林 倩，唐 杰

解放軍總醫(yī)院 超聲科，北京 100853

超聲評價(jià)創(chuàng)傷危重患者腎血流灌注的應(yīng)用進(jìn)展

林 倩，唐 杰

解放軍總醫(yī)院 超聲科，北京 100853

腎是創(chuàng)傷危重患者最易受損的重要臟器之一，急性腎功能損害(acute kideney injury，AKI)的發(fā)生率及死亡率高。及時預(yù)測AKI發(fā)生的能力在監(jiān)測病情進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。其中，評估腎血流灌注變化對于AKI早期診斷和保護(hù)腎功能具有重要的臨床意義。本文就超聲檢查在創(chuàng)傷危重患者腎血流灌注變化中的研究進(jìn)展作一概述。

急性腎損傷；血流灌注；超聲；重癥監(jiān)護(hù)

腎是創(chuàng)傷危重患者最易受損的重要器官之一，急性腎功能損害(acute kideney injury，AKI)的發(fā)生率高達(dá)35%，可能成為導(dǎo)致死亡的唯一危險(xiǎn)因素[1-4]。因此，預(yù)測AKI發(fā)生的能力在監(jiān)測病情進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用。臨床上，常以尿量作為重要監(jiān)測指標(biāo)，但是，因?yàn)榇鷥敊C(jī)制的存在，尿量在病程早期表現(xiàn)相對遲鈍和不敏感[1-3]。此外，相關(guān)腎功能研究中，實(shí)驗(yàn)室檢查腎功能的指標(biāo)多局限在肌酐清除率、血肌酐的水平，尚不能代表腎損害的早期狀況[5-6]。研究表明，腎血流動力學(xué)的改變早于腎的病理變化，并在一定程度上代表腎損害的程度[7]。及時評估腎血流灌注變化對于AKI早期診斷和保護(hù)腎功能具有重要的臨床意義。

影像學(xué)檢查是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)進(jìn)展的重要內(nèi)容，大大拓寬了人們對疾病認(rèn)識的深度和廣度。與常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查相比，影像學(xué)檢查空間和時間分辨力更高，不僅顯示解剖結(jié)構(gòu)，還能提供功能學(xué)信息。近年來，國內(nèi)外學(xué)者嘗試通過超聲造影、CT或MRI增強(qiáng)掃描技術(shù)研究臟器血流灌注與器官功能之間的關(guān)系。超聲作為一種簡便、實(shí)時、無創(chuàng)、無輻射、可重復(fù)的影像學(xué)檢查，更適于評價(jià)創(chuàng)傷危重患者的腎血流灌注，憑借自身技術(shù)的不斷發(fā)展完善，對腎血流灌注的研究也逐漸從定性走向定量，診斷水平大大提升，現(xiàn)綜述如下。

1 彩色多普勒超聲腎檢查

1.1 技術(shù)及理論依據(jù) 主腎動脈起自腹主動脈側(cè)壁，經(jīng)腎門入腎后分為數(shù)支葉間動脈，在腎柱內(nèi)上行至皮質(zhì)與髓質(zhì)交界處，橫行分支為弓形動脈。弓形動脈分出若干小葉間動脈，呈放射狀走行于皮質(zhì)迷路內(nèi)。腎血流速度可以直接反映腎血管充盈度和血供情況，腎血管阻力指數(shù)與血管彈性和腎間質(zhì)改變有關(guān)，能反映血管彈性和腎血管床阻力情況。腎內(nèi)血管阻力增加是早期腎功能受損的基礎(chǔ)[7]。目前，彩色多普勒超聲(color doppler flow imaging，CDFI)結(jié)合脈沖多普勒超聲(pulsed wave doppler，PW)最常用于評估腎血流灌注情況。通過測量腎動脈收縮期峰值血流速度(Vmax)、舒張末期血流速度(Vmin)、阻力指數(shù)(resistance index，RI)、搏動指數(shù)(pulse index，PI)，間接反應(yīng)腎實(shí)質(zhì)的血流灌注情況。其中，最常應(yīng)用的監(jiān)測指標(biāo)是各級腎動脈的RI，它反映了動脈某一橫斷面的順應(yīng)性和血流彈性阻力，是對腎實(shí)質(zhì)損害程度的客觀定量評價(jià)[8]。動物和臨床研究均表明，應(yīng)用CDFI技術(shù)測量RI值，是一種簡單、迅速、無創(chuàng)和重復(fù)性強(qiáng)的方法，適合作為創(chuàng)傷危重患者發(fā)生AKI的危險(xiǎn)評估工具，進(jìn)而提供休克時調(diào)整血流動力學(xué)變化的策略[7-8]。

