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术中肾动脉阻力指数用于预测心脏手术后急性肾损伤的效果

2024-09-13 37 上传者：管理员

摘要：目的探讨心肺转流（CPB）心脏手术中肾动脉阻力指数（RI）用于预测术后急性肾损伤（AKI）的效果。方法选择择期行CPB心脏手术患者44例，男21例，女23例，年龄≥18岁，BMI 18.5～30.0 kg/m2,ASAⅠ—Ⅲ级。于麻醉诱导后20 min（T1）、CPB结束后30 min（T2）经食管超声心动图（TEE）测量左肾动脉收缩期峰值流速（PSV）及舒张末期流速（EDV）,计算出左肾动脉RI=（PSV-EDV）÷PSV。采用改善全球肾脏病预后组织（KDIGO）诊断标准判断AKI发生情况，根据术后是否发生AKI将患者分为两组：AKI组和非AKI组。采用多因素Logistic回归分析心脏手术后AKI的危险因素。结果共有16例（36%）发生AKI。与非AKI组比较，AKI组CPB时间及主动脉阻断时间明显延长（P<0.05）,T1、T2时RI明显升高（P<0.05）。多因素Logistic回归分析显示，T2时RI是AKI发生的独立危险因素。T2时RI预测心脏术后AKI的AUC为0.893（95%CI 0.794～0.991,P<0.010）,敏感性为84.5%,特异性为78.6%,截断值为0.720。结论术中肾动脉RI是CPB心脏手术后AKI的独立危险因素，CPB结束后30 min肾动脉RI>0.720可作为心脏手术后AKI的预测指标。

关键词：
心脏手术
急性肾损伤
经食管超声心动图
肾动脉
阻力指数
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心脏手术后急性肾损伤(acute kidney injury, AKI)是指各种病因引起的心脏术后短时间内肾功能快速减退而导致的临床综合征，主要表现为血清肌酐水平升高和尿量减少[1],严重者可出现全身多系统功能紊乱，发生率为5%～42%[2],是心脏手术后死亡率升高的常见原因[3],严重AKI可使患者围术期死亡率升高3～8倍[4]。血肌酐和尿量是目前临床上诊断肾功能损伤的常用指标。但血肌酐可受年龄、性别、肌肉含量和用药等多种因素影响，且往往在患者肾功能遭受严重损伤时，才检测到血肌酐水平异常[5]。尿量受容量治疗的影响较大，且即使尿量正常，AKI也可能已经发生[6]。

肾动脉阻力指数(resistance index, RI)是肾动脉搏动变异性的标志，与肾血管阻力、血清肌酐、肾脏疾病时异常组织病理学的严重程度和临床进展高度相关[7]。术中经食管超声心动图(transesophageal echocardiography, TEE)技术常用于心脏手术中心功能的评估，也可用来检测肾动脉血流[8],该技术测量指标与经腹肾超声检测具有良好的一致性[9]。本研究通过TEE行肾动脉血流多普勒检测，探讨心肺转流(cardiopulmonary bypass, CPB)心脏手术中肾动脉RI与术后AKI的相关性，为心脏手术后AKI的诊断和治疗提供依据。

一、资料与方法

一般资料本研究经医院伦理委员会批准[2023-YKL01-(课09)],在ClinicalTrials.gov网站进行注册(NCT05652179),患者或家属签署知情同意书。选择2023年1—12月择期行CPB下心脏手术患者，性别不限，年龄≥18岁，BMI 18.5～30.0 kg/m2,ASA Ⅰ—Ⅲ级。排除标准：急诊心脏手术，二次手术，TEE禁忌证，非窦性心律，术前肾功能检查异常，严重心力衰竭，左心室射血分数<30%,合并有多器官功能不全，严重感染需持续抗生素治疗。剔除标准：随访资料不完善，中途退出，经TEE检测左肾血流失败或图像欠佳，术中二次CPB,CPB结束后行体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)或主动脉球囊反搏(intra-aortic balloon pump, IABP)治疗。

麻醉方法所有患者术前常规禁食8 h、禁饮4 h。入室后监测ECG、HR、BP和SpO2。以16 G穿刺针于局麻下行肘窝处贵要静脉穿刺置管，行液体输注。局麻下行左桡动脉穿刺置管，监测左桡动脉压。麻醉诱导采用咪达唑仑0.05 mg/kg、依托咪酯0.2～0.3 mg/kg、舒芬太尼0.5～1 μg/kg及罗库溴铵0.6～0.8 mg/kg, 气管插管后行机械通气，VT6～8 ml/kg, RR 10～12次/分，FiO280%,维持PETCO235～40 mmHg。行右颈内静脉穿刺，置入三腔中心静脉导管，分别经不同输液管道输入全麻药物及血管活性药物，同时行CVP监测。麻醉维持：丙泊酚2～8 mg·kg-1·h-1及瑞芬太尼0.05～0.20 μg·kg-1·min-1持续静脉输注，罗库溴铵0.2 mg/kg间断静脉注射。由一名具有10年以上TEE操作经验的麻醉科医师行TEE检测，将彩色超声多普勒仪的TEE探头经口腔置入食管，TEE与ECG同步监测。行局部脑氧饱和度监测，BIS监测麻醉深度。

