聲輻射力脈沖成像評(píng)價(jià)腎缺血再灌注損傷的實(shí)驗(yàn)研究

崔佩佩，董　磊

目前，腎移植已經(jīng)是當(dāng)今臨床上治療慢性腎衰竭及各種終末期腎病的有效治療手段，也可能是最終唯一的有效治療手段［1］。但在腎移植過程中，腎缺血再灌注損傷是影響移植腎早期功能恢復(fù)的主要因素，并且是當(dāng)今腎移植術(shù)中難以避免的難題［2］。如何早期、及時(shí)有效、無創(chuàng)地檢測(cè)腎缺血再灌注損傷的程度一直是臨床工作中研究的熱點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)通過建立兔腎缺血再灌注損傷模型，旨在探討聲輻射力脈沖成像（ARFI）技術(shù)評(píng)估并監(jiān)測(cè)腎缺血再灌注損傷程度的可行性及應(yīng)用價(jià)值。

1　材料與方法

1.1動(dòng)物分組選擇健康成年新西蘭兔20只，雌雄不限，體質(zhì)量2．5～3 kg。由濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，動(dòng)物許可證號(hào)為SCXK （魯）2013－0012。按隨機(jī)數(shù)字表法將新西蘭兔分成2組：對(duì)照組（C組）、腎缺血再灌注損傷組（I/R組），每組各10只。

1.2腎缺血再灌注損傷模型的建立經(jīng)新西蘭兔耳緣靜脈建立靜脈通道，靜脈注射10%水合氯醛2 ml/kg進(jìn)行麻醉。取俯臥位固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，雙側(cè)腰背部備皮，消毒、鋪無菌洞巾，行雙側(cè)腰背部正中旁切口，鈍性分離腎周圍組織，暴露腎臟。結(jié)扎右腎門，切除右腎。用鈦夾夾閉左側(cè)腎門，觀察左腎顏色由鮮紅變暗紅，表明腎缺血成功［3］。60 min后松開鈦夾，觀察左腎顏色由暗紅變鮮紅，表示再灌注成功。術(shù)后自由飲水進(jìn)食。

1.3檢查

1.3.1ARFI測(cè)量于左腎區(qū)縱切面掃查兔腎臟，移動(dòng)探頭至圖像能顯示腎切面，固定探頭，開啟超聲診斷儀中ARFI功能。ARFI取樣框置取樣框置于左腎中部的實(shí)質(zhì)內(nèi)（包括腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)），分別于腎門阻斷前、 再灌注 0 h、1 h、6 h、12 h、24 h 各時(shí)間點(diǎn)獲取該處腎實(shí)質(zhì)剪切波速度（shear wave velocity，SWV）。同一部位重復(fù)測(cè)量3次，取平均值。以上檢查皆由兩位資歷較高的超聲科醫(yī)師一同完成。

1.3.2生化檢查分別于腎門阻斷前、再灌注0 h、1 h、6 h、12 h、24 h 各時(shí)間點(diǎn)經(jīng)頸外靜脈采血約 2 ml，采用1800型全自動(dòng)生化分析儀（貝克曼庫爾特，美國(guó)）測(cè)定血肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）值，評(píng)價(jià)腎損傷程度。

1.3.3病理檢查分別于腎門阻斷前、再灌注0 h、1 h、6 h、12 h、24 h 各時(shí)間點(diǎn)用 16G 穿刺針取腎組織，所取腎組織迅速用10%中性甲醛溶液進(jìn)行固定，石蠟包埋染色后由同一病理科醫(yī)師觀察病理改變，評(píng)價(jià)其腎損傷和壞死程度。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析使用SPSS 17．0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以x±s表示，組內(nèi)、組間參數(shù)采用單因素方差分析和配對(duì)t檢驗(yàn)，各組腎實(shí)質(zhì)SWV值與Scr、BUN變化關(guān)系采用Pearson直線相關(guān)分析。P＜0．05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1腎實(shí)質(zhì)SWV值測(cè)量結(jié)果腎缺血再灌注損傷組（I/R組）與對(duì)照組（C組）組間比較，在腎門阻斷前、再灌注0 h、再灌注1 h實(shí)驗(yàn)各組間兔腎實(shí)質(zhì)SWV 值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）；再灌注 6 h、12 h、24 h腎缺血再灌注損傷組（I/R組）腎實(shí)質(zhì)SWV值逐漸增高，呈遞增趨勢(shì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。 見表 1。

2.2血肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）檢測(cè)結(jié)果兩組比較，腎門阻斷前、再灌注0 h、再灌注1 h實(shí)驗(yàn)各組間兔腎 Scr、BUN 值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）；6 h后，I/R組隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，Scr和BUN水平顯著升高差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。見表 2。

2.3腎實(shí)質(zhì)SWV值變化與Scr、BUN測(cè)值變化的相關(guān)性分析I/R組腎實(shí)質(zhì)SWV值與血清Scr、BUN 呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0．05）。 見圖 1、圖 2。

2.4病理學(xué)檢查結(jié)果對(duì)照組兔腎小球、腎小管和間質(zhì)無異常改變。I/R組，再灌注1 h腎小球、腎小管和間質(zhì)結(jié)構(gòu)基本正常，沒有發(fā)現(xiàn)明顯異常改變；而隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)腎臟呈現(xiàn)不同程度的病理改變；再灌注6 h，腎小管上皮細(xì)胞腫脹、氣球樣變性；再灌注24 h，腎實(shí)質(zhì)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，腎小球淤血嚴(yán)重，腎小管上皮細(xì)胞氣球樣變性加重、空泡變大并壞死，管腔狹窄，腎間質(zhì)充血、水腫，可見廣泛的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。

