武汉大学学报(医学版)   2016, Vol. 37Issue (5): 840-844   DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.034.
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引用本文 

张春莉, 王林, 何艳, 黄慧, 陈飞, 陈文卫. 超声诊断老年动脉粥样硬化性肾动脉狭窄的血流参数阈值分析[J]. 武汉大学学报(医学版), 2016, 37(5): 840-844. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.034.
ZHANG Chunli, WANG Lin, HE Yan, HUANG Hui, CHEN Fei, CHEN Wenwei. Analysis of Hemodynamic Parameter Thresholds for the Diagnosis of Atherosclerotic Renal Artery Stenosis in Elderly Patients by Color Doppler Ultrasonography[J]. Medical Journal of Wuhan University, 2016, 37(5): 840-844. DOI: 10.14188/j.1671-8852.2016.05.034.

作者简介

张春莉,女,1980-,医学硕士,主治医师,主要从事腹部及血管超声的研究

通讯作者

陈文卫,男,1957-,医学博士,教授,硕士生导师,主要从事腹部超声造影及介入治疗的研究

文章历史

收稿日期:2015-11-05
超声诊断老年动脉粥样硬化性肾动脉狭窄的血流参数阈值分析
张春莉 1, 王林 1, 何艳 1, 黄慧 1, 陈飞 1, 陈文卫 2     
1. 湖北省第三人民医院超声影像科 湖北 武汉 430033;
2. 武汉大学人民医院超声影像科 湖北 武汉 430060
[摘要] 目的: 探讨彩色多普勒超声诊断老年动脉粥样硬化性肾动脉狭窄(ARAS)的血流动力学参数阈值。 方法: 应用多普勒超声检测259例老年ARAS患者(共462支)的肾动脉和叶间动脉收缩期峰值流速(PSV)、舒张末期流速(EDV)、阻力指数(RI),叶间动脉的加速度(AC)、加速时间(AT),腹主动脉峰值流速,观察肾动脉及肾内叶间动脉血流分布,计算肾动脉与腹主动脉PSV比值(RAR)、肾动脉与叶间动脉PSV比值(RIR), 以数字减影血管造影(DSA)检查结果为标准绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析诊断老年ARAS的血流动力学参数阈值,比较上述各参数在不同取值下的敏感性及特异性。 结果: 诊断≥70%狭窄的老年ARAS患者的最佳PSV、RAR、RIR阈值分别为:248.0 cm/s、3.42、10.67,其诊断敏感性和特异性分别为94.4%和81.4%、91.2%和77.8%、93.9%和82.8%。 结论: 彩色多普勒超声对于老年ARAS患者的筛查诊断、狭窄程度的判断具有重要的临床价值。采用老年ARAS的指标阈值可以提高诊断准确性,对选择治疗方式有指导作用。
关键词多普勒超声    老年动脉粥样硬化性肾动脉狭窄    血管造影    血流动力学参数    阈值    
Analysis of Hemodynamic Parameter Thresholds for the Diagnosis of Atherosclerotic Renal Artery Stenosis in Elderly Patients by Color Doppler Ultrasonography
ZHANG Chunli1, WANG Lin1, HE Yan1, HUANG Hui1, CHEN Fei1, CHEN Wenwei2     
1. Dept. of Ultrasound, The Third People's Hospital of Hubei Province, Wuhan 430033, China;
2. Dept. of Ultrasound, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan 430060, China
[Abstract] Objective: To analyze the hemodynamic parameter thresholds for the diagnosis of atherosclerotic renal artery stenosis (ARAS) in elderly patients by color Doppler ultrasonography. Methods: The Color Doppler flow image was used to observe the renal artery blood flow distribution and detect the peak systolic velocity (PSV), end-diastolic velocity (EDV), resistive index (RI), acceleration (AC), acceleration time (AT) in the interlobar artery, PSV, EDV and RI in renal artery, RAR (the ratio of the PSV in the renal artery to that in the aorta), RIR (the ratio of the PSV in the renal artery to that in the interlobar artery). The receiver operating characteristic (ROC) curve was drawn according to the test results of the digital subtraction angiography (DSA) test results. The hemodynamic parameter thresholds were analyzed, and the sensitivity and specificity were compared in the different parameter values. Results: For the elderly patients with renal artery≥70% stenosis, when the best thresholds of PSV, RAR and RIR were 248.0 cm/s, 3.42 and 10.67, their diagnostic sensitivities and specificities were 94.4% and 81.4%, 91.2% and 77.8%, 93.9% and 82.8%, respectively. Conclusion: Color Doppler ultrasonography is of great clinical value in screening diagnosis and estimating the stenosis degree in elderly ARAS. The elderly ARAS diagnosis threshold can improve diagnostic accuracy and play a guiding role in choosing treatment.
Key words: Ultrasonography    Elderly Atherosclerotic Renal Artery Stenosis    Digital Subtraction Angiography    Hemodynamic Parameters    Threshold    

