2型糖尿病早期肾损害的彩色多普勒超声诊断研究

赵胜利,李秀芬,耿 喆

糖尿病肾病 (DN)是糖尿病最常见的并发症,是糖尿病患者的主要死亡原因之一。DN主要是肾脏的微小血管受累,其特征之一是患者一旦出现临床或实验室检查方面的异常,肾组织已具有明显的病理改变[1],包括肾小球结节性和弥漫性硬化,肾内微血管和中等大小动脉的硬化,肾动脉及其分支的硬化,弹性阻力的增加以及血管腔的闭塞,最终导致了肾的血流阻力增加[2]。因此,应该采取有效的早期诊断方法来诊断糖尿病早期肾脏病变,以免病情进展。本研究采用彩色多普勒超声检查 2型糖尿病患者和健康者的肾脏,比较其肾脏的大小及动脉血流动力学参数,以探讨超声检查判断 2型糖尿病早期肾脏损害的可行性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择 2006—2009年在我院确诊的 2型糖尿病患者 102例,均符合 2005年美国糖尿病协会公布的糖尿病诊断标准[3]。根据尿清蛋白排泄率 (UAER)将患者分为 3组:A组 (UAER＜20μg/min)35例,男 20例,女 15例;平均年龄 (43±16)岁。 B组 (UAER 20～200μg/min)33例,男 19例,女 14例;平均年龄 (47±18)岁。C组 (UAER＞200μg/min)34例,男 19例,女 15例;平均年龄 (50±16)岁。另选择同期在我院进行体检的健康者 32例为正常对照组(D组),其中男 17例,女 15例;平均年龄 (47±11)岁;无糖尿病及心、肺、肾、血管等疾病。

1.2 方法 (1)采用美国 E公司 Vivid7型彩色多普勒超声诊断仪,探头频率 3.5 MHz,先做二维超声检查,患者取侧卧位,探头置于腋中线与肋缘交界处做冠状切面,显示肾脏轮廓并测量其经过肾门的肾长径、前后径和左右径,然后用近似椭圆的方法计算肾脏体积,公式为:π/6×长径 ×前后径 ×左右径[4]。同时排除肾脏囊肿、肾积水等病变。(2)然后改用彩色多普勒血流显像,观察肾血管床血流灌注情况,进行血流分级。 (3)将取样容积置于距离肾门 1 cm处检测主肾动脉(MRA),在肾窦区寻找段动脉 (SRA),在肾椎体间寻找叶间动脉 (IRA)。用频谱多普勒分别获取 MRA、SRA、IRA的脉冲多普勒血流频谱。嘱患者屏住呼吸或等待呼吸间隙测多普勒血流频谱,当频谱轮廓显示清晰时,冻结图像,自动显示频谱血流参数,分别记录收缩期最大血流速度 (Vmax)、舒张末期最低血流速度 (Vmin)、阻力指数 (RI)及搏动指数 (PI),每一处测 3次,取平均值,最后各个参数均取双侧肾的平均值。

1.3 统计学方法 采用 SPSS 13.0统计学软件进行统计分析。计量资料以 (±s)表示,多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用 q检验。等级资料采用 Ridit分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组肾脏大小比较 二维超声检查显示,A、B、C、D组受检者的肾脏长径、左右径、前后径及体积比较,差异均有统计学意义 (P＜0.05);与 D组比较,A、B、C组患者的肾脏均增大,且呈渐进趋势 (见表 1)。

2.2 各组肾脏血流分布情况比较 彩色多普勒血流显像显示,D组 MRA、SRA及IRA均显示清楚,彩色血流信号从 MRA至SRA均可显示连续的血流信号,IRA显示细条状血流信号,且显示率高 (见图 1)。而糖尿病患者随着病情变化,SRA及IRA彩色血流信号分布呈逐渐减弱甚至消失的趋势,部分病例IRA难以显示 (见图 2～4)。肾脏内血流分级:A组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级血流分别有 19、16、0、0例;B组分别为 2、3、28、0例;C组分别为 0、4、12、18例;D组分别为 27、5、0、0例,4组间差异有统计学意义 (P＜0.05)。A组及 D组血流显像主要为Ⅰ级或Ⅱ级,B组主要为Ⅲ级,C组主要为Ⅳ级。

2.3 肾脏各级动脉血流动力学参数比较 频谱多普勒检测显示:(1)A组 MRA、SRA及 IRA的 Vmax、Vmin、 RI、 PI与D组比较,差异无统计学意义 (P＞0.05);(2)B组及 C组MRA、SRA及 IRA的 Vmax、Vmin均显著低于 A组及 D组,而 RI、PI则显著高于 A组及 D组,差异均有统计学意义 (P＜0.05);(3)C组 MRA、SRA的 Vmax与 B组比较,差异无统计学意义 (P＞0.05);但 IRA的 Vmax与 B组比较,差异有统计学意义 (P＜0.01);MRA、SRA及 IRA的 Vmin均显著低于 B组,而 RI、PI则显著高于 B组,差异有统计学意义(P＜0.05,见表 2)。

