摘要目的：探讨应用声学造影时间―强度曲线（time-intensitycurves，TIC）诊断移植肾急性肾小管坏死的可行性，并与常规二维及多普勒超声检查进行对比分析。方法：建立移植肾急性肾小管坏死（acutetubularnecrosis，ATN）的动物模型，采用自身对照法，进行常规二维及多普勒超声检查、经静脉间断触发超谐波声学造影（ultraharmonicimaging，UHI）及声学定量分析TIC各参数，同时跟踪病理活检。结果：较ATN发生前TIC曲线峰值前移，TIC参数除PI值外，AUC、HT、MTT、PI与AUC比率均明显降低；二维超声和Doppler检查示：移植肾大小无明显改变，RI值在正常值范围波动。结论：声学造影结合TIC定量分析，可客观反映移植肾急性肾小管坏死血流灌注变化,为诊断移植肾ATN提供了可行的新方法。关键词声学造影；超谐波成像；移植肾；急性肾小管坏死
DiagnosisOfAcuteTubularNecrosisInRenalAllograftWithContrastandDopplerUltrasound:AnExperimentalStudyGONGWeibing,YEYi，HOULianbing，MAJunjie，WUFenglin,LVShijun,DepartmentofSonography,NanFangHospital,FirstMilitaryMedicalUniversity,Guangzhou,510515China
AbstractObjectiveToinvestigatethefeasibilityofdiagnosticacutetubularnecrosisinrenalallograftusingtime-intensitycurvesbyintravenouscontrastultrasound.
MethodsThecaninemodelsofacutetubularnecrosisinrenalallograftwereestablished,andexaminedsubsequentlywithtwodimensionandcolordopplerflowimagingandintravenousContrastUltrasoundandusingauto-control,andalsoanalyzedtheparametersoftime-intensitycurves,trackingtherenalbiopsiessimultaneity.
ResultsThoughpreandpro-ATNcomparison,wedetectedthatthecurvepeakwasante-displacedandparametersofTIC（exceptPI）、AUC、HT、MTT、theratioofPItoAUCweredecreaseddramatically,2DandCDFIwereshownnovarietise.
ConclusionContrastUltrasoundcombinedwithTICquantitativeanalysiscouldreflectthevariationofbloodperfusionobjectively,thismayofferanewmethodfordiagnosticofATNinrenalallograft.
[Keywords]ContrastUltrasound；ultraharmonicimaging;renalallograft;acutetubularnecrosis
同种异体肾移植术后，临床普遍采用生化指标监测移植肾功能，而以多普勒超声
作者单位：广州南方医科大学南方医院超声科（龚渭冰叶艺吴凤林吕仕军）、临床药理基地（侯连兵）、肾移植科（马俊杰）（510515）
测量移植肾内各级动脉的血流速度及阻力指数（RI），监测血流灌注。但由于多普勒技术的物理局限性，虽对诊断血管型急性排斥特异性较高，却不能有效鉴别ATN与AR（Acuterejection急性排斥）[1]。本研究应用超谐波声学造影技术（UHI）及声学定量技术（AD）检测移植肾急性肾小管坏死（ATN）血流灌注，并与多普勒超声对比分析,结合病理检查结果，探讨该方法诊断移植肾急性肾小管坏死的可行性。
1资料与方法
1.1建立急性肾小管坏死动物模型：选用健康杂种犬12只，雌雄不限，体质量10-15Kg，按常规行同种异体肾移植手术。肾移植成功8例，通过延长热缺血时间，加大灌注压力等方法，使移植肾灌注不良，术后无治疗干预，经病理活检证实获得急性肾小管坏死3例。
1.2超声检查：采用自身对照方法，具体分组见表1，对同一模型动物移植肾分别进行下述检测，并取得相应观测指标。
