超聲造影評價急性腎損傷患者腎血流灌注的應(yīng)用現(xiàn)狀

侯超，李明星

(西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院 超聲診斷科，四川 瀘州 646000)

·綜 述·

超聲造影評價急性腎損傷患者腎血流灌注的應(yīng)用現(xiàn)狀

侯超，李明星

(西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院 超聲診斷科，四川 瀘州 646000)

急性腎損傷是臨床常見的危重癥，發(fā)病率和死亡率高。由于急性腎損傷具有潛在可逆性，因此提高早期診斷水平對患者預(yù)后有重要影響。利用超聲造影技術(shù)，結(jié)合時間- 強度曲線各參數(shù)，定量分析及評估腎臟血流灌注情況，從而反映腎臟損傷程度及病程進展。

急性腎損傷； 血流灌注； 超聲檢查； 造影劑； 綜述

近幾年，急性腎損傷(acute kidney injury, AKI)的發(fā)病率在逐年上升。據(jù)統(tǒng)計，AKI在住院患者中發(fā)生率約為7%，在約2/3的ICU病人中發(fā)生[1]。AKI預(yù)后較差，根據(jù)研究人群、病因及診療效果的不同，死亡率可達25%～80%[2- 3]?；谌绱烁叩陌l(fā)病率及死亡率，早期發(fā)現(xiàn)并治療AKI顯得尤為重要。目前，臨床仍以血肌酐、全血細胞計數(shù)、尿量及電解質(zhì)等作為AKI診斷和分級的標準[4]。但是，這些參數(shù)本身受年齡、營養(yǎng)、藥物及其它基礎(chǔ)疾病等因素的影響，因此，它們不能準確代表腎臟早期損害。超聲檢查具有無創(chuàng)、實時、迅速、便攜、花費少等優(yōu)點，應(yīng)作為AKI，尤其是老年AKI患者的首選檢查方法[5]。超聲造影(contrast- enhanced ultrasonography, CEUS)技術(shù)具有高空間分辨率及時間分辨率，能實時、動態(tài)地顯示腎臟的血流灌注。結(jié)合時間- 強度曲線(time- intensive curve, TIC)各項參數(shù)，能對腎臟的增強模式及程度進行定量評估。研究表明，腎臟微循環(huán)系統(tǒng)的損傷與重構(gòu)作為重要環(huán)節(jié)介導了多種疾病模型下的腎臟損傷[6]。同時，腎臟血流動力學變化早于腎臟病理改變，并在一定程度上反映腎臟損害程度[7]?；诖?，作者主要就利用CEUS技術(shù)評估AKI患者腎臟血流灌注方面的研究作一綜述，并從幾種臨床常見的導致AKI的疾病展開敘述。

1 AKI定義及病因

AKI定義為腎功能急劇(48 h內(nèi))下降的一種綜合征[8]。臨床診斷標準為肌酐絕對值增加≥26.4 μmol·L-1(0.3 mg·dl-1)，或肌酐上升超過基礎(chǔ)值50%，或尿量<0.5 ml·kg-1·h-1，持續(xù)時間>6 h。AKI是急性腎功能衰竭發(fā)展的全過程，傳統(tǒng)的“急性腎功能衰竭”是腎功能嚴重損害的一個階段，因此，不能用急性腎功能衰竭替代AKI。

AKI的病因大致分為腎前性、腎性、腎后性3類。腎前性AKI是由腎灌注減少或使用某些藥物(如血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑、非甾體抗炎藥)導致血流動力學介導的腎小球濾過率(glomerular filtration rate， GFR)降低，進而導致腎功能的下降，并無明顯腎實質(zhì)損傷。腎性AKI是由腎小管、腎小球、腎間質(zhì)或腎血管病變所致。血管及腎小球的急性感染易導致腎小球病變(如腎小球腎炎)。急性腎小管壞死是住院患者腎性損傷的首要原因，而腎缺血、腎毒素是腎小管壞死的主要原因。此外，急性腎動、靜脈栓塞也常引起腎性損傷。腎后性AKI主要是各種原因引發(fā)的尿液流出受阻，在老年男性患者中前列腺增生則是主要原因。

2 CEUS評估AKI患者腎血流灌注

2.1 技術(shù)及理論依據(jù)

