重癥超聲對急性腎損傷評估的技術(shù)進(jìn)展

于偉鳳，王梅，邱占軍，劉繼法

(1.山東中醫(yī)藥大學(xué)，濟(jì)南 250011； 2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院急診&重癥醫(yī)學(xué)科，濟(jì)南 250011)

成人急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)是一組由各種原因所致的腎臟結(jié)構(gòu)和功能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生改變的臨床綜合征，表現(xiàn)為腎小球?yàn)V過率突然或持續(xù)性下降以及尿素和其他代謝產(chǎn)物在血液中蓄積而出現(xiàn)的臨床綜合征[1]。我國住院患者AKI流行病學(xué)調(diào)查顯示，社區(qū)獲得性AKI和醫(yī)院獲得性AKI的發(fā)病率分別為2.5%和9.1%，總體發(fā)病率為11.6%，AKI的發(fā)生增加了醫(yī)療資源的消耗[2]。AKI與慢性腎臟病的后續(xù)發(fā)展顯著相關(guān)，即使是輕度和可逆的AKI也會導(dǎo)致腎組織的持續(xù)損傷，而嚴(yán)重的AKI會導(dǎo)致腎功能的不可逆下降，從而增加死亡風(fēng)險(xiǎn)[3]。AKI導(dǎo)致的慢性腎臟病和終末期腎病對患者的影響以及給社會造成的負(fù)擔(dān)正在引起越來越多的關(guān)注。有證據(jù)表明，AKI的管理存在顯著差異，很大程度上是由于缺乏早期預(yù)防、診斷和干預(yù)的標(biāo)準(zhǔn)[4]。研究發(fā)現(xiàn)，早期腎臟替代治療(renal replacement therapy，RRT)與延遲啟動RRT相比，可降低患有AKI的危重患者前90 d的病死率[5]。重癥超聲在AKI的早期診斷、腎臟灌注評估、RRT指導(dǎo)方面展示了獨(dú)特的優(yōu)勢?，F(xiàn)就近年來重癥超聲在AKI評估中的技術(shù)發(fā)展予以綜述。

1 重癥超聲技術(shù)的起源與發(fā)展

20世紀(jì)70年代，超聲的床旁、可視、便捷和一些特殊評價(jià)監(jiān)測功能，快速被臨床醫(yī)師認(rèn)知并掌握應(yīng)用；到80年代中期，一些重癥監(jiān)護(hù)病房(intensive care unit，ICU)醫(yī)師開始拓展應(yīng)用心臟超聲對血流動力學(xué)進(jìn)行全面而詳盡的評估；隨后，肺臟超聲開始在ICU常規(guī)應(yīng)用，重癥超聲技術(shù)迅速在世界范圍內(nèi)傳播；2008年，劉大為將重癥超聲引進(jìn)中國，作為一個(gè)可于床旁實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大的影像學(xué)工具，廣泛應(yīng)用于心臟、血流動力學(xué)、肺臟、神經(jīng)阻滯、顱內(nèi)壓監(jiān)測、心肺復(fù)蘇、復(fù)合外傷、災(zāi)難救援等領(lǐng)域，顯著提高了對危重癥患者的救治水平，成為急診ICU專業(yè)醫(yī)師不可或缺的臨床技能之一[6]。重癥超聲作為臨床檢查的有效手段，在指導(dǎo)床邊臨床決策方面具有重要的推廣價(jià)值[7]。通過超聲報(bào)告軟件收集的加拿大和美國3所大學(xué)醫(yī)院的6個(gè)多學(xué)科的ICU超聲檢查結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，對968例患者進(jìn)行的1 250次超聲檢查導(dǎo)致302例(24.9%)診斷發(fā)生變化，534例治療發(fā)生變化，因此床旁重癥超聲一旦成為重癥醫(yī)師的臨床工具，必將優(yōu)化重癥患者的監(jiān)護(hù)與治療[8]。重癥超聲正在徹底改變急診室休克前期和心搏驟停高?；颊叩墓芾恚稍诖策厧椭R床醫(yī)師迅速明確或排除危及生命的診斷，如左心室衰竭、右心室衰竭、肺栓塞引起的右心室擴(kuò)張等。重癥超聲在急診室的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，其先進(jìn)的應(yīng)用包括瓣膜評估、舒張功能障礙和局部室壁運(yùn)動異常以及床旁經(jīng)食管超聲檢查[9]。重癥超聲是評價(jià)循環(huán)性休克患者床邊情況的首選方法。正是ICU醫(yī)師最早發(fā)現(xiàn)了重癥超聲在循環(huán)衰竭患者診療過程中的應(yīng)用價(jià)值，因此重癥超聲可快速對心臟在解剖和功能方面做出評估，這種無創(chuàng)血流動力學(xué)的評估可以為了解患者血流動力學(xué)不穩(wěn)定的機(jī)制提供重要的數(shù)據(jù)[10]。

