超声造影评估大动脉炎性肾动脉狭窄的临床诊断价值

刘志文 马娜 王思宇 孙由静 刁永鹏 陈作观 李拥军 任俊红

100730 北京医院超声科 国家老年医学中心 中国医学科学院老年医学研究院(刘志文、马娜、王思宇、孙由静、任俊红),血管外科(刁永鹏、陈作观、李拥军)

大动脉炎(takayasu arteritis,TA)是亚洲中青年人群好发的系统性大血管炎,多数发病年龄<40岁。大动脉炎性肾动脉炎(TA-induced renal arteritis, TARA)是在TA诊断明确的基础上由免疫炎症介导的肾动脉管壁增厚、管腔狭窄和(或)闭塞,即大动脉炎性肾动脉狭窄(TA-induced renal artery stenosis, TARAS)[1]。TARAS可以引起肾脏缺血,肾实质血流灌注不足,从而激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS),导致水钠潴留增加,并通过交感-肾上腺素系统引起一系列病理生理改变。因此,TARAS往往以高血压起病,我国TARAS的高血压发生率约65.6%～83.6%,发现较晚者往往已进展为肾萎缩[2-3]。在TARAS诊断中,虽然数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)、CT血管成像(CT angiography,CTA)有其各自的独特优势[4],但也存在有创性、辐射性、碘对比的肾毒性等诸多缺点,而超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)可凭借其较高的准确性、安全性,弥补其他影像学方法的不足,成为TARAS患者及时诊断和长期、安全随访的重要影像学检查方法[5-6]。

1 对象和方法

1.1 研究对象

回顾性研究,连续纳入2018年6月至2022年8月在北京医院就诊的19例TARAS患者(36支肾动脉)。其中男性5例(26.3%),女性14例(73.7%),年龄10～34岁,平均为(22.2±7.6)岁。

纳入标准:(1)临床确诊TA且处于非活动期,诊断标准为2018年美国风湿病学会(ACR)更新大动脉炎分类标准(表1),满足准入条件且分类标准得分≥5分;(2)患者均行常规超声及肾动脉CEUS检查,肾动脉狭窄程度均经影像学检查(CTA、DSA)或手术证实;(3)肾动脉管壁病变符合TARA,排除动脉粥样硬化斑块或肌纤维发育不良所致肾动脉管腔狭窄。排除标准:(1)合并严重的脑、心、肺等脏器的功能异常,如急性、亚急性脑梗死、严重的心、肺功能不全;(2)可疑超声对比剂过敏;(3)既往肾动脉病变经过外科介入或者手术干预,如行肾动脉支架置入或旁路移植术等。本研究符合医学伦理标准,经过北京医院伦理委员会批准(2018BJYYEC-043-02),所有患者均知情同意。

表1 2018年美国风湿病学会更新大动脉炎分类标准项目

1.2 检查方法

使用Aplio i800(Canon医疗,日本)或RS80A(Samsung医疗,韩国)彩色多普勒超声仪,探头选择:CA1-7A(RS80A),i8CX1(Aplio i800)。超声对比剂使用意大利Bracco公司SonoVue(声诺维)。

常规超声检查:以分肾为测量目标,测量肾动脉水平腹主动脉流速、肾动脉起始处或狭窄处流速。

CEUS检查:患者侧卧位,清晰显示肾脏。并使肾脏长轴与声束垂直,嘱患者平静呼吸,固定探头。启动造影模式,经肘静脉团注混悬液1.2 ml,随后注入5 ml生理盐水冲管。

1.3 TARAS狭窄率及狭窄度诊断标准

常规超声诊断标准:收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)直接测量法:肾动脉狭窄处PSV>150 cm/s用于诊断直径狭窄率>50%的狭窄;PSV>180 cm/s用于诊断直径狭窄率>60%。流速比法:肾动脉狭窄处与肾动脉水平处腹主动脉的峰值流速比>3.5,诊断直径狭窄率>60%。重度 RAS(狭窄率≥70%)的诊断标准:在结合直接指标的基础上,肾内叶间动脉出现小慢波(表现为收缩早期波消失、频谱低平、收缩早期频谱倾斜)或加速时间≥0.07 s。