CEUS是近年來發(fā)展起來的一種評價微循環(huán)和組織灌注的新技術(shù)，已成為超聲影像診斷學領(lǐng)域的重要研究方向之一，目前已大量應(yīng)用于全身器官的臨床研究[9]。利用超聲造影劑進行超聲檢查，與常規(guī)超聲相比可以更清晰地顯示病變組織微循環(huán)灌注，同時減少腹腔氣體、液體的干擾；與增強MRI相比，避免了造影劑的腎毒性作用，且無需制動，可對體內(nèi)有金屬異物的患者進行檢查；與增強CT及PET- CT相比，CEUS具有體積小、無輻射及可實現(xiàn)床旁檢查等優(yōu)點。研究數(shù)據(jù)表明，床旁CEUS對于危重患者評價腎功能具有重要潛在價值[10]。微泡造影劑是理想的紅細胞示蹤劑，造影劑微泡直徑與紅細胞相似，具有良好的散射性，包殼由肝臟代謝，氣體經(jīng)肺排出，不經(jīng)腎臟濾過，不由腎臟分泌[11]，因此，適用于腎功能嚴重受損或泌尿系統(tǒng)功能障礙的患者。

超聲造影劑的發(fā)展歷經(jīng)3個階段。目前使用的超聲造影劑即第2代造影劑(如SonoVue)，使用惰性、低溶解度的全氟化氣體，由脂質(zhì)或白蛋白包裹固定而成，優(yōu)點是半衰期較長(幾分鐘)，穩(wěn)定性好，生成的圖像質(zhì)量高，可完全經(jīng)肺排出體外。隨著分子生物學及納米技術(shù)的發(fā)展，納米級微泡也在大量研究中，其粒徑小，穿透力極強，表現(xiàn)出靶向治療的潛力[12]。

2.2 臨床應(yīng)用及實驗研究

腎臟血供約占心輸出量的20%，其中約94%的血液分布在腎皮質(zhì)，當腎臟發(fā)生病變時腎皮質(zhì)或局部血流灌注會發(fā)生不同程度的變化。重癥患者在灌注不足、感染性休克、血容量減少時，早期即可出現(xiàn)腎功能的改變。正常腎實質(zhì)的CEUS表現(xiàn)為腎動脈- 腎皮質(zhì)- 腎髓質(zhì)依次迅速明顯增強。文獻報道，腎功能損害患者的腎主動脈血流動力學參數(shù)(如收縮期峰值流速、舒張末期流速、阻力指數(shù)等)的敏感性優(yōu)于尿素氮、肌酐[13]，當腎血流量改變15%時CEUS即可檢測到其灌注變化[14]。

2.2.1 創(chuàng)傷相關(guān)性AKI 腎損傷約占腹部外傷的5%，對可疑腎外傷患者進行準確定位、評估受損程度是治療腎外傷的基礎(chǔ)。目前，CT仍是腹部外傷患者的首選影像學檢查。由于CT有輻射、體積巨大、且造影劑有腎毒性等缺點，CEUS可以被用于選擇性替代CT對重癥外傷患者進行檢查。有研究[15]報道，CEUS可以觀察到腎外傷患者中的腎皮質(zhì)中斷、腎動脈裂傷和血栓等聲像圖改變。Cagini等[16]認為，注射造影劑后2～2.5 min是觀察腎損傷的最佳時間段。實驗研究[17]表明，外傷后腎實質(zhì)完全無增強是腎主動脈閉塞的特質(zhì)，腎段動脈閉塞的超聲特征為較大范圍的楔形無增強區(qū)域。Xu等[18]利用彩色多普勒、2- DCEUS、3- DCEUS對比觀察動物外傷性出血性腎損傷，相對于2- DCEUS，實時3- DCEUS可以更全面、立體地顯示出血部位及出血程度。聲像圖上，數(shù)個呈條帶狀或云霧狀的活動性出血信號從損傷灶涌出并聚集在腎包膜下，且出血程度與血壓密切相關(guān)，表現(xiàn)為出血灶范圍越大血壓下降則越快，發(fā)生休克的時間越早。

