腎血流阻力指數在兒童和成人體外循環術后改變特點研究

劉 慧，付 勇，陳曉梅，鄧明彬，于風旭，李明星

（瀘州醫學院附屬醫院超聲診斷科，四川 瀘州 646000）

體外循環（Cardiopulmonary bypass，CPB）術后急性腎損害（Acute kidney injurey，AKI）是臨床常見術后并發癥。研究表明兒童和成人因其器官的生理特性，在兒童CPB更易引起AKI的發生，其發生原因尚不清楚。血清肌酐（Crea）和尿素氮（Urea）是目前臨床常用的腎功能參考指標，但在腎損害早期，血尿素氮、肌酐值通常增高不明顯，只有腎實質嚴重損害，血尿素氮、肌酐濃度才會急劇升高，因此不能反映早期的腎功能損害[1]。彩色多普勒超聲血流顯像（Color Doppler flow imaging，CDFI）檢測腎血流，存在無創、實時等優點。本文通過運用CDFI技術測量腎主動脈、段動脈的阻力指數 （Resistance index，RI），探討其在兒童和成人CPB術后腎血流改變特點，以及與AKI的可能關系，為CPB術后AKI的發生提供及時、可靠的診斷依據。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器

生化試劑（西門子試劑），真空采血管（金典生化器材有限公司，山東），塑料離心管（盛邦實驗器材有限公司，江蘇），eppendorf微量可調移液器（德國），安必潔醫用超聲耦合劑 （重慶安碧捷生物技術有限公司），Stockert SⅢ型體外循環機（德國），白洋X5型臺式離心機（北京），α7型彩色多普勒超聲儀（日本ALOKA），全自動生化分析儀 （西門子ADVIA2400，德國），微量注射泵（泰爾茂，日本），心電監護儀（邁瑞醫療電子有限公司，深圳），冷凍冰箱（海爾公司，青島），麻醉呼吸機（德爾格，德國）。

1.2 納入標準

24例心臟病患者做為研究對象，所有患者術前經腎功能 Urea、尿酸（UA）、Crea 檢測無異常，經術前彩色多普勒超聲檢測無腎、輸尿管結石，無腎積水、腎囊腫、腎動脈狹窄、腎臟占位病變。根據患者年齡，將年齡＜12歲患者納入兒童組（n=12）；年齡＞18歲納入成人組（n=12）。本研究通過瀘州醫學院附屬醫院倫理委員會批準。

該組患者先心病矯治術12例，瓣膜置換術10例，冠脈搭橋術2例。

1.3 CPB手術及術后處置

常規CPB手術下行瓣膜置換術、先心病矯治術、冠脈搭橋術。患者術后均入ICU治療，呼吸機輔助呼吸，有創動脈及心電監護，視患者循環及心功能狀況給予多巴胺 3～8 μg/（kg·min）、 多巴酚丁胺 3～8 μg/（kg·min）、腎上腺素升壓 0.05～0.2 μg/（kg·min）、硝普鈉 0.3～1.0μg/（kg·min），強心、改善微循環治療。

1.4 血液標本采集及檢測

于術前，術后 1 h、2 h、4 h、8 h、16 h、24 h 行血液標本采集并離心分離血漿凍存備用。應用全自動生化分析儀對血漿標本進行Urea、UA、Crea指標檢測。

1.5 彩色多普勒超聲檢測

使用ALOKA-prosoundα7彩色多普勒超聲診斷儀，檢測方法參見已有報道[2]。

1.6 統計方法

用SPSS Statistics 17.0統計軟件對數據進行統計，將左右腎動脈血流參數合并計算，取其均值代表每例患者的血流參數。數據均采用均數±標準差（x±s）表示；兩組間比較采用t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般資料比較

一般資料的比較見表1。通過對兩組患者一般資料比較，兩組患者年齡、體質量、手術時間存在差異；主動脈阻斷時間、CPB時間無統計學意義。

2.2 兩組患者腎功能比較

通過對兩組患者術前、后各時間點腎功能Urea、UA、Crea指標進行比較，結果見表2。

從表2可見，兒童組：①Urea：術后8 h、術后16 h和術后24 h與術前比較，P＜0.05，術后16 h與術后其余各時間點比較，P＜0.05，差異有統計學意義；②UA：術后 4 h、術后 8 h、術后 16 h和術后24 h與術前比較，P＜0.05，差異有統計學意義；③Crea：術后 8 h、術后16 h和術后24 h與術前比較，P＜0.05，差異有統計學意義，各指標較術前均增高。成人組：Urea、UA、Crea術前與術后各時點比較，術后各時點之間比較，P＞0.05，差異無統計學意義。

2.3 兩組患者腎血流RI比較

對兩組患者術前、術后各時間點腎功能血流指標RI進行比較，結果見表3。CDFI檢測兩組患者腎主動脈、段動脈腎血流頻譜見圖1～4。

從表3可見，兒童組：①腎主動脈：術前與術后各時點RI比較，P＜0.05，差異有統計學意義，術后均增高；術后1 h與術前、術后其余各時點RI比較，P＜0.05，差異有統計學意義；②腎段動脈：術后1 h與術后其余各時點RI比較，P＜0.05，差異有統計學意義。成人組：①腎主動脈：術后1 h與術后24 h RI比較，數值增高，P＜0.05，差異有統計學意義；②腎段動脈：術后1 h與術后2 h、24 h RI比較，數值增高，P＜0.05，差異有統計學意義。

兒童組和成人組術后1 h腎主動脈、腎段動脈RI比較，P＜0.05，差異有統計學意義，兒童組增高趨勢較成人組大（圖 5，6）。

表1 兩組患者一般資料比較

表2 兩組患者各時點腎功能比較

表3 兩組患者各時間點腎血流RI改變比較

圖1 兒童術后1 h腎主動脈血流頻譜。 圖2 成人患者術后1 h腎主動脈血流頻譜。圖3 兒童術后1 h腎段動脈血流頻譜。 圖4 成人患者術后1 h腎段動脈血流頻譜。Figure 1. Postoperative 1 h of pediatric patient’s main renal artery spectrum. Figure 2. Postoperative 1 h of adult patient’s main renal artery spectrum. Figure 3. Postoperative 1 h of pediatric patient’s renal segmental artery spectrum. Figure 4. Postoperative 1 h of adult patient’s renal segmental artery spectrum.

