Nørregaard R, Bertelsen LB, Madsen K, Rasmussen CW, Osther PJS, Jung H. Gadolinium-enhanced MRI visualizing backflow at increasing intra-renal pressure in a porcine model. PLoS One. 2023 Feb 16;18(2):e0281676. doi: 10.1371/journal.pone.0281676. PMID: 36795705; PMCID: PMC9934347.

简介： 已知肾内回流 (IRB) 在肾内压 (IRP) 升高时发生。输尿管镜检查期间的冲洗会增加 IRP。长时间高压输尿管镜检查后，败血症等并发症更为常见。我们评估了一种新方法来记录和可视化肾内回流作为猪模型中 IRP 和时间的函数。

方法： 对五只母猪进行了研究。将输尿管导管放置在肾盂中，并连接到 3 ml/L 的钆/盐水溶液进行冲洗。闭塞球囊导管在输尿管盆腔连接处保持膨胀并连接到压力监测器。连续调节灌溉以将 IRP 水平维持在 10、20、30、40 和 50 mmHg。每隔 5 分钟进行一次肾脏 MRI。对收获的肾脏进行 PCR 和免疫分析，以检测炎症标志物的潜在变化。

结果： 所有病例的 MRI 均显示钆回流至肾皮质。首次视觉损伤的平均时间为 15 分钟，首次视觉损伤时的平均记录压力为 21 mmHg。在最终的 MRI 上，在平均最大压力为 43 mmHg 的平均持续时间为 70 分钟的情况下，受 IRB 影响的肾脏的平均百分比为 66%。免疫测定分析显示，与对侧对照肾脏相比，治疗肾脏中 MCP-1 mRNA 表达增加。

结论： 钆增强 MRI 提供了以前未记录的有关 IRB 的详细信息。IRB 即使在非常低的压力下也会发生，这些发现与将 IRP 保持在 30-35 mmHg 以下可以消除术后感染和败血症风险的普遍共识相矛盾。此外，IRB 水平被记录为 IRP 和时间的函数。这项研究的结果强调了在输尿管镜检查期间保持低 IRP 和 OR 时间的重要性。

近年来，输尿管镜检查的适应症急剧扩大，尽管输尿管镜检查通常被认为是一种安全的手术，但确实会发生严重的并发症甚至死亡，这些并发症通常与败血症有关 [1 ]。要了解这一点，我们必须关注输尿管镜检查如何将上尿路生理学推向病理生理学 [ 3、10 ]。当将输尿管镜推进到上尿路并使用盐水冲洗时，这是视力所必需的，肾内压会显着增加 [ 5 , 6]，当超过一定的阈值时，可能会发生肾内回流：尿液和冲洗液回流到肾小管和静脉系统。近年来，我们对输尿管镜检查期间的肾内压力进行了相当广泛的研究[ 3、6、10 ] ；然而，我们对肾内压 (IRP) 和肾内回流 (IRB) 之间的关系的理解仍然不足，后者可能发生在败血症之前；本研究的目的是填补这一知识空白。具体目的是在猪模型中使用 MRI 动态评估和可视化 IRB 作为肾内压力和时间的函数，在冲洗液中使用钆示踪剂。

肾盂造影。通过透视肾盂造影确认输尿管导管和球囊导管的放置，以进行闭塞、冲洗和压力测量。

图 2第一个视觉变化。

对 5 只动物中的每只动物进行第一次 MR 扫描，视觉变化显示为暗区（箭头）。在动物没有。4 由于左侧导管放置失败，该研究是在右肾上进行的。1：22 分钟—25 毫米汞柱 2：5 分钟—20 毫米汞柱 3：25 分钟—22 毫米汞柱 4：20 分钟—22 毫米汞柱 5：5 分钟—16 毫米汞柱。

图 3时间序列先生。

1 只动物从基线（0 分钟）到结束扫描（80 分钟）的 MR 扫描时间序列显示 T1 值随着右肾腔内压力（10 mmHg–50 mmHg）的升高而增加。0 分钟—10 毫米汞柱 20 分钟—22 毫米汞柱 40 分钟—31 毫米汞柱 60 分钟—40 毫米汞柱 80 分钟—50 毫米汞柱。

