CDFI檢測腎血流PSV、EDV改變與CPB術后AKI相關性研究

李明星，劉 慧，付 勇，陳曉梅，于風旭，鄧明彬，李 新

（瀘州醫學院附屬醫院，四川 瀘州 646000）

體外循環（Cardiopulmonary bypass，CPB）術后急性腎損害（Acute kidney injury，AKI）單純依賴實驗室檢查往往不能全面、實時地反應腎功能的實時狀況，尋找一種可以針對AKI實時、無創的反應腎功能狀況的有效方法是預防和治療CPB術后AKI的關鍵[1]。本文通過應用CDFI檢測CPB術腎血流收縮期峰值流速（Peak systolic velocity，PSV）、舒張末期血流速度（End diastolic velocity，EDV）指標的改變，探討與AKI發生的可能關系。

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

31例心臟病患者納入研究，所有患者術前經腎功能尿素氮（Urea）、尿酸（UA）、肌酐（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。據急性腎損傷網絡（Acute kidney injury network，AKIN）對于AKI的診斷及分級[2]，最終將14例術后腎功能滿足AKI標準患者納入研究。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2例，瓣膜置換術11例，冠脈搭橋術 1 例，年齡（44.86±18.94）歲，體質量（50.21±17.65） kg，主動脈阻斷時間（1.35±0.54） h，CPB 時間（1.76±0.61）h，手術時間（4.23±0.55）h。

1.3 體外循環手術及術后處置

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 0.3～1.0 μg/（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-prosound α7彩色多普勒超聲診斷儀，探頭使用中心頻率為3.0 Hz，調整儀器設置，總增益為100，根據不同病人調整到最合適深度，但是每一個病人術前及術后所調整的深度保持一致，根據計算血流速度的公式V=fdc/2f0cosθ可以看出，角度＜30°時，對血流速度的影響最小，所以在實驗過程中保持聲束與血流方向夾角＜30°[3-4]。在腎門部測量腎主動脈，腎竇部測量腎段動脈，均測量3次后取平均值，并且盡量在術后每個時間點的數據。

采集時與術前所測量的位置保持一致，減少由于測量手法及選擇測量部位的不同造成的測量誤差，脈沖多普勒法測量左、右腎主動脈、腎段動脈PSV、EDV。所有超聲圖像存盤，并應用超聲儀器軟件系統進行圖像數據分析。整個研究中使腎臟圖像清晰顯示。所有對象均由同一人操作，術前腎主動脈、段動脈血流檢測見圖1，2。

圖1 術前腎主動脈血流頻譜。Figure 1.The preoperative main renal artery spectrum.

圖2 術前腎段動脈血流頻譜。Figure 2.The preoperative renal segmental artery spectrum.

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；變量間相互關系采用直線相關與直線回歸分析，計算相關系數r值及回歸方程，以P<0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 腎功能比較

通過對患者術前、后各時間點腎功能Urea、UA、Crea指標進行比較，結果見表1。

表1 各時點腎功能比較（μmol/L）

2.2 腎血流PSV、EDV比較

CDFI檢測腎主動脈、段動脈腎血流頻譜見圖3，4。

圖3 術后1 h腎主動脈血流頻譜。Figure 3. Main renal artery spectrum at 1 h postoperative line point.

圖4 術后2 h腎段動脈血流頻譜。Figure 4. Renal segmental artery spectrum of 2 h postoperative line point.

表2 各時點腎血流PSV改變比較（cm/s）

通過對患者術前、后各時間點腎血流指標PSV、EDV進行比較，結果見表2，3。

通過對患者術前、后各時間點腎血流指標EDV進行比較，結果見表3。

2.3 腎血流PSV、EDV與腎功能直線相關與回歸分析

直線相關性分析：腎主動脈、腎段動脈PSV與Urea、UA、Crea無相關性。腎主動脈EDV與Urea呈負相關（r=-0.461，P=0.008），與 UA 呈負相關（r=-0.490，P=0.004）， 與 Crea 呈負相關（r=-0.487，P=0.005）；腎段動脈EDV與Urea呈負相關（r=-0.513，P=0.001），與 UA 呈負相關（r=-0.606，P=0.000），PI與 Crea 呈負相關（r=-0.493，P=0.002）。