正常成人腎RI值為0.6，上限為0.7，測量腎葉間-弓形動脈的RI值會取得更為一致的結(jié)果參數(shù)[8]。

1.2 實(shí)驗(yàn)研究與臨床應(yīng)用 腎血管急劇收縮是AKI發(fā)生的重要病理生理因素，Platt等應(yīng)用RI值監(jiān)測梗阻性腎損傷，提出RI≥0.7即可診斷急性梗阻性腎損傷，并早于腎盂腎盞擴(kuò)張的發(fā)生。Clancy等[9]通過研究持續(xù)性失血的動物模型，發(fā)現(xiàn)主腎動脈、腎葉間動脈及弓形動脈的RI都明顯增加。其中，4只實(shí)驗(yàn)豬平均動脈壓降至26 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)時，腎皮質(zhì)區(qū)多普勒彩色血流信號消失?；剌斞杭捌胶庖汉?，僅腎葉間動脈RI值顯著不同于基礎(chǔ)值。國內(nèi)楊紅等[10]應(yīng)用超聲監(jiān)測大鼠失血性休克及再灌注過程中腎血流動力學(xué)的改變，分別于大鼠失血性休克前、后及再灌注24 h內(nèi)行常規(guī)二維及CDFI檢查，發(fā)現(xiàn)休克期大鼠腎實(shí)質(zhì)回聲無明顯改變，休克及再灌注過程腎體積及實(shí)質(zhì)厚度無顯著改變，提示常規(guī)二維超聲監(jiān)測大鼠休克過程意義不大。應(yīng)用CDFI檢查后發(fā)現(xiàn)，休克期腎臟各級動脈Vmax、Vmin均下降，其中以Vmin下降最明顯(P＜0.01)，此時病理顯示腎細(xì)胞損害，但腎生化指標(biāo)并未發(fā)生顯著改變，表明CDFI檢查能夠較早提示腎損害。再灌注后，大鼠腎內(nèi)血流信號較休克時明顯增多，皮質(zhì)區(qū)可探及血流信號，提示再灌注后，心輸出量增加，腎血流灌注增多。Corradi等[11]對急診收住的52名多發(fā)創(chuàng)傷患者進(jìn)行監(jiān)測，記錄RI值、血紅蛋白、標(biāo)準(zhǔn)堿剩余、乳酸、收縮壓、pH、心率和下腔靜脈內(nèi)徑值預(yù)測失血性休克的發(fā)生?；貧w分析得出，創(chuàng)傷患者腎皮質(zhì)血流重新分配是對隱匿性出血的早期響應(yīng)。作為一種非侵入性診斷方法，超聲測定RI＞0.7時即可預(yù)測失血性休克的發(fā)生。

