腎血流阻力指數(shù)在兒童和成人體外循環(huán)術(shù)后改變特點(diǎn)研究

劉 慧，付 勇，陳曉梅，鄧明彬，于風(fēng)旭，李明星

（瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院超聲診斷科，四川 瀘州 646000）

體外循環(huán)（Cardiopulmonary bypass，CPB）術(shù)后急性腎損害（Acute kidney injurey，AKI）是臨床常見(jiàn)術(shù)后并發(fā)癥。研究表明兒童和成人因其器官的生理特性，在兒童CPB更易引起AKI的發(fā)生，其發(fā)生原因尚不清楚。血清肌酐（Crea）和尿素氮（Urea）是目前臨床常用的腎功能參考指標(biāo)，但在腎損害早期，血尿素氮、肌酐值通常增高不明顯，只有腎實(shí)質(zhì)嚴(yán)重?fù)p害，血尿素氮、肌酐濃度才會(huì)急劇升高，因此不能反映早期的腎功能損害[1]。彩色多普勒超聲血流顯像（Color Doppler flow imaging，CDFI）檢測(cè)腎血流，存在無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)運(yùn)用CDFI技術(shù)測(cè)量腎主動(dòng)脈、段動(dòng)脈的阻力指數(shù) （Resistance index，RI），探討其在兒童和成人CPB術(shù)后腎血流改變特點(diǎn)，以及與AKI的可能關(guān)系，為CPB術(shù)后AKI的發(fā)生提供及時(shí)、可靠的診斷依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

生化試劑（西門子試劑），真空采血管（金典生化器材有限公司，山東），塑料離心管（盛邦實(shí)驗(yàn)器材有限公司，江蘇），eppendorf微量可調(diào)移液器（德國(guó)），安必潔醫(yī)用超聲耦合劑 （重慶安碧捷生物技術(shù)有限公司），Stockert SⅢ型體外循環(huán)機(jī)（德國(guó)），白洋X5型臺(tái)式離心機(jī)（北京），α7型彩色多普勒超聲儀（日本ALOKA），全自動(dòng)生化分析儀 （西門子ADVIA2400，德國(guó)），微量注射泵（泰爾茂，日本），心電監(jiān)護(hù)儀（邁瑞醫(yī)療電子有限公司，深圳），冷凍冰箱（海爾公司，青島），麻醉呼吸機(jī)（德?tīng)柛?，德?guó)）。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

24例心臟病患者做為研究對(duì)象，所有患者術(shù)前經(jīng)腎功能 Urea、尿酸（UA）、Crea 檢測(cè)無(wú)異常，經(jīng)術(shù)前彩色多普勒超聲檢測(cè)無(wú)腎、輸尿管結(jié)石，無(wú)腎積水、腎囊腫、腎動(dòng)脈狹窄、腎臟占位病變。根據(jù)患者年齡，將年齡＜12歲患者納入兒童組（n=12）；年齡＞18歲納入成人組（n=12）。本研究通過(guò)瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

該組患者先心病矯治術(shù)12例，瓣膜置換術(shù)10例，冠脈搭橋術(shù)2例。

1.3 CPB手術(shù)及術(shù)后處置

常規(guī)CPB手術(shù)下行瓣膜置換術(shù)、先心病矯治術(shù)、冠脈搭橋術(shù)?；颊咝g(shù)后均入ICU治療，呼吸機(jī)輔助呼吸，有創(chuàng)動(dòng)脈及心電監(jiān)護(hù)，視患者循環(huán)及心功能狀況給予多巴胺 3～8 μg/（kg·min）、 多巴酚丁胺 3～8 μg/（kg·min）、腎上腺素升壓 0.05～0.2 μg/（kg·min）、硝普鈉 0.3～1.0μg/（kg·min），強(qiáng)心、改善微循環(huán)治療。

1.4 血液標(biāo)本采集及檢測(cè)

于術(shù)前，術(shù)后 1 h、2 h、4 h、8 h、16 h、24 h 行血液標(biāo)本采集并離心分離血漿凍存?zhèn)溆?。?yīng)用全自動(dòng)生化分析儀對(duì)血漿標(biāo)本進(jìn)行Urea、UA、Crea指標(biāo)檢測(cè)。

1.5 彩色多普勒超聲檢測(cè)

使用ALOKA-prosoundα7彩色多普勒超聲診斷儀，檢測(cè)方法參見(jiàn)已有報(bào)道[2]。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS Statistics 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將左右腎動(dòng)脈血流參數(shù)合并計(jì)算，取其均值代表每例患者的血流參數(shù)。數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示；兩組間比較采用t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較

一般資料的比較見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)兩組患者一般資料比較，兩組患者年齡、體質(zhì)量、手術(shù)時(shí)間存在差異；主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、CPB時(shí)間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 兩組患者腎功能比較

