肾脏动脉阻力指数(RRI)的那些事

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肾脏动脉阻力指数(RRI)的那些事

2023-11-08 22:26| 来源: 网络整理| 查看: 265

前几天我分管的病床上收了一个高血压患者,例行肾动脉超声检查时,回报了左侧RRI0.73,右侧0.75,于是管床大夫考虑到肾动脉狭窄可能,对ACEI和ARB类药物的使用颇为顾虑,此时如有肾动脉CTA或磁共振结果,定能让人心安,可惜,这个患者因植入了金属材料,且为70高龄,虽然肌酐、尿素氮结果正常,但谈话告知进一步检查时,患者签字拒绝了CTA。下一步如何办?该如何取舍?鉴于此,这次就来聊一聊RRI的那些事,大家临床就好决断了。

双侧肾动脉狭窄见于30%的患者。其他一些少见的导致肾动脉狭窄的原因包括肾动脉动脉瘤和假性动脉瘤、纤维肌性发育不良(FMD)、夹层、栓塞、脉管炎、血管畸形或外部压迫。

CT是一种常用的无创评估肾脏血管的解剖结构和病理状况的方法,具有高空间分辨率、快速的图像采集,以及三维最大强度投影(3D-MIP)以及多平面和弧形平面的重建,对于小血管的病理状况,如肾动脉的动脉瘤或假性动脉瘤,并分析其与邻近肾脏血管的空间关系,有利于评估狭窄性疾病。但是辐射可能是年轻患者的一个顾虑。对比剂相关的急性肾脏损伤在肾脏功能受损的病人也是一个问题,一次肾动脉CTA患者要接受100至150毫升的碘化造影剂,且注射速度为4毫升/秒,也有部分女性患者体验感极差,不能耐受。双能CT能减少造影剂用量,适合肾功能不全患者。

MR血管成像提供了一个强有力的替代 CT血管造影在评估肾脏血管方面提供了强有力的选择。能够达到接近CT的空间分辨率 ,MR血管造影的好处是没有辐射。

对于超声来说,简单、快捷、无造影剂,价格低廉,可以直接测量肾脏直径和皮质厚度,特别是对于那些不能采用CT和MR的患者,无疑就是最佳的方法了,所以高血压患者在使用ACEI、ARB、ARNI类药物时,常规选择完善肾动脉超声检查。

早在2004年的时候,A Drelich-Zbroja和同事发表的 Renal artery stenosis: value of contrast-enhanced ultrasonography. Abdom Imaging. 2004;29(4):518-24. doi: 10.1007/s00261-003-0125-8.就给出了超声评估肾动脉的参考指标,如图(1)。此后,上图中的指标除了第3条(可能是嫌麻烦),其它指标在各大医院都广泛被采用。

图(1)

在2014年 Francesca Viazzi等人发表的Ultrasound Doppler renal resistive index: a useful tool for the management of the hypertensive patient. J Hypertens. 2014 Jan;32(1):149-53. doi: 10.1097/HJH.0b013e328365b29c.综述中说多普勒超声检查不仅可以检测肾脏大血管的异常,从而对肾动脉狭窄进行诊断和分级,而且还可以识别微血管水平的血流变化,反映肾脏的功能或结构变化。具体来说,生理上由交感神经激活或药物上由ACE抑制剂引起的血管阻力的急性功能变化,肾积水或急性肾损伤引起的肾小管间质压力的急性增加,以及动脉或肾小管间质而非肾小球的慢性结构性损伤都会影响RRI,还给出了具体测量方法,如图(2),更有后来发扬光大,以0.8作为介入治疗的阈值。

图(2)RRI测量技术。在彩色多普勒引导下,将采样量(箭头)置于肾内动脉内(弓形或叶间动脉),获得血管信号的光谱分析。然后将测量卡尺设置在波形的收缩期峰值(白色空心箭头)和舒张末期(黑色空心箭头),并根据公式(PSV-EDV)/PSV计算RI。EDV:舒张末期速度;RI:阻力指数;SV:收缩期峰值速度。