1.2.1超声检查使用HP5500超声诊断仪，选用C3540探头，频率2.1～4.2MHz，对移植肾进行常规二维超声和Doppler检查并测定移植肾大小，各级肾动脉血流速度及RI。
1.2.2声学造影：采用南方医院药学基地生产的全氟丙烷白蛋白微泡造影剂,微泡直径2.0～5.0μｍ,浓度1.0×109～2.0×109/ml,分布98%%26lt;10μｍ,PH值6.4～7.4。经外周静脉弹丸式注射,剂量为0.03ml/kg，重复3次。每次注射后立即尾随注入2ml生理盐水冲洗，重复注射应每次间隔大于15min。选用S4探头，频率2.0~4.0MHz，探头下置一自制水囊，选定移植肾最大长轴切面,探头固定,启动超谐波造影（TCE2）程序,选用1.3/3.6MHz谐波成像频率;启动Trigger功能,以3000ms触发成像（瞬间反应成像）,即每隔3000ms成像一帧。机械指数设置%26lt;0.6,减低二维图像增益至仅能清楚显示移植肾,造影前、后仪器设置条件不变。造影剂经静脉注射后,观察移植肾区域灰度变化及血管显影情况,同时启动Loop程序,动态记录所有图像资料并存贮于仪器内置磁光盘中,供以后分析。动态图象资料应用AD软件（机器自带）进行分析，将半月形取样框（21×21像素数）分别置于移植肾皮质和皮髓质交界部获得时间―强度（TIC）曲线及参数：造影剂灌注峰值（PI）、灌注曲线下面积（AUC）、降支减半时间（HT）、平均通过时间（MTT）、取样间期（SI）。各参数均取样3次，并取其均值。本资料由两熟练操作者，以同一方法，“双盲法”分别测量。
1.3病理检查（光镜）
以术后24小时内移植肾病理活检为正常对照，并在超声测量指标发生明显变化时随机进行移植肾病理活检，动物死亡后摘取移植肾作病理检查。
2.1二维超声和Doppler检查发现：ATN前后，移植肾大小无明显改变，RI值在正常值范围波动。（见表1，图1A、2A）
2.2二维超声图象的视觉判断声学造影剂对正常移植肾（尤其是肾皮质）的增强效果明显优于ATN移植肾。（图1B、2B）
2.3声学造影分析：时间―强度曲线显示，ATN后峰值前移（图1C、2C）；TIC各参数：PI下降2.1%；AUC下降42.4%；HT下降44.9%；MTT下降31.6%（见表2）；皮质与段间AUC值比率下降27%。除PI值外，AUC、HT、MTT、皮质与皮髓质交界部AUC值比率均明显降低。
2.3病理检查：ATN前，光镜下肾小管上皮细胞正常，移植肾正常。ATN后，光镜下肾小管上皮细胞空泡样变性。符合急性肾小管坏死改变。（图1D、2D）
表１ATN前后移植肾皮质二维及多谱勒测值
检测时间例数移植肾大小肾动脉 段动脉小叶间动脉 S/DRIS/DRI S/DRI移植肾发生ATN前36.1×3.5×3.659.1/14.60.7620.3/6.10.7010.3/2.90.71移植肾发生ATN后36.2×3.7×3.557.6/16.20.7322.4/6.50.7010.6/4.80.65
表２ATN前后移植肾皮质声学定量资料
指标例数移植肾发生ATN前移植肾发生ATN后皮质部皮髓质交界部比率皮质部皮髓质交界部比率PI（db）328.729.60.9728.130.80.91AUC（dbs）32946.735620.821697.12836.10.60HT（s）373.570.540.546.5MTT（s）376.878.252.564.5
注：比率为皮质与皮髓质交界部之比
ATN发生前ATN发生后
图A1高频CDFI示移植肾血流灌注及图A2高频CDFI示移植肾血流灌注及
多普勒频谱多普勒频谱
图B1造影剂完全灌注移植肾图B2造影剂完全灌注移植肾
图C1时间―强度曲线图C2时间―强度曲线见峰值前移
图D1光镜，肾小管上皮细胞正常，移植图D2光镜，肾小管上皮细胞空泡样变
肾正常。性，符合急性肾小管坏死改变。
肾移植术是国际公认的肾功能衰竭终末期的有效、常规性治疗手段。术后并发症是导致移植肾功能障碍和肾移植失败的主要原因，及时准确诊断移植肾并发症与移植肾生存率高度相关，直接影响肾移植术后患者的生存状态和生活质量。目前，临床普遍采用彩色多普勒超声（CDFI）测量移植肾内各级动脉血流速度（Vmax）及血流阻力指数（RI），以监测移植肾血流灌注。有研究表明，RI对诊断急性肾小管坏死（ATN）缺乏特异性[1]。
新型超声造影剂微气泡直径小于红细胞，可自由通过微循环，经研究证明其血流动力学特点与红细胞相似，可作为红细胞示踪剂。根据指示剂稀释法，以声学造影剂形成的灰阶或彩色血流信号强度的变化作为指示剂，以时间-强度曲线计算为基础的定量法，具有良好的理论和应用基础和临床应用前景。