2.2.2 移植腎相關(guān)性AKI 腎移植常伴發(fā)眾多并發(fā)癥，如急性排斥反應(yīng)(acute rejection, AR)、急性腎小管壞死(acute tubular necrosis, ATN)、急性腎靜脈栓塞(acute renal vein thrombsis,ARVT)等。AR的主要病理改變?yōu)樾∪~間動脈和入球微動脈內(nèi)膜增厚、小管急性壞死、中性粒細胞浸潤、血管內(nèi)血栓形成[19]。AR、ATN、ARVT不同程度導致腎皮質(zhì)微血管內(nèi)血流紊亂，影響GFR，進而加劇腎功能惡化。Grzelak等[20]應(yīng)用CEUS對63例移植腎患者腎功能進行研究，發(fā)現(xiàn)35例腎功能早期恢復良好者移植腎各區(qū)域造影劑充盈良好，28例腎功能延遲恢復者造影劑延遲充盈，造影劑灌注時間在兩組中差異有明顯的統(tǒng)計學意義。Benozzi等[21]認為，峰值強度(peak enhancement, PEAK)與局部血流量的減少可以提示早期腎功能不全；與25例移植腎腎功能正常的患者相比，10例ATN患者的局部血流容積少，平均渡越時間短，4例AR患者的平均達峰時間延長。Grzelak等[22]認為CEUS可以將移植腎中的ARVT和ATN或AR鑒別開來，表現(xiàn)為3例ARVT患者腎皮質(zhì)和錐體完全無造影劑灌注，11例ATN或AR患者盡管造影劑灌注速度減慢、強度減弱，但仍可以觀察到造影劑灌注。由于移植腎腫脹，體積增大，Jin等[23]認為在TIC曲線上，腎皮質(zhì)與髓質(zhì)的上升時間變化量可以作為預(yù)測是否發(fā)生AR的獨立指標。

2.2.3 外科手術(shù)相關(guān)性AKI AKI是體外循環(huán)術(shù)的并發(fā)癥之一[24]，體外循環(huán)歷經(jīng)非搏動性灌注、低溫、血液稀釋等過程，對腎臟血流動力學及微循環(huán)產(chǎn)生明顯影響[25]。研究表明，體外循環(huán)下腎臟微循環(huán)灌注降低，微循環(huán)的改變與術(shù)后腎功能損害有相關(guān)關(guān)系。Schneider等[26]應(yīng)用CEUS監(jiān)測24例心臟手術(shù)后患者的腎皮質(zhì)灌注，證實了CEUS用于體外循環(huán)患者的可行性及耐受性；同時，通過測定PEAK反映體外循環(huán)手術(shù)后24 h內(nèi)腎血容量的改變判斷是否發(fā)生AKI。鐘曉緋等[27]利用CEUS觀察6例室間隔缺損患兒體外循環(huán)術(shù)后腎臟微循環(huán)灌注改變，發(fā)現(xiàn)體外循環(huán)期間腎臟淺層皮質(zhì)及髓質(zhì)區(qū)域的灌注較深層皮質(zhì)區(qū)域的灌注顯著降低，尤其是錐體區(qū)域灌注降低最為明顯。在機器人協(xié)助的腎部分切除術(shù)中應(yīng)用CEUS可以避免患腎正常實質(zhì)發(fā)生缺血，從而避免了更大的腎臟損傷[28- 29]。腎動脈支架置入術(shù)前后對比應(yīng)用CEUS觀察腎臟灌注情況，可以客觀反映手術(shù)效果，并在一定程度上反映腎功能變化情況[30]。

2.2.4 腎缺血再灌注損傷(RIRI) 缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury, IRI)是指組織缺血一段時間后，再次恢復血液供應(yīng)時對組織本身產(chǎn)生的損傷。腎作為富血供而少側(cè)支循環(huán)的器官對缺血和缺血再灌注都非常敏感，容易發(fā)生IRI。RIRI常伴發(fā)于腎移植、休克、腎切開取石術(shù)等，盡管RIRI的機制尚不十分清楚，但RIRI存在血流動力學改變和嚴重的炎癥反應(yīng)[31- 32]。葉帆等[33]經(jīng)動物實驗觀察IRI后第2小時、16小時、24小時、3天、5天的兔腎皮質(zhì)血流動力學變化，在RIRI后第2小時即出現(xiàn)峰值灌注時間延長和曲線上升支斜率下降，而這種改變以RIRI后第3天最為顯著，認為RIRI后第3天腎皮質(zhì)微循環(huán)灌注受損最嚴重，CEUS可以敏感地反映這一過程。Li等[34]通過動物實驗研究CEUS監(jiān)測兔RIRI的可行性，認為腎皮質(zhì)TIC曲線參數(shù)(β、AT、TTP)與ICAM- 1緊密相關(guān)，CEUS可以間接評估RIRI后炎癥反應(yīng)的嚴重程度。

