超声评价CABG与OPCAB术后肾段动脉及叶间动脉RI改变特点

刘 慧，付 勇，李明星，罗志建，于风旭，邓明彬

（西南医科大学附属医院，四川 泸州 646000）

冠心病已成为威胁人类的重要疾病之一，目前较常采用的手术方式是体外循环下冠状动脉旁路移植术（Coronary artery bypass grafting，CABG）及非体外循环心脏跳动下冠状动脉旁路移植术 （Offpump coronary artery bypass，OPCAB）。 CABG 术后可能导致5%的患者出现急性肾损伤（Acute kidney injury，AKI），有报道称1.5%～4.0%的患者最终发展为急性肾功能衰竭需要透析，其死亡率高达45%[1]。一项全国性研究表明，接受CABG的患者术后发生AKI的风险增加，短期生存率更低，长期的肾功能情况有待研究[2]。前期研究发现，彩色多普勒超声测量肾动脉阻力指数 （Resistance index，RI） 对于预防CABG术后AKI的早期发现具有指导作用[3]，因此，本课题运用彩色多普勒血流显像 （Color Doppler flow imaging，CDFI）技术测量肾段动脉及肾叶间动脉的血流RI，探讨其在CABG和OPCAB术后早期改变特点，为冠脉搭桥术后预防和治疗AKI提供新的评估方法。

1 材料与方法

1.1 实验仪器

生化试剂（西门子试剂），Stockert SⅢ型体外循环机（德国），白洋X5型台式离心机（北京），ALOKA-prosound α7型彩色多普勒超声仪（美国），全自动生化分析仪（西门子ADVIA2400，德国），麻醉呼吸机（德尔格，德国）等。

本研究通过西南医科大学附属医院伦理委员会批准。

1.2 基本资料

选取在西南医科大学附属医院胸心外科进行冠状动脉搭桥手术的患者共20例，其中男8例，女12例，所有患者的术前肾功能生化指标及肾形态结构均无异常；根据术中采用CABG和OPCAB手术方式不同，将患者分为CABG组（n=10）和OPCAB组（n=10），各组年龄、体质量、手术时间等一般资料见表1。

表1 两组患者一般资料比较

1.3 手术及术后治疗

CABG组在体外循环支持下行冠脉搭桥术，OPCAB组冠脉固定器固定靶血管下行冠脉搭桥术，具体手术方法及术后治疗方法参见报道[4]。

1.4 肾功能指标检测

分别于术前麻醉开始前及术后1h、4h、16h、24h行血液标本采集，并对血浆标本进行肾功能指标尿素氮（Urea）、肌酐（Crea）检测。

1.5 肾段动脉及肾叶间动脉RI检测

使用ALOKA-prosound α7彩色多普勒超声诊断仪，探头中心频率为3.0 Hz，调整仪器设置，在实验过程中保持声束与血流方向夹角小于30°[5]。选择一根肾段动脉及肾叶间动脉，测量3次左、右肾肾段动脉及肾叶间动脉RI后取平均值，所有超声图像存盘，并采用超声仪器软件系统进行图像数据分析。所有对象均由同一人操作。术前肾段动脉、肾叶间动脉血流检测见图1，2。

1.6 统计方法

用SPSS Statistics 17.0统计软件对数据进行统计分析，将左右肾动脉血流参数合并计算，取其均值代表每例患者的血流参数。数据均采用均数±标准差（±s）表示；两组间比较采用 t检验，以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料比较

通过对两组患者一般资料比较，两组患者年龄、体质量差异不具有统计学意义；CABG组手术时间较OPCAB组长。

2.2 肾动脉RI比较

2.2.1 CABG组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较

通过对CABG组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较，肾段动脉术后1 h、4 h与术前相比较RI增高；肾叶间动脉术后各时间点与术前相比较RI增高，见表2，图3。

表2 CABG组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较（n=10）

图1 术前肾段动脉血流频谱。 图2 术前肾叶间动脉血流频谱。Figure 1. The preop erative renal segmental artery spectrum. Figure 2. The preoperative renal interlobar artery spectrum.

2.2.2 OPCAB组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较

通过对OPCAB组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较，术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI未见明显增高，见表3，图4。

表3 OPCAB组术前与术后各时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI比较（n=10）

2.2.3 CABG组与OPCAB组两组间术前与术后各时间点肾段动脉RI比较

通过对CABG组与OPCAB组比较，CABG组术后1 h、4 h肾段动脉RI较OPCAB组高，见表4。

2.2.4 CABG组与OPCAB组两组间术前与术后各时间点肾叶间动脉RI比较

通过对CABG组与OPCAB组比较，CABG组术后各时间点肾叶间动脉RI较OPCAB组高，见表5。

表4 两组间术前与术后各时间点肾段动脉RI比较（n=10）

表5 两组间术前与术后各时间点肾叶间动脉RI比较（n=10）

2.3 肾功能的比较

通过比较CABG组、OPCAB组各时间点Urea、Crea，CABG组肾功能指标Crea在术后4 h与较术前明显增高；OPCAB组各时间点Urea、Crea差异无统计学意义，见表6，7。

表6 CABG组各时间点肾功能指标Urea及Crea比较（n=10）

表7 OPCAB组术前与术后各时间点肾功能指标Urea及Crea比较

图3 CABG术后1 h肾叶间动脉血流频谱。 图4 OPCAB术后4h肾段动脉血流频谱。Figure 3. The renal interlobar artery spectrum at 1 h after CABG. Figure 4. The renal segmental artery spectrum at 4 h after OPCAB.

