三维彩色血管能量成像对高血压病肾脏血流灌注的研究

作者：胡巧洪　范小明

【摘要】  目的　探讨三维彩色血管能量成像(3D-CPA)技术定量评估高血压病肾脏血流灌注改变的临床价值。方法　根据2003欧洲高血压治疗指南的标准，将1级、2级高血压病患者归为高血压组I 36例、3级高血压病患者归为高血压组II 32例，设对照组 36例。应用彩色多普勒技术测量肾脏的叶间动脉收缩期峰值速度(Vmax)、舒张末期速度(Vmin)、阻力指数(RI)、搏动指数(PI)，以及应用三维彩色血管能量成像技术测量肾脏的血管指数(VI)、血流指数(FI)和血管血流指数(VFI)。结果　高血压组II与对照组间，Vmax、Vmin、VI 、FI呈现降低趋势(t分别=1.71、2.74、3.57、3.82，P<0.05); RI呈现升高趋势(t=2.15，P<0.05);高血压组I与高血压组II间，Vmin、VI呈现降低趋势(t分别=1.87、3.03，P均<0.05)。高血压病患者和对照组之间VI、FI差异有统计学意义(t分别=2.16、4.91，P均<0.05)，且以VI≤5.5%作为诊断高血压病肾脏血流灌注损害的标准，其敏感性为76.47%，特异性为72.22%，以FI≤38作为诊断标准，其敏感性为86.76%，特异性为72.22%。结论　三维彩色血管能量成像为判断高血压病肾脏血流灌注改变提供了客观的参数指标。

【关键词】  三维彩色血管能量成像; 高血压病; 血管指数; 血流指数

Study on renal vascular perfusion using three-dimensional color power angiography in patients with hypertension HU Qiaohong, FAN Xiaoming. Department of Ultrasonography, Zhejiang Provincial People's Hospital, Hangzhou 310014, China

　　Abstract:ob[x]jective To assess the clinical application of three-dimensional color power angiography (3D-CPA) in evaluating renal vascular perfusion in patients with hypertension. Method Thirty-six hypertensive grade 1 and 2 patients (group I), 32 hypertensive grade 3 patients(group II) and 36 healthy subjects were examined with pulsed Doppler ultrasound, and blood flow parameters were acquired. Then kidney models were reconstructed by 3D-CPA and the parameters were calculated such as vascularity index(VI), flow index(FI) and vascularization flow index (VFI). Results Vmax, Vmin, VI, FI showed a decrease tendency(t =1.71,2.74,3.57, 3.82, P<0.05), while RI showed an increase tendency (t=2.15, P<0.05)between hypertensive group II and contrast group. Vmin, VI showed a decrease tendency(t=1.87, 3.03, P<0.05) between hypertensive group I and hypertensive group II. Besides, there were significant differences between hypertensive and healthy people in VI, FI(t=2.16, 4.91, P<0.05). Using VI less than 5.5% as a standard for predicting vascular perfusion damage in hypertensive patients, the sensitivity and specificity were 76.47% and 72.22%. While using FI less than 38 as a standard the sensitivity and specificity were 86.76% and 72.22%. Conclusions 3D-CPA can provide ob[x]jective information for early renal vascular perfusion, and it is useful in non-invasive diagnosis and evaluation of early renal vascular damage of patients with hypertension.

　　?眼Key words?演 three-dimensional color power angiography;　hypertension;　vascularity index;　flow index 肾脏有着丰富的血流灌注，是高血压病损害的主要靶器官之一。本次研究应用三维彩色血管能量成像(three-dimensional color power angiography，3D-CPA)技术对高血压病患者肾脏血流灌注情况进行测量与分析，旨在探讨3D-CPA在定量评估高血压病肾脏血流灌注改变中的临床价值。