此外，臨床上還需進(jìn)一步區(qū)分功能性AKI和器質(zhì)性AKI。功能性AKI源于腎血流灌注減少，迅速可逆；器質(zhì)性AKI源于腎結(jié)構(gòu)損傷，并進(jìn)一步發(fā)展為腎功能不全。假設(shè)，病理生理進(jìn)程是從短暫可逆的功能性AKI最終發(fā)展至持續(xù)的器質(zhì)性AKI。單純尿液檢驗(yàn)并不能區(qū)分開兩者[12]。許多檢測AKI的新型生物學(xué)標(biāo)記物，如C反應(yīng)蛋白，白介素18，腎損傷因子1等可以提高兩者的鑒定正確率。實(shí)驗(yàn)室及臨床研究提示，取得RI值可以輔助預(yù)測AKI的發(fā)生[13]。可逆性AKI實(shí)驗(yàn)兔模型顯示，在AKI發(fā)生、發(fā)展及恢復(fù)期的變化中，RI值增高早于血清肌酐的變化[14]。Platt等[15]在91名AKI患者中測得，持續(xù)AKI患者平均RI值顯著高于短暫AKI患者(0.67±0.09 vs 0.74±0.13，respectively； P＜0.01)。Darmon等[13]觀察51名內(nèi)科重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)患者，35人發(fā)生了AKI。通過測量非AKI組、短暫AKI和持續(xù)AKI組的RI值，發(fā)現(xiàn)相比尿量監(jiān)測，RI值能夠更好地診斷持續(xù)AKI，并得出結(jié)論：臨床重癥患者，通過CDFI檢查，測量RI值可以預(yù)測可逆性AKI。Corradi等[11]推薦，腎RI值作為多發(fā)性創(chuàng)傷出血患者重要的監(jiān)測指標(biāo)。

但是CDFI受聲束與血流方向夾角的影響，顯示細(xì)小、低流速血管的敏感性較低，對深部組織的血流也不敏感；PW測量流速時角度依賴性大，單純RI值尚不能做到全面評價(jià)整體腎實(shí)質(zhì)灌注，尤其是對腎皮質(zhì)血流的評估不足。此外，RI值的測量同樣受到取樣容積和患者體位的影響[16]?；颊咦陨砑不?，如動脈粥樣硬化、糖尿病腎病、原發(fā)性高血壓、慢性腎損傷等均能影響RI值的變化[17]。

2 能量多普勒超聲腎檢查

2.1 技術(shù)及理論依據(jù) 能量多普勒超聲(power doppler ultrasound，PDUS)檢查是以血流中的紅細(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，該能量的大小與產(chǎn)生多普勒頻移的紅細(xì)胞數(shù)目關(guān)系密切，在檢測低速血流時可通過調(diào)節(jié)閾值實(shí)現(xiàn)，目前可檢測出內(nèi)徑約0.2 mm細(xì)小血管的低速血流。并可以通過計(jì)算機(jī)軟件測算出血流分布的彩色像素面積(CPA)、彩色亮度值(CV)及血管指數(shù)(VI)等。2.2 實(shí)驗(yàn)研究與臨床應(yīng)用 1994年Bude等[18]首次正式報(bào)道應(yīng)用PDUS顯示腎血流灌注，其敏感度較CDFI高3 ～ 5倍，顯示最低血流速度的精確度可達(dá)μm/min，并且不受血流方向及血流與聲束夾角的影響，尤其有利于低能量、低流速及細(xì)小血流的檢測。Kuwa等[19]在豬腎血管閉塞和再灌注模型中嘗試應(yīng)用PDUS技術(shù)，通過測量腎皮質(zhì)血流的平均灰階強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)腎動脈閉塞時強(qiáng)度下降，再灌注后強(qiáng)度增強(qiáng)，腎皮質(zhì)血流與PDUS強(qiáng)度相關(guān)性好(r2=0.844)。Kuwa等[20]經(jīng)動物實(shí)驗(yàn)得出，應(yīng)用PDUS評估休克期及復(fù)蘇期腎皮質(zhì)微血管血流變化優(yōu)于尿量監(jiān)測。王建宏等[21]制作犬腎不同程度血流灌注模型，利用計(jì)算機(jī)定量分析得出腎灌注參數(shù)CPA和CV，發(fā)現(xiàn)CPA、CV均與腎動脈血流量呈線性正相關(guān)(r=0.99)。當(dāng)腎血流量減少50%和75%時，CPA明顯減少；CV則僅在血流減少75%時明顯下降。提示，PDUS對反映犬腎血流灌注的異常變化較為準(zhǔn)確。

