Original article
Value of Doppler ultrasonography in renal artery stenosis recognition

Wprowadzenie
Częstość występowania RAS wzrasta wraz z wiekiem chorych i stopniem zaawansowania miażdżycy [1–3]. W badaniach autopsyjnych RAS jest często stwierdzane u chorych z chorobą wieńcową – dotyczy nawet 40% chorych [4]. W krajach Europy i w USA co 5. chory jest kierowany na przewlekłe dializy z powodu RAS [4, 5]. Zwężenie tętnic nerkowych wywiera ponadto niekorzystny wpływ na przebieg choroby niedokrwiennej serca, głównie poprzez rozwój opornego na farmakoterapię nadciśnienia tętniczego, co przyspiesza rozwój miażdżycy w naczyniach wieńcowych oraz powoduje przerost i remodeling lewej komory, a w konsekwencji rozwój niewydolności krążenia [6, 7]. Ocenia się, że zawały serca występują 3-krotnie częściej u chorych ze współistniejącym RAS i chorobą wieńcową [8]. Chorzy ci istotnie częściej poddawani są rewaskularyzacji przezskórnej oraz chirurgicznej serca [8]. Z danych wynika, że wczesne rozpoznanie RAS powinno stanowić istotne zagadnienie kliniczne w praktyce kardiologicznej, co umożliwiałoby optymalizację leczenia tych chorych, jak i – w uzasadnionych przypadkach – kwalifikację do angioplastyki tętnicy nerkowej [9]. Obecnie nie dysponujemy prostym, powszechnie dostępnym badaniem, które mogłoby spełniać rolę testu przesiewowego pozwalającego na wykrycie RAS we względnie wczesnym okresie przed rozwojem niewydolności nerek. Spośród uznanych metod diagnostycznych RAS największą dostępność i zarazem najmniejszą inwazyjność ma dopplerowskie badanie ultrasonograficzne (USG) [9–11].
Cel badania
Celem badania były: 1) ocena możliwości badania dopplerowskiego w wykrywaniu RAS w odniesieniu do angiografii tętnic nerkowych jako badania referencyjnego; 2) próba wyodrębnienia parametrów badania USG najistotniejszych dla rozpoznania RAS.
Materiał i metody
Do badania włączono 420 chorych (286 mężczyzn, 134 kobiety) w średnim wieku 63,6±9,6 (30–85) lat, przyjętych z podejrzeniem choroby wieńcowej w celu wykonania koronarografii. U wszystkich chorych przed badaniami inwazyjnymi wykonano badanie DU tętnic nerkowych aparatem Toshiba Aplio wyposażonym w głowicę konweksową pracującą w zakresie częstotliwości 3–5 MHz. W trakcie badania oceniano parametry zewnątrznerkowe, tj.: skurczową i końcoworozkurczową (end-diastolic velocity – EDV) prędkość przepływu w obu tętnicach nerkowych, skurczową prędkość przepływu w aorcie brzusznej. Z parametrów tych dodatkowo wyliczano: RAR (tj. iloraz PSV w tętnicy nerkowej i prędkości skurczowej w aorcie brzusznej), RI (resistance index tj. będący różnicą PSV – EDV/PSV). Ponadto za pomocą badania dopplerowskiego z krzywej przepływu w tętnicach śródnerkowych oznaczano następujące parametry wewnątrznerkowe: Acc, AT, wskaźnik oporu dla tętnic śródnerkowych (intrarenal resistance index – IRI, wyliczony z wyżej