超声在胰腺移植术后监测中的临床应用研究进展
2020-12-22刘朴晶唐缨武红涛天津中医药大学中西医结合学院天津301617天津市第一中心医院超声科天津30019
刘朴晶,唐缨,武红涛(1.天津中医药大学中西医结合学院,天津 301617;.天津市第一中心医院超声科,天津 30019)
胰腺移植是治疗晚期糖尿病的有效手段,可防止糖尿病并发症恶化,提高患者生活质量。目前其主要用于1 型糖尿病的治疗,但近年来也用于2 型糖尿病的治疗,且数量有所增加,约占移植总数的10%[1]。尽管近年来在外科技术和免疫抑制治疗方面取得了进展,但胰腺移植术后并发症仍然不可避免,包括移植物血管并发症、排斥反应、胰腺炎、胰周积液和出血等,而血管并发症是早期移植物丢失最常见的原因,其中血栓形成(动脉和静脉)最常见,据报道占2%~19%的病例[2]。因此,准确、早期诊断胰腺移植并发症,对开展充分治疗、提高移植物存活率至关重要。超声作为一种实时、方便、非侵入的评价移植胰腺的首选方法,可用于确定是否存在影响移植胰腺实质、血管供应和邻近组织的各种并发症[3],在移植胰腺的术后监测中扮演着重要 角色,其包括灰阶超声、多普勒超声、超声造影等。本文就超声在胰腺移植术后监测中的临床应用做一综述。
1 灰阶超声
灰阶超声可提供胰腺移植物的高分辨率成像,可观察移植胰腺的形态(大小、回声)、胰管大小、胰周积液的存在与否及胰周其他情况,评价移植胰腺术后并发症。正常移植胰腺实质呈均匀低回声,且胰管正常[4]。正常胰管内径应≤3 mm,胰管扩张提示胰液引流不畅[5]。
1.1 移植胰腺排斥反应:在移植胰腺急性排斥反应早期,超声可能无异常发现,但随着疾病的进展,会出现移植物回声不均、水肿和增大,若发展为慢性排斥反应,胰腺可能萎缩[6]。而此表现往往是非特异性的,移植胰腺炎和坏死时也可出现移植物肿大和回声不均。诊断移植物排斥反应及胰腺炎的唯一可靠标准方法是移植物活检[7]。
1.2 胰周积液:胰周积液是胰腺移植术后最常见的并发症,通常是由于多处血管吻合导致的出血, 也可能是由移植胰腺炎、胰腺坏死或十二指肠漏引起,可表现为血肿、脓肿、假性囊肿、淋巴囊肿、浆膜瘤等[6-7]。血肿是最常见的积液之一,若在术后早期成像,血肿通常边界清晰,无彩色血流信号,随着血肿发展,内部回声复杂,最后血肿液化, 呈均匀低回声。血肿内部成分复杂,难以与脓肿鉴别[3]。而脓肿也是一种内部回声复杂的积液,有厚壁,不规则,有时内部可见气体影,脓肿壁相对充血,可表现为彩色血流信号增加,其与术中受到污染、吻合口裂开或肠内容物渗漏有关,脓肿也可由感染的假性囊肿引起[3,7]。假性囊肿多是无感染的,呈无回声,壁薄,边界清,多与先前的移植胰腺炎有关,可能在移植胰腺内或胰周形成。术后积液的类型有时无法区分,因为假性囊肿、淋巴囊肿、 浆膜瘤等都可能出现类似的表现,由于缺乏影像学特征的特异性,若需要明确诊断,则需经皮穿刺[3]。
1.3 移植后淋巴增生性疾病:移植后淋巴增生性疾病(post-transplantation lymphoproliferative disease,PTLD)是一种少见的晚期并发症,可发生在约6%的胰腺移植受体身上,其严重程度因人而异。大多数病例与原发性EB 病毒感染有关。PTLD 的范围从相对良性多克隆淋巴组织增生到明显的淋巴瘤。大多数情况下,PTLD 见于淋巴结、肝脏或胃肠道,然而,病变可见于全身,并可累及移植物本身。其影像学表现包括移植物内、外淋巴结病变、弥漫性非特异性移植物肿大、局灶性肿块及其他器官肿大[3,6-7]。