随着我国人口逐渐老龄化和生活方式的改变,动脉粥样硬化性疾病越来越多,动脉粥样硬化性肾动脉狭窄(atherosclerosis renal artery stenosis,ARAS)发病率呈明显上升趋势,占肾动脉狭窄60%-80%,可引起肾性高血压和缺血性肾病,最终导致老年慢性肾功能衰竭[1]。因此,对老年ARAS早期诊断、干预及了解病程发展具有非常重要的意义。国内外较多文献[2-4]报道了肾动脉狭窄的血流动力学特征,其研究对象年龄未加限制,而专门针对老年人ARAS的血流动力学诊断指标的研究报道较少,本研究以≥60岁的老年ARAS患者为研究对象,以肾动脉造影结果为金标准,探讨其肾动脉彩色血流动力学参数的诊断阈值及临床诊断价值。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选择2011年6月-2015年4月在湖北省第三人民医院先后(2周内)行彩色多普勒血流成像(CDFI)和数字减影血管造影(DSA)检查的老年ARAS患者259例,其中男165例,女94例,年龄60-92(71.6±7.1)岁。除外56支肾动脉超声未能显示(包括10支肾动脉闭塞,2支肾动脉瘤,21支不同程度狭窄的副肾动脉),剩下462支肾动脉超声清晰显示,均经DSA证实。患者均有不同程度的高血压病史, 同时合并3种及以上周围动脉硬化性疾病,肾功能异常72例。

1.2 CDFI检查

应用Philips IU22和GE Logic9型彩色多普勒超声诊断仪,探头频率3.0-4.0 MHz。受检者取平卧位及侧卧位,显示肾脏各切面,测量肾脏长、厚、宽径和实质厚度,并观察肾脏内部回声;取肾脏冠状切面显示肾内动脉血流分布状况,测取肾内叶间动脉血流频谱,声束与血流方向夹角≤60 °,记录其收缩期峰值流速(PSV)、舒张末期流速(EDV)、阻力指数(RI)、收缩早期加速度(AC)、加速时间(AT);然后检测腹主动脉、肾动脉起始部及肾门处PSV,计算肾动脉与腹主动脉PSV比值(RAR)、肾动脉与叶间动脉PSV比值(RIR)。

1.3 肾动脉狭窄患者分组

老年ARAS狭窄程度按照DSA诊断金标准即按肾动脉内径减少程度而定,参照国内高怡等[5]肾动脉狭窄程度分级,分为4组:0-49%狭窄组、50%-69%狭窄组、70%-99%狭窄组、闭塞组。

1.4 统计学处理

采用SPSS 17.0统计学分析软件,以DSA检查结果为标准绘制受试者工作特征曲线(ROC),计量指标以均数±标准差表示,计数指标以百分数表示,分析确定最佳诊断阈值,分别计算不同阈值下的敏感性、准确性和特异性。采用t检验、非参素检验中的秩和检验和单因素方差分析,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 肾动脉造影结果