现阶段国内外大部分声学造影研究集中在心脏领域,超谐波声学造影监测移植肾并发症的动物研究未见报告。超谐波声学造影技术是利用造影剂微泡的弹性外壳在超声照射下，比组织更易产生非线性共振的特性，通过改变超声探头的发射和接收频率，只接收其两倍以上三倍以下的谐波信号而抑制组织信号，使信噪比提高，增强了经静脉声学造影的效果[2]。除此，本研究所依据的理论还有[3]：1）肾脏的血流灌注存在段间分布,且无侧枝循环；2）肾脏实质无明显的心动时相的形态差异；3）肾皮质部分含有大量的血管性结构,适于评价皮质部位血流容积的变化。4）声学造影技术使得肾脏血流动力学和血流灌注超声应用研究达到微循环水平，本研究依据移植肾并发症病理及免疫组织化学观察，病变累及肾组织不同部位，其受累程度亦不应相同，因而造影剂灌注血管床的充盈和廓清随病变性质不同存在差异[4]。以外周静脉团注超声造影剂后所形成的时间-强度变化曲线结合病理检查定量测定移植肾急性肾小管坏死发生前后肾皮质、段间部位血流量，获得肾组织不同区域声学密度变化特点。据GeorgeA,RobertS[5][6]报道, AUC与肾实质的血流量是成线性相关的，即AUC反映了血管内血流容积的变化。移植肾急性肾小管坏死皮质血流灌注减少，但其病理改变不同于急性排斥，我们既往研究发现急性排斥时，时间-强度曲线（TIC）参数较RI与移植肾急性排斥的相关性更为密切，PI、AUC均降低[7]，而本研究发现移植肾ATN时二维及CDFI示移植肾大小无明显改变，RI值在正常值范围波动。而TIC曲线较ATN前峰值前移，TIC各参数中PI下降2.1%，AUC下降42.4%，HT下降44.9%，MTT下降31.6%，皮质与皮髓质交界部AUC值比率下降27%。除PI值外，AUC、HT、MTT、皮质与皮髓质交界部AUC值比率均明显降低。本研究又以皮质与皮髓质交界部AUC值比率反映皮髓质交界部-肾皮质部位的灌注容积比率[8]，通过计算皮质与皮髓质交界部AUC比率消除了对剂量和注射速度的特别严格要求,并且测定的是同一次注射的同一幅图像的不同部位,因此两个部位的比值,在一定程度上减弱了一些共同不利因素的影响,具有相对不依赖于剂量的特点。采用自身对照的方法也可减少造影剂注射速度和剂量的个体差异对结果的影响，因此，对比常规超声检查，超谐波声学造影时间―强度曲线的AUC可评估移植肾急性肾小管坏死血流量的变化程度，并且可反复多次进行检查，但本研究样本量较小，仅观察到移植肾急性肾小管坏死声学造影时间-强度曲线的变化特点，应进一步建立实验定量指标，为下一步临床应用奠定基础。
参 考 文 献：
1．刘淑媛,李克功,刘洁玉,等. 超声及彩色多普勒血流显像在移植肾中的应用价值.中国超声诊断杂志，2002，3（1）:40~41
2.KuerstenB,MurthyTH,LiP.Ultraharmonicmyocardialcontrastimaging:invivoexperimentalandclinicaldatafromanoveltechnique.JAmSocEchocardiogr.2001Sep;14（9）:910-6
3．VictorM,DanielD,SolangeA.Myocardialregionalbloodflow:Quantitativemeasurementbycomputeranalysisofcontrastenhancedechocardiographicimages.UltrasoundinMed%26amp;Biol,1993,19（8）:619-633
4.丁晓育，陈淑敏.移植肾组织活检的病理及免疫组织化学观察.ChinJOrganTransplant,1998,19（10）:40~52
5．GeorgeA,CarolE,BrentH.RenalCorticalischemiainrabbitsrevealedbycontrast-enhancedPowerDopplerSonography.AJR,1998;170（2）:417~422
6．RobertS,GeorgeA,JohnC.Analysisofregionalcerebralbloodflowindogswithanexperimentalmicrobubble-basedUScontrastagent.Radiology,1996,201（1）:119~123
7．李卓，龚渭冰，刘红梅，等.经静脉声学造影法与彩色多谱勒法对移植肾急性排异反应诊断的对比研究.第一军医大学学报,2003,23（5）:439~441
8．周翔，张青萍，柳建华，等.团注超声造影剂定量测定肾组织局部血流灌注的实验研究.中国超声医学杂志,2000,16（4）:245~248
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