自此在高血压的早期和晚期肾脏损害以及肾动脉狭窄的诊断和分级使用超声测量RRI被视为肾脏损伤的特定标志物,与肾小球滤过率(GFR)和微量白蛋白尿一起使用,或作为全身心血管风险的参数,与内膜中层厚度和其他代用超声终点一起使用,用于无症状患者的心血管风险分层。RRI来自于肾内(弓性或叶间)动脉的多普勒频谱,由最大(收缩期峰值)和最小(舒张期末)流速与最大流速之比获得;RRI的多普勒频谱形态主要由沿主肾动脉测定的速度/时间(V/t)曲线决定,可定义为 "低阻力 "曲线。收缩期迅速增加到峰值速度,随后是渐进的、逐渐的减速期,端部收缩期的速度不会低于30-40厘米/秒。这种多普勒频谱是所有实质性血流的共同和特有的,因为在整个心动周期中必须保证有足够的氧供应。

其实RRI于1950年提出,最初由Pourcelot(1974年)提出用于肾内血管阻力的半定量测定。他表明,该比率受RRI测定点远端血管阻力变化的影响。尽管RRI和实际的肾脏血管阻力之间的严格关系已经变得非常薄弱,RRI一词一直沿用到现在。RRI最初被用于诊断和跟踪急性和慢性肾脏疾病(Radermacher等人,2002年;Viazzi等人,2014年),这与肾内血管的动态和/或结构变化有关。后来RRI被证明是肾衰竭的一个强有力的独立预测因素(Radermacher等,2002;Sugiura,2011)。然而,与此同时,越来越多的证据表明,RRI是许多肾内和肾外决定因素的结果,肾血管阻力只是其中之一,而不是最重要的(Boddi等人,2015)。值得注意的是,1991年Gosling等人(1991年)和1999年Bude和Rubin(1999年)通过在简单的人工回路中进行的体外实验清楚地表明,RRI同时依赖于肾脏血管的顺应性和阻力,随着顺应性的降低,对阻力的依赖性越来越小。当顺应性为零时,RRI与肾血管阻力的变化无关。此外,新的实验(Chirinos和Townsend 2014;Tublin等人2003)和临床数据(Chirinos和Townsend 2014;O'Neill 2014)显示,RRI明显受肾脏(肾间质和静脉压力)和全身(脉压)血管顺应性决定因素变化的影响,而只受肾脏血管阻力慢性增加的影响。在慢性肾脏疾病和移植受者中,RRI主要取决于以脉搏压力测定的全身血管顺应性,而不是肾脏血管特性(Chirinos和Townsend 2014;O'Neill 2014)。在这些患者中,RRI的增加与作为脉搏压力的全身血管顺应性的降低密切相关,这种顺应性受到衰老和传统心血管(CV)风险因素的负面调节,其中高血压起着主要作用(Chirinos和Townsend 2014)。

对于RRI作为肾脏损伤的特定标志物在临床上的应用达成了充分的共识,受那些能促进高血压患者肾脏损伤进展的肾脏病变的影响,即肾积水、肾静脉血栓、腹腔压力增加和急性肾损伤。在所有这些情况下,由于静水压或炎症性水肿导致的肾小管间质和静脉压力的急性明显增加导致RRI值直接增加。

衰老与肾脏微血管床的数量逐渐减少和肾动脉血管中膜厚度增加有关。这决定了管腔/血管壁比率的下降。这两种变化都会导致RRI的逐渐增加(Boddi等人,1996年),它可以被同时增加的系统动脉僵硬度所放大。RRI值随年龄的增加而急剧上升是肾脏血管所特有的,在其他血管床中没有看到。肾脏微血管的血管壁与年龄有关的肥厚重塑可以被高血压和/或糖尿病进一步放大(Pontremoli等人,1999a;Maestripieri等人,2012)。在健康的成年人中,大多数作者将>0.70作为病理性RRI的分界线,并没有根据年龄确定正常值。然而,在70岁以上的健康受试者中,RRI>0.70可以在没有肾脏疾病的情况下测量,而在40岁以上的受试者中,RRI可能是肾脏损伤的第一个标志,预示着GRF减少和白蛋白尿的发生(Boddi等人,1996)。此外,一个新出现的临床问题是评估老年正常患者或糖尿病患者的实际肾功能,因为通过数学公式估算的GFR值在这些亚组中受到限制。因此,在肾功能正常的老年受试者或糖尿病患者中,RRI评估可能被认为是揭示早期肾损伤的另一种非侵入性方法。