259例老年ARAS患者DSA共显示515个肾脏,514支肾动脉,肾缺如3个,肾动脉未显示4支。肾动脉0-49%狭窄组158支,50%-69%狭窄组184支、70%-99%狭窄组120支,闭塞10支。狭窄处肾动脉内径不同程度变细(图 1)。

图 1 双侧肾动脉狭窄≥70%的DSA图像
2.2 多普勒超声结果

超声共显示肾动脉462支,检测成功率为89.2%。以DSA检查为金标准诊断, 462支肾动脉的狭窄分级为:0-49%狭窄组158支、50%-69%狭窄组184支、70%-99%狭窄组120支。随着肾动脉狭窄程度的增加,肾动脉主干PSV、RAR和RIR明显增高(图 2),分别由(103.0±22.8) cm/s、1.5±0.3和4.4±1.3升高到(275.5±87.1) cm/s、4.1±1.3和14.1±6.8;肾动脉主干EDV由(27.5±9.0) cm/s上升到(65.2±30.9) cm/s;肾动脉及叶间动脉RI变化趋势不明显。肾内叶间动脉PSV、EDV缓慢减低,AT明显延长,由(0.05±0.02) s增加到(0.12±0.07) s,AC明显下降,由(350±60.0) cm/s2减低至(173±141.4) cm/s2(表 1表 2)。

图 2 左肾动脉≥70%狭窄的多普勒图像:PSV 373.7 cm/s
表 1 不同程度狭窄组的肾动脉多普勒血流参数比较(x±s)
表 2 不同程度狭窄组的肾内叶间动脉多普勒血流参数比较(x±s)

对于狭窄程度≥70%的老年ARAS患者PSV、EDV、RI、RAR、RIR和AT、AC的ROC曲线下面积分别为:0.935、0.852、0.509、0.926、0.896和0.865、0.910(表 3)。ROC对于狭窄≥70%的老年ARAS患者,肾动脉PSA、RAR、RIR的最佳诊断阈值分别为:248.0 cm/s、3.42、10.67。采用PSV≥248.0 cm/s、RAR≥3.42和RIR≥10.67诊断狭窄≥70%的敏感性和特异性分别为: 94.4%和81.4%、91.2%和77.8%、93.9%和82.8%(图 3)。

表 3 狭窄≥70%时血流参数的ROC曲线面积
图 3 狭窄≥70%时多普勒血流参数的ROC曲线
3 讨论

ARAS是老年继发性高血压的常见病因之一,所引起的高血压药物治疗难以控制,是导致终末期肾病的重要病因,患者死亡率明显上升[6]。通过血管成形术和支架置入术干预能有效改善血压和肾功能,使ARAS成为老年性高血压和慢性肾功能不全的可治性原因之一[7],因此早期诊断ARAS具有重要的临床意义。

肾动脉造影是诊断ARAS的金标准,但因其具有创伤性,可能引起动脉内皮损伤、痉挛导致粥样斑块脱落、血栓栓塞等严重并发症,另外具有X线辐射和含碘造影剂,增加了患者过敏机会和加重肝肾功能衰竭的风险,对老年患者有一定的危险性;尤其是对肾动脉支架置入术后或再通术后需定期复查的患者,更是限制了肾动脉血管造影的应用。而彩色多普勒超声是无创、价廉、方便、无需造影剂等的可视化血管检查,可显示肾动脉狭窄管腔内细窄“五彩镶嵌”花色血流,检出狭窄处高速湍流频谱和肾叶间动脉“小慢波”,并且可提供血流动力学功能方面的指标:PSV、EDV、RI等数据,使之诊断肾动脉狭窄更准确,已成为临床上应用最广的检查手段。

