2. 上海市影像医学研究所, 上海 200032
2. Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China
移植肾动脉狭窄(transplant renal artery stenosis,TRAS)是肾移植术后最常见的血管并发症之一。TRAS可发生于术后任何时间,最常发生于术后3个月至2年,发病率为1%~23%[1-3],可导致患者顽固性高血压、移植肾功能不全甚至死亡。早期发现并及时干预可使病情逆转[3-4],因此,早期诊断TRAS至关重要。
有文献[5]报道,彩色多普勒超声(color Doppler ultrasonography, CDUS)及超声造影(contrast-enhanced ultrasonography, CEUS)在诊断TRAS方面均具有较大的临床应用价值,但CDUS及CEUS诊断TRAS的量化指标尚不统一,且目前鲜见研究联合应用CDUS及CEUS诊断TRAS。本研究以数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)或磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)作为诊断TRAS的金标准,分析CDUS血流动力学参数及CEUS定量参数诊断TRAS的阈值,并探讨以上参数单独使用或联合应用的诊断价值。
1 资料与方法 1.1 研究对象回顾性分析2011年9月至2020年5月复旦大学附属中山医院收治的21例TRAS患者(狭窄组)的临床资料,其中男15例,女6例,平均年龄为(41.57±12.67)岁;选取同期行CDUS检查且随访半年以上移植肾功能稳定并有CEUS资料的37例移植肾患者为对照组,包括男24例,女13例,平均年龄为(37.89±10.74)岁。
纳入标准:肾移植术后经DSA或MRA确诊为TRAS的患者;确诊前行CDUS和CEUS检查,并保存有符合要求的超声图像;年龄18~80岁。排除标准:移植肾急慢性排斥反应、移植肾动脉或静脉血栓、移植肾尿路梗阻、肾周血肿或局部感染及严重心肺疾病。本研究经复旦大学附属中山医院伦理委员会批准(B2021-224R2),所有患者均知情并签署知情同意书。
1.2 检查方法及图像处理彩色多普勒超声检查时,采用Siemens公司AcusonS2000彩色多普勒超声诊断仪,探头使用4C1。患者取仰卧位,将探头置于患者髂窝移植肾部位,嘱患者均匀缓慢呼吸,保持身体不动。常规超声观察移植肾大小、形态、皮髓质回声强度及肾周有无积液;彩色多普勒超声观察移植肾的动脉血流信号,测量移植肾主肾动脉、叶间动脉收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV),及叶间动脉阻力指数(resistance index,RI)等血流动力学参数, 并计算峰值流速后比(主肾动脉PSV/叶间动脉PSV)。超声造影检查采用Philips iU 22彩色多普勒超声诊断仪,探头C 1~5 MHz,机械指数设置为0.07,增益为90%,所有患者检查时仪器参数设置保持一致。选取移植肾血管树主干及分支成像清晰的长轴切面,保持探头静止且不加压,经肘静脉团注0.6 mL SonoVue造影剂,随即用0.9%氯化钠液5 mL冲管,同时启动录像采集系统,记录2 min的动态造影录像,并以DICOM格式保存。用Sonoliver CEUS定量分析软件,以移植肾段间动脉作为参考区,在移植肾中部皮质、髓质勾画2个感兴趣区,通过Excel表格输出各个感兴趣区的上升时间(rising time, RT)、达峰时间(time to peak,TTP)、平均渡越时间(mean transit time, mTT)及拟合优度(quality of fit, QOF), 将QOF>75%作为纳入分析标准。
1.3 统计学处理采用SPSS 22.0及MedCalc医学统计软件进行统计学分析。对狭窄组与对照组的各变量进行单因素分析,符合正态分布的计量资料采用t检验。采用秩相关的Spearman相关系数分析超声参数与移植肾动脉狭窄程度的相关性。将单因素分析中有显著差异的变量进行筛选后,采用logistic回归前进法分析与TRAS相关的危险因素。利用MedCalc医学统计软件绘制ROC曲线,分析各个超声参数及联合诊断TRAS的效能,并计算曲线下面积(AUC)、灵敏度、特异度。检验水准(α)为0.05。
2 结果 2.1 声像图表现狭窄组:CDUS可探及移植肾主肾动脉细窄花色血流,狭窄处血流速度>2.0 m/s(图 1A);CEUS显示狭窄组患者注入超声造影剂后,移植肾呈树枝样增强,肾实质增强程度轻,造影剂分布稀疏(图 2A),定量分析显示TIC曲线上升及下降均缓慢,波峰圆钝(图 2B)。对照组:CDUS显示移植肾主肾动脉血流色彩单纯、中心明亮,流速 < 2.0 m/s(图 1B);CEUS显示移植肾呈树枝样增强,达峰值时,肾实质呈细密、均匀高增强(图 3A),定量分析显示TIC曲线上升及下降均较快,波峰尖锐(图 3B)。