2 多普勒超声
多普勒超声可用于移植胰腺的血流监测和血管并发症的诊断[8]。在术后早期,进行多普勒超声检查,以确认血管通畅和移植物充分灌注是至关重要的,彩色或能量多普勒可用于显示胰腺内的血流分布,而频谱多普勒可获得胰腺内血管的动脉和静脉波形,并可测量血流速度,定量评价移植胰腺血管的通畅情况[3,5]。正常移植胰腺实质内可测到数条动静脉血流信号,动脉频谱特征为收缩期相对急剧上升,舒张期连续顺行[4],静脉频谱波形呈单相血流[7]。当移植胰腺炎出现坏死时,实质部分或整个腺体缺乏动静脉血流[3]。
2.1 急性排斥反应:当移植胰腺发生急性排斥反应时,会出现移植胰腺肿胀、炎细胞浸润、血管内膜炎甚至坏死,而血管内膜炎会导致血管阻力改变。阻力指数(resistance index,RI)为收缩期峰值速度与舒张末期速度的差值与收缩期峰值速度之间的比值,可反映血管的阻力变化。在移植领域主要应用于移植肝、移植肾及移植胰腺,移植肝动脉RI 可用于预测早期移植肝功能不全[9],可用于预测小儿肝移植术后吻合口胆道并发症[10],移植肾内动脉RI 可用于预测移植肾的急性排斥反应[11],而RI 在移植胰腺急性排斥反应中的作用存在争议。 Patel 等[12]的研究表明,RI 与早期移植胰腺排斥反应之间存在相关性,截止值为0.7。武红涛等[13]的研究也得出相同的结论:急性排斥反应时移植胰腺RI 升高。 但其他研究表明二者之间没有相关 性[14-16]。这可能是由于移植胰腺没有包膜,因而当出现继发于移植胰腺炎或排斥反应的水肿时可能出现正常的血管阻力[4]。也有学者应用RI 评价其与胰腺移植术后并发症的相关性,Gimenez 等[17]回顾性分析了51 例连续4.5 年接受182 次超声检查患者的数据,获取正常组和并发症组的RI,认为 RI 可作为治疗指南,当RI <0.65 时,血管异常的风险很低,但仍可能存在积液。当RI >0.75 时, 可能发生任何类型的并发症。当RI >0.9 时,必须认真考虑排斥反应。
2.2 血管并发症:多普勒超声在检测血栓形成、 动脉吻合口狭窄和假性动脉瘤形成等血管并发症方面尤为重要。
移植物血栓形成是早期移植物衰竭最常见的非免疫学原因。据报道,移植物血栓的发生率为2%~19%[2]。移植物动脉血栓形成是最严重的血管并发症,常导致移植物功能障碍和移植失败[7]。超声表现为胰腺内动脉的小慢波,Y 型移植物无动脉信号,实质回声不均且肿大,胰腺梗死时移植物无彩色血流信号[7]。静脉血栓形成比动脉血栓形成更为常见,是排斥反应后导致移植物衰竭的第二大常见原因[4,7,15]。静脉血栓形成的超声表现为静脉血流消失,动脉波形阻力高,舒张期血流反 向[7,18]。Harbell 等[19]回顾了单中心5 年来的112 例胰腺移植受体静脉血栓形成的记录,发现所有非闭塞性部分脾静脉血栓但动脉信号正常的患者可接受抗凝治疗保持胰岛素独立,若发现动脉信号异常,如移植物内无舒张期血流或舒张期血流反向,则需要紧急手术干预,因为这一发现可能与更广泛的血栓有关,可能导致移植物丢失。Morgan 等[20]回顾性分析了一组在三级机构10 年间的228 例接受胰腺移植并移植失败的病例,获取术后1 年内获取的超声数据:动脉血流(有无实质内舒张期血流)、脾静脉血栓和水肿,利用Cox 比例风险模型和风险比,评估与移植失败相关的因素。结果显示,动脉舒张血流反向或消失的Cox 比例风险比为6.2,脾静脉血栓Cox 比例风险比为4.2,而水肿特异性最低, Cox 比例风险比为2.0,在多变量分析中,只有动脉舒张期血流反向或消失与移植失败显著相关。