　　1　资料与方法

　　1.1　一般资料　选取2006年1月至2007年12月浙江省人民医院高血压病患者共68例，根据欧洲高血压学会和欧洲心脏病学会联合发表的2003欧洲高血压治疗指南[1]的标准进行分组：1级高血压和2级高血压归为高血压组I，血压140～179/90～109mmHg，共36例，其中男性24例，女性12例，平均(55.13±3.24)岁，病程(7.48±2.63)年;3级高血压归为高血压组II，血压≥180/110mmHg，共32例，其中男性14例，女性18例，平均(56.33±3.76)岁，病程(7.91±2.44)年;两组患者经临床检查未发现泌尿系感染、结石、肾血管异常等其他疾病。同时设正常对照组36例，血压<140/90mmHg，其中男性21例，女性15例，平均(54.89±3.43)岁，排除心、肺、肾、血管等疾病。三组患者血脂、血糖均在正常范围，且三组间年龄、性别、病程差异无统计学意义(P>0.05)。

　　1.2　仪器与方法　使用VOLUSON 730彩色多普勒超声诊断仪(由美国通用电器公司)，腹部探头：AB2-7，频率：3.0～4.0MHz，容积探头：RAB 4～8L，频率：4.0MHz。二维常规肾脏扫查，彩色多普勒超声清晰显示各段肾动脉，将取样容积置于叶间动脉，使血管与声束夹角小于30°，用脉冲多普勒获得肾叶间动脉血流参数：收缩期峰值速度(peak velocity in systole，Vmax)、舒张末期速度(end-diastolic velocity， Vmin)、阻力指数(resistive index，RI)及搏动指数(pulsed index，PI)。取同一肾脏不同处三个叶间动脉，并测三个心动周期取平均值，后取双肾的平均值。用3D-CPA观察肾脏的血流，其增益以取样框内噪声信号恰好消失为宜。选择感兴趣区，嘱研究对象屏住呼吸，在40°角内单向均匀扫查，时间15~17sec，启动三维功能键进行图像采集，存于仪器硬盘中用于后处理分析。

　　应用仪器内置的三维图像重建系统(VOCAL Ⅱ)的GRASS BODY模式，以15°作为偏转角度，对所采集的图像进行手动包络，获得肾脏的三维重建模型(见封二图1)，并由系统自动计算出血管指数(vascularity index，VI)、血流指数(flow index，FI)及血管血流指数(vascularization flow index，VFI)(见封二图2)。每个肾脏都进行三次重建测值、取平均值，后取双肾的平均值。

　　1.3　统计学方法　应用SPSS 13.0软件。计量资料以均数±标准差(■)表示, 组间比较采用t检验，多组间比较采用方差分析，设P<0.05为差异有统计学意义。

　　2　结果

　　2.1　肾脏叶间动脉的彩色多普勒血流频谱以及三维重建后肾脏的VI、 FI和VFI的特点见表1

　　由表1可以看出，高血压组II和正常对照组比较，Vmax、Vmin、RI及PI差异有统计学意义(t分别=1.71、2.74、2.15、1.75， P均<0.05);高血压组I和高血压组II比较，Vmin差异有统计学意义(t=1.87，P<0.05)。

　　高血压组II和正常对照组比较，VI、FI及VFI差异有统计学意义(t分别=3.57、3.82、3.51， P均<0.05);高血压组I和高血压组II比较，VI和VFI差异有统计学意义(t分别=3.03、2.93， P均<0.05)。

　　2.2　VI和FI判断高血压病肾脏血流灌注改变的定量分析结果见表2

　　68例高血压病患者的VI平均值为(4.03%±3.44%)，36例对照者的VI平均值为(6.67%±5.03%)，两者间差异有统计学意义(t=2.16，P<0.05)。如果以VI≤5.5%作为诊断高血压病肾脏血流灌注改变的标准，其敏感性为76.47%，特异性为72.22%。

　　68例高血压病患者的FI平均值为(34.90±4.26)，36例对照者的FI平均值为(39.40±4.79)，两者间差异有统计学意义(t=4.91，P<0.05)。如果以FI≤38作为诊断高血压病肾脏血流灌注改变的标准，其敏感性为86.76%，特异性为72.22%。