直線回歸分析：①針對各組將Urea指標作為應變量y，以腎主動脈的EDV作為自變量x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為：贊=-0.393x+15.366，腎段動脈EDV作為自變量x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為：贊=-0.602x+15.687，②針對各組將UA指標作為應變量y，以腎主動脈的EDV作為自變量 x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為：贊=-15.019x+673.544，以腎段動脈EDV作為自變量x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為贊=-24.453x+689.534，③針對各組將Crea指標作為應變量y，以腎主動脈的EDV作為自變量x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為：贊=-4.893x+170.447，以腎段動脈的EDV作為自變量x，進行直線回歸分析，直線回歸方程為：=-7.348x+174.196。

3 討論

CPB術后腎臟血流動力學改變對AKI影響明顯。術后低心排血量綜合征是CPB常見的并發癥，也是導致血流動力學改變的主要原因，此時右心導管測定心臟指數＜2.5 L/（min·m2）。研究表明 CPB 術后心律失常、有效循環容量不足、酸堿平衡紊亂等原因也可導致腎臟血流動力學改變。術后收縮壓＜90mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或平均動脈壓＜60 mmHg超過1 h，患者心輸出量急劇下降，腎灌注壓下降，腎皮質缺血缺氧，時間過長即可導致AKI[5]。

腎缺血/低灌注時，交感神經興奮，腎素-血管緊張素系統、內皮細胞、白細胞和血小板激活產生的兒茶酚胺、血管緊張素、內皮素（ET）、白三烯、血栓素A2（TXA2）等均有收縮血管的作用，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。本實驗中發現低灌注早期即有血流動力學明顯變化，可能是由于再灌注早期腎組織局部縮血管物質分泌增加，并且隨著再灌注時間的延長，ET，TXA2等縮血管物質在腎組織局部堆集，濃度過高，其收縮血管的作用強烈表達。另外白細胞黏附內皮細胞、紅細胞和血小板黏附聚集，造成血管阻塞，并且以微循環改變為明顯，加上內皮細胞損傷，縮血管物質的增多，舒張血管物質的減少諸多因素會導致血管管腔變窄、血流加速[6-7]。

收縮期峰值流速PSV主要反映腎血管充盈度和血流的供應程度，PSV指標的檢測在腎動脈狹窄，尤其在評估腎動脈狹窄支架術后應用較為廣泛，PSV＞200 cm/s認為腎動脈狹窄存在[8-9]。在CPB術中腎臟處于低灌注狀態，腎血管充盈度和血流的供應明顯減少，通過血液重新分布在腎皮質的血流分布較髓質部分豐富。AKI患者術后1 h腎主動脈、腎段動脈PSV與術前比較PSV增高，術后其他時間點PSV與術前比較無明顯改變，術后這些時點PSV增高，最高時僅87.66 cm/s，與200 cm/s的水平差距還很大，腎動脈痙攣狹窄證據尚缺乏。這種增高可能與腎血流的重分布所帶來的改變相關，但還不能真實的反應腎血管的充盈和灌注狀況；通過PSV指標與腎功能各指標相關性分析，結果表明該指標與腎功能指標無明顯相關性。Brabrand等[10]通過對2組腎移植患者隨訪研究，發現術后2月彩色多普勒超聲檢測PSV＞1.8m/s組較PSV為1.3 m/s組，PSV明顯增高，但其遠期腎功能無明顯差別，表明PSV增高與腎功能的相關性還缺乏依據，與我們的研究結果一致。

CDFI檢測舒張末期流速EDV主要反映腎臟的血流灌注量。心輸出量和腎臟血供減少，多普勒頻譜顯示舒張期血流速度明顯降低，沿基線可見持續的低速血流[11]。研究表明CPB手術影響腎功能的重要原因是心排血量和腎血流的灌注量，在手術過程中持續較長時間的腎血流低灌注狀態是術后腎功能損害的主要原因；通過多普勒超聲檢測術前、后各時點EDV，分析表明術后2 h腎主動脈EDV與術前比較增高，并且術后2 h EDV值高于其他術后時間點，術后1 h腎段動脈EDV較術后4 h高。術后腎主動脈、段動脈EDV在術后1 h、2 h明顯增高，可能與該時間點腎血流低灌注和皮質的重新分布，腎血管腔變窄，血流相對加速有關。通過EDV與腎功能指標直線回歸分析，表明腎動脈EDV與腎功能指標存在負相關，我們認為通過腎動脈的EDV檢測可反應早期AKI發生，尤其在EDV值＞24.26 cm/s時，AKI發生可能性大。

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