超声造影定量分析对移植肾排斥反应的诊断价值

张 华 ZHANG Hua

梁伟翔 LIANG Weixiang

余江秀 YU Jiangxiu

严宝妹 YAN Baomei

超声造影定量分析对移植肾排斥反应的诊断价值

张 华 ZHANG Hua

梁伟翔 LIANG Weixiang

余江秀 YU Jiangxiu

严宝妹 YAN Baomei

目的通过超声造影成像技术定量分析移植肾术后急性和慢性排斥反应血流灌注参数的特征，为临床快速评估移植肾排斥反应的预后提供参考价值。资料与方法31例行同种异体肾移植患者依据临床症状及移植肾穿刺结果分为移植肾正常组6例、急性排斥组12例和慢性排斥组13例，应用超声造影成像检查移植肾的血流灌注情况。结果超声造影显示无排斥反应患者移植肾实质造影剂增强均匀，而有排斥反应患者移植肾实质增强不均匀；3组移植肾造影剂曲线下面积差异有统计学意义（F=37.102, P＜0.01），移植肾正常组达峰强度显著高于急性排斥组（P＜0.01），但与慢性排斥组无显著差异。急性排斥组和慢性排斥组叶间动脉、皮质和髓质的造影剂起始时间、叶间动脉和皮质的造影剂达峰时间均晚于移植肾正常组（P＜0.05），急性排斥组和慢性排斥组段间动脉、叶间动脉和皮质的绝对强度、叶间动脉和皮质的上升斜率均显著小于移植肾正常组（P＜0.05）。结论超声造影能较好地评价移植肾的微循环状态，可以为预测肾移植术后急性和慢性排斥反应提供重要的参考价值。

肾移植；移植物排斥；超声检查，多普勒，彩色；超声造影；局部血流

肾移植是肾病终末期最有效的替代治疗方法[1]，但肾移植术后患者常出现急性排斥反应（acute rejection, AR）及慢性排斥反应（chronic rejection, CR）等严重并发症，从而导致移植肾后肾功能衰竭和移植失败，患者术后5年生存率仅为54.3%～64.1%[2]，严重威胁着患者的生活质量甚至生命[3]。早期发现和及时干预可以有效延缓移植肾术后排斥反应的进程。经皮肾穿刺活检是诊断移植肾排斥反应的“金标准”，但其操作有创性限制了在临床广泛应用。寻找无创、灵敏度高、易于检测的指标是目前临床研究的热点之一。超声造影成像可以实时显示移植肾组织内微循环血流灌注情况，具有无创、分辨率高、操作简便、重复性好的特点；造影剂只存在于血液循环过程，不会被肾小管滤过和转运，不存在放射性污染和肾毒性，且显像优于普通的彩色多普勒超声成像[4]。因此，本研究采用超声造影观察肾移植术后患者出现的急性和慢性排斥反应的血流灌注参数特征，为临床快速评估移植肾排斥反应的预后提供重要的参考价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2009-01～2013-10于广州医科大学附属第三医院器官移植科行同种异体肾移植的31例患者，所有患者均行超声造影检查并随访观察，随访时间不少于半年，其中男18例，女13例；年龄21～63岁，平均（41.3±6.5）岁。原发病：高血压性肾损害9例，肾病综合征7例，糖尿病肾病6例，慢性肾小球肾炎4例，药物性肾病4例，多囊肾1例。排除对超声造影剂过敏、合并严重肝脏、心脑血管疾病、恶性肿瘤等原发性疾病者，以及其他原因不能配合检查者。所有患者均自愿接受超声造影检查并签署知情同意书。依据急性和慢性排斥反应诊断标准[5]，其中25例患者有临床排斥反应症状，均行移植肾穿刺活检术，所有患者无明显出血倾向及严重高血压，配合操作。触诊或超声引导确定穿刺点的位置，避免肾周淋巴部位和手术切口，包括瘢痕组织部位，避免穿刺过深触及腹腔，取材后迅速压迫止血，样本送检，切片肾小球数量7个以上。根据病理结果分为急性排斥组12例和慢性排斥组13例，其余无排斥反应症状者为移植肾正常组6例。

1.2 仪器及造影剂 采用GE Logiq 9 彩色多普勒超声诊断仪，宽频凸阵4C探头，探头频率为1.5～4.0 MHz，探头机械指数为0.08～0.13，配有CPI（coded phase inversion）+TAD（true agent detection）造影成像软件。采用Brocco公司生产的六氟化硫（SF6）微气泡注射液SonoVue造影剂，使用时向瓶内注入生理盐水5 ml并用力振荡至均质悬浮液，形成脂质包裹的SF6气体微泡，平均直径约2.5 μm，最大直径＜6 μm，浓度（1～5）×108个/ml，造影剂注射剂量为0.02 ml/kg。