podanego wzoru dla śródnerkowej prędkości skurczowej i końcoworozkurczowej), z którego wyliczono DIRI. Sposób wyliczania powyższych parametrów przedstawiono na ryc. 1. W prezentacji B-Mode wyliczano różnicę w wymiarze podłużnym obu nerek. Angiografię tętnic nerkowych wykonano u wszystkich chorych bezpośrednio po angiografii tętnic wieńcowych aparatem Coroscop (Siemens AG, Munich, Germany) wyposażonym w program do obliczeń stopnia redukcji światła tętnicy angiografią ilościową (Quantcor version 2.0, quantitative analysis software). Badanie wykonywano selektywnie cewnikiem Judkinsa do prawej tętnicy wieńcowej o średnicy 6F lub nieselektywnie cewnikiem pigtail. Obie tętnice nerkowe uwidaczniano w projekcji przednio-tylnej, a w wypadku zmian miażdżycowych również w dodatkowych projekcjach skośnych. W wypadku angiografii selektywnej umieszczano końcówkę cewnika w aorcie brzusznej bezpośrednio w okolicy odejścia tętnicy nerkowej, aby uwidocznić ostium tętnicy nerkowej. Chorych kwalifikowano do następujących grup: 1) chorzy bez zmian miażdżycowych lub ze zmianami <30% redukcji światła naczynia, 2) chorzy ze zmianami redukującymi światło przepływu w zakresie 30–49%, 3) chorzy ze zwężeniami redukującymi światło ≥50% oraz 4) z niedrożnością tętnicy nerkowej. Program badawczy uzyskał akceptację lokalnej komisji bioetycznej. Wszyscy chorzy włączeni do badania wyrazili pisemną zgodę na przeprowadzenie angiografii tętnic nerkowych.
Analiza statystyczna
Analizie statystycznej poddano wszystkie oceniane zewnątrz- oraz wewnątrznerkowe parametry badania USG, które korelowano testem Spearmana ze stopniem zwężenia tętnicy nerkowej zmierzonym metodą angiografii ilociowej (QA). Ponadto testem analizy wariancji (ANOVA) porównywano różnice pomiędzy średnimi wartościami uzyskanymi w USG u chorych z prawidłowymi tętnicami nerkowymi (QA <30%), ze zmianami miażdżycowymi w zakresie 30–49% oraz ≥50%. Poszukiwano niezależnych ultrasonograficznych czynników prognostycznych obecności RAS ≥50% za pomocą metody wieloczynnikowej krokowej regresji wstecznej. Skonstruowano krzywe ROC dla niezależnych czynników prognostycznych RAS ≥50% oraz wyliczono czułość i swoistość badania USG dla tych punktów odcięcia.
Wyniki
Wśród 420 chorych u 265 (63,1%) w badaniu angiograficznym stwierdzono prawidłowe tętnice nerkowe lub zmiany miażdżycowe nieprzekraczające 30% światła naczynia, u 70 (16,7%) zwężenia w zakresie 30–49%, u 79 (18,6%) zwężenia ≥50% oraz u 6 (1,4%) chorych jednostronną niedrożność tętnicy nerkowej. Obustronne zwężenia tętnic nerkowych występowały u 36 (8,6%) chorych. Obecność choroby wieńcowej w postaci zwężenia przekraczającego 50% redukcji światła w tętnicy wieńcowej stwierdzono u 300 (71%) chorych. Grupy te różniły się istotnie pod względem wielu parametrów klinicznych (tabela 1.). Wśród opisanych 420 chorych u 7 (1,7%) znaczna otyłość brzuszna