通過(guò)對(duì)兩組患者術(shù)前、后各時(shí)間點(diǎn)腎功能Urea、UA、Crea指標(biāo)進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可見(jiàn)，兒童組：①Urea：術(shù)后8 h、術(shù)后16 h和術(shù)后24 h與術(shù)前比較，P＜0.05，術(shù)后16 h與術(shù)后其余各時(shí)間點(diǎn)比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；②UA：術(shù)后 4 h、術(shù)后 8 h、術(shù)后 16 h和術(shù)后24 h與術(shù)前比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；③Crea：術(shù)后 8 h、術(shù)后16 h和術(shù)后24 h與術(shù)前比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各指標(biāo)較術(shù)前均增高。成人組：Urea、UA、Crea術(shù)前與術(shù)后各時(shí)點(diǎn)比較，術(shù)后各時(shí)點(diǎn)之間比較，P＞0.05，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 兩組患者腎血流RI比較

對(duì)兩組患者術(shù)前、術(shù)后各時(shí)間點(diǎn)腎功能血流指標(biāo)RI進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表3。CDFI檢測(cè)兩組患者腎主動(dòng)脈、段動(dòng)脈腎血流頻譜見(jiàn)圖1～4。

從表3可見(jiàn)，兒童組：①腎主動(dòng)脈：術(shù)前與術(shù)后各時(shí)點(diǎn)RI比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，術(shù)后均增高；術(shù)后1 h與術(shù)前、術(shù)后其余各時(shí)點(diǎn)RI比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；②腎段動(dòng)脈：術(shù)后1 h與術(shù)后其余各時(shí)點(diǎn)RI比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。成人組：①腎主動(dòng)脈：術(shù)后1 h與術(shù)后24 h RI比較，數(shù)值增高，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；②腎段動(dòng)脈：術(shù)后1 h與術(shù)后2 h、24 h RI比較，數(shù)值增高，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

兒童組和成人組術(shù)后1 h腎主動(dòng)脈、腎段動(dòng)脈RI比較，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兒童組增高趨勢(shì)較成人組大（圖 5，6）。

表1 兩組患者一般資料比較

表2 兩組患者各時(shí)點(diǎn)腎功能比較

表3 兩組患者各時(shí)間點(diǎn)腎血流RI改變比較

圖1 兒童術(shù)后1 h腎主動(dòng)脈血流頻譜。 圖2 成人患者術(shù)后1 h腎主動(dòng)脈血流頻譜。圖3 兒童術(shù)后1 h腎段動(dòng)脈血流頻譜。 圖4 成人患者術(shù)后1 h腎段動(dòng)脈血流頻譜。Figure 1. Postoperative 1 h of pediatric patient’s main renal artery spectrum. Figure 2. Postoperative 1 h of adult patient’s main renal artery spectrum. Figure 3. Postoperative 1 h of pediatric patient’s renal segmental artery spectrum. Figure 4. Postoperative 1 h of adult patient’s renal segmental artery spectrum.

3 討論

AKI是CPB手術(shù)常見(jiàn)并發(fā)癥，研究表明CPB手術(shù)結(jié)束當(dāng)時(shí)對(duì)腎功能影響已經(jīng)存在[3-4]，嚴(yán)重者出現(xiàn)急性腎功能衰竭需要透析甚至死亡[5]。CPB手術(shù)時(shí)，小兒體循環(huán)灌注流量在 1.20～1.25L/（min·m2），成人體循環(huán)灌注壓一般需要維持在60～80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），灌注壓反應(yīng)了血容量、有效灌注流量、血管阻力三者之間的密切關(guān)系，過(guò)低的灌注壓均會(huì)造成組織灌注不足，尤其對(duì)于缺血敏感的腎臟，可能造成腎損害。研究表明CPB術(shù)后發(fā)生AKI與CPB低灌注壓以及低灌注壓持續(xù)時(shí)間相關(guān)，當(dāng)平均動(dòng)脈壓＜60 mmHg，CPB對(duì)腎功能潛在性影響較明顯[5]，CPB時(shí)間大于90 min腎功能損害頻率增加。對(duì)于先天性心臟病行CPB的兒童來(lái)說(shuō)，由于其器官功能較之成人而言尚不成熟，術(shù)后腎臟功能的損害則更為明顯。研究顯示約有高達(dá)32.8%的患兒在術(shù)后出現(xiàn)AKI，而對(duì)于出現(xiàn)急性腎功能衰竭的患者，其死亡率更是高達(dá) 20%～70%不等[6-7]。

圖5 兩組患者腎主動(dòng)脈RI改變趨勢(shì)。Figure 5. Main renal artery RI changing trends of 2 groups.

圖6 兩組患者腎段動(dòng)脈RI改變趨勢(shì)。Figure 6.Renal segmental artery RI changing trends of 2 groups.