胰腺移植中的动脉狭窄常发生于吻合口处,可导致血栓形成、缺血和移植物功能障碍,因此早期识别和诊断至关重要。术后早期(72 h 内)超声表现是非特异性的,因为狭窄也可由再灌注水肿和血流动力学改变引起。多普勒超声发现包括收缩期峰值速度升高、吻合口处湍流、阻力增大、舒张期反向血流和腹主动脉内小慢波(即频谱增宽、RI <0.5、收缩期加速时间>80 ms)[21]。值得注意的是,在术后即刻,动脉吻合口的血流速度可达400 cm/s,反映了吻合口水肿或血管扭结,这在随访中会有所改善。在后续的影像检查中,当血流速度保持在大于300 cm/s 时,血流动力学显著性狭窄是可能的,并且可以通过CT 血管造影 (computed tomography angiography,CTA)、MRA 或导管血管造影来证实[2]。
当动脉壁局部破裂或撕裂时,会出现假性动脉瘤。他们通常继发于活检、胰腺炎、感染或外科创伤。由于胰酶泄漏造成的化学损伤,吻合口特别容易形成假性动脉瘤。活检后假性动脉瘤通常发生在活检部位的实质内,也可导致动静脉瘘。超声上,假动脉瘤被视为与血管相邻的无回声结构或积液,彩色多普勒表现为湍流。在假性动脉瘤的瘤颈部,多普勒超声显示双向血流,呈“往返”型波形[2]。
动静脉瘘通常是一种术后或活检后并发症,发生时动脉和静脉壁都撕裂。动静脉瘘有时可合并假性动脉瘤。超声表现为高速、低阻力的流入动脉和动脉化静脉流出道内有局灶性混叠和湍流[2]。
3 超声造影
超声造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)是一种动态成像技术,是通过静脉注射或向体腔内注入由微泡组成的造影剂来实现的,造影剂通过血液循环到达全身各脏器或病灶的微血管,实时、 清晰地显示全身各脏器或病灶的微循环灌注情况。造影剂分为两代,第一代为无壳膜型造影剂,以CO2微气泡为代表;第二代为有壳膜型造影剂,如含空气微气泡,惰性气体微气泡,典型代表SonoVue,其目前在临床上应用最广泛,其为血池造影剂,不进入组织间隙,更加特异的显示微血管灌注全过程。这些微气泡从肺和肝脏排出,对于有慢性肾功能不全、透析、肾移植和肾切除术病史的患者是安全的;其他优点是微泡不含碘,过敏反应率极低,无电离辐射,而且相对便宜[22]。
除熟知的肝脏外,CEUS 还应用于其他器官。欧洲医学和生物超声学会联合会最近描述并推荐了CEUS 在胃肠道和泌尿生殖道、胰腺和甲状腺、乳腺、淋巴结等器官的应用[23]。也描述了CEUS 在移植胰腺的应用,可以观察移植胰腺实质及各级血管的灌注,通过时间-强度曲线(time intensity curve,TIC),进行参数定量分析,以进一步评价移植胰腺的微循环灌注情况。Ito 等[24]首次利用Sonazoid 造影剂良好地显示了移植胰腺的脾静脉血流和实质灌注情况,为移植胰腺的成功提供重要信息。当评估胰腺移植物灌注和血管并发症(如动脉和静脉血栓形成)时,CEUS 可以增加额外的价值和诊断信心,特别是在复杂情况下[23]。Berstad 等[25]对116 例患者进行了多普勒超声监测,对不能确认移植物循环正常的患者进行CEUS,结果显示与单独使用多普勒超声相比,CEUS 显著改善了检查质量。