但是PDUS顯示的是血流能量信息，并非速度信息，故不能直接顯示血流性質(zhì)和方向。同時，PDUS會受到彩色增益、彩色靈敏度、灰階增益及儀器輸出功率等條件的影響，如高頻探頭顯示的彩色像素面積較低頻探頭更大，當(dāng)彩色外溢時，VI值會高估血流灌注。此外，定量參數(shù)也存在局限性：1)量化指標(biāo)均基于血流顯示滿意時所得的腎超聲能量圖，所測得值為一個切面的瞬時值，但腎血流速度受心動周期影響較大，而且由于其只是平面顯像，亦無法準(zhǔn)確顯示器官整體的血流灌注情況；2)VI值僅代表感興趣區(qū)內(nèi)血管床的數(shù)量，而CPA僅代表血流充盈時最大范圍，CV大小僅與充盈滿意時所測得血液中紅細(xì)胞數(shù)量有關(guān)，均不能全面反映感興趣區(qū)內(nèi)腎血管血流的異常變化，更無法評估腎小血管的彈性病理改變。

3 超聲造影腎檢查

3.1 技術(shù)與理論依據(jù) 超聲造影(contrast enhanced ultrasound，CEUS)是近年來發(fā)展起來的一種評價(jià)微循環(huán)及組織灌注的新技術(shù)。不同于CT、MRI或同位素等造影劑，超聲造影劑微泡僅在血池循環(huán)，不滲入血管間質(zhì)也不被腎小球?yàn)V過和腎小管轉(zhuǎn)運(yùn)，其血流動力學(xué)與紅細(xì)胞相似，是理想的紅細(xì)胞示蹤劑，從而達(dá)到血管結(jié)構(gòu)可視化，檢測毛細(xì)血管水平的血液流動的目的[22]。腎豐富的血供及特殊的微血管分布模式為利用超聲造影評價(jià)腎血流灌注狀態(tài)提供了有利的條件。

造影增強(qiáng)信號隨著時間的改變可被描記為時間-強(qiáng)度曲線，通過分析曲線參數(shù)得到任意時間點(diǎn)和時間段內(nèi)的造影劑強(qiáng)度變化，得出相應(yīng)的灌注參數(shù)和圖像，以量化的方式接近真實(shí)地反映了腎血流灌注情況，從而對血流動力學(xué)改變作出評價(jià)，體現(xiàn)其功能成像的特征。

3.2 實(shí)驗(yàn)研究與臨床應(yīng)用 在腎移植、腎血管病變等方面，該技術(shù)均有大量的臨床應(yīng)用研究，但在休克方面，相關(guān)研究則以動物實(shí)驗(yàn)居多。Taylor等[23]采用超聲造影聯(lián)合能量多普勒對兔失血性低血壓狀態(tài)下腎實(shí)質(zhì)血流灌注變化進(jìn)行定量研究，結(jié)果顯示，在基礎(chǔ)血壓的70%、50%及40%狀態(tài)時，造影前由能量多普勒圖像取得的腎皮質(zhì)彩色像素值相比基礎(chǔ)狀態(tài)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.1)，造影后各低血壓狀態(tài)時的腎皮質(zhì)彩色像素值較基礎(chǔ)狀態(tài)降低(P＜0.000 1)，不同低血壓狀態(tài)下由彩色像素值的時間-強(qiáng)度曲線所測得的曲線下面積與經(jīng)放射性微球測得的腎皮質(zhì)血流量高度相關(guān)(r=0.86，P＜0.000 1)。George等制作兔動脈灌注壓下降模型，研究造影增強(qiáng)能量圖在評價(jià)腎灌注形態(tài)學(xué)方面的價(jià)值，結(jié)果顯示造影增強(qiáng)能量圖能夠直觀反映出外周腎皮質(zhì)血流灌注量隨著灌注壓遞減，并且隨著血壓的降低，檢測不到血流的皮質(zhì)部分厚度逐漸增厚。團(tuán)注聲學(xué)造影劑后，通過腎皮質(zhì)局部的時間-強(qiáng)度曲線變化，描繪局部組織動態(tài)增強(qiáng)過程。并且，通過遞進(jìn)性低血壓動物實(shí)驗(yàn)，顯示腎及局部的曲線下面積與其血流量密切正相關(guān)。Kishimoto等[24]則通過給急性腎衰竭患者外周靜脈注入Levovist，然后采用能量多普勒顯像觀察其腎皮質(zhì)血流灌注情況，并與造影前的灌注情況相對比，從而對患者預(yù)后作出判斷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎皮質(zhì)在造影前后均存在血流灌注的患者，大多數(shù)預(yù)后良好；而那些造影前腎皮質(zhì)無血流灌注，而僅在造影后顯示有灌注的患者，約有半數(shù)死亡。Granata等[25]回顧文獻(xiàn)后，對CEUS評估腎缺血的優(yōu)勢及意義予以肯定。Schneider等[26]認(rèn)為重癥監(jiān)護(hù)室中應(yīng)用CEUS可以定量評價(jià)AKI患者腎血流灌注變化，是極具應(yīng)用前景的監(jiān)測工具。