2 重癥超聲在AKI領(lǐng)域的應(yīng)用及進(jìn)展

2.1重癥超聲對AKI的病因診斷 重癥超聲可快速明確或排除AKI的腎后性因素(如腎盂積水、輸尿管梗阻、膀胱潴留、前列腺增生)，常表現(xiàn)為雙腎增大伴中、重度積水，腎實(shí)質(zhì)變薄，腎錐體消失或基本消失[11]，使醫(yī)師能夠在第一時(shí)間于床旁做出準(zhǔn)確診斷，指導(dǎo)治療。在評估腎前性因素方面，重癥超聲可通過檢測容量指標(biāo)(如下腔靜脈內(nèi)徑、左心室舒張末期容積)和心臟功能指標(biāo)(如速度時(shí)間積分、射血分?jǐn)?shù)、二尖瓣環(huán)位移指數(shù))，對導(dǎo)致AKI的腎前性因素(如血容量不足)做出評估[12]。重癥超聲提供的解剖形態(tài)學(xué)特征有助于鑒別急、慢性腎損害，AKI可表現(xiàn)為腎臟體積不同程度增大，腎皮質(zhì)回聲增強(qiáng)、增厚，皮髓分界清(皮質(zhì)疾病)或腎錐體腫大呈圓球形，回聲極低(髓質(zhì)疾病)；而慢性腎臟損害急性加重導(dǎo)致的AKI可表現(xiàn)為腎臟體積縮小，長徑與寬徑顯著減少，皮質(zhì)回聲增強(qiáng)，皮髓質(zhì)界限不清，正常腎臟結(jié)構(gòu)消失[11]。