表 1　兩組不同時(shí)點(diǎn) SWV 值（m/s，x±s，n＝10）

表 2　兩組不同時(shí)點(diǎn) Scr、BUN 值（x±s，n＝10）

圖 1　Scr與ARFI相關(guān)性示意圖

圖 2　BUN與ARFI相關(guān)性示意圖

3　討論

隨著超聲診斷技術(shù)的發(fā)展，聲輻射力脈沖成像（ARFI）技術(shù)日益受到超聲醫(yī)師及臨床醫(yī)師的重視，ARFI可以數(shù)字量化的形式表現(xiàn)組織的彈性程度，進(jìn)而從一個(gè)新的層面、非侵入性地獲取組織的彈性資料，結(jié)合傳統(tǒng)的超聲檢查，測(cè)定目標(biāo)區(qū)域內(nèi)組織的彈性度［4，5］。

腎實(shí)質(zhì)由皮質(zhì)和髓質(zhì)構(gòu)成［6］。皮質(zhì)位于表層，主要由腎小體和腎小管組成，腎小體由腎小球和腎小囊組成，腎小球是位于入球小動(dòng)脈和出球小動(dòng)脈之間的一團(tuán)彼此之間分支又再吻合的毛細(xì)血管，而腎小囊分為臟層和壁層，其臟層和腎小球毛細(xì)血管共同構(gòu)成濾過膜，壁層則延續(xù)至腎小管，由此可見，腎皮質(zhì)富含大量的血管結(jié)構(gòu)，而髓質(zhì)位于皮質(zhì)的深層，血管少而小管道多［7，8］。

該研究中，與對(duì)照組（C組）組間比較及腎門阻斷前、再灌注0 h、1 h實(shí)驗(yàn)各組間兔腎實(shí)質(zhì)SWV值比較，變化不大，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05）。 腎缺血再灌注損傷組（I/R組），腎門阻斷后隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，再灌注6 h、12 h、24 h腎實(shí)質(zhì)SWV值逐漸增高，呈升高趨勢(shì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。病理組織學(xué)方面，對(duì)照組兔腎小球、腎小管以及腎間質(zhì)無明顯異常改變。I/R組，腎缺血再灌注1 h腎小球、腎小管和間質(zhì)結(jié)構(gòu)基本正常，沒有發(fā)現(xiàn)明顯異常改變，腎實(shí)質(zhì)彈性變化量未達(dá)到一個(gè)質(zhì)變；而隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，廣泛浸潤(rùn)的炎癥細(xì)胞可以加重腎小管損傷［9，10］。再灌注 6 h腎小管上皮細(xì)胞水腫、氣球樣變性，與此時(shí)刻相應(yīng)的腎實(shí)質(zhì)SWV值較對(duì)照組明顯增大；再灌注24 h，腎實(shí)質(zhì)組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，腎小球淤血嚴(yán)重，腎小管上皮細(xì)胞氣球樣變性加重、空泡變大并凝固性壞死脫落，管腔狹窄，腎間質(zhì)充血、水腫，可見廣泛的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)。腎組織間質(zhì)水腫及腎血管腫脹充血導(dǎo)致間質(zhì)成分增加，腎實(shí)質(zhì)萎縮，腎組織致密性增加，彈性減小，硬度增大［11，12］。

腎小球?yàn)V過率（GFR）作為評(píng)價(jià)腎功能的一個(gè)最為重要的指標(biāo)，可客觀地反映腎功能的損傷程度。目前臨床上多采用Scr、BUN等指標(biāo)來間接評(píng)估腎小球?yàn)V過率，進(jìn)而評(píng)估腎功能損傷程度。在再灌注1 h時(shí)I/R組與對(duì)照組（C組）比較，腎Scr和BUN無明顯變化，分析原因可能是由于腎臟損傷程度較輕及其本身強(qiáng)大的代償能力所致。隨著再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，多發(fā)腎小球皺縮，腎小管上皮細(xì)胞壞死、間質(zhì)水腫、充血，損傷程度超出腎臟代償范圍，出現(xiàn)Scr和BUN逐漸增高。

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示：隨著腎臟再灌注時(shí)間的延長(zhǎng)，腎實(shí)質(zhì)SWV值逐漸增大，并且與Scr、BUN遞增趨勢(shì)一致，呈正相關(guān)，因此，ARFI技術(shù)能夠無創(chuàng)、定量監(jiān)測(cè)兔腎缺血再灌注損傷的腎組織彈性變化，客觀反映腎臟受損程度。

腎臟血流豐富，對(duì)缺血再灌注十分敏感［13］。在腎移植過程中缺血再灌注損傷表現(xiàn)尤為突出，它不僅影響患者腎功能的恢復(fù)，而且直接關(guān)系到移植腎的成功率。因此早期診斷腎IRI并進(jìn)行干預(yù)，可以避免腎IRI對(duì)腎功能造成的損傷。ARFI技術(shù)可以早期、無創(chuàng)、高效的診斷腎缺血再灌注損傷，值得在臨床中推廣。