多普勒超声及剪切波弹性成像技术评估移植肾AKI的应用研究

陈 霞，付文学，赵 宸，陈姣姣，房 静，何年安

肾移植手术患者1年平均存活率逾90%，但是其10年存活率却低于50%。晚期移植肾功能丧失是导致肾移植患者长期存活率降低的主要原因之一。引起晚期移植肾功能丧失的原因有多种，其中急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是最为常见的。因此，早期诊断AKI对延长肾移植患者生命有着重要意义。研究发现多普勒超声技术在诊断重症患者和重症感染患者并发AKI有一定临床价值。此外，弹性成像技术也经常被临床上用于移植肾术后病情监测。然而，应用多普勒超声和弹性成像技术来早期预测移植肾AKI发生的临床研究仍鲜有报道。因此，该研究将在对比分析的基础上，采用多元回归分析移植肾AKI的影响因素，为今后移植肾AKI早诊断、早治疗和早预防提供参考。

1 材料与方法

1.1 病例资料

选取2017年1月—2018年12月在中国科学技术大学附属第一医院行移植肾检查患者。排除血液学检查资料不全、局部感染、肾周血肿、移植肾尿路梗阻、移植肾动脉或静脉血栓及严重心肺疾病者，共计202例纳入本次研究，其中男性147例，女性55例，收集患者一般人口学、超声影像学以及血液检查资料。按照改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease:Improving Global Outcomes,KDIGO)关于AKI的诊断和推荐的估算的血肌酐(serum creatinine,Scr)：Scr增高≥基础值的1.5倍，且明确或经推断其发生在前7 d内，将纳入本研究的患者分为AKI组(以下简称“病例组”)和非AKI组(以下简称“对照组”)。

1.2 仪器与方法

采用法国Supersonic Imagine 彩色超声诊断仪，探头频率为3.5～5.0 MHz。首先，患者取平卧位，先二维超声观察移植肾的大小(测量并记录长径及短径)、回声、集合系统有无分离、肾周有无积液。然后，用彩色多普勒技术观察血流信号，频谱多普勒技术测量并记录肾主动脉、段动脉及叶间动脉的峰值流速(peak systolic velocity,PSV)、阻力指数(resistance index,RI)及搏动指数(pulsatility index,PI)，测量取样时血流方向与声束的夹角尽量<30°。最后，开展剪切波超声弹性成像，以移植肾中部作为感兴趣区，取样框垂直于肾被膜。检查时患者平静呼吸下屏住呼吸，由两位经验丰富的主治或以上职称医师重复测量3次，然后取平均值。

2 结果

2.1 患者一般资料比较

202例肾移植患者中，有67例发生AKI，发生率为33.17%。对照组患者年龄小于病例组(

t

=2.87，

P

<0.01),但是移植肾长径要长于病例组(

t

=2.56，

P

=0.01)，具体见表1。

表1 不同组别一般人口学特征分布

2.2 血流动力学差异

对比分析病例组和对照组肾主动脉、段动脉和叶间动脉血流动力学指标发现，对照组的PSV均高于病例组(

P

<0.01)，RI和PI均小于病例组(

P

<0.01)，差异有统计学意义。具体见表2和图1、2。

图1 病例组血流动力学情况肾移植术后AKI患者肾主动脉PSV为54.9 cm/s，该患者肌酐为660 μmol/L

表2 不同组别血流动力学情况

2.3 组织弹性差异

对照组肾皮质弹性最大值、均值和最小值要小于病例组(

t

=4.21，

P

<0.01；

t

=4.92，

P

<0.01；

t

=4.34,

P

<0.01)，但是肾髓质和集合系统弹性与病例组差异无统计学意义，具体见表3和图3、4。

图2 对照组血流动力学情况肾移植术后未发生AKI患者的肾主动脉PSV为136.6 cm/s，该患者肌酐为86 μmol/L

图3 病例组肾皮质弹性情况肾移植术后AKI患者肾皮质弹性最大值为44.0 kPa，均值为38.3 kPa，最小值为29.3 kPa，该患者肌酐175 μmol/L

表3 不同组别不同组织弹性情况

2.4 多因素Logistic回归分析

将上述单因素分析有统计学意义的因素纳入多因素Logistics回归模型分析，结果显示移植肾的长径[

OR

=0.96,95%

CI

(0.90～0.99)]和移植肾的肾主动脉PSV[

OR

=0.98,95%

CI

(0.97～0.99)]是移植肾AKI的保护因素。

图4 对照组肾皮质弹性情况肾移植术后未发生AKI患者肾皮质弹性最大值为31.7 kPa，均值为22.5 kPa，最小值为15.0 kPa，该患者肌酐84 μmol/L

3 讨论

AKI作为肾移植术后常见并发症之一，主要是由移植肾排斥反应、药物毒性作用、自体肾病复发等原因引起的。移植肾患者发生AKI后虽然经过治疗好转，但是大多数也合并移植肾的永久性损伤，严重影响肾移植患者的生活质量。

本研究显示，年龄较大，移植肾的长径较短，肾主动脉、段动脉及叶间动脉的血流PSV较低，肾主动脉、段动脉及叶间动脉的RI和PI较高，肾皮质弹性较差可能是移植肾AKI的危险因素，这与该人群移植的肾有效肾单位数量、血流灌注不足及早期细胞免疫导致肾皮质硬度增高等有关。

本研究发现移植肾的长径与移植肾AKI发生率呈反向关系，究其原因可能是移植肾的长径越长，有效肾单位相对越多，对超滤过损伤的耐受越强，从而发生AKI概率相对较低。既往研究认为彩色多普勒超声可以通过检测肾叶间动脉的RI和PI水平来诊断AKI。这与本研究结果不一致。本研究中发现较高的肾叶间动脉RI和PI水平可能仅仅是移植肾AKI的危险因素，不能用来诊断移植肾AKI，但是肾主动脉的PSV可以用来评估移植肾AKI，考虑原因是移植肾肾内血流动力学与非移植肾不同，而肾主动脉作为肾外动脉影响相对较小有关。既往研究显示，移植肾由于长期受到免疫抑制剂，排斥反应如T细胞介导的细胞性排斥反应和抗体介导的排斥反应，缺血-再灌注损伤等因素影响，其肾内血流动力相关参数会发生改变。此外，也可能是受限于本次研究的设计及样本量，本次研究是单中心的回顾性研究设计，样本量相对较少。

本研究还发现肾皮质弹性较差是移植肾AKI的危险因素，这可能是因为在移植肾AKI患者中，肾皮质部位常出现间质性肾炎和肾小管炎症引起的肾间质纤维化，从到导致弹性下降。多元素回归分析发现移植肾剪切波弹性成像技术相关参数与移植肾AKI之间没有相关性，这可能与影响移植肾弹性变化的因素有关。Lee et al研究发现，肾移植术后的12个月期间，肾脏剪切波速度与肾间质纤维化和肾小管萎缩无明显相关，而与肾内血流动力学改变有关。

综上所述，本次单中心回顾研究发现多普勒技术测量的肾主动脉PSV可以用于预测肾移植术后AKI发生情况。限于本研究的样本量，此结论有待进一步证实，需进一步探讨用于预测肾移植术后AKI的肾主动脉PSV推荐值，至于超声弹性成像技术能否用于肾移植术后AKI的评估有待进一步研究。