uniemożliwiła uwidocznienie tętnic nerkowych, a ocena ultrasonograficzna została ograniczona do analizy przepływów wewnątrznerkowych. U pozostałych chorych (413 osób – 98,3%) badanie USG umożliwiło pomiar wszystkich poddanych analizie parametrów ultrasonograficznych. W USG obserwowano wraz ze zwiększaniem się stopnia zwężenia tętnicy nerkowej wzrost PSV (p<0,001; r=0,720) i EDV (p<0,001; r=0,633), RI w zwężonej tętnicy nerkowej (p<0,001; r=0,446), a także RAR (p<0,001; r=0,718). W zakresie parametrów wewnątrznerkowych obserwowano wydłużanie się AT (p<0,001; r=0,447) oraz zmniejszanie się Acc (p<0,001; r=-0,534) i IRI w tętnicach wewnątrznerkowych po stronie zwężonej tętnicy nerkowej (p<0,001; r=-0,359) (ryc. 2.). Ponadto wraz ze wzrostem stopnia zwężenia tętnicy nerkowej obserwowano zwiększanie się różnicy w wymiarze podłużnym obu nerek (p<0,001; r=0,391). Badając zależności pomiędzy wartościami parametrów zewnątrz- i wewnątrznerkowych wśród chorych z różnym stopniem zwężenia tętnic nerkowych, stwierdzono istotne statystycznie różnice pomiędzy parametrami w poszczególnych podgrupach chorych (ANOVA – tabela 2.). Stwierdzono, że pomiędzy chorymi ze zwężeniami <30% a chorymi ze zwężeniami w przedziale 30–49% znamienne różnice dotyczyły wszystkich parametrów zewnątrznerkowych oraz wyłącznie Acc wśród parametrów wewnątrznerkowych (test U Manna-Whitneya – tabela 2.). Natomiast chorzy ze zwężeniami ≥50% w porównaniu z chorymi ze zwężeniami 30–49% różnili się istotnie w zakresie wszystkich parametrów zarówno zewnątrz-, jak i wewnątrznerkowych. Spośród wszystkich 8 analizowanych parametrów nerkowych jedynie RAR, AT oraz różnica wielkości nerek okazały się niezależnymi czynnikami prognostycznymi obecności RAS ł50% (tabela 3.). Najwyższą czułość i swoistość badania USG dla rozpoznania RAS ł50% w analizie ROC wyznaczono dla PSV ≥2,06 m/s, RAR ≥2,71, AT ≥93 ms. Wyniosły one odpowiednio 92,3% i 84,6%, 92,3% i 87,9% oraz 81,6% i 79,1% (ryc. 3., tabela 3.). Różnica wymiaru podłużnego pomiędzy nerkami przekraczająca 8 mm wiązała się również z dużym prawdopodobieństwem obecności RAS ≥50% (czułość 74,7%, swoistość 83,6%). Gdy za kryterium ultrasonograficzne rozpoznania RAS ≥50% przyjmowano łącznie spełnienie 3 niezależnych prognostycznych kryteriów przepływu, tj. PSV ≥2,06 m/s i RAR ≥2,71 oraz AT ≥93 ms, poprawne rozpoznanie RAS ≥50% było możliwe u 72 spośród 79 chorych z drożną tętnicą nerkową, a wykluczenie istotnego zwężenia u 316 spośród 335 chorych. Czułość i swoistość rozpoznania RAS ≥50% u chorych spełniających wszystkie powyższe kryteria wyniosły więc odpowiednio 91,1% oraz 94,3%, a pozytywna i negatywna wartość predykcyjna odpowiednio 79,1% oraz 97,8% (tabela 3.). Warto podkreślić, że aż u 14 (73,7%) spośród 19 chorych z fałszywie dodatnim wynikiem w DU stwierdzano angiograficznie zwężenia w zakresie 36–48% (średnio 42,5%).