3 讨论

DN的发生是因为各种因素对肾脏微血管的损伤,因此DN的发展必然会在肾脏血流分布和动力学改变上体现,故探讨肾脏血流动力学改变对早期诊断 DN有实际意义。而彩色多普勒超声检查在显示肾脏血管血流动力学方面有着无法比拟的优越性,它可以无创地评价肾脏大小、血流分布情况及肾脏各动脉的血流动力学。正常情况下肾脏超声检查显示彩色血流丰富,分布均匀,色彩明亮,各级血管充填完整;还可以显示自 MRA、SRA、IRA、弓状动脉 (ARA)直到肾表面皮质内小叶间动脉,呈连续性树枝状彩色血流,为肾血管树充满型。本研究对健康者和糖尿病患者进行肾脏体积、彩色多普勒血流显像检查,发现随着 DN的病情进展,肾脏的体积呈渐进性增大,肾脏血流灌注减少,血流分级增加。正常肾动脉彩色血流信号分布连续完整,显示整个血管树,肾脏切面显示丰富的血流信号,彩色多普勒能量图 (CDFI)分级:Ⅰ级 27例,Ⅱ级 5例,无 Ⅲ、 Ⅳ级;A组CDFI显示肾动脉血流分布大致正常,切面显示丰富的动脉血流信号,Ⅰ级 19例,Ⅱ级 16例,无Ⅲ、Ⅳ级,随着肾脏损害的加重,CDFI显示肾内血流信号减少,MRA、SRA血流信号清晰可见,部分 IRA粗细不等,ARA部分血流信号减少,彩色多普勒血流呈非典型树枝状分布;B组Ⅰ级 2例,Ⅱ级 3例,Ⅲ级 28例,无Ⅳ级;C组 CDFI显示肾脏血流减少,MRA仍清晰显示,肾内动脉的粗细不等或变细,并可见肾内动脉突然变细或截断现象,部分 IRA彩色血流信号消失,CDFI分级:无Ⅰ级,Ⅱ级 4例,Ⅲ级 12例,Ⅳ级 18例。可见,随着 DN病情的发展,肾脏血管床的损害加重,肾脏血流灌注越少。

表 1 4组受检者肾脏大小比较 ±s)Table 1 The comparison of renal size in four groups

表 1 4组受检者肾脏大小比较 ±s)Table 1 The comparison of renal size in four groups

注:与 C组比较,*P＜0.05,☆P＜0.01;与 D组比较,△P＜0.01,▲P＜0.05

组别 例数 长径(mm)左右径(mm)前后径(mm)体积(cm3)A组 35 109±6*△ 58± 9* 49±6*△ 162±17☆△B组 33 110±6△ 60±10 50±7*△ 174±23☆△C组 34 113±8△ 64±10▲ 53±6△ 199±40△D组 32 102±5 57± 8 43±5 132± 7 F值.89 P值 0 0.0131 0 0 17.48 3.72 15.72 40

图 1 IRA正常血流频谱图Figure 1 The normal Doppler flow spectrum of IRA图 2 A组肾脏 IRA血流频谱图Figu re 2 The IRA Doppler flow spectrum of patients in group A图 3 B组肾脏 IRA血流频谱图Figure 3 The IRA Doppler flow spectrum ofpatients in group B图 4 C组肾脏 IRA血流频谱图Figure 4 The IRA Doppler flow spectrum ofpatients in group C

表 2 4组受检者各级动脉血流动力学参数比较 ±s)Table 2 The comparison of renal blood flow parameters in four groups

表 2 4组受检者各级动脉血流动力学参数比较 ±s)Table 2 The comparison of renal blood flow parameters in four groups

注:与 D组比较,*P＜0.05,☆P＜0.01;与A组比较,△P＜0.05,▲P＜0.01;与 B组比较,◇P＜0.05,◆P＜0.01

组别 例数 MRA Vmax(cm/s) Vmin(cm/s) RI PI SRA Vmax(cm/s) Vmin(cm/s) RI PI IRA Vmax(cm/s) Vmin(cm/s) RI PI A组 35 78±18 26±6 0.66±0.06 1.11±0.21 55±9 20±5 0.61±0.09 0.98±0.16 35±5 14.4±2.5 0.58±0.08 0.72±0.15 B组 33 69±15*△ 19±5☆▲ 0.73±0.07☆▲ 1.36±0.31☆▲ 49±10☆△ 15±4☆▲ 0.71±0.08☆▲ 1.18±0.28☆▲ 31±7☆▲ 9.9±2.2☆▲ 0.67±0.07☆▲ 0.94±0.22☆▲C组 34 62±16☆▲ 14±6☆▲◆ 0.81±0.08☆▲◆ 1.71±0.43☆▲◆ 42±8☆▲ 10±4☆▲◆ 0.79±0.05☆▲◆ 1.42±0.31☆▲◇ 24±9☆▲◆ 6.5±2.7☆▲◆ 0.75±0.08☆▲◆ 1.07±0.22☆▲◇D组 32 78±16 26±4 0.65±0.05 1.10±0.12 56±7 21±3 0.61±0.07 0.91±0.15 37±4 15.0±2.3 0.59±0.04 0.68±0.11 F值.65 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 7.64 40.50 42.33 32.40 19.02 51.69 641.63 31.53 25.69 90.95 43.61 34