在最近的一项大型多中心家族式人口研究中,年龄被证实是RRI的决定因素。Ponte等人(2014年)也表明,RRI与年龄的关系是非线性的,RRI在40岁以后急剧增加。在同一多中心研究中,由于激素差异,女性性别与较高的RRI值有关,并报道了RRI具有遗传性的事实(Ponte等人,2014);在新生儿和四岁以下儿童中,由于这一时期的肾脏解剖结构,可以发现RRI>0.70,与肾脏病变无关。

事实上按照RRI计算公式,对于任何给定的肾内血管阻力,机体动脉收缩压的增加会促进肾脏峰值速度的提高和/或动脉舒张压的降低导致舒张末期速度的降低,作为一个直接的结果,任何导致脉压增加的全身动脉僵硬度的增加都与高RRI值有关,无论是在生理(衰老)还是病理(高血压)条件下。反之则会导致RRI降低。

RRI和脉压之间的关系也在肾脏移植的受体中进行了调查,其中全身脉压是受体特定的,而小叶间动脉的顺应性是供体特定的;在这些肾脏中,RRI与受体的年龄相关,但与供体的年龄无关,与受体的脉压相关,但与供体功能的参数无关(Naesens等人,2013)。作为一个整体,在移植受体中观察到的结果强烈支持RRI主要反映了全身血管的特性。

严重的(>80%)肾动脉胸主动脉或腹主动脉或瓣膜主动脉狭窄都会降低狭窄远端的血管区的脉压,并由于收缩期峰值速度低而降低RRI值(0.05)是严重肾动脉狭窄的间接但可靠的证据。事实上,由于肾脏内循环的自我调节机制,肾脏灌注压逐渐降低到40%并没有实质性地改变肾血流量和肾小球滤过率。在这些条件下,RRI不受影响。当形态上的肾动脉狭窄>75%,肾脏灌注压下降>40%,肾脏收缩压2 mg/dl)和高尿酸血症(>6.5 mg/dl)有关(Berni等人,2012,2010)。两者都维持着肾小管间质性肾病的发生。在高血压患者中,血清尿酸与RRI密切相关,与肾功能或白蛋白尿无关。达成的普遍共识是,肾小管间质性而非肾小球性肾病影响RRI,RRI不能衡量肾功能。

多年来,高RRI值作为CKD患者肾脏结果的独立标志的作用主要是由于假设RRI的增加首先是由血管阻力的持续增加决定的,因为 (a) 肾动脉硬化导致的动脉顺应性下降;(b) 邻近血管的间质纤维化导致的血管外肾压升高;(c) 缺氧和肾脏纤维化导致的毛细血管损失导致的血管收缩。所有这些都与肾功能的下降有关。

近年来研究表明RRI是一个独立的肾脏和心血管结果的标志物,因为它测量的是全身而不是肾脏血流动力学参数,并反映了全身血管疾病(Granata等人,2014)。然而,毫无疑问,肾动脉阻力的阶段性(交感神经激活)和持续性(动脉硬化)变化都可以调节RRI。

在临床实践中,测量白蛋白尿是为了定义高血压患者的亚临床肾脏损害,而eGFR和白蛋白尿的组合是CV疾病的一个有用的预测指标(Viazzi等人,2014)。近年来,RRI也被验证为亚临床肾脏损害的临床标志物,以及肾脏和CV结果的预后预测指标,可在上述标志物之外使用,以提高其性能。

在未经治疗的原发性高血压和肾功能正常的患者中,高RRI(>0.70)突出了肾脏损伤的亚临床迹象,并显示出与尿白蛋白排泄量的直接关系(Miyoshi等人,2016)。进一步证明RRI是预测原发性高血压患者尿白蛋白排泄量增加的有用指标(Viazzi等人,2014)。随着高血压肾脏损害的进展,高RRI值往往与肾小球滤过率的轻度降低和白蛋白尿的增加或两者相关(Doi等人,2012)。在高血压患者中,高(>0.70)的RRI可预测12个月后通过胱抑素C测定评估的肾功能障碍(Okura等人,2010)。