最终 MR 扫描。

5 只动物的最终 MR 扫描显示广泛的 T1 变化为暗区（箭头），这是由于治疗肾脏的腔内压力增加所致。时间范围 60-80 分钟；压力范围 20–54 mmHg。在动物没有。4 由于左侧输尿管导管放置失败，该研究是在右肾上进行的。1：72 分钟—51 毫米汞柱 2：60 分钟—20 毫米汞柱 3：80 分钟—40 毫米汞柱 4：80 分钟—50 毫米汞柱 5：60 分钟—54 毫米汞柱。

讨论

输尿管镜器械的小型化与日益强大的激光技术相结合用于治疗肾结石可能需要强制高压冲洗以清除结石灰尘、血液和碎屑。因此，IRP 在输尿管肾镜手术过程中明显升高。未阻塞的人体肾脏中的生理 IRP 为 0–10 mmHg [ 2 ]。人类和猪的肾脏解剖学和生理学具有可比性，多项研究表明猪和人类肾脏的 IRP 处于同一水平，本研究证实了这一点 [2、3 ]。肾结石输尿管镜治疗期间的 IRP 可达到 3-400 毫米汞柱[ 4、5]. 以前的研究表明 IRB 发生在大约 30 mmHg [ 6、7 ]。IRP 和IRB升高是脓毒症和出血等术后并发症的主要诱发因素 [ 8-11 ] ，而每次手术 IRP 水平和冲洗量似乎是全身炎症反应综合征 (SIRS) 发展的独立危险因素。

近年来，人们越来越关注腔内泌尿外科手术中的 IRP 以及 IRB 的潜在有害术后影响。由于 IRP 和 IRB 水平通常在临床环境中均未确定，因此输尿管镜检查后可能发生的病理生理学和病理解剖学变化尚不完全清楚。

在这项研究中，我们旨在直观地记录 IRB 作为增加 IRP 和时间的函数，在灌注液中使用钆示踪剂，然后进行动态 MR 扫描。该设置允许在模拟临床情况的猪模型中，在 IRP 增加时，MR 可视化逐渐超出肾脏限制的回流。

在以前的研究中，IRB 已使用光学显微镜、X 射线、墨水冲洗或液体吸收的简单测量进行记录[ 6、12 – 14 ]。使用钆 [ 15 ] 造影剂和 T1 映射 MRI 通过动态 MR 对 IRB 进行可视化代表了一种新的方法，提供了 IRB [ 16 ] 的水平和性质的更多信息。Gd 增强 MRI 是一种成熟的临床工具，适用于广泛的适应症，因此可以很容易地转化为临床使用。应该注意的是，Gd 造影剂禁忌用于慢性肾脏病 (CKD) 患者的静脉内使用，但没有证据表明腔内 Gd 造影剂给药会导致肾脏损伤 [15 ], 17 , 18 ]。

使用这种新方法，我们能够根据 IRP 和暴露时间确定受影响的肾组织的平均百分比。T1 映射显示在平均 IRP 为 43 mmHg 时，受累肾脏的平均百分比为 66%。我们发现值得注意的是，在这个相对较低的压力下，超过一半的肾脏组织受到 IRB 的影响，这被认为是输尿管镜检查期间临床环境中的现实压力水平。MR 扫描清楚地显示了 IRB 的增加程度，不仅是 IRP 增加的函数，而且有趣的是，在稳定的 IRP 下，它也是时间的函数，如第 1 号动物的图表所示。2 图的图66个和的和8，8个, 压力立即升至 20 mmHg 并保持在该水平。此外，肾实质的 MR 可视化详细显示了各个肾锥体受 IRB 影响的压力水平，一致显示肾内回流到肾脏皮质的早期迹象，清楚地显示为金字塔形变化首先出现在上部和下部极。随后，所有其他区域出现类似的形状变化，直到 MR 扫描结束时大面积受到影响。这与其他作者使用不同方法 [ 12 ]之前的发现一致.