1.3 检查方法 超声造影剂经锁骨下静脉团注20例，经外周静脉团注11例。团注后快速推注5 ml生理盐水冲洗管道。患者取仰卧位，移植肾通常选择声束朝向肾门、显示吻合口且能充分观察移植肾面积最大的纵轴切面，若有病变区域，尽可能在切面上同时显示病变区与移植肾的切面，启动造影增强模式，嘱患者减慢呼吸幅度。从推注即开始计时，持续观察并储存图像，保存时间2 min。主要观察移植肾段间动脉、叶间动脉、皮质、髓质4个部分，以及移植肾各级动脉、肾皮质、肾髓质造影剂增强情况，绘制造影时间-强度曲线（cortical time-intensity curve, TIC），获得造影剂到达起始时间（arrival time, AT）、起始强度（arrival intensity, AI）、达峰时间（time to peak intensity, TTP）、达峰强度（peak intensity, PI）、基础强度（basic intensity, BI）、绝对强度（absolute intensity, △I）、上升斜率及曲线下面积（area under the curve, AUC）等，其中△I= PI－BI；上升斜率= （PI－AI）/（TTP－AT）。

由2位超声科主治医师采用双盲法对图像进行定量分析，并取平均值进行统计分析，如2位医师分析结果差异超过5%，则由第2位超声医师重新测量分析，取3次结果的平均值进行统计分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，多组间计量资料比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肾移植患者超声造影情况 31例肾移植患者均经超声造影检查获得良好的成像结果，患者造影检查后未出现不适反应，彩色多普勒检查结果与临床症状及实验室检查结果一致，根据临床症状、生化指标、尿量及移植肾穿刺活检结果诊断为术后急性排斥反应12例、慢性排斥反应13例及无排斥反应6例。出现排斥反应的患者超声造影表现为移植肾实质增强不均匀（图1），皮质TTP为23～45 s；而无排斥反应的患者整个移植肾实质造影剂增强均匀，皮质TTP为12～20 s。

图1 男，50岁，肾移植术后急性排斥反应。超声造影见移植肾实质增强不均匀（箭）

2.2 各组PI及AUC比较 急性排斥组PI及AUC均低于慢性排斥组（图2），急性排斥组及慢性排斥组AUC均低于移植肾正常组，差异有统计学意义（F=37.102, P＜0.01）；移植肾正常组PI高于急性排斥组及慢性排斥组，移植肾正常组与急性排斥组差异有统计学意义（P＜0.01），与慢性排斥组差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

图2 男，46岁，肾移植术后急性排斥反应。超声造影示PI降低为48.26 dB，显著低于移植肾正常组及慢性排斥组

表1 各组PI和AUC比较

2.3 各组血流灌注参数比较 移植肾正常组的血流灌注情况明显优于急性排斥组和慢性排斥组。急性排斥组和慢性排斥组叶间动脉、皮质和髓质的AT，叶间动脉和皮质的TTP均显著晚于移植肾正常组，差异有统计学意义（P＜0.05）；急性排斥组和慢性排斥组段间动脉、叶间动脉和皮质的△I，叶间动脉和皮质的上升斜率均显著小于移植肾正常组差异有统计学意义（P＜0.05），其他指标各组间比较差异无统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 各组超声造影血流灌注参数比较

3 讨论

肾移植术后患者的远期生存率是临床治疗效果的主要评价指标[6]。肾移植术后，约10%的患者出现急性排斥反应，而40%以上的患者在术后2年出现肾活检移植肾慢性组织学改变，并随术后时间的延长，改变进行性加剧[7]。急、慢性排斥反应的发生不仅导致移植肾术后的治疗复杂化，还延长了肾移植患者的住院时间、增加治疗费用。因此，早期诊断并积极治疗对于有效保护移植肾功能和改善预后意义重大。

超声造影是采用超声造影剂无创性地评价移植肾与组织微循环状态的有效手段，不仅能动态观察移植肾的微循环血流动态灌注及分布情况，不受血流方向及声束角度的影响，通过血流灌注参数定量分析移植肾的灌注情况，并通过患者的临床症状和血液生化表现，早期发现可能出现的急性和慢性排斥反应，为临床早期进行针对性的治疗提供参考。Helck等[8]发现超声造影在移植肾动脉栓塞梗死病变的检测中与CT血管造影有很好的相关性，优于彩色多普勒超声。Fernandez等[9]发现超声造影对肾移植后急性皮质梗死与CT或MRI诊断准确性基本一致。

超声造影的TIC参数中的曲线上升斜率、AT及TTP与皮质中表达的人细胞间黏附分子-1表达密切相关[10]，提示上述参数可用于评估肾移植后缺血-再灌注损伤所致的炎症改变。本组31例患者经超声造影检查均无不良反应。急性排斥组PI和AUC较移植肾正常组及慢性排斥组显著下降，提示发生急性排斥反应后，移植肾的微循环受到损伤，血流灌注量减低。比较各血流灌注参数间的差异可见，急性排斥组和慢性排斥组叶间动脉、皮质和髓质的AT，叶间动脉和皮质的TTP均显著晚于移植肾正常组，与梁伟翔等[11]的研究结果基本相同；急性排斥组和慢性排斥组段间动脉、叶间动脉和皮质的△I均显著小于移植肾正常组；急性排斥组和慢性排斥组叶间动脉和皮质的上升斜率均显著小于移植肾正常组，其他指标均无显著差异。△I可以反映移植肾局部组织血容量；上升斜率则是造影剂出现后的平均灌注速度，可以反映移植肾局部组织的灌注速率。因此，通过超声造影的血流灌注指标，如叶间动脉、皮质和髓质的AT，叶间动脉和皮质的TTP、上升斜率，以及段间动脉、叶间动脉、皮质和髓质的△I ，可以早期诊断肾移植术后急性排斥反应和慢性排斥反应的发生。

