急性上尿路梗阻早期腎臟血流和剪切波速度變化的探索

柴啟亮，張忠云，詹 嘉，龐 蕓，陳 悅

1. 復旦大學附屬華東醫院超聲科，上海 200040；2. 復旦大學附屬華東醫院泌尿外科，上海 200040

急性上尿路梗阻早期腎臟血流和剪切波速度變化的探索

柴啟亮1，張忠云2，詹 嘉1，龐 蕓1，陳 悅1

1. 復旦大學附屬華東醫院超聲科，上海 200040；2. 復旦大學附屬華東醫院泌尿外科，上海 200040

目的：探討腎臟血流和剪切波速度（shear wave velocity，Vs）變化在急性單側上尿路梗阻早期中的應用價值。方法：對50例單側急性上尿路梗阻病例、122例正常人進行超聲檢查，測算雙腎動脈阻力指數（resistance index，RI）及雙側腎實質Vs值。結果：在急性上尿路梗阻發生早期，梗阻側腎臟的RI值略高于對側腎及對照腎，但無顯著性差異；梗阻側腎臟的Vs值顯著高于對側腎及對照腎，有顯著性差異。結論：聲脈沖輻射力成像 （acoustic radiation force impulse，ARFI） 技術具有安全、方便、無創、可重復等優點，有助于急性上尿路梗阻的早期診斷，具有較高的準確率。

聲脈沖輻射力成像；剪切波速度；阻力指數；急性上尿路梗阻

腎動脈血流阻力指數（resistance index，RI）廣泛應用于梗阻性腎臟疾病的診斷評價中，但目前尚無統一標準［1］。近期大量研究顯示，聲脈沖輻射力成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）技術可反映正常腎臟不同部位組織彈性大小及不同程度腎實質損傷組織的硬度變化［2-3］。本研究旨在了解單側輸尿管結石引起的急性上尿路梗阻時腎動脈RI及腎實質剪切波速度（shear wave velocity，Vs）的變化，探討其早期診斷急性腎絞痛的價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象

從2015年1月—2015年12月因單側腎絞痛癥狀來復旦大學附屬華東醫院就診并診斷為單側輸尿管結石引起的急性上尿路梗阻患者79例中篩選 50例。篩選條件：① 年齡＞18歲；② 超聲檢查時間均在腎絞痛發作3 h內；③ 對側腎臟形態功能正常［B超和靜脈腎盂造影（intravenous pyelogram，IVP）共同判斷］；④無腎內科疾病、糖尿病及心血管疾病等。其中男性34例、女性16例；年齡22～76歲，平均（44.8±15.2）歲。IVP均確診為急性單側上尿路梗阻。對照組為122名正常人，其中男性62例、女性60例；年齡18～96歲，平均（52.6±19.0）歲，均無腎內科疾病、糖尿病及心血管疾病史。

1.2 儀器和方法

使用儀器為TOSHIBA Aplio500及SIEMENS ACUSON S2000超聲成像系統。Aplio500用于測量腎動脈RI，采用4C凸陣探頭，頻率3.5 MHz。受檢者側臥位，常規掃查一側腎臟，選擇該側腋后線肋下能清晰顯示腎臟的長軸切面。選取腎臟中部顯示最清晰的葉間動脈，測RI值，檢測3次，分別記錄，取均值。ACUSON S2000配有ARFI技術軟件，檢測時選取腎臟中部皮質，且避開匯管區。每次檢測獲得一個彈性參數Vs值，單位以m/s表示（圖1～2）。每位患者同一部位檢測5次，分別記錄，取均值。

圖 1 對側腎ARFI測值圖

圖 2 梗阻側腎ARFI測值圖

1.3 統計學處理

采用STATA 10.0統計軟件包進行數據處理。計量資料用均數±標準差（±s）表示，組間RI和Vs比較采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