2.2腎阻力指數(shù)(renal resistive index，RRI)監(jiān)測技術(shù) RRI是通過重癥超聲監(jiān)測腎內(nèi)動脈的血流波型，再由公式RRI=收縮期峰速-舒張末期血流速度/收縮期峰速得出，一般認(rèn)為RRI的正常范圍為0.55～0.7[13]。休克時(shí)的微循環(huán)和大血管的血流動力學(xué)障礙導(dǎo)致AKI，常規(guī)的循環(huán)監(jiān)測以大循環(huán)為主，而重癥超聲測量的RRI可用于評價(jià)腎臟微循環(huán)。一項(xiàng)針對92例休克患者的研究發(fā)現(xiàn)，在單變量回歸分析中，高RRI值與高齡、急性生理學(xué)與慢性健康狀況Ⅲ評分、乳酸、血管升壓素劑量、脈壓指數(shù)、中心靜脈壓、液體平衡以及入院前低腎小球?yàn)V過率、平均動脈壓、肌酐清除率相關(guān)，休克患者的RRI較未發(fā)生休克患者高，系統(tǒng)循環(huán)的壓力指數(shù)和入院前的腎功能不全是高RRI值的獨(dú)立影響因素[14]。另有一項(xiàng)針對接受心臟外科手術(shù)患者的隊(duì)列研究顯示，術(shù)前RRI升高(RRI>0.7)的患者在心臟手術(shù)后發(fā)生AKI的風(fēng)險(xiǎn)增加(OR=2.95)，證實(shí)術(shù)前監(jiān)測RRI值對術(shù)后是否發(fā)生AKI具有較高的預(yù)測價(jià)值[15]。一項(xiàng)對99例ICU患者進(jìn)行的前瞻性隊(duì)列研究顯示，在第1周內(nèi)出現(xiàn)AKI的49例患者的RRI值高于未發(fā)生AKI患者[0.71(0.69～0.73)比0.65(0.63～0.68)]，而且在AKI 2期和3期的患者中，RRI值的差異更顯著，因此，入院時(shí)高RRI是AKI發(fā)生發(fā)展至2期或3期的重要預(yù)測因素[16]。趙鵬等[17]選取ICU收治的危重患者中確診為膿毒癥的150例患者作為觀察對象，根據(jù)改善全球腎臟病預(yù)后組織標(biāo)準(zhǔn)將患者分為4組(未發(fā)生AKI組、AKI 1期組、AKI 2期組和AKI 3期組)，分別測定RRI、血清胱抑素C、尿胱抑素 C與血清肌酐，對所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示，超聲測定可有效反映膿毒癥合并AKI患者的腎損害程度。對重癥感染患者的研究表明，超聲評價(jià)早期重癥全身性感染者是否合并AKI具有較高的準(zhǔn)確性，臨床應(yīng)用價(jià)值較高[18]。在大型骨科手術(shù)后，液體療法可降低疑似有AKI術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)的低血容量患者的RRI，RRI降低與較好的腎預(yù)后相關(guān)，但RRI值的變化與心排血量無關(guān)，提示RRI值的監(jiān)測可指導(dǎo)液體復(fù)蘇治療對腎臟的預(yù)后評估[19]。對嚴(yán)重多發(fā)傷合并失血性休克患者的調(diào)查研究指出，RRI可作為失血性休克液體復(fù)蘇的參考指標(biāo)，對液體復(fù)蘇后AKI具有良好的預(yù)測評估作用[20]。RRI升高可能是急性A型主動脈夾層修復(fù)后持續(xù)性AKI的預(yù)測因素，RRI≥0.725對持續(xù)性AKI的早期診斷具有高靈敏度和特異度，RRI的檢測有助于AKI患者的管理決策和改善預(yù)后[21]。Boddi等[22]對125例ICU期間出現(xiàn)AKI患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行多變量Logistic回歸分析顯示，RRI值與ICU死亡事件顯著相關(guān)，幸存者的RRI為0.77，非幸存者的RRI為0.85，RRI和腹腔高壓是AKI病死率的最強(qiáng)預(yù)測因子，同時(shí)，RRI也是持續(xù)性AKI的最強(qiáng)預(yù)測因子，且AKI診斷時(shí)的高RRI值與ICU病死率和ICU出院時(shí)的持續(xù)AKI密切相關(guān)。在接受心臟大手術(shù)的患者中，利用經(jīng)食管超聲測量腎竇和腎實(shí)質(zhì)的RRI值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，RRI的增加與AKI發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，但預(yù)測AKI發(fā)生的實(shí)用性有限[16]。