2.2 两组超声参数比较结果(表 1)显示:狭窄组主肾动脉PSV、峰值流速后比高于对照组,叶间动脉RI低于对照组,皮质RT、髓质RT、皮质TTP、髓质TTP均长于对照组(P < 0.01)。
参数 | 狭窄组(n=21) | 对照组(n=37) | t值 | P值 |
主肾动脉PSV/(m·s-1) | 3.71±1.37 | 1.72±0.96 | 6.447 | < 0.001 |
叶间动脉RI | 0.48±0.12 | 0.59±0.11 | -3.471 | 0.001 |
峰值流速后比 | 15.05±8.19 | 5.66±4.55 | 4.852 | < 0.001 |
皮质RT/s | 9.57±2.41 | 5.52±2.38 | 6.195 | < 0.001 |
髓质RT/s | 15.54±5.70 | 9.89±3.55 | 4.660 | < 0.001 |
皮质TTP/s | 10.79±2.49 | 6.54±1.89 | 7.339 | < 0.001 |
髓质TTP/s | 18.50±6.12 | 11.22±3.26 | 5.923 | < 0.001 |
结果(表 2)显示:各个超声参数与狭窄程度均中度相关,除叶间动脉RI与狭窄程度负相关(P=0.001)外,其余参数均与狭窄程度正相关(P < 0.001)。
参数 | r值 | P值 |
主肾动脉PSV | 0.617 | < 0.001 |
叶间动脉RI | -0.409 | 0.001 |
峰值流速后比 | 0.599 | < 0.001 |
皮质RT | 0.600 | < 0.001 |
髓质RT | 0.518 | < 0.001 |
皮质TTP | 0.638 | < 0.001 |
髓质TTP | 0.648 | < 0.001 |
由于峰值流速后比是主肾动脉PSV/叶间动脉PSV,与主肾动脉PSV相关性较高(r=0.848),髓质TTP与髓质RT的相关性较高(r=0.923),且髓质RT及髓质TTP与皮质RT及TTP共线性严重(共线性诊断VIF分别为10.521、9.062)。故进行logistic回归时排除上述3个变量后,选取主肾动脉PSV、叶间动脉RI、皮质RT及皮质TTP作为变量。结果(表 3)显示:主肾动脉PSV及皮质TTP可作为预测TRAS的危险因素(P < 0.05)。
参数 | β | SE | Wald值 | P值 | OR |
主肾动脉PSV | -1.003 | 0.452 | 4.925 | 0.026 | 0.367 |
叶间动脉RI | 2.593 | 3.594 | 0.521 | 0.471 | 13.375 |
皮质RT | 0.665 | 0.561 | 1.404 | 0.236 | 1.945 |
皮质TTP | -2.388 | 1.157 | 4.262 | 0.039 | 0.092 |
常数项 | 16.758 | 7.580 | 4.887 | 0.027 | — |
结果(表 4)显示:CDUS血流动力学参数诊断的总体灵敏度高于CEUS定量参数,但总体特异度低于CEUS定量参数。在CDUS血流动力学参数中,主肾动脉PSV及峰值流速后比诊断TRAS的AUC均高于叶间动脉RI,分别为0.873和0.866;在CEUS定量参数中,皮质TTP诊断TRAS的AUC为0.918。除髓质RT外,其他造影定量参数的AUC均大于CDUS血流动力学参数。
参数 | 截断值 | 灵敏度/% | 特异度/% | 准确度/% | AUC(95%CI) |
主肾动脉PSV | 2.43 | 85.71 | 86.49 | 86.21 | 0.873(0.758~0.987) |
叶间动脉RI | 0.47 | 57.14 | 89.19 | 77.59 | 0.737(0.590~0.884) |
峰值流速后比 | 7.52 | 85.71 | 83.78 | 84.48 | 0.866(0.765~0.966) |
皮质RT | 8.78 | 66.67 | 94.59 | 84.48 | 0.894(0.810~0.978) |
髓质RT | 14.45 | 57.14 | 91.89 | 79.31 | 0.815(0.702~0.928) |
皮质TTP | 9.26 | 71.43 | 94.59 | 86.21 | 0.918(0.848~0.987) |
髓质TTP | 15.23 | 80.95 | 86.49 | 84.48 | 0.902(0.820~0.984) |