各組腎臟的RI值（表1）統計學結果顯示，50例梗阻側腎臟的RI值略高于50例對側腎，差異無統計學意義（P＞0.05）；也略高于122例對照腎，差異無統計學意義（P＞0.05）。50例對側腎與122例對照腎的RI值差異無統計學意義（P＞0.05）。各組腎臟的Vs值（表2）統計學結果顯示，50例梗阻側腎臟的Vs值顯著高于50例對側腎（P＜0.05），也顯著高于122例對照腎（P＜0.05）。50例對側腎與122例對照腎的Vs值無顯著性差異（P＞0.05）。

表 1 各組腎臟的RI值

表 2 各組腎臟的Vs（m/s）

3 討 論

急性上尿路梗阻于臨床急診常見。生理學研究表明，單側輸尿管梗阻的血流動力學改變分為3個階段：第1階段在梗阻發生后2 h內，輸尿管壓升高，腎臟內合成前列腺素E2增加，腎動脈阻力下降，腎血流量升高；第2階段在梗阻后2～5 h，輸尿管壓繼續升高，腎臟內合成血栓素A2，腎動脈阻力增高，腎血流量下降，而舒張期血流速度比收縮期下降更明顯；第3階段在梗阻后5～8 h，腎血流量下降使輸尿管壓逐漸下降至正常范圍［4］。近年來，多普勒超聲檢測腎動脈RI值在上尿路梗阻診斷中的作用日益受到重視。曹江燕等［5］研究發現，急性上尿路梗阻腎的動脈RI值明顯高于正常腎。Platt等［6］報道，梗阻腎的動脈RI值明顯高于正常腎，0.7為最佳臨界值，其診斷的靈敏度和特異度分別是92%和88%。而本研究旨在討論RI值在急性上尿路梗阻早期診斷中的價值，選擇腎絞痛發作3 h以內的早期患者，RI值在2 h內應降低，2～3 h應升高。結果顯示，梗阻腎的RI值略高于對側腎和正常腎，但差異無統計學意義。

ARFI是近幾年來發展的一種全新的無創性檢查和定量評估組織彈性的超聲彈性成像技術，屬于動態成像。ARFI技術與常規超聲檢查結合能檢測特定組織特定區域的組織彈性及硬度，并對彈性進行量化，診斷較為客觀。根據ARFI技術的檢測原理及超聲剪切波傳播原理［7］，超聲波聲束在組織內部聚焦并產生聲束剪切波，采用特定超聲檢查設備連續不斷向組織的不同方向發射射頻信號，同時對剪切波進行跟蹤，并通過剪切波傳播圖的逆運算直接求得組織的剪切波模量。Vs值在一定程度上能反映受檢組織的彈性，間接反映組織的硬度情況。ARFI可使組織產生縱向壓縮及橫向振動，縱向位移變化在一定程度上與組織彈性相關，橫向振動以剪切波的方式向周邊傳播，利用聲波傳播原理可計算Vs值，從而間接反映組織的彈性和硬度。這種以橫向振動為基礎的彈性成像稱為聲觸診組織定量（virtual touch tissue quantification，VTQ）技術，通過測定Vs值對組織彈性進行定量評價［8］。

從本研究結果來看，患者腎絞痛發作早期輸尿管壓與腎盂內壓力持續升高，無論腎動脈阻力此時是下降還是升高，患側腎小囊內壓已升高，使有效濾過壓降低，導致腎氧化代謝及腎小球濾過率明顯下降［9］，繼而順應性降低，Vs值上升。

ARFI技術具有安全、方便、無創、可重復等優點，不僅減輕了患者痛苦，還能比RI值更及時準確地了解急性上尿路梗阻早期的形態與功能。但其在操作過程中受一些因素的影響：如患者體型肥胖，VTQ技術對深度超過6 cm組織的檢測可重復性較差，準確性較低；患者體質較弱不能配合檢查等使其應用受到的限制。因此，在規范操作的同時，進行多次反復測量，以保證Vs值的可靠性［10］。

［1］ R A W A S H D E H Y F， D J U R H U U S J C，MORTENSEN J， et al. The intrarenal resistive index as a pathophysiological marker of obstructive uropathy ［J］. J Urol， 2001， 165（5）： 1397-1404.