3 讨论

CABG是长期以来心脏外科进行心肌再血管化的标准手术。体外循环由于其非搏动灌注或肾脏灌注不足；机体对体外循环系统中儿茶酚胺、炎症因子、内皮素等的反应；微血栓、脂肪栓、气栓、异物等阻塞肾小管，致肾滤过面积下降；红细胞破坏、游离血红蛋白增加等容易引起AKI的发生。OPCAB与传统的冠脉搭桥术比较，理论上其不但避免了对患者实施体外循环，而且降低了手术时间，减少了血液丢失、心律失常等发生率，同时也减少了输血ICU监护时间和相关心血管活性药物的使用量[6-7]，明显降低了AKI的发生。

肾动脉RI通过测量肾内动脉频谱得到，可反映动脉某一横断面的顺应性和血流弹性阻力，与肾间质改变有关，且不受扫查角度的影响，能较好地反映小血管的流量和肾血管床的阻力状态，可以作为无创性评价肾血管阻力的标志[8]。到目前为止，肾动脉RI是一个对肾脏疾病研究最敏感的参数之一，能量化肾血浆流量的变化。对RI值进行批判性的研究则可发现肾叶间动脉水平的RI可以对不同肾病进行鉴别诊断[9]。肾动脉RI在评估慢性肾脏疾病的进展方面可以被视为一种预测肾功能恶化的指标[10]。Regolisti等[11]通过对60名行心脏手术患者的研究表明肾动脉RI反映了肾血管阻力，可以预测心脏手术后病人AKI的发展。

Singh等[12]通过对30名冠心病患者随机分组进行CABG和OPCAB术后4 d的肾功能指标Crea进行比较分析，认为冠脉搭桥手术术后Crea升高均不明显，但是Crea值的明显升高只能是在肾小球滤过率小于50%时才出现，不能反映早期的肾损害。因此，在本研究中作者增加了测量CABG与OPCAB术后各时间点的肾段动脉及肾叶间动脉RI，比较两种手术后RI改变的差异性及肾功能指标Crea和Urea的改变特点。通过研究CABG术后患者的肾段动脉及肾叶间动脉的RI发现，术后1 h、4 h的肾段动脉及术后所有时间点的肾叶间动脉的RI较术前明显增加，表明肾叶间动脉对于肾血管的阻力改变更加敏感，Fiorini等[13]也认为临床中肾叶间动脉RI的研究可以在肾脏疾病的病理生理学方面提供有用的信息，可以说明多普勒的改变是由于血管阻力的变化引起的。RI增高可能与体外循环时低温、低灌注、各种细胞因子和炎性介质的介入引起靶器官产生损伤有关，同一时间点的肾功能指标Crea增高不明显，这可能与Crea不能反映早期肾损害有关，既往研究认为CABG术后患者肾段动脉及肾主动脉RI与肾功能指标Crea呈正相关[3]。因此，Crea值在术后4 h有明显增高，与我们既往的研究结果相符合，也说明了肾段动脉及肾叶间动脉RI对于诊断术后AKI有一定的指导作用。OPCAB术后通过测量各时间点肾段动脉及肾叶间动脉的RI发现，术后各个时间点肾段动脉及肾叶间动脉RI与术前相比没有统计学意义，术后各时间点的肾功能指标Crea和Urea与术前相比没有统计学差异，由于肾动脉RI反映了肾血管阻力，因此，OPCAB术后的患者RI没有明显的升高，可能与OPCAB一般在常温下施行，避免了低温造成的不利影响有关；也可能与不阻断主动脉，肾脏能够保持持续的血供，避免了肾脏再灌注损伤有关。

Gazhonova等[14]认为肾叶间动脉RI阈值为0.65是肾功能恶化的最敏感指标[14]。CABG组术后肾叶间动脉RI均增高，RI值大于0.65，肾功能指标Crea也增高，更容易导致AKI的发生，而OPCAB组没有血液在体外进行流通氧合的过程 这就从根本上避免了体外循环相关的炎症反应及其损伤，并减少了凝血功能障碍、组织损伤等并发症的出现，减少了AKI的发生。这与贾宾等[15]的研究结果显示OPCAB术在改善心功能和降低体循环阻力方面更略胜一筹相符；也与王怀斌等[16]研究认为OPCAB对肾功能的影响小于CABG相一致；Shroyer等[17]通过对两种手术方式术后5年的观察，也发现OPCAB对肾功能损害的影响较CABG轻。

综上所述，OPCAB对肾血流和肾功能的影响较CABG小，彩色多普勒超声能较好地评价这一改变，能为术后早期AKI的预防和治疗提供比较可靠的新的方法。