所有手术采用正中胸部切口，由同一组心脏外科医师实施。采用膜式氧合器及滚压泵行CPB,流量设为2.0～2.4 L·min-1·m-2,维持鼻咽温为30～32 ℃。采用alpha稳态，维持MAP 50～80 mmHg, 适度血液稀释，维持Hct 20%～25%。主动脉开放后，以TEE评估和血流动力学指标来指导CPB脱机。在脱离CPB期间，维持MAP>60 mmHg、心脏指数(cardiac output index, CI)>2 L·min-1·m-2。当CI<2 L·min-1·m-2时，静脉输注肾上腺素0.02～0.05 μg·kg-1·min-1或米力农0.3～0.5 μg·kg-1·min-1。当全身血管阻力<700 dyn·s·cm-5时，输注去甲肾上腺素0.02～0.05 μg·kg-1·min-1。根据TEE检测指标评估心肌收缩力，结合血流动力学，以确定是否行容量治疗、使用正性肌力药、血管收缩药或血管扩张药。所有患者术后送至ICU接受标准治疗。

分组与处理根据是否发生AKI将患者分为两组：AKI组和非AKI组。于术前1 d、术后1—7 d每日早晨抽取静脉血测定血肌酐浓度，根据改善全球肾脏病预后(kidney disease: improving global outcomes organization, KDIGO)组织诊断标准判断AKI发生情况，符合下列情形之一即可诊断为AKI:心脏手术患者术后48 h内血肌酐浓度升高≥26.5 μmol/L(3 mg/L)、血肌酐水平升高≥基线值的1.5倍(已知或推测发生于术后7 d 内)、尿量<0.5 ml·kg-1·h-1持续6 h以上)。

RI检测方法将TEE探头从上门牙向前推进约30 cm, 获得食管中段四腔心切面，继续向前推进入胃，并前屈以获得左心室短轴图像，之后将探头向左旋转90°～270°,直至降主动脉短轴出现于视野中央。降主动脉后方卵圆形低回声为椎体影像。将探头继续前进4～6 cm, 直至并行的左肾动脉和左肾静脉出现于视野中[8]。经脉冲多普勒获取左肾动脉频谱图，测量左肾动脉收缩期峰值流速(peak systolic velocity, PSV)及左肾动脉舒张末期流速(end diastolic velocity, EDV),分别连续测量3个心动周期取其平均值。

观察指标记录麻醉时间、手术时间、CPB时间、主动脉阻断时间、尿量、补液量及去甲肾上腺素使用情况。于麻醉诱导后20 min(T1)、CPB结束后30 min(T2)经TEE测量左肾动脉PSV及EDV,计算左肾动脉RI=(PSV-EDV)÷PSV。

统计分析采用PASS软件进行样本量计算，根据预试验结果，T2时RI预测心脏术后AKI曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.880,95%可信区间(confidence interval, CI)为0.770～0.990,设α=0.05(双侧检验),1-β=0.90,考虑20%的脱落率，计算得出共需纳入50例。

采用SPSS 26.0软件行统计学分析。正态分布计量资料以均数±标准差

表示，组内比较采用重复测量方差分析，组间比较采用独立样本t检验。计数资料以例(%)表示，组间比较采用χ2检验或Fisher精确检验。将单因素分析中具有统计学意义的变量纳入多因素Logistic回归分析，绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线，计算AUC、敏感性和特异性。P<0.05为差异有统计学意义。

二、结果

本研究共纳入患者50例，其中1例术中CPB结束后使用ECMO、3例经TEE获取肾动脉影像欠佳、2例术中行二次CPB被剔除，最终共纳入44例。共有16例(36%)发生AKI。与非AKI组比较，AKI组CPB时间及主动脉阻断时间明显延长(P<0.05)。两组患者性别、年龄、BMI、ASA分级、心功能分级、手术类型、麻醉时间、手术时间、尿量、补液量和去甲肾上腺素用量差异均无统计学意义(表1)。

表1 两组患者一般情况和术中情况的比较

图1 两组患者不同时点RI的比较

表2 心脏手术后AKI的多因素Logistic回归分析

CPB时间、主动脉阻断时间、T1、T2时RI进行多因素Logistic回归分析，结果显示，T2时RI与心脏手术后AKI显著相关，是心脏手术后AKI的独立危险因素(表2)。

ROC曲线图示，T2时RI预测心脏手术后AKI的AUC为0.893(95%CI 0.794～0.991,P<0.010),敏感性为84.5%,特异性为78.6%,截断值为0.720(图2)。