在这项研究中，IRB 在连续灌溉 70 分钟内在 10-50 毫米汞柱的压力水平下进行了调查。压力水平和时间设置的选择基于之前的人体研究，确定输尿管镜手术期间的平均 IRP，并假设输尿管镜手术的最长持续时间为 70-90 分钟[ 4、5、19 ] 。IRP 可能远高于 50 mmHg ，如 Jung、Osther 和 Wilson [5、4] 所记录的那样，但 IRB 在16–25 mmHg 范围内的所有肾脏中都很明显，因此我们没有发现检查更高压力的迹象在这个初步调查中的水平。

最值得注意的是，IRB 的 IRP 仅为 16 mmHg，范围为 16–25 mm Hg。据我们所知，早期没有记录过如此低压力的 IRB。在 21 mmHg 的平均 IRP 下观察到 IRB。最近的研究提出IRB 发生在 30-35 毫米汞柱[ 6、13、20 ]。斯滕伯格等人。建议 IRB 的程度取决于肾脏的状况：在肾积水的肾脏和肾皮质薄的肾脏中，与正常肾脏相比，IRB 似乎发生在较低的 IRPs [ 12]. 我们研究中的肾脏是正常的，没有肾积水或肾萎缩的迹象。与以前的调查方法相比，使用钆 MR 扫描可能会更准确地识别 IRB 的迹象和肾实质的变化，这可以解释我们的结果。

临床研究得出结论，输尿管通路鞘 (UAS) 的放置可以通过增加肾盂的流出量来解决与 IRP 增加相关的问题，假设 IRB 发生在 30-35 mm Hg。然而，在插入 UAS 的输尿管镜检查期间，IRP 通常超过 25-30 mm Hg [ 21、22 ]，因此 UAS 可能并不总能预防 IRB 和伴随的术后并发症。因此，这些观察结果引发了对进一步技术和临床改进以确保低压输尿管镜检查的思考。

为了衡量输尿管镜检查引起的对肾脏的累积压力影响 (AUPI)，我们计算了随时间推移在肾盂内施加的累积压力。在临床实验环境中，AUPI 可用于比较对肾脏的累积影响（= 压力 x 时间）与临床结果，如术后感染、发烧、败血症、住院时间和生物标志物测量。根据其他研究，不仅 IRP 水平，而且手术时间长度都会对术后结果产生影响 [ 23 – 25]. 我们发现从灌溉开始到结束的平均总时间为 70 分钟（范围为 60-80 分钟），平均总累积压力为 405 mmHg x 分钟。第一次视觉损伤时的平均 AUPI 为 70 mmHg x 分钟。在未来的研究中，该措施可用于关联压力和 OR 时间，并相应地观察 IRB 的变化。直到现在，尚不清楚持续时间短的、广泛的压力增量是否比持续时间适中的压力造成更大的损害。目前的研究设置可能有助于回答这个问题。

本实验性试点研究的设计和设置具有局限性。

在其中一头猪中，将压力增加到超过 20 mmHg 是不可行的，这可能是由于尿液从肾盂渗漏到膀胱。猪的输尿管解剖结构和直径各不相同，这可以解释压力记录的不一致。然而，该研究的主要目的是获得临床相关的 IRP 并在给定的压力测量下观察肾脏和周围环境的相应事件。得出的结论是，本研究设计满足了这些条件。

该研究未提供有关观察到的 IRB 的潜在临床后果的信息。组织学检查显示肾实质没有急性组织损伤的迹象，但这并不奇怪，因为根据先前的研究，预计在暴露于高压后几天到几周内会发生实质变化[ 14、26 ]。在未来的研究设计中，高压暴露后 2-4 周对肾实质病理学的评估将很有价值，这将需要猪的术后存活率。

生物标志物分析表明早期和轻度炎症。这符合以下事实，即这项研究是急性的，旨在检查肾内回流的下限阈值，发现肾内回流处于非常低的肾内压力。对于本研究中应用的相对较低的压力，预计不会在组织病理学上或通过炎症标记物分析发现严重的组织损伤。然而，它确实表明 MR 在检测可能随时间恶化的潜在受损区域方面非常敏感。目前的结果还表明，未来对腔内压力的研究应包括炎症组织样本分析，以检查更高的 IRB 是否会引起更深远的生物标志物反应。

这项研究最重要的结论是 IRB 发生在非常低的压力下，这可能会改变将 IRP 保持在 30-35 mmHg 以下可以消除术后感染和败血症风险的假设。此外，IRB 水平被记录为 IRP 和时间的函数。我们的研究结果无疑提供了一个机会，可以进一步阐明内窥镜手术中压力增加对肾功能的短期和长期影响。这项研究的结果强调了保持低 IRP 的重要性，尽管更多的调查评估了IRP、OR 时间和 IRB 之间的关系是必不可少的。因此，需要进一步的技术改进和临床进步，以确保接受输尿管镜手术的患者获得更好的临床结果。