在接受降压治疗的慢性高血压患者中,如果没有微量白蛋白尿且肾功能正常,在那些有高尿酸血症或低度炎症(PCR>2 mg/dl)的患者中发现较高的RRI值,两者都与肾小管间质炎症和内皮功能障碍有关(Berni等人,2012)。值得注意的是,在实验研究中发现,高尿酸血症会导致肾小球高血压、血管收缩和缺血,是对肾小管间质炎症和纤维化的有力刺激。

根据这些发现,动脉粥样硬化增加了系统动脉僵硬度,使肾脏循环容易受到更大的血流动力学负荷(脉压),导致肾脏微血管阻力增加。全身动脉僵化的增加加剧了RRI和动脉粥样硬化损害之间的关系,如左心室肥大、颈动脉内膜厚度和踝臂指数(Pontremoli等人,1999a;Calabia等人,2014;Geraci等人,2015)。另一方面,高RRI可能会因肾功能失调而导致系统性动脉硬化,并激活一个自我进展的过程。此外,在426名原发性高血压患者中,RRI被证明是预测肾脏和CV结果恶化的独立因素,这些患者以前没有CV疾病,平均跟踪了3.1年(Doi等人,2013)。我们可以得出结论,在肾功能正常的高血压患者中,RRI是亚临床肾脏损伤的早期临床标志物,可以预测微量白蛋白尿的发生,但也是系统性动脉粥样硬化负担的信号。由于这两个原因,高RRI是预测肾脏和心血管疾病恶化的良好指标。

文献中报道的绝大多数RRI测量都是在高血压患者中进行的,使用不同的药物组合,没有经过空白期;这可能导致RRI决定因素的研究出现混杂因素。值得注意的是,文献中关于药物治疗对RRI值的影响的数据很少(Leoncini等人,2002;Watanabe等人,2006);RRI值的降低是否以及如何导致肾脏损伤的改善以及肾脏和CV的结果是未知的。这一事实主要是由于RRI在临床实践中使用有限,需要专门研究。

RRI可以检测1型和2型糖尿病患者的早期肾脏损害:当肾功能正常且没有白蛋白尿时;RRI的增加可以预测白蛋白尿的发生(Hamano等人,2008;Nosadini等人,2006)。最重要的是,在没有微量白蛋白尿的患者中,RRI值>0.70可独立预测糖尿病肾病的发生。在有白蛋白尿和肌酐清除率降低的糖尿病患者中,RRI>0.80预示着更差的肾脏结果

与新诊断的高血压受试者相比,新诊断的2型糖尿病患者显示出较高的基线RRI和由硝酸甘油诱导的较低的血管扩张(Bruno等人,2011)。脉压差被证明是高血压患者和糖尿病患者RRI下降受损的有力预测因素,但只有糖尿病患者的血管扩张受损与糖化血红蛋白和收缩压明显相关。事实上,在糖尿病肾病患者中,肾小球后的血管是导致阻力增加的主要因素,而高血压肾病的病理组织学标志是肾小球前动脉透明膜病变。这些发现表明,在糖尿病患者中,即使早期的糖代谢障碍,肾脏血管也可能受到损害,就像在糖尿病前期的情况下,全身血管功能紊乱和动脉僵化增加已经存在。因此,在没有白蛋白尿和肾功能正常的高血压患者中,尽管有糖尿病和没有糖尿病的高血压患者的脉搏波速度相似,但糖尿病的并存与较高的RRI值有关

2002年,Radermacher等人研究表明在任何原因引起的慢性肾病患者中,RRI的增加(>0.80)与肾功能下降的速度相关,并能预测疾病的进程(Radermacher等人,2002)。在这些病人平均3年的随访中,蛋白尿(>1克/天)和肌酐清除率(0.70)RRI以及蛋白尿、低GFR和高血压,是CKD进展的独立风险因素(随访4年)。高RRI可以识别终末期肾病的高风险患者,因为各种肾病患者在进行肾活检时,RRI的初始测量值与严重的间质纤维化和动脉硬化以及18个月的肾小球滤过率更差有关(Bigè等人,2012)。在202名接受肾活检的CKD患者的高(>0.70)RRI组中,RI≥0.7、高血压、蛋白尿和诊断时低eGFR是预测肾功能障碍恶化的独立风险因素。