2.3增強(qiáng)超聲造影(contrast enhanced ultrasound，CEUS)技術(shù) CEUS是基于向體內(nèi)靜脈注射或滴入微泡制劑的一種動態(tài)成像技術(shù)，在每次檢查時(shí)，對感興趣的區(qū)域進(jìn)行連續(xù)的內(nèi)部測試，各階段進(jìn)行實(shí)時(shí)評估。與多普勒超聲相比，CEUS可以更好地評估微循環(huán)和腎臟灌注。腎功能不全是CT和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)增強(qiáng)掃描最常見的禁忌證，而相對于CT和MRI常用的造影劑，微泡造影劑的半衰期很短，約為5 min，允許在一個(gè)療程內(nèi)進(jìn)行多次注射[23]。微泡造影劑一般在進(jìn)入人體15 min內(nèi)通過肺的彌散功能排出體外，不通過肝腎代謝，對有慢性腎功能不全、透析、腎移植和腎切除病史的患者更加安全[24-25]?？紤]到潛在的腎毒性問題，即使在腎功能正常的情況下，臨床上也可能較少使用CT和MRI的造影劑，而CEUS可作為良好的替代選擇方式，具有廣闊的發(fā)展前景。此外，微泡造影劑不含碘，過敏反應(yīng)發(fā)生率極低，不使用電離輻射，相對便宜[26]，且作為一種實(shí)時(shí)的檢查方式，很少受到患者或呼吸運(yùn)動的影響。CT和MRI中的部分容積效應(yīng)在評估小病灶增強(qiáng)時(shí)會導(dǎo)致錯(cuò)誤，而CEUS具有更高的空間分辨率，不易出現(xiàn)部分體積偽影[25]。有研究發(fā)現(xiàn)，CEUS在描述囊壁和隔膜血管時(shí)較CT顯示出更高的敏感性，因此研究人員建議將CEUS作為評價(jià)有CT或MRI禁忌證患者病變風(fēng)險(xiǎn)的方式，若CEUS未檢測到病變信號，則患者可無需CT或MRI檢查，若CEUS檢測到病變信號，則可使用CT或MRI進(jìn)一步明確診斷[27]。由于CEUS對于病變增強(qiáng)信號的高靈敏度和高分辨率，可在其他方式無法確診的情況下檢測病變增強(qiáng)信號，因此可作為二級檢測方式，檢測未經(jīng)CT或MRI確診的病變[28]。

研究發(fā)現(xiàn)，腎血流灌注的改變在AKI病程中具有重要意義[29]。CEUS可以實(shí)時(shí)、無創(chuàng)和相對定量地評估腎微血管灌注[30]。Lima等[31]采用CEUS結(jié)合固定區(qū)域舌下微循環(huán)的測量方法進(jìn)行的前瞻性對照動物實(shí)驗(yàn)研究表明，CEUS能夠動態(tài)、無創(chuàng)地檢測缺血性AKI后的腎灌注損傷，CEUS顯示的灌注異?？梢栽缙陬A(yù)測AKI后的慢性腎病進(jìn)展。Harrois等[32]用CEUS測量感染性休克患者在入外科ICU最初3 d內(nèi)的腎皮質(zhì)灌注情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未發(fā)生AKI或感染性休克的對照組相比，發(fā)生嚴(yán)重AKI的感染性休克患者腎皮質(zhì)灌注顯著減少，腎皮質(zhì)微循環(huán)灌注與血流動力學(xué)的大血管參數(shù)無相關(guān)性。雖然CEUS已被用于提供關(guān)于皮質(zhì)灌注的信息，但由于大血管信號的干擾，外髓灌注不能被充分評估，且CEUS的特異性低于CT和MRI的特異性[28]。Fischer等[33]利用旁矢狀傳感器定位及高分辨率參數(shù)灌注圖檢測不同時(shí)期小鼠的腎臟微血管灌注變化，提供了對缺血再灌注損傷后腎臟微血管灌注隨時(shí)間推移發(fā)生的空間分布情況，可靠地證明了外髓的灌注變化；腎臟灌注圖顯示，缺血后外髓質(zhì)的灌注減少較皮質(zhì)或內(nèi)髓質(zhì)的灌注減少更為顯著。然而，目前還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)腎微血管灌注，仍然需要進(jìn)行更有說服力的臨床試驗(yàn)，以確定適合臨床評價(jià)的參數(shù)及正常范圍[34]。