3 討論

AKI是CPB手術常見并發癥，研究表明CPB手術結束當時對腎功能影響已經存在[3-4]，嚴重者出現急性腎功能衰竭需要透析甚至死亡[5]。CPB手術時，小兒體循環灌注流量在 1.20～1.25L/（min·m2），成人體循環灌注壓一般需要維持在60～80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），灌注壓反應了血容量、有效灌注流量、血管阻力三者之間的密切關系，過低的灌注壓均會造成組織灌注不足，尤其對于缺血敏感的腎臟，可能造成腎損害。研究表明CPB術后發生AKI與CPB低灌注壓以及低灌注壓持續時間相關，當平均動脈壓＜60 mmHg，CPB對腎功能潛在性影響較明顯[5]，CPB時間大于90 min腎功能損害頻率增加。對于先天性心臟病行CPB的兒童來說，由于其器官功能較之成人而言尚不成熟，術后腎臟功能的損害則更為明顯。研究顯示約有高達32.8%的患兒在術后出現AKI，而對于出現急性腎功能衰竭的患者，其死亡率更是高達 20%～70%不等[6-7]。

圖5 兩組患者腎主動脈RI改變趨勢。Figure 5. Main renal artery RI changing trends of 2 groups.

圖6 兩組患者腎段動脈RI改變趨勢。Figure 6.Renal segmental artery RI changing trends of 2 groups.

Bahar等[8]對低溫CPB下行心內直視術患者共14 437例，按術后是否發生急性腎衰竭（Acute renal failure，ARF）分為ARF組和對照組，結果顯示術后發生ARF患者為1.1%（168例）。Pedersen等[9]對先天性心臟病手術評分（Risk adjusted classification of congenital heart surgery，RACHS-1）1～6 分的兒童1 382例進行數據統計分析。結果顯示CPB下行心臟手術的1 128例患者中11.5%（130例）術后發生ARF，而未在CPB下行心臟手術的254例患者中僅2.4%（6例）術后發生ARF，兩組ARF發生率比較差異有統計學意義。最近Ricci等[10]對非單純室間隔缺損和房間隔缺損（RACHS-1 3～4分）的新生兒進行研究，結果顯示AKI發生率為30.0%（6/20）。通過對兒童組和成人組患者腎功能檢測指標進行比較，兒童組患者腎功能各指標在術后8 h、16 h、24 h較術前明顯增高，在16 h后腎功能逐漸趨于好轉。而成人腎功能在術后也呈現增高趨勢，通過比較差異不具有統計學意義。CPB手術對患者腎臟損傷明顯，尤其兒童腎臟發育尚不健全，更易受到損傷。

近年來研究表明，RI作為超聲診斷中比較重要的指標之一，對于早期腎功能損傷診斷具有非常重要的意義[11-12]。CDFI檢測RI是通過腎內動脈的血流波形，測出PSV和EDV，由阻力指數計算公式：RI=（PSV-EDV）/PSV計算得出[13]。該參數可反應動脈某一橫斷面的順應性和血流彈性阻力,且與腎間質改變有關，不受角度影響，能較好地反映小血管的流量，反映腎血管床的阻力狀態。CDFI可觀察腎各級動脈血流情況，通過對腎血流RI測量，能對腎實質損害的程度進行客觀的、定量的評價。Bossard等[14]通過對CPB下行心臟直視手術的患者，術后進行血清肌酐（Serum creatinine，sCr）測定及多普勒超聲腎血流RI測定；sCr較術前水平上升30%作為腎損害的標準，此時腎血流RI發生明顯改變；研究表明RI大于0.74，CPB術后即存在急性腎損害，RI在0.85以上AKI更為明確，并且RI值越高腎損害越明顯。

本研究通過CDFI的RI變化反應了CPB術后腎血流動力學的改變。通過檢測兩組患者術后RI值均存在改變，術后1 h檢測腎血流RI即發生明顯改變，后逐漸恢復；兒童組RI改變更為明顯，可能在CPB術后兒童的損傷更重。其血流改變可能發生機制與腎缺血/低灌注時，交感神經興奮，腎素-血管緊張素系統激活以及炎癥因子的釋放，導致了腎血管強烈收縮，腎血管內皮細胞依賴性血管舒張減弱有關。由于低灌注之后恢復正常灌注導致再灌注損傷，引起氧自由基增多，細胞內鈣超載，微血管損傷等，在各種炎癥介質的作用下損傷的血管內皮細胞腫脹，血管管腔變窄，而擴血管物質合成與釋放減少，更加重了微血管損傷，明顯增加末梢血管阻力，導致RI增大。

CPB對腎臟術后血流RI產生明顯影響，腎血流阻力增大，RI增大，末梢血管灌注不足，這種改變在術后即刻出現。有報道表明在CPB術中即存在腎皮質、髓質的低灌注[15]，腎血流改變造成腎臟功能改變；尤其在兒童腎臟功能和腎血流RI改變更明顯，兒童腎臟更易受損。

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