最近多以肾脏测得的RRI>0.73作为预测肾功能最强的指标,肾动脉狭窄导致的低灌注长期存在并成为慢性病时,肾实质就会受到损害,肾脏体积逐渐减少,间质和血管阻力增加,导致高RRI(Bommart等人,2010)。RRI值增加>0.8是预测肾动脉狭窄患者肾功能下降的有力因素,即使介入治疗纠正了狭窄。

我国中华医学超声杂志电子版2021 ;18 (6 )543-553出版的肾动脉狭窄的超声诊断专家共识指出:超声检查RAS 的主要目的是发现具有血流动力学显著改变的RAS(内径减少≥50%)。目前主要通过检测RAS 的血流动力学变化,根据各种血流动力学指标进行诊断。直接指标如下图(3)

图(3)

直接标准最主要的就是PSV、肾动脉狭窄处的PSV与主动脉的PSV之比(RAR),然而,PSV也受当前血压、壁血管顺应性、肾动脉迂回性和慢性肾实质损伤的影响。RAR将肾动脉中增加的狭窄内流速与在主动脉中测量的参考值进行比较,减少上述全身因素对PSV的影响,在肾动脉处测量。在生理条件下,沿主要肾动脉的PSV在60至120厘米/秒之间。需要注意的是,由于偏心性狭窄与同心性狭窄相比,偏心性狭窄在相同的直径缩小时,PSV可以上升到两倍。 PSV与RAR的联合使用可以提高多普勒肾脏超声检测严重肾动脉狭窄的敏感性和特异性。

舒张末期峰值速度也是肾动脉狭窄分级的狭窄标准,但受外周阻力的影响明显,而外周阻力在肾实质损伤早期会增加,讨论了其在肾动脉狭窄分级中的应用。只有>70-75%的RAS会导致相关的狭窄后压力下降,激活肾素血管紧张系统并需要治疗。

间接标准是基于对>0.7的肾动脉狭窄后多普勒频谱的分析,这也取决于肾内壁血管和血管外顺应性及实质功能,两个肾脏之间的RRI差异>0.05。可能要增加超声人员工作量,即使临床医生建议,RRI大于0.7的患者未必都能完善间接标准检查。

总结一下, (a) 在肾功能正常且无白蛋白尿的高血压患者中,RRI是肾脏损害的早期标志物,可以改善目前用于分层的早期肾脏损害的临床评分。特别是在年轻的高血压和糖尿病患者中。在老年受试者中,RRI随着全身血管硬度的增加而增加,肾脏决定因素的作用会减弱; RRI也是全身动脉粥样硬化负担的标志物,但其临床意义没有得到具体研究。(b) 在移植肾和慢性肾病中,高(>0.80)的RRI值可以标志着肾脏损害,并独立预测肾衰竭。(c) 多普勒超声可以对纤维瘤性疾病和动脉粥样硬化性疾病的肾脏狭窄进行诊断和分级,并可以间接测量肾动脉狭窄对同侧肾脏的血流动力学影响。然而,在患有动脉粥样硬化性肾动脉狭窄的老年受试者中,并存的肾脏疾病可以通过肾脏血管硬度和肾小管间质压力的增强而独立地增加RRI,并部分或完全掩盖由于肾动脉狭窄引起的变化。

现在来回答开始提出的病例问题,我们已经知道RRI不能说明肾动脉狭窄,有时候可以提示肾动脉狭窄,在临床上看到RRI>0.7的时候,又不能行CT和MR时,具体操作该如何办?能否使用ACEI或ARB类药物?个人总结如下(仅供参考,引用需注明出处):

(1)看肾脏报的各直径大小,需要排除肾脏形态学变化,对于长径0.05,警惕肾动脉狭窄;

(4)如第3条不能获得,采用亲自看图,图谱法,如图(4、5)非动脉狭窄;图(6)提示肾动脉狭窄;

(5)经上述步骤排除肾动脉狭窄患者,RRI>0.7使用ACEI或ARB后注意复查肾功能,如有恶化需及时停用。



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