总之，超声造影能较好地评价移植肾的微循环状态，并通过血流灌注参数的变化为肾移植术后急性和慢性排斥反应的早期预测、治疗和预后评价提供一定的参考。

[2] Fischer T, Filimonow S, Dieckhöfer J, et al. Improved diagnosis of early kidney allograft dysfunction by ultrasound with echo enhancer--a new method for the diagnosis of renal perfusion. Nephrol Dial Transplant, 2006, 21(10): 2921-2929.

[3] Khalifa F, El-Baz A, Gimel'farb G, et al. Non-invasive imagebased approach for early detection of acute renal rejection. Med Image Comput Comput Assist Interv, 2010, 13(Pt 1): 10-18.

[4] Tapiawala SN, Tinckam KJ, Cardella CJ, et al. Delayed graft function and the risk for death with a functioning graft. J Am Soc Nephrol, 2010, 21(1): 153-161.

[5] Barozzi L, Valentino M, Bertolotto M, et al. Contrast enhanced ultrasound of renal diseases. Arch Ital Urol Androl, 2010, 82(4): 232-237.

[6] Yarlagadda SG, Coca SG, Formica RN, et al. Association between delayed graft function and allograft and patient survival: a systematic review and meta-analysis. Nephrol Dial Transplant, 2009, 24(3): 1039-1047.

[7] Zlotnick DM, Axelrod DA, Chobanian MC, et al. Noninvasive detection of pulmonary hypertension prior to renal transplantation is a predictor of increased risk for early graft dysfunction. Nephrol Dial Transplant, 2010, 25(9): 3090-3096.

[8] Helck A, Sommer WH, Wessely M, et al. Beneft of contrast enhanced ultrasound for detection of ischaemic lesions and arterio venous fstulas in renal transplants - a feasibility study. Clin Hemorheol Microcirc, 2011, 48(1): 149-160.

[9] Fernandez CP, Ripolles T, Martinez MJ, et al. Diagnosis of acute cortical necrosis in renal transplantation by contrastenhanced ultrasound: a preliminary experience. Ultraschall Med, 2013, 34(4): 340-344.

[10] 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. Clin Hemorheol Microcirc, 2013.

[11] 梁伟翔, 江岚, 蔡瑞明, 等. 移植肾慢性排斥反应的不同实质区超声造影差异性分析. 广东医学, 2012, 33(18): 2786-2788.

（本文编辑 张春辉）

Quantitative Analysis of Contrast-enhanced Ultrasonography in Diagnosis of Kidney Transplantation Rejection

PurposeTo quantitatively analyze the blood perfusion parameters after kidney transplantation with acute and chronic rejection by using contrast-enhanced ultrasonography (CEUS), in order to provide rapid assessment for rejection prognosis.Materials and MethodsThirty-one patients with kidney transplantation were followed up and divided into three groups according to clinical symptoms and graft biopsy results: normal group (n=6), acute rejection group (n=12) and chronic rejection group (n=13). CEUS was carried out to assess renal microcirculation perfusion.ResultsCEUS showed that the normal renal parenchyma was enhanced homogeneously whilst the rejected parenchyma was enhanced heterogeneously. The differences of area under the curve among the three groups was statistically signifcant (F=37.102, P＜0.01), with normal group ＞chronic rejection group ＞ acute rejection group. The peak intensity in normal group was higher than that in acute rejection group (P＜0.01), but it showed no difference with that in chronic group. In acute and chronic rejection groups, the arrival time and the time to peak intensity in interlobar artery and cortex were all later than those in normal group (P＜0.05). The ascending slope of TIC in segmental artery, interlobar artery and cortex in the two rejection groups was both signifcantly less than that in normal group.ConclusionCEUS is a valuable diagnostic tool in the evaluation of microcirculation perfusion in kidney graft, and can provide important reference for the prognosis of acute and chronic rejection after kidney transplantation.

Kidney transplantation; Graft rejection; Ultrasonography, Doppler, color; Contrast-enhanced ultrasound; Regional blood fow

广州医科大学附属第三医院超声医学科广东广州 510150

张 华

Department of Medical Ultrasound, the Third Affliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510150, China

Address Correspondence to: ZHANG Hua

E-mail: 664797047@qq.com

R692.5；R445.1

2014-03-12

修回日期：2014-08-15

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第9期：678-680，685

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(9): 678-680, 685

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.09.009