CEUS诊断RAS 狭窄率:狭窄率%=(D正常-D狭窄)/D正常×100%;D正常为正常段肾动脉对比剂宽度,D狭窄为狭窄处对比剂宽度。

临床诊断RAS 狭窄方法及标准:临床诊断肾动脉狭窄由影像学检查方法(CTA、DSA)进行评价或经手术证实,直径狭窄率计算方法同上述CEUS诊断RAS 狭窄率方法。

狭窄分度:轻度(30%～49%)、中度(50%～69%)、重度(70%～99%)和闭塞(100%)。

1.4 统计学方法

采用SPSS 25.0软件分析数据。一致性检验采用kappa检验,kappa>0.8代表一致性极好,0.6

2 结果

36支肾动脉均行肾动脉CEUS,临床诊断结果中,DSA诊断9例,CTA诊断7例,手术证实3例(表2)。其中,CEUS和临床评估TARAS狭窄程度的结果具有较高的一致性(kappa=0.81,P<0.01),同时,狭窄度相关性(Kendall’stau-b相关系数=0.90,P<0.01)和狭窄率相关性(Spearman相关系数=0.91,P<0.01)均较高。对比临床诊断结果,CEUS诊断各狭窄程度的诊断特异性均较高(表3、图1-3)。

A:左肾动脉二维超声管腔内透声差;B:左肾动脉起始处CDFI可见细束血流,局部呈“五彩镶嵌”血流信号;C:起始处脉冲频谱测量收缩期峰值流速约276 cm/s;D:腹主动脉肾动脉水平收缩期峰值流速约67 cm/s;E:超声造影示左肾动脉起始处局限性中度狭窄;F:数字减影血管造影示左肾动脉起始处中度狭窄图1 一例10岁男童患者的左肾动脉起始处局限性中度狭窄的影像图

表2 不同狭窄程度的36支肾动脉超声造影及临床诊断结果[例(%)]

表3 不同狭窄程度的超声造影诊断效能(%)

3 讨论

中国大动脉炎性肾动脉炎诊治多学科专家共识[2]等表明,我国TARA占TA的38%～76.2%,双侧受累者占49.1%～52%。TARAS表现隐匿,相当比例患者诊断时肾动脉狭窄程度已经较重,或已进展为肾萎缩,重度狭窄及闭塞比例高达83.3%。

大量病例证明,TARAS与动脉硬化性肾动脉狭窄患者的肾动脉二维超声表现不同,动脉硬化性肾动脉狭窄患者动脉管壁往往可以看到强回声(白色)斑块,而管腔内为无回声(黑色)表现,因此无回声-强回声界面分界清晰,残余管腔显示较清,直径狭窄率更容易评估。而如图1A、图2A所示,TARAS管壁呈局限性或弥漫性增厚,在灰阶超声上常表现为极低回声或弱回声,因此二维超声模式下残余管腔结构往往显示不清,无法准确评估其直径狭窄率和狭窄分度。彩色多普勒血流成像(color doppler flow image, CDFI)往往由于腹部呼吸运动伪影干扰及腹主动脉彩色血流编码外溢等因素影响,难以准确评估残余管腔的程度和范围(图1B、图2B)。脉冲多普勒(pulse-waver doppler, PW)虽然可以通过测量狭窄处流速,借助PSV绝对值或PSV肾动脉/PSV腹主动脉的流速比来进行狭窄程度的评估。但是本研究发现,TARAS患者往往同时合并腹主动脉的病变,表现为腹主动脉管壁弥漫性增厚导致管腔不同程度狭窄,此类型患者肾动脉水平的腹主动脉流速往往异常(图1C、2C),因此可以导致下游分支血管如肾动脉的流速异常,从而导致无法利用PSV肾动脉绝对值或者PSV肾动脉/PSV腹主动脉比值准确判断血管的狭窄程度(图1D、2D)。

CEUS所使用的对比剂可以增强显示通畅的管腔,从而准确评估残余管腔的内径;同时,我们采用和DSA、CTA相似的直径狭窄率测量方法,结果显示该直径狭窄率和狭窄度与临床评估的肾动脉狭窄度及狭窄率均具有较高的一致性和相关性,因此在TARAS的诊断中具有较高的诊断价值(表2、表3)。