Omówienie
Większość RAS ma etiologię miażdżycową i dotyczy głównie chorych po 50. roku życia [1, 2, 12, 13]. Choroba ma charakter progresywny i w okresie kilku lat obserwacji u większości chorych narasta stopień zwężenia, a u 8–16% obserwuje się zamknięcie tętnicy [12, 13]. Znaczenie kliniczne RAS to rozwój opornego na farmakoterapię nadciśnienia tętniczego, zwiększone ryzyko zgonów i incydentów sercowo-naczyniowych, postępująca atrofia i niewydolność nerek [8, 9, 13, 14]. Dane z piśmiennictwa wskazują, że u części chorych rewaskularyzacja przezskórna lub chirurgiczna powoduje ustąpienie lub poprawę nadciśnienia tętniczego i hamuje lub spowalnia rozwój niewydolności nerek [14–16]. W ciągu ostatnich lat wyodrębniono szereg parametrów klinicznych, których współwystępowanie może wskazywać chorych o wysokim ryzyku obecności RAS [13, 17, 18], jednak obecnie nie dysponujemy prostą i powszechnie dostępną metodą rozpoznawania RAS. Angiografia, metoda referencyjna w diagnostyce RAS, jest badaniem inwazyjnym i jak dotąd nie dysponujemy zaleceniami określającymi jednoznacznie, u których chorych i kiedy wykonywać angiografię tętnic nerkowych oraz czy powinno się łączyć to badanie z angiografią innych obszarów naczyniowych. Spośród metod nieinwazyjnych badanie USG wydaje się najbardziej odpowiadać kryteriom badania przesiewowego u chorych wysokiego ryzyka, choć co do jego wartości istnieją w piśmiennictwie sprzeczne doniesienia [19–31]. W naszym badaniu, obejmującym stosunkowo liczną w porównaniu z danymi z piśmiennictwa grupę chorych, wykazaliśmy, że u większości chorych możliwe jest uzyskanie wiarygodnej oceny badanych parametrów ultrasonograficznych. Tylko u niespełna 2% chorych z otyłością znacznego stopnia nie uwidoczniono tętnic nerkowych i badanie ograniczono do parametrów przepływu wewnątrznerkowego. W celu diagnostyki RAS stworzono kilka parametrów oceny przepływów zewnątrz- i wewnątrznerkowych. Wykazaliśmy, że spośród tych parametrów najwyższą i niezależną prognostyczną wartość dla diagnostyki RAS ≥50% mają: PSV, RAR, AT, różnica wielkości nerek, przy czym PSV i RAR cechuje czułość przekraczająca 90% i swoistość 85%. W opinii wielu badaczy PSV jest wiarygodnym i wystarczającym parametrem diagnostycznym obecności RAS ≥50–60%. Jednakże dla samej PSV w zakresie 1,8–2,2 m/s raportowana czułość i swoistość wyraz 86–98% [19–25]. W naszym badaniu punkt odcięcia PSV ≥2,06 m/s, jak i czułość oraz swoistość mieści się w zakresie danych podawanych w piśmiennictwie. Często używany wskaźnik RAR, wyliczany ze stosunku PSV i aortalnej prędkości skurczowej, budzi wiele kontrowersji [21, 23, 24, 26, 27]. W naszym badaniu okazał się on równie wartościowy jak PSV. W piśmiennictwie można znaleźć zarówno opinie o jego wyższości nad PSV [23, 26], jak i opinie o jego niskiej przydatności [21, 27]. Olin i wsp. uzyskał czułość i swoistość rozpoznania RAS >60% wynoszące 98% oraz 98% dla RAR >3,5 [24]. Jednakże wyniki te nie znalazły potwierdzenia w badaniach innych autorów (Hoffman i wsp. – swostość zaledwie 60%, House – 50%) [21, 27]. Według wielu autorów punkt odcięcia RAR dla RAS ł50% znajduje się poniżej wartości 3,5 [21, 27]. Według House i wsp. dla wartości RAR >2,5 czułość i swoistość wykrycia RAS >50% wynoszą odpowiednio 88% oraz 69% [27]. W naszym badaniu punkt odcięcia dla RAR wynoszący 2,7 skutkował rozpoznaniem RAS ≥50% z czułością 92,3% i swoistością 87,9%, co świadczyłoby o jego wysokiej przydatności. Należy pamiętać, że zmiany miażdżycowe w aorcie brzusznej, a także tętnicach biodrowych mają istotny wpływ na wartość