大量研究显示,正常肾内动脉频谱表现为 Vmax和 Vmin高,尤其是 Vmin较高,RI较低,呈高速低阻血流。糖尿病患者在发病初期肾小球呈高滤过状态,肾血流量及肾小球滤过率增加,肾脏体积增大,而肾脏血管床仍保持低阻力状态,脉冲多普勒频谱显示正常特点:肾血管 RI、Vmax、Vm in亦与正常相似。当 DN进一步发展到微量清蛋白尿阶段,随着肾病高灌注状态的恶化,肾小球毛细血管基底膜逐渐增厚和 (或)系膜扩张、毛细血管和肾小球的阻塞使毛细血管腔变窄、血管床阻力增加,从而产生的血流动力学变化是前向阻力的增加,阻力增高导致舒张期血流较收缩期血流相对减少,多普勒频谱表现以舒张期流速降低为主要改变,PI及 RI高,反映肾血管床阻力升高,肾脏出现损伤性改变。随着肾功能损害加重,DN发展进入临床肾病期,伴随肾小球硬化的发生,肾动脉及其分支发生粥样硬化,肾脏血供减少,多普勒频谱显示舒张期血流速度明显降低,沿基线可见持续的低速血流,PI及 RI升高,Vmin、Vmax明显降低,表现为高阻力、低流速、低灌注的特征[5]。本研究结果显示,糖尿病患者中,随着 UAER的增加,肾脏 MRA的 RI从 (0.66±0.06)升至 (0.73±0.07)、(0.81±0.08),SRA的 RI从 (0.61±0.09)升至 (0.71±0.08)、 (0.79±0.05),IRA的 RI从 (0.58±0.08)升至(0.67±0.07)、 (0.75±0.08);PI同样呈现升高的趋势;Vmax、Vmin则呈降低的趋势。而在 DN发病初期 (A组),肾小球滤过率增高,肾血管床仍保持低阻力状态,与健康者比较,Vmax、Vmin、RI及 PI均无显著差异;当进入微量清蛋白尿阶段 (B组),多普勒频谱显示 Vmax、Vmin降低,RI及 PI升高,与健康者及 A组患者比较均有显著差异。DN病情进一步发展进入临床蛋白尿阶段 (C组),多普勒频谱显示 Vmax、Vmin明显降低,RI及 PI升高,与 A组、B组及健康者比较均有显著差异。RI在 DN初期开始增加,发展到微量清蛋白尿阶段,RI开始超出正常范围,随着 DN的进展,RI进一步升高。有研究认为肾实质内 RI≥0.70提示存在肾脏病变[6]。

综上所述,DN患者应用彩色多普勒超声技术评估肾脏内血流灌注及其分布,测量肾脏大小和血流动力学参数。既可以客观地展现肾脏的血液灌注情况,又能够定量地显示肾脏体积和各级血流的 RI、PI、Vmax、Vmin等指标,为临床提供了一种简单、易行、可靠的检查方法,在临床有着广阔的应用前景,可以作为糖尿病患者进行早期 DN筛选的诊断方法。

1 Fioretto P,Steffes MW,Mauer SM.Glomerular structure in nonproteinuric IDDM patientswith various levels of album inuria[J].Diabetes,1994,43:1358.

2 王海燕,王娟,许广波,等 .双工彩色多普勒超声研究对糖尿病患者肾动脉血流动力学研究 [J].中华超声影像学杂志,1997,6(2):69.

3 刘玉春,顾敏琪,王海燕,等.B型超声显像仪测量肾脏体积的探讨 [J].北京医科大学学报,1990,22(3):168.

4 李保春,王林辉,梅小斌,等.糖尿病性肾病 [M].上海:上海第二军医大学出版社,2005:24-27.

5 马晓芹,刘冠贤.彩色多普勒超声对糖尿病患者肾脏大小与肾血流动力学关系的分析 [J].中国中西医结合肾病杂志,2005,6(5):267-269.

6 Milovanceva-Popovska M,Dzikova S.Progression of diabeticnephropathy:value of intrarenal resistive index(RI)[J].Prilozi,2007,28(1):69-79.