Bahar等[8]對(duì)低溫CPB下行心內(nèi)直視術(shù)患者共14 437例，按術(shù)后是否發(fā)生急性腎衰竭（Acute renal failure，ARF）分為ARF組和對(duì)照組，結(jié)果顯示術(shù)后發(fā)生ARF患者為1.1%（168例）。Pedersen等[9]對(duì)先天性心臟病手術(shù)評(píng)分（Risk adjusted classification of congenital heart surgery，RACHS-1）1～6 分的兒童1 382例進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果顯示CPB下行心臟手術(shù)的1 128例患者中11.5%（130例）術(shù)后發(fā)生ARF，而未在CPB下行心臟手術(shù)的254例患者中僅2.4%（6例）術(shù)后發(fā)生ARF，兩組ARF發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。最近Ricci等[10]對(duì)非單純室間隔缺損和房間隔缺損（RACHS-1 3～4分）的新生兒進(jìn)行研究，結(jié)果顯示AKI發(fā)生率為30.0%（6/20）。通過(guò)對(duì)兒童組和成人組患者腎功能檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行比較，兒童組患者腎功能各指標(biāo)在術(shù)后8 h、16 h、24 h較術(shù)前明顯增高，在16 h后腎功能逐漸趨于好轉(zhuǎn)。而成人腎功能在術(shù)后也呈現(xiàn)增高趨勢(shì)，通過(guò)比較差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。CPB手術(shù)對(duì)患者腎臟損傷明顯，尤其兒童腎臟發(fā)育尚不健全，更易受到損傷。

近年來(lái)研究表明，RI作為超聲診斷中比較重要的指標(biāo)之一，對(duì)于早期腎功能損傷診斷具有非常重要的意義[11-12]。CDFI檢測(cè)RI是通過(guò)腎內(nèi)動(dòng)脈的血流波形，測(cè)出PSV和EDV，由阻力指數(shù)計(jì)算公式：RI=（PSV-EDV）/PSV計(jì)算得出[13]。該參數(shù)可反應(yīng)動(dòng)脈某一橫斷面的順應(yīng)性和血流彈性阻力,且與腎間質(zhì)改變有關(guān)，不受角度影響，能較好地反映小血管的流量，反映腎血管床的阻力狀態(tài)。CDFI可觀察腎各級(jí)動(dòng)脈血流情況，通過(guò)對(duì)腎血流RI測(cè)量，能對(duì)腎實(shí)質(zhì)損害的程度進(jìn)行客觀的、定量的評(píng)價(jià)。Bossard等[14]通過(guò)對(duì)CPB下行心臟直視手術(shù)的患者，術(shù)后進(jìn)行血清肌酐（Serum creatinine，sCr）測(cè)定及多普勒超聲腎血流RI測(cè)定；sCr較術(shù)前水平上升30%作為腎損害的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)腎血流RI發(fā)生明顯改變；研究表明RI大于0.74，CPB術(shù)后即存在急性腎損害，RI在0.85以上AKI更為明確，并且RI值越高腎損害越明顯。

本研究通過(guò)CDFI的RI變化反應(yīng)了CPB術(shù)后腎血流動(dòng)力學(xué)的改變。通過(guò)檢測(cè)兩組患者術(shù)后RI值均存在改變，術(shù)后1 h檢測(cè)腎血流RI即發(fā)生明顯改變，后逐漸恢復(fù)；兒童組RI改變更為明顯，可能在CPB術(shù)后兒童的損傷更重。其血流改變可能發(fā)生機(jī)制與腎缺血/低灌注時(shí)，交感神經(jīng)興奮，腎素-血管緊張素系統(tǒng)激活以及炎癥因子的釋放，導(dǎo)致了腎血管強(qiáng)烈收縮，腎血管內(nèi)皮細(xì)胞依賴性血管舒張減弱有關(guān)。由于低灌注之后恢復(fù)正常灌注導(dǎo)致再灌注損傷，引起氧自由基增多，細(xì)胞內(nèi)鈣超載，微血管損傷等，在各種炎癥介質(zhì)的作用下?lián)p傷的血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，血管管腔變窄，而擴(kuò)血管物質(zhì)合成與釋放減少，更加重了微血管損傷，明顯增加末梢血管阻力，導(dǎo)致RI增大。

CPB對(duì)腎臟術(shù)后血流RI產(chǎn)生明顯影響，腎血流阻力增大，RI增大，末梢血管灌注不足，這種改變?cè)谛g(shù)后即刻出現(xiàn)。有報(bào)道表明在CPB術(shù)中即存在腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的低灌注[15]，腎血流改變?cè)斐赡I臟功能改變；尤其在兒童腎臟功能和腎血流RI改變更明顯，兒童腎臟更易受損。

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