RAR, co może częściowo tłumaczyć rozbieżności w ocenie wartości tego wskaźnika w piśmiennictwie. Nie u wszystkich chorych poddanych badaniu DU możliwa jest bezpośrednia ocena tętnic nerkowych, a więc wyliczenie PSV i RAR, ponadto badanie to nie uwidacznia dobrze dodatkowych tętnic nerkowych [19–27]. Dlatego też zaproponowano poszerzenie diagnostyki RAS o ocenę przepływów wewnątrznerkowych, tj. Acc, AT, DIRI. Spośród tych parametrów w naszym badaniu jedynie AT okazał się czynnikiem predykcyjnym RAS ł50%, co jest zgodne z obserwacjami innych autorów [24, 27]. Natomiast, w przeciwieństwie do badań innych autorów [28, 29], nasze badanie nie potwierdziło istotnego znaczenia DIRI dla diagnostyki RAS, co można łączyć z częstym występowaniem obustronnych zwężeń tętnic nerkowych wśród naszych chorych (26 na 85 chorych z RAS ≥50%). Ponadto analizując dane, stwierdziliśmy, że istotne statystycznie zmiany w parametrach wewnątrznerkowych pojawiają się u chorych z RAS dopiero po przekroczeniu 50% redukcji światła naczynia. Celowe wydaje się łączne rozpatrywanie prognostycznych kryteriów zewnątrz- i wewnątrznerkowych, ponieważ umożliwia to zwiększenie czułości i swoistości DU w rozpoznaniu istotnych hemodynamicznie zwężeń [24, 28, 30, 31]. Matew i wsp. wykazuje czułość i swoistość wynoszącą 96% i 96% dla PSV >1,8 m/s i AT >58 ms łącznie, Radamacher i wsp. 96,7% oraz 98,0% dla PSV >1,8 m/s oraz AT >70 ms, a Krumme i wsp. 89% oraz 92% dla PSV >2 m/s i DIRI >0,05 [24, 28, 31]. W naszym badaniu połączenie PSV ≥2,06 m/s, RAR >2,7 oraz AT >93 ms cechowały czułość i swoistość 91,1% oraz 94,3%. Podsumowując, dopplerowskie badanie ultrasonograficzne jest wartościową i przydatną metodą w diagnostyce zwężeń tętnic nerkowych.
Oświadczenie
Praca finansowana z Programu Komitetu Badań Naukowych #2PO5B 01528/2005.
Piśmiennictwo
1. Olin JW, Melia M, Young JR i wsp. Prevalence of atherosclerotic renal artery stenosis in patients with atherosclerosis elsewhere. Am J Med 1990; 88: 46N-51N. 2. Park S, Jung JH, Seo HS i wsp. The prevalence and clinical predictors of atherosclerotic renal artery stenosis in patients undergoing coronary angiography. Heart Vessels 2004; 19: 275-279. 3. Holley KE, Hunt JC, Brown AL Jr i wsp. Renal artery stenosis. A clinical-pathologic study in normotensive and hypertensive patients. Am J Med 1964; 37: 14-22. 4. Schwartz CJ, White TA. Stenosis of renal artery: an unselected necropsy study. Br Med J 1964; 2: 1415-1421. 5. Simon P, Benarbia S, Charasse C i wsp. Ischemic renal diseases have become the most frequent causes of end stage renal disease in the elderly. Arch Mal Coeur Vaiss 1998; 91: 1065-1068. 6. Wenger NK, Furberg CD, Pitt E. Coronary heart disease in the elderly: review of current knowledge and research recommendations. W: Coronary heart disease in the elderly. Wenger NK, Furberg CD, Pitt E (red.). Elsevier, New York 1986: 1-7. 7. Kannel WB, Gordon T. Cardiovascular risk factors in the aged: the Framingham study. W: Second conference on the epidemiology of aging. Haynes SG, Feinleib M (red.). Washington 1980: 65-86. 8. Conlon PJ, Athirakul K, Kovalik E i wsp. Survival in renal vascular disease. J Am Soc Nephrol 1998; 9: 252-256. 9. Bloch MJ, Basile J. Clinical insights into the diagnosis and management of atherosclerotic renal artery disease. Curr Atheroscler Rep 2006; 8: 412-420. 10. Nelemans PJ, Kessels AG, De Leeuw P i wsp. The cost-effectiveness of the diagnosis of renal artery stenosis. Eur J Radiol 1998; 27: 95-107. 