除确定移植物循环灌注情况外,CEUS 还可用于评价移植胰腺的术后并发症,Kersting 等[16]对 14 例胰腺移植术后患者的42 次超声造影检查数据进行研究,TIC 显示,在发生排斥反应期间,胰腺移植物的上升速度明显减慢,峰值强度(peak intensity,PI)降低,达峰时间(time to peak,TTP)延长。而在成功治疗排斥反应后,这些参数几乎恢复到初始值。武红涛等[26]利用CEUS 评价胰腺移植术后早期并发症,当发生血栓形成时,CEUS 显示脾动脉或脾静脉内无造影剂灌注。发生排斥反应时,造影显示动脉期缓慢灌注,实质期呈低增强表现,灌注较均匀,造影剂廓清减慢。TIC 曲线上升减慢,TTP 延长,曲线峰圆钝,PI 减低。移植胰腺炎时,造影显示动脉期灌注较缓慢,实质期增强不均匀,部分可见局限性无增强区,造影剂廓清较缓慢。TIC 曲线上升及下降减慢,TTP 轻度延长, PI 减低。
此外,CEUS 还被应用于评价移植胰腺微循环胰岛素分泌的预测,Aida 等[27]对17 例患者在胰腺移植术后1 个月内行CEUS 检查。定义实质和静脉峰值强度之间的时间差为δTp(P-V),在移植后1 个月使用胰高血糖素刺激试验和口服葡萄糖耐量试验测试移植物内分泌功能。移植术后早期个体间Delta-Tp(P-V)24 h 差异更为显著,其与C 肽升高呈负相关,与胰岛素水平曲线下面积呈负相关。 而以6.10 s 为界,将病例分为标准组(≤6.10 s)和延迟组(>6.10 s),标准组的胰岛素分泌均明显高于延迟组,仅标准组胰岛素水平曲线下面积在胰腺移植术后1 ~3 个月显著增加,而延迟组胰岛素分泌无明显改善。
以上研究CEUS 都是应用于术后监测,CEUS 还可应用于评估移植前胰腺的生存能力。与已经使用的临床标准一起,CEUS 可以改善选择,从而改善移植结果[28]。
4 其 他
4.1 超微血管成像:超微血管成像(superb microvascular imaging,SMI)是一种新型的多普勒成像技术,自2014 年起开始使用,用于显示低速血流信号。其利用原始智能算法将低速血流信号与运动伪影分离,消除运动伪影,比传统的CDFI 更清晰地显示低速血流。具有高分辨率、高帧频的特点。目前,SMI 技术已应用在甲状腺结节、乳腺病变、肝脏占位、骨骼肌肉疾病的血管性评价[29-30],以及斑块内新生血管的检测、监测移植肾皮质血流灌注情况等方面的研究[29,31],在移植胰腺方面也有应用。Tokodai等[32]应用SMI 检测1 例胰腺移植术后患者的血流,SMI 可检测到常规多普勒超声检测不到的低速静脉血流。
4.2 超声引导下经皮穿刺活检:在超声的引导下,移植胰腺的经皮穿刺活检是一种安全的方法,当临床发现移植物功能障碍时,可进一步评估胰腺实质,在应用能量多普勒分析排除介入血管后,活检程序通常用18-G 活检针进行,活检后还可用能量多普勒评估出血和假性动脉瘤形成等并发症[3]。除活检外,还可在超声引导下进行穿刺抽液,如对脓肿、血肿等的穿刺引流。
移植胰腺超声引导下穿刺活检的并发症包括腹腔内出血、血尿、移植胰腺炎、胰漏和其他器官的错检等,其发生率达11%[33]。与移植肾活检相比,胰腺活检相关的出血风险增加。目前,关于应用超声引导下经皮穿刺对移植胰腺进行活检的报道较少,有的使用移植肾活检作为胰腺排斥反应的替代标记物[18],而有的选择使用腹腔镜等方式进行 活检[34]。
胰腺移植是治疗终末期糖尿病的有效手段, 而术后并发症的存在严重影响移植物的存活率, 超声作为评价移植胰腺的首选影像学方法,可以评价移植胰腺术后并发症,有助于术后并发症的早期诊断,提高移植物存活率。