本研究样本中有56支肾动脉超声未能显示,主要原因为患者肥胖、肠气较多或呼吸急促及体位受限不能配合检查。21支存在副肾动脉,其中7支上干、14支下干不同程度狭窄,而超声只检出1支≥70%狭窄的副肾动脉,主要原因是副肾动脉位置较深、管径较细,起源多变,其探查较主肾动脉更困难,对操作者的技术依赖性更高,检出率极低。有文献报道高达100%副肾动脉彩超不能满意探及[8]。但是副肾动脉狭窄同样可引起肾血管性高血压,提高副肾动脉检出率具有重要临床意义,其探查方法需进一步探讨研究。

国内外相关文献[9, 10]研究结果认为:多普勒超声诊断狭窄程度即内径减少≥70%的ARAS血流参数指标为:①肾动脉主干PSA≥180 cm/s;②RAR≥3.5;③RIR>5;④肾内叶间动脉AC < 300 cm/s2, AT≥0.07 s。而专门针对老年人ARAS诊断指标的研究报道较少,本研究绘制出的ROC曲线分析结果显示:诊断≥70%的ARAS狭窄的最佳阈值PSV、RAR和RIR分别为248 cm/s、4.2、10.67,均具有较高的敏感性和特异性。

参照PSV≥180 cm/s,RAR≥3.5、RIR≥5.0诊断≥70%老年ARAS患者的敏感性和特异性分别为89.0%和77.2%、89.0%和70.3%、78.5%和70.2%。参照PSV≥248 cm/s,RAR≥4.2、RIR≥10.67诊断≥70%老年ARAS患者的敏感性和特异性分别为94.4%和81.4%、91.2%和77.8%、93.9%和82.8%。由此可见采用老年ARAS诊断阈值,其敏感性和特异性较高。

本研究PSV和RAR测值明显高于上述文献[9, 10]报道,可能与本组研究对象均为≥60岁的老年患者,年龄偏大,存在多血管动脉粥样硬化疾病和高血压等基础疾病,而致血流加速、阻力增加有关。另一个原因是由老年人动脉粥样硬化引起血管走行迂曲所致,这与Ryan等报道的观点一致[11], 也是多普勒超声诊断假阳性的常见原因之一。

该研究中出现了23支≥70%狭窄的肾动脉流速明显减低,RI明显升高,频谱形态出现异常,其肾内叶间动脉表现为“慢小波”, 这可能是血管狭窄后血流阻力增大所致[12]。故当叶间动脉频谱表现为“慢小波”时,无论肾动脉主干有无检测到高速湍流,均应警惕≥70%的肾动脉狭窄。

肾内叶间动脉AC明显减低、AT明显延长,主要是因为近心段主肾动脉狭窄使远心段肾内血流量减少而致叶间动脉低流速、低搏动有关。另外可能与老年人各种致粥样硬化因素和肾内低灌注导致缩血管、促增长因子增多有关,引起肾小动脉血管收缩、硬化,使血流阻力增加,血流加速减慢,达峰时间延长。由于受血压、心率、心功能、肾功能、肾萎缩和测量误差等多因素的影响,肾内叶间动脉流速指标在诊断老年人ARAS中的价值还需要进一步探讨。

RAR值不仅和狭窄处的肾动脉流速有关,还和邻近的腹主动脉流速有关,而腹主动脉明显受心脏功能影响,且其流速测量受血流束夹角影响较大,而肾内叶间动脉PSV的测量受这些因素影响较小,因此本研究认为RIR的准确性高于RAR。

彩色多普勒超声具有无创伤性、可重复性和较高准确性、不受肾功能限制等优点,是诊断老年性ARAS的首选筛查方法。将肾动脉PSV≥248 cm/s,RAR≥4.2、RIR≥10.67作为诊断老年人ARAS≥70%的诊断阈值,具有较高的特异性和敏感性,再结合肾内血流参数的变化,“慢小波”的出现,有助于狭窄程度的判断,对选择治疗方式有指导作用。

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