11. Conkbayir I, Yucesoy C, Edguer T i wsp. Doppler sonography in renal artery stenosis. An evaluation of intrarenal and extrarenal imaging parameters. Clin Imaging 2003; 27: 256-260. 12. Crowley JJ, Santos RM, Peter RH i wsp. Progression of renal artery stenosis in patients undergoing cardiac catheterization. Am Heart J 1998; 136: 913-918. 13. Safian RD, Textor SC. Renal-artery stenosis. N Engl J Med 2001; 344: 431-442. 14. Januszewicz M, Januszewicz A, Rowiński O. Angioplastyka tętnic nerkowych. Postępy w Kardiologii Interwencyjnej 2006; 3: 230-244. 15. Zeller T. Current state of diagnosis and endovascular treatment of renal artery stenosis. Vasa 2006; 35: 147-155. 16. Flisinski M, Manitius J. Predictors of successful renal artery revascularization in atherosclerotic renovascular disease. Pol Merkur Lekarski 2005; 19: 206-210. 17. van Jaarsveld BC, Krijnen P, Pieterman H i wsp. The effect of balloon angioplasty on hypertension in atherosclerotic renal-artery stenosis. Dutch Renal Artery Stenosis Intervention Cooperative Study Group. N Engl J Med 2000; 342: 1007-1014. 18. Buller CE, Nogareda JG, Ramanathan K i wsp. The profile of cardiac patients with renal artery stenosis. J Am Coll Cardiol. 2004; 43: 1606-1613. 19. Karasch T, Strauss AL, Grun B i wsp. Color-coded duplex ultrasonography in the diagnosis of renal artery stenosis. Dtsch Med Wochenschr 1993; 118: 1429-1436. 20. Miralles M, Cairols M, Cotillas J i wsp. Value of Doppler parameters in the diagnosis of renal artery stenosis. J Vasc Surg 1996; 23: 428-435. 21. Hoffman U, Edwards JM, Carter S i wsp. Role of the Duplex sonography for the detection of the atherosclerotic renal disease. Kidney Intern 1991; 39: 1232-1239. 22. Postma CT, van Aalen J, de Boo T i wsp. Doppler ultrasound scanning in the detection of renal artery stenosis in hypertensive patients. Br J Radiol 1992; 65: 857-860. 23. Olin JW, Piedmonte MR, Young JR i wsp. The utility of duplex ultrasound scanning of the renal arteries for diagnosing significant renal artery stenosis. Ann Intern Med 1995; 122: 833-838. 24. Motew SJ, Cherr GS, Craven TE i wsp. Renal duplex sonography: main renal artery versus hilar analysis. J Vasc Surg 2000; 32: 462-469. 25. Kawarada O, Yokoi Y, Takemoto K i wsp. The performance of renal duplex ultrasonography for the detection of hemodynamically significant renal artery stenosis. Catheter Cardiovasc Interv 2006; 68: 311-318. 26. Soares GM, Murphy TP, Singha MS i wsp. Renal artery duplex ultrasonography as a screening and surveillance tool to detect renal artery stenosis: a comparison with current reference standard imaging. J Ultrasound Med 2006; 25: 293-298. 27. House MK, Dowling RJ, King P i wsp. Using Doppler sonography to reveal renal artery stenosis: an evaluation of optimal imaging parameters. AJR Am J Roentgenol 1999; 173: 761-765. 28. Krumme B, Blum U, Schwertferger E i wsp. Diagnosis of renovascular disease by intra and extrarenal Doppler scanning. Kidney Int 1996; 50: 1288-1292. 29. Strunk H, Jaeger U. Duplex ultrasonographic diagnosis of renal artery stenosis by intrarenal acceleration determination and recognition of the tardus-parvus phenomenon with special regard to multiple renal arteries. Rofo 1995; 162: 420-428. 30. Schwerk WB, Restrepo IK, Stellwaag M i wsp. Renal artery stenosis: grading with image-directed Doppler US evaluation of renal resistive index. Radiology 1994; 190: 785-790. 31. Radermacher J, Chavan A, Schaffer J i wsp. Detection of significant renal artery stenosis with color Doppler sonography: combining extrarenal and intrarenal approaches to minimize technical failure. Clin Nephrol 2000; 53: 333-343.