT值的影响(n=4)

图3 血水混合物浓度对模拟木质异物低密度区体积的影响(n=4)

2.4 CT表现 随着木条浸入血水混合物时间延长，长轴CT图像显示木质异物边缘逐渐呈条状高密度影，中心呈条状低密度影，即“轨道征”(图4)；短轴图像显示木质异物边缘呈环形高密度影，中心区域呈类圆形低密度影，即“靶心征”(图5)。

图4 各时间点CT多平面重建长轴图像示T25组与T75组影像学变化

图5 各时间点CT多平面重建短轴图像示各组木条影像学变化

3 讨论

干燥木条吸水速度较快[9]，且其吸水过程是从边缘到中心的渐进过程。临床所见木质异物多为轻质木材。本研究以所在地较为常见的杉木作为研究对象，并烘干至恒重，以去除木材含水量的影响。

本实验发现，模拟木质异物CT表现与留存时间密切相关，主要可分三个阶段。在实验初期，即第一阶段，木材吸水少，CT表现为气体样低密度影，需与体内积气相鉴别。随木质异物在体内留存时间延长，木质纤维素含水量增加，其疏水性增强、吸水能力逐渐减慢[10]，进入第二阶段，各组CT参数变化逐渐减缓[11]；此阶段木质异物CT表现变化最大，其密度逐渐接近脂肪、水、软组织、血液或钙化等[12]，易被误诊为血脂混合物或包裹性积血、积气；其形态特点为环形高密度、中心低密度，即长轴图像呈“轨道征”，短轴图像呈“靶心征”[13]。木质异物达到饱和吸水状态后进入第三阶段，CT呈高密度。

不同浓度血水混合物的液体黏滞度不同，黏滞度增加会降低水分子扩散速度[14]，减缓木质异物CT变化速度。本研究发现，随血水混合物浓度升高，木质异物最低密度区CT值及其体积变化呈渐缓趋势，虽然上述各阶段的变化趋势并未发生改变，但变化所需时间延长。

CT可精确定位体内木质异物，但木质异物CT表现复杂且呈动态变化，对疑有体内木质异物患者，可间隔适当时间后进行重复扫描，影像学表现出现特征性变化有助于诊断。

本研究的不足：①为体外实验研究；②仅针对条状杉木模型得出结论，是否适用于所有木质异物尚不明确；③人体内血水混合物成分复杂，本研究仅采用生理盐水与全血混合物作为替代，有待进一步完善。

综上，血水混合物浓度和留存时间均影响模拟木质异物CT表现。