［2］ GALLOTTI A， D’ONOFRIO M， POZZI MUCELI R. Acoustic radiation force impusle （AFRI） technique in ultrasound with virtual touch tissue quantification of the upper abdomen ［J］. Radiol Med， 2010， 115（6）： 889-897.

［3］ 傅寧華， 楊斌， 姚春曉， 等. 聲觸診組織定量分析評估慢性腎病患者腎臟彈性 ［J］. 中華醫學超聲雜志（電子版），2010， 7（12）： 2122-2127.

［4］ KLAHR S. Pathophysiology of obstructive nephropathy ［J］. Semin Nephrol， 1991， 11（2）： 156-158.

［5］ 曹江燕， 武文， 張江霞， 等. 腎動脈阻力指數在上尿路梗阻診斷中的意義 ［J］. 中華超聲醫學雜志， 2005， 21（9）：691-694.

［6］ PLATT J F， RUBIN J M， ELLIS J H， et al. Duplex Doppler US of the kidney： differentiation of obstructive from non-obstructive dilatation ［J］. Radiology， 1989，171（2）： 515-519.

［7］ FAHEY B J， PALMERI M L， TRAHEY G E. Frame rate consideration for real-time abdominal radiation force impulse imaging ［J］. Ultrason Imaging， 2006， 28（4）： 193-210.

［8］ NIGHTINGALE K， SOO M S， NIGHTINGALE R，et al. Acoustic radiation force impulse imaging： in vivo demonstration of clinical feasibility ［J］. Ultrasound Med Biol， 2002， 28（2）： 227-235.

［9］ FERREIRA S H. Prostaglandins pain and inflammation ［J］. Agents Actions （Supply）， 1986， 19： 91-94.

［10］ 丁紅， 沈文， 李娜， 等. 聲脈沖輻射力成像技術無創檢測慢性肝纖維化的初步研究 ［J］. 上海醫學影像， 2007，18（2）： 81-83.

Changes in renal blood flow and shear wave velocity in early stage of acute upper urinary tract obstruction

CHAI Qiliang1， ZHANG Zhongyun2， ZHAN Jia1， PANG Yun1， CHEN Yue1
（Department of Ultrasound， Huadong Hospital Affiliated to Fudan University， Shanghai 200040， China； 2. Department of Urology Surgery， Huadong Hospital Affiliated to Fudan University， Shanghai 200040， China）

Correspondence to： CHEN Yue E-mail： ultrasound_chen@126.com

Objective： To explore the values of changes in renal blood flow and shear wave velocity （Vs） in the diagnosis of early stage of acute upper urinary tract obstruction. Methods： Ultrasound examination was performed in 50 cases of unilateral upper urinary tract obstruction and 122 cases of normal subjects. The resistance index （RI） of bilateral renal arteries and Vs of bilateral renal cortex were measured. Results： In early stage of acute upper urinary tract obstruction， RI values of the obstructed kidneys were slightly higher than those of the contralateral kidneys and control kidneys， but there was no significant difference. Vs values of the obstructed kidneys were significantly higher than those of the contralateral kidneys and control kidneys， and there were significant differences. Conclusion： Acoustic radiation force impulse （AFRI） imaging is a safe， convenient， noninvasive and repeatable tool in the diagnosis of early stage of acute upper urinary tract obstruction and has high accuracy.

Acoustic radiation force impulse； Shear wave velocity； Resistance index； Acute upper urinary tract obstruction

R445.1

A

1008-617X（2016）02-0168-03

陳悅 E-mail：ultrasound_chen@126.com

2016-03-02

2016-06-01）