3 展 望

二維及多普勒超聲技術(shù)在重癥患者AKI的動態(tài)監(jiān)測工作中發(fā)揮著重要作用，但由于成像原理、角度、腹腔氣體及液體等多方面的影響，對監(jiān)測腎臟功能改變及微循環(huán)灌注異常有一定困難。CEUS定量分析技術(shù)有效地提高了對低流速、低流量血流的顯示，通過分析TIC曲線各參數(shù)可以更加準確、敏感地顯示重癥患者AKI的腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的損傷及微循環(huán)灌注情況，反映早期腎功能變化，對臨床的診斷及治療提供了新思路、新方法。但是，由于造影劑微泡不經(jīng)腎排泄，不能聚集在腎集合系，因此不能反映外傷患者腎臟集合系統(tǒng)的損傷[15- 16]。超聲靶向微泡技術(shù)尚處于實驗研究階段，若日后能將其應(yīng)用于臨床則會實現(xiàn)病理診斷無創(chuàng)化?？傊?，CEUS在監(jiān)測AKI患者微循環(huán)灌注方面有不可替代的作用，在評估腎損害、監(jiān)測腎功能方面有重要價值。

[1] NASH K,HAFEEZ A,HOU S.Hospital- acquired renal insufficiency[J].Am J Kidney Dis,2002,39(5):930- 936.

[2] YMPA Y P,SAKR Y,REINHART K,et al.Has mortality from acute renal failure decreased? A systematic review of the literature[J].Am J Med,2005,118(8):827- 832.

[3] MEHTA R L,KELLUM J A,SHAH S V,et al.Acute Kidney Injury Network:report of an initiative to improve outcomes in acute kidney injury[J].Crit Care,2007,11(2):R31.

[4] RAHMAN M,SHAD F,SMITH M C.Acute kidney injury:a guide to diagnosis and management[J].Am Fam Physician,2012,86(7):631- 639.

[5] LEWINGTON A,KANAGASUNDARAM S.Renal Association Clinical Practice Guidelines on acute kidney[J].Nephron Clin Pract,2011,118(Suppl 1):c349- c390.

[6] ILIESCU R,FERNANDEZ S R,KELSEN S,et al.Role of renal microcirculation in experimental renaovascular disease[J].Nephrol Dial Transplant,2005,25(4):1079- 1087.

[7] MILOVANCEVA- POPOVSKA M,DZIKOVA S.Doppler ultrasonography :a tool for nephrologists- - single centre experience[J].Prilozi,2008,29(1):107- 128.

[8] KELLUM A J,LAMEIRE N.Diagnosis,evaluation,and management of acute kidney injury:a KDIGO summary (Part 1)[J].Crit Care,2013,17 (1):204.

[9] 張惠，陳琴，岳林先,等.超聲造影及其定量分析對睪丸腫塊的診斷價值[J]．現(xiàn)代醫(yī)學，2016，44(9) :1224- 1228．

[10] GOCZE I,WOHLGEMUTH W A,SCHLITT H J,et al.Contrast- enhanced ultrasonography for bedside imaging in subclinical acute kidney injury[J].Intensive Care Med,2014,40(3):431.

[11] MCARTHUR C,BAXTER G M.Current and potential renal applications of contrast- enhanced ultrasound[J].Clinical Radiology,2012,67(9):909- 922.

[12] PEYMAN S A,McLAUGHLAN J R,ABOU- SALEH R H,et al.On- chip preparation of nanoscale contrast agents towards high- resolution ultrasound imaging[J].Lab Chip,2016,16(4):679- 687.

[13] 楊榮，李明星.窒息新生兒腎血流動力學改變與血清胱抑素 C 的相關(guān)性研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志,2011,13(5):66- 68.

[14] SCHNEIDER A G,HOFMANN L,WUERZNER G,et al.Renal perfusion evaluation with contrast enhanced ultrasonography[J].Nephrol Dial Transplant,2012,27(2):674- 681.

[15] PINTO F,VALENTINO M,ROMANINI L,et al.The role of CEUS in the assessment of haemodynamically stable patients with blunt abdominal trauma[J].Radiol Med,2015,120(1):3- 11.

[16] CAGINI L,GRAVANTE S,MALASPINA C M,et al.Contrast enhanced ultrasound (CEUS) in blunt abdominal trauma[J].Critical Ultrasound Journal,2013,5(1)：S9.

[17] 袁桂忠，李葉闊，王莎莎,等.超聲造影診斷兔閉合性腎外傷腎動脈閉塞的價值[J].中國超聲醫(yī)學雜志，2013,29(10):942- 944.