　　3　讨论

　　肾脏是高血压病损害的主要靶器官之一。当血压增高，肾脏的自身调节功能紊乱可产生不同程度的损害[2]，其主要的病理改变是小动脉硬化，从而造成血流灌注减低。

　　国内外研究显示[3～6]，肾脏血流灌注的变化可反映高血压病肾脏的病变。肾动脉的RI随着血压升高而增加，并且由于血管损害、肾动脉自主调节能力的下降，在药物作用血压下降的情况下RI仍然显示异常。徐瑞等[5]通过对高血压病患者和正常人的对照研究显示：叶间动脉舒张末期血流速度的减慢、血流峰速加速时间的延长是高血压病患者早出现的肾血流动力学异常;以血β2-微球蛋白>3550ng/ml，或尿β2-微球蛋白>154ng/ml，或尿白蛋白排泄率>30mg/24h作为高血压病早期肾脏损害的判断标准，则有肾脏早期损害的高血压病患者肾血流频谱参数特点是肾段动脉、叶间动脉的收缩期大血流速度、舒张期末血流速度减低，搏动指数、阻力指数明显增高。本次研究中分析了68例高血压病患者和36例正常对照者的肾动脉血流参数，发现随着血压增高，叶间动脉的Vmax、Vmin呈现降低趋势，RI、PI呈现升高趋势。该结果与国内外学者的研究结果相符合。此外，实验中还发现：随着血压增高，舒张期血流速度降低较收缩期血流速度的降低更加明显，高血压组II叶间动脉的舒张期流速减慢，与高血压组I和对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。

　　3D-CPA是近年发展的血流显像技术，是在能量多普勒基础上，应用三维重建方法对脏器或病变部位血流进行空间立体成像。它克服了频谱多普勒对角度依赖性大，对低速血流敏感性差，以及只能显示单一血管或局部血流动力学特征等的不足，能够动态、立体、完整地展现脏器血管树的构型，也能够更加全面地定量评估脏器的血流灌注情况，同时还引进了能够定量反映感兴趣区血管及血流分布情况的参数VI、FI。目前3D-CPA已经被越来越多地应用于肝癌、乳腺癌、宫颈癌及卵巢肿瘤等[7～9]的诊断。齐铮琴等[9]通过卵巢肿瘤微血管密度与VI的比较，发现良、恶性肿瘤的VI有着明显的差异，并且与微血管密度有着良好的一致性。Alcazar等[8]的研究进一步证实了VI与肿瘤临床分期、间质浸润深度、淋巴结转移、脉管内癌栓及肿块大小等临床病理参数间存在的密切关系。同时，这些研究也证明了VI具有较高的可信性与重复性，价值优于RI、PI等参数。本次研究将该技术应用于高血压病人肾脏的研究，以期进行肾脏血流灌注改变的定量评估。结果显示，肾脏的VI和FI随着血压的增高而降低，并且正常对照组和高血压组II、高血压组I和高血压组II之间差异有统计学意义(P<0.05)。这也进一步证明了血压升高对肾脏血管床造成的损害。血压越高，肾小血管硬化越严重，肾脏血流灌注越少，VI、FI值越低;反之亦然。此外，实验还发现高血压病患者的VI、FI明显低于对照组(P<0.05)，如果以VI≤5.5%作为诊断高血压病肾脏血流灌注改变的标准，其敏感性为76.47%，特异性为72.22%;以FI≤38作为诊断标准，其敏感性为86.76%，特异性为72.22%。但是由于样本数量有限，这些标准及其诊断的敏感性、特异性在高血压病预测和诊断中的价值仍有待于进一步研究。

【参考文献】
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　　9 齐铮琴, 赵玉珍, 纪晓惠, 等. 卵巢肿瘤经阴道超声三维血管定量与病理微血管密度相关研究[J]. 中华超声影像学杂志. 2005, 14(11)：840-843.