图2 T2时RI预测心脏手术后AKI的ROC曲线图

三、讨论

本研究结果显示，CPB心脏手术中肾动脉RI与术后AKI的发生具有显著相关性，CPB结束后30 min时RI升高是发生术后AKI的独立危险因素，具有较高的敏感性和特异性，CPB结束后30 min RI大于0.720可作为心脏手术后AKI的预测指标，对早期预测和诊断AKI具有重要意义。

本研究结果显示，心脏手术后AKI发生率为36%,与Puthumana等[3]研究结果一致，作为心脏术后最常见的并发症之一，如未及时诊断和治疗，AKI可引起感染、出血、谵妄、电解质失衡及液体超负荷等短期并发症，以及慢性肾脏疾病、终末期肾病、心血管不良事件及死亡率升高等远期并发症，延长住院时间，增加医疗费用[2]。心脏手术后AKI发生机制复杂[2],肾脏低灌注和缺血-再灌注损伤在AKI发生发展中发挥重要作用[2],且麻醉过程中肾动脉血流自我调节能力丧失[10]。因此，术中实时监测肾血流的变化是心脏手术后AKI高危患者围术期肾功能管理的关键。

术中TEE是心脏手术过程中用于心功能检测的常用手段，TEE技术也可检测肾动脉血流[8]。RI描述了EDV相对于PSV的减少百分比，是肾动脉搏动变异性的标志，与肾血管阻力及血清肌酐密切相关[11],与肾脏疾病时异常组织病理学的严重程度和临床进展高度相关[7]。肾动脉RI正常范围为0.55～0.70,可用于预测严重脓毒症患者[12]或需机械通气患者的AKI[13]。一项对术后AKI发生的Meta分析[14]表明，AKI发生率与术后RI升高具有显著相关性。Kajal等[15]研究表明，CABG患者开胸前肾动脉RI>0.68,可预测术后早期AKI的发生，但其敏感性及特异性较低，可能与肾动脉RI检测时间较早有关，CPB开始前AKI可能尚未发生或程度较轻。CPB期间非搏动性灌注、血液稀释以及温度的快速变化可加重肾缺血状态[16]。CBP结束后，肾脏灌注虽得到改善，但随后可发生缺血-再灌注损伤，导致肾脏中线粒体通透性过渡孔mPTP打开，引起AKI[17-18]。随着手术进行及血液暴露于CPB泵及管路中，各种炎症途径逐渐激活，促炎因子水平升高。心脏术后血浆炎性因子浓度的升高与AKI的发生和死亡率的升高密切相关[19]。手术创伤、炎症反应及氧化应激等可促进交感神经系统兴奋，导致去甲肾上腺素等缩血管神经递质释放，引起肾动脉收缩。同时，交感神经系统兴奋进一步增强肾素-血管紧张素-醛固酮系统介导的液体超负荷，导致全身性血管收缩，血管阻力增加。

肾损伤分子-1(kidney injury molecule-1, KIM-1)[20]、白细胞介素18(interleukin-18, IL-18)[21]及中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(neutrophil gelatinaseassociated lipocalin, NGAL)[22]等生物标志物对早期预防和干预AKI的发生具有较高价值，但其检测方法复杂、费用昂贵，并未广泛应用于临床。将术中肾动脉RI用于预测AKI可在较早时期对术后AKI的发生提供预测价值，为临床医师更早地进行肾保护提供依据。且术中RI的检测无需血标本及实验室检查，在心脏手术常规行TEE检查的同时，即可获取肾动脉RI,具有较高的临床价值和经济效益。

本研究存在一定局限性：(1)本研究为小样本、单中心研究，未来仍需大样本、多中心研究，以进一步探讨术中肾动脉RI对AKI发生及严重程度的预测价值；(2)本研究仅纳入CPB心脏手术患者，对于非CPB心脏手术中肾动脉RI的变化与术后AKI的关系仍需进一步探讨。

综上所述，CPB心脏手术中肾动脉RI是术后AKI的独立危险因素，有助于早期预测心脏术后AKI的发生，CPB结束后30 min肾动脉RI大于0.720可作为心脏手术后AKI的预测指标。

参考文献:

[1]谢爽,李繁,黎仕焕.老年营养风险指数联合中性粒细胞/淋巴细胞比值对术后急性肾损伤的预测价值.临床麻醉学杂志,2023,39(9):916-922.

基金资助:江苏省科技厅社会发展面上项目(BE2023749); 江苏省中医药科技发展计划项目(MS2022151); 扬州市科技局社会发展项目(YZ2022108);

文章来源:张转,陈超,张芯绮,等.术中肾动脉阻力指数用于预测心脏手术后急性肾损伤的效果[J].临床麻醉学杂志,2024,40(09):944-948.