2.4能量多普勒超聲(power Doppler ultrasound，PDUS)技術(shù) PDUS檢查以血流中的紅細(xì)胞能量反射為基礎(chǔ)，彩色信號的顏色和亮度代表多普勒信號的能量，而能量大小與產(chǎn)生多普勒頻移的紅細(xì)胞數(shù)目密切相關(guān)，通過調(diào)節(jié)閾值，可檢測出內(nèi)徑約0.2 mm細(xì)小血管的低速血流，并通過計(jì)算機(jī)軟件測算出血流分布的彩色像素面積、彩色亮度值等[34]。目前國內(nèi)外對于PDUS的研究較少，陳秀凱等[35]應(yīng)用PDUS監(jiān)測40例AKI患者的腎臟血流，對比不同組間AKI分期、AKI持續(xù)時(shí)間的差異，分析得出，AKI患者的年齡、急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分、血肌酐及腎臟PDUS評分(<3分)與死亡結(jié)局以及長期持續(xù)腎臟替代治療(>3 d)密切相關(guān)；PDUS可用于AKI患者的腎臟血流動力學(xué)監(jiān)測，并可根據(jù)PDUS評分評估AKI的嚴(yán)重程度和預(yù)后。對圍手術(shù)期重度妊娠期高血壓孕產(chǎn)婦的研究結(jié)果顯示，孕產(chǎn)婦在AKI發(fā)生前，RRI和PDUS等血流動力學(xué)參數(shù)會發(fā)生顯著變化，進(jìn)入ICU后12 h的平均PDUS評分<2可以作為AKI早期診斷的依據(jù)[36]。

有研究提出，RRI/PDUS相對于RRI和PDUS單一指標(biāo)，在入院后6 h內(nèi)對AKI 3期患者具有更高的預(yù)測價(jià)值，其受試者工作特征曲線下面積(area under curve，AUC)在診斷AKI 3期患者方面表現(xiàn)優(yōu)異(AUC=0.935，95%CI0.868～0.974)，最佳預(yù)測值為RRI/PDUS>0.37，靈敏度和特異度分別為90.5%和90.0%[37]。周德興等[38]對87例重癥感染患者的研究發(fā)現(xiàn)，AKI患者彩色多普勒超聲檢查中腎葉間動脈阻力指數(shù)、搏動指數(shù)均高于非AKI患者；兩組患者血肌酐水平比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；彩色多普勒超聲診斷重癥感染AKI的靈敏度和特異度均高于血肌酐(58.54%比87.18%、97.92%比83.93%)(P<0.05)；多普勒超聲檢查AUC為0.921 9，血肌酐為0.813 1。重癥感染患者采用彩色多普勒超聲進(jìn)行檢查，對AKI診斷的準(zhǔn)確率較高，靈敏度和特異度較好，臨床應(yīng)用價(jià)值較高。

3 小 結(jié)

腎臟自身的血流動力學(xué)相對于系統(tǒng)循環(huán)有其獨(dú)特性，AKI發(fā)生、發(fā)展的病理生理機(jī)制亟待深入研究。必須更好地了解系統(tǒng)、全腎和腎小球血流動力學(xué)之間的相互作用，包括腎小球-腎小管反饋的作用[39]。重癥超聲技術(shù)目前在AKI方面的應(yīng)用和發(fā)展離不開重癥醫(yī)學(xué)理念的更新和技術(shù)的進(jìn)步。在重癥超聲臨床與基礎(chǔ)科研的發(fā)展方向上，現(xiàn)代彩色多普勒技術(shù)的革新需要與數(shù)學(xué)信息等學(xué)科交叉融合，開發(fā)出一種綜合生理學(xué)的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)腎臟微血管系統(tǒng)可視化、所有腎單位的氧動力學(xué)以及線粒體功能監(jiān)測等，可能為腎臟對各種有害刺激的反應(yīng)提供分析，并對治療策略進(jìn)行評估，為更深入解釋臨床問題提供新的思路和方法。