此外,常规超声检查方法可能漏诊TARAS所致肾动脉起始处闭塞。如图3所示,本研究中的部分病例病变累及肾动脉主干起始处导致管腔闭塞,但由于闭塞处管腔内呈极低回声或弱回声表现,二维超声无法清晰显示闭塞部位的管腔及管壁等解剖结构;且由于侧枝血管存在,CDFI仍可以在闭塞远端管腔内探测到彩色血流信号,PW亦可探测到类似于肾动脉的动脉频谱,容易误诊为肾动脉仍然通畅。本研究认为,CEUS可以明显提高肾动脉管腔狭窄或者闭塞的显示状态和显示率;同时,也可以增强肾动脉周围侧枝血管的显示(图3D)。研究表明,当肾动脉主干闭塞时,肾脏可以由侧枝代偿供血[7-8]。在有关心脏冠状动脉及大脑动脉循环的研究中表明,在动脉闭塞后侧枝动脉可以通过代偿,提高缺血组织的生存率,保持器官的活性[9-11]。部分研究证实,CEUS可以对肾脏实质进行血流灌注检查,通过后处理定量分析软件对肾脏实质血流灌注进行定量化评估,进而可以评估肾脏的血流状况[12-16]。

A:右肾动脉二维超声管腔内透声差,呈极低回声或弱回声表现;B:右肾动脉起始处CDFI未见明确血流信号,起始处以远可见血流信号;C:起始处脉冲频谱测量收缩期峰值流速约66 cm/s;D:起始处超声造影未见对比剂显影(实心箭头),肾动脉周围可见多发迂曲侧枝显影(空心箭头);E:数字减影血管造影早期未见右肾动脉显影;F:数字减影血管造影晚期可见右肾动脉周围多发侧枝延迟显影(空心箭头)图3 一例10岁男童患者的右肾动脉起始处闭塞的影像图

此外,肾动脉CEUS在TARAS患者的长期、密切随访中有着无可比拟的优势。《中国大动脉炎性肾动脉炎诊治多学科专家共识》根据TARAS疾病严重程度确定的随访时间为:轻度每3～6个月随访1次,中度每1～3个月随访1次,重度每1个月随访1次[17]。TARAS患者的随访复查频率非常高,因此复查的影像学检查方式应慎重选择。DSA尽管是诊断的金标准,但其为有创性检查,存在穿刺部位出血、感染等术后并发症,无法作为常规的门诊随访方式。同时DSA和CTA检查均存在着电离辐射风险、对比剂过敏风险以及潜在的肾毒性,因此不适用于TARAS患者的密集、高频率随访。肾动脉CEUS具有无创、无电离辐射风险、无肾毒性、并发症低、便捷、经济且具有较高的诊断效能等优势,故可以在TARAS患者的随访和复查中扮演着更加重要的角色。研究表明[5-6],肾动脉CEUS在动脉粥样硬化性肾动脉狭窄患者的诊断和随访中有着很好的临床应用价值。

本研究存在一些局限性。(1)本研究中部分DSA或CTA诊断为闭塞的肾动脉在超声造影下仍然可以看到“细线”样的对比剂微泡通过,但是我们目前无法证明显影的对比剂微泡是管腔弥漫性狭窄的表现还是由TARA管壁显影所致,从而最终临床诊断为闭塞,对极重度狭窄和次全闭塞的诊断效能造成一定影响(表3)。其可能的原因是:肾动脉检查采用的凸阵探头频率较低,空间分辨率较差,对于管壁结构的判断有一定的局限性。(2)由于该疾病的发病率低、纳入的病例数较少,且为单中心研究,部分病例未行病理评估,可能存在选择偏倚,无法推广应用到其他地区,还需要大样本多中心研究证实我们的研究结果。

综上,肾动脉CEUS对于TARAS的诊断具有较高的诊断效能,在TARAS患者的诊断和随访中具有很好的应用价值,因此,我们也推荐将肾动脉CEUS检查作为肾动脉狭窄评估的主要检查方法。

利益冲突:无