[18] XU R X,LI Y K,LI T,et al.Real- time 3- dimensional contrast- enhanced ultrasound in detecting hemorrhage of blunt renal trauma[J].American Journal of Emergency Medicine,2013,31(10):1427- 1431.

[19] HIGGINS R,ZEHNDER D,CHEN K,et al.The histological development of acute antibody- mediated rejection in HLA antibody- incompatible renal transplantation[J].Nephrol Dial Transplant,2010,25(4):1306- 1312.

[20] GRZELAK P,SZYMCZYK K,STRZELCZYK J,et al.Perfusion of kidney graft pyramids and cortex in contrast- enhanced ultrasonography in the determination of the cause of delayed graft function[J].Ann Transplant,2011,16(1):48- 53.

[21] BENOZZI L,CAPPELLI G,GRANITO M,et al.Contrast- enhanced sonography in early kidney graft dysfunction[J].Transplantation Proceedings,2009,41(4):1214- 1215.

[22] GRZELAK P,KURNATOWSKA I,SAPIEHA M,et al.Disturbances of kidney graft perfusion as indicators of acute renal vein thrombosis in contrast- enhanced ultrasonography[J].Transplantation Proceedings,2011,43(8):3018- 3020.

[23] JIN Y,YANG C,WU S,et al.A novel simple noninvasive in- dex to predict renal transplant acute rejection by contrast- enhanced ultrasonography[J].Transplantation,2015,99(3):636- 641.

[24] MARISCALCO G,COTTINI M,DOMINICI C,et al.The effect of timing of cardiac catheterization on acute kidney injury after cardiac surgery is influenced by the type of operation[J].Int J Cardiol,2014,173(1):46- 54.

[25] KUMAR A B,SUNEJIA M.Cardiopulmonary bypass- associated acute kidney injury[J].Anesthesiology,2011,114(4):964- 970.

[26] SCHNEIDER A G,GOODWIN M D,SCHELLEMAN A,et al.Contrast- enhanced ultrasound to evaluate changes in renal cortical perfusion around cardiac surgery:a pilot study[J].Crit Care,2013,17(4):R138.

[27] 鐘曉緋，朱達，盧強,等.超聲造影監(jiān)測兒童及嬰幼兒體外循環(huán)下腎臟微循環(huán)灌注的初探[J].四川大學學報:醫(yī)學版，2013，44(4):646- 650.

[28] RAO A R,GRAY R,MAYER E,et al.Occlusion angiography using intraoperative contrast- enhanced ultrasound scan (CEUS):a novel technique demonstrating segmental renal blood supply to assist zero- ischaemia robot- assisted partial nephrectomy[J].Eur Urol,2013,63(5):913- 919.

[29] ALENEZI A N,KARIM O.Role of intra- operative contrast- enhanced ultrasound (CEUS) in robotic- assisted nephron- sparing surgery[J].J Robot Surg,2015,9(1):1- 10.

[30] 劉海芳,馮一星,勇強,等.超聲造影定量評價腎動脈狹窄支架置入術(shù)前術(shù)后實質(zhì)血流灌注的研究[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2014,30(10):908- 910.

[31] CHEN H,WANG L,XING B Z,et al.Ischemic postconditioning attenuates inflammation in rats following renal ischemia and reperfusion injury[J].Exp Ther Med,2015,10(2):513- 518.

[32] GE Y Z,WU R,XIN H,et al.Effects of ischemic preconditioning on the systemic and renal hemodynamic changes in renal ischemia reperfusion injury[J].Int J Clin Exp Pathol,2015,8(2):1128- 1140.

[33] 葉帆，李明星，羅志建,等.超聲造影監(jiān)測缺血再灌注損傷兔腎皮質(zhì)血流動力學改變的實驗研究[J].中國臨床醫(yī)學影像雜志，2015,26(6):413- 416.

[34] LI M,LUO Z,CHEN X,et al.Use of contrast- enhanced ultrasound to monitor rabbit renal ischemia- reperfusion injury and correlations between time- intensity curve parameters and renal ICAM- 1 expression[J].Clin Hemorheol Microcirc,2015,59(2):123- 131.

(本文編輯：周蘭波)

2016- 07- 14

2016- 12- 08

侯超(1991-)，女，四川樂山人，在讀碩士研究生。E- mail:764817013@qq.com

李明星 E- mail:lmx526@sina.com

侯超,李明星.超聲造影評價急性腎損傷患者腎血流灌注的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].東南大學學報:醫(yī)學版,2017,36(2):290- 293.

R445.1; R692

A

1671- 6264(2017)02- 0290- 04

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.02.032