结果(图 4)显示:皮质TTP诊断TRAS的AUC大于主肾动脉PSV(0.918 vs 0.873);主肾动脉PSV联合皮质TTP的诊断灵敏度为85.71%,特异度为94.59%,准确度为91.40%,AUC为0.965,效能高于单一参数。
3 讨论目前用于诊断TRAS的影像学方法较多,如DSA、CT血管成像(computed tomography angiography,CTA)、MRA、CDUS及CEUS等[6]。DSA作为诊断TRAS的金标准,在诊断的同时还可进行介入治疗,但由于DSA为有创性检查且其造影剂具有肾毒性,故DSA不能作为移植肾术后常规的监测手段。而超声检查具有无创、使用无禁忌证、适宜于床边检查等优点,已常规应用于移植肾术后的监测[7-8]。其诊断的准确性对于TRAS患者的筛查及临床干预具有重要的意义。超声诊断TRAS多采用常规超声及彩色多普勒超声,可获得移植肾形态学及血流动力学方面的信息[9],对狭窄程度>50%的TRAS有一定的诊断价值。而随着超声技术的不断发展,超声造影作为一项新的超声成像技术,在诊断TRAS方面发挥着越来越重要的作用[8, 10-11]。
CDUS诊断TRAS时常使用血流动力学指标,其中较常用的血流动力学指标为主肾动脉PSV、峰值流速前比、峰值流速后比及叶间动脉RI。因峰值流速前比受移植肾动脉吻合术式的影响较大,本研究仅测量移植肾主肾动脉及叶间动脉的PSV及RI,计算峰值流速后比(主肾动脉PSV/叶间动脉PSV)。在本研究探讨的3个CDUS血流动力学参数中,主肾动脉PSV>2.43 m/s诊断效能最高,灵敏度和特异度分别为85.71%及86.49%,与以往研究[12]基本相符。但在实际工作中,CDUS探测移植肾主肾动脉全程较为耗时,并且很难直观显示移植肾主肾动脉的狭窄部位。而CEUS一方面可通过超声造影剂增强更好地显示移植肾主肾动脉,另一方面还可通过定量分析移植肾皮质血流灌注参数[13],间接反映移植肾主肾动脉狭窄,在一定程度上可弥补上述CDUS的不足。
本课题组前期研究[14-15]分析了移植肾造影各定量参数的稳定性,其中RT及TTP稳定性较好。故本研究选取皮质及髓质的RT和TTP,以分析CEUS超声造影定量参数诊断TRAS的诊断效能。其中皮质TTP=9.26 s的诊断效能最高(AUC=0.918),高于髓质RT(AUC=0.815)、皮质RT(AUC=0.894)和髓质TTP(AUC=0.902)。本研究结果显示,除髓质RT外,CEUS定量参数的AUC普遍大于CDUS血流动力学参数,这与以往研究[16]观点一致。上述超声参数与TRAS程度的相关性结果显示,所有超声参数与TRAS程度均中度相关,说明超声参数可用于预测狭窄程度,在移植肾动脉狭窄的治疗方面有一定的临床指导意义。
本研究发现1例DSA诊断为重度TRAS患者的主肾动脉PSV为0.56 m/s,原因可能为移植肾主肾动脉严重狭窄接近闭塞时,主肾动脉PSV不升高反而降低。此外有2例患者肾移植术后主肾动脉PSV增高(>2.43 m/s),并于术后约1个月降至正常,上述情况可能是由于术后吻合口水肿消退,主肾动脉血管恢复正常所致。另有1例患者肾移植术后主肾动脉PSV一直高于截断值(2.43 m/s),DSA未发现移植肾动脉狭窄,但于DSA后主肾动脉PSV降低。因此,该情况可能是由于移植肾主肾动脉扭曲导致的PSV升高。分析上述3例主肾动脉PSV增高患者的CEUS定量参数值,与本研究中的CEUS定量参数的诊断阈值比较均能正确诊断。因此,CEUS定量参数可在一定程度上减少因主肾动脉PSV升高而误诊的病例。
此外,本研究还发现,相较于CEUS定量参数,CDUS血流动力学参数诊断TRAS具有较高的灵敏度,而CEUS定量参数具有较高的特异度。本研究以logistic回归判断各超声参数对TRAS预测的影响,结果显示主肾动脉PSV>2.43 m/s和皮质TTP>9.26 s可更好预测TRAS,两者联合诊断TRAS的AUC为0.965,灵敏度为85.71%,特异度为94.59%,效能高于单独CDUS血流动力学参数或CEUS定量参数,提示联合应用CDUS血流动力学参数和CEUS定量参数对诊断TRAS具有更高的价值。
本研究的局限性在于狭窄组的样本量较少,且联合诊断时logistic回归仅能纳入2个参数,因此期待更大样本研究,进一步验证及深入分析,提高联合参数诊断价值。
综上所述,CDUS和CEUS均可用于诊断TRAS,CDUS血流动力学参数诊断TRAS具有较高的灵敏度,CEUS定量参数诊断TRAS具有较高的特异度,两者联合使用可提高诊断TRAS的效能。
利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。
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