盡管應(yīng)用CEUS評價(jià)腎血流方面的報(bào)道眾多，但其仍處于初期階段，缺乏系統(tǒng)、全面闡述腎不同功能區(qū)域血流灌注的研究。尚需大量動物及臨床試驗(yàn)探索低血容量休克下腎血流灌注的規(guī)律。低血容量休克下患者的心動周期波動大，必然會影響腎血流灌注。雖然利用心動觸發(fā)模式可以減少這種影響，但仍會存在誤差。切實(shí)改進(jìn)動態(tài)序列圖像的準(zhǔn)確定位、灌注參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等問題，以期為臨床提供快速、可靠、直觀的定量方法。由于目前采集的超聲造影灌注參數(shù)仍是以二維為主，并不能全面反映腎整體的血流灌注狀態(tài)，因此隨著超聲造影定量技術(shù)的發(fā)展，三維血流灌注成像將具有更廣闊的應(yīng)用前景。

1 Moldawer LL. What’s New in Shock? February 2013［J］. Shock，2013， 39（2）：117-120.

2 Burri G， Trueb L， Marti C， et al. Emergency medicine： updates 2012［J］. Rev Med Suisse， 2013， 9（368）： 57-61.

3 Taillac P， Brocato C. Vital pathways： detect & treat symptoms

related to hemorrhagic shock［J］. JEMS， 2012， 37（10）： 64-70.4 Miller RD. Miller’s Anesthesia（2 Volume Set） ［M］. 6th ed.

Philadelphia ： Elsevier Health Sciences， 2004 ： 1777-1807.

5 Mayeur N， Minville V， Tack I. Hemorrhagic shock and acute kidney

injury model［J］. Anesthesiology， 2012， 117（5）： 1143-1144.

6 Rahman M， Shad F， Smith MC. Acute kidney injury： a guide to diagnosis and management［J］. Am Fam Physician， 2012， 86（7）：631-639.

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

8 Tublin ME， Bude RO， Platt JF. Review. The resistive index in renal Doppler sonography ： where do we stand?［J］. AJR Am J Roentgenol， 2003， 180（4）：885-892.

9 Clancy MJ， Alderman J， Case C， et al. The use of ultrasound in the non-invasive detection of changes in the renal circulation in response to blood loss using an animal model ［J］ . Resuscitation， 1995， 30（2）： 161-167.

10 楊紅，李智賢，李艷寧，等．超聲監(jiān)測大鼠失血性休克及再灌注過程腎血流動力學(xué)的研究［J］.中國超聲醫(yī)學(xué)雜志，2003，19（4）：13-16．

11 Corradi F， Brusasco C， Vezzani A， et al. Hemorrhagic shock in polytrauma patients： early detection with renal Doppler resistive index measurements［J］. Radiology， 2011， 260（1）：112-118.

12 Bagshaw SM， Langenberg C， Haase M， et al. Urinary biomarkers in septic acute kidney injury［J］. Intensive Care Med， 2007， 33（7）：1285-1296.

13 Darmon M， Schortgen F， Vargas F， et al. Diagnostic accuracy of Doppler renal resistive index for reversibility of acute kidney injury in critically ill patients［J］. Intensive Care Med， 2011， 37（1）： 68-76.

14 Yoon DY， Kim SH， Kim HD， et al. Doppler sonography in experimentally induced acute renal failure in rabbits. Resistive index versus serum creatinine levels［J］. Invest Radiol， 1995， 30（3）：168-172.

15 Platt JF， Rubin JM， Ellis JH. Acute renal failure： possible role of duplex Doppler US in distinction between acute prerenal failure and acute tubular necrosis［J］. Radiology， 1991， 179（2）： 419-423.

16 Lin ZY， Dai CY， Chang WY， et al. Influence of posture change on intrarenal arterial resistive index measurement［J］. Abdom Imaging， 2002， 27（6）： 626-628.

17 Derchi LE， Leoncini G， Parodi D， et al. Mild renal dysfunction and renal vascular resistance in primary hypertension［J］. Am J Hypertens， 2005， 18（7）： 966-971.

18 Bude RO， Rubin JM， Adler RS. Power versus conventional color Doppler sonography： comparison in the depiction of normal intrarenal vasculature［J］. Radiology， 1994， 192（3）： 777-780.

19 Kuwa T， Cancio LC， Sondeen JL， et al. Evaluation of renal cortical perfusion by noninvasive power Doppler ultrasound during vascular occlusion and reperfusion［J］. J Trauma， 2004， 56（3）： 618-624.

20 Kuwa T， Jordan BS， Cancio LC. Use of power Doppler ultrasound to monitor renal perfusion during burn shock［J］. Burns， 2006， 32（6）：706-713.

21 王建宏，錢蘊(yùn)秋，賀建國，等．能量多普勒顯像定量分析犬腎血流灌注的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國超聲醫(yī)學(xué)雜志，2001，17（6）：414-416．

22 Cosgrove D. Ultrasound contrast agents： an overview［J］. Eur J Radiol， 2006， 60（3）：324-330.

23 Taylor GA， Barnewolt CE， Adler BH， et al. Renal cortical ischemia in rabbits revealed by contrast-enhanced power Doppler sonography［J］. AJR Am J Roentgenol， 1998， 170（2）：417-422.

24 Kishimoto N， Mori Y， Nishiue T， et al. Renal blood flow measurement with contrast-enhanced harmonic ultrasonography：evaluation of dopamine-induced changes in renal cortical perfusion in humans［J］. Clin Nephrol， 2003， 59（6）：423-428.

25 Granata A， Floccari F， Logias F， et al. Contrast enhanced ultrasound in renal diseases［J］. G Ital Nefrol， 2012， 29（Suppl 57）：S25-S35.

26 Schneider A， Johnson L， Goodwin M， et al. Bench-to-bedside review： contrast enhanced ultrasonography--a promising technique to assess renal perfusion in the ICU［J］. Crit Care， 2011， 15（3）：157.

Application of ultrasonography in assessment of renal perfusion in critical trauma patients

LIN Qian, TANG Jie
Department of Ultrasonography, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

TANG Jie. Email: txiner@vip.sina.com

Kidney is one of the most frequently injured organs in critical trauma patients. The incidence and mortality of acute kidney injury (AKI) remain high. The ability to predict the occurrence of AKI plays an important role in monitoring its progression.Assessment of renal perfusion is of great clinical significance in early diagnosis of AKI and protection of renal function. Following is a review of the application of ultrasonography in assessment of renal perfusion in critical trauma patients.

acute kidney injury; renal perfusion; ultrasound; intensive care

R 445.1

A

2095-5227(2014)04-0392-03

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.04.025

時間：2014-01-10 10:24 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20140110.1024.001.html

2013-02-07

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81071279)

Supported by National Natural Science Foundation of China(81071279)作者簡介：林倩，女，在讀博士，主治醫(yī)師。研究方向：超聲醫(yī)學(xué)。Email: lq786130@sina.com

唐杰，男，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師。Email: txiner@vip.sina.com