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成人床旁肾脏与泌尿系统超声检查：图像采集

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DOI：

10.3791/66802

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2024年6月21日

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1Division of Nephrology, Duke University School of Medicine, 2Division of Hospital Medicine, Durham VA Health Care System, Division of General Medicine, Duke University School of Medicine, 3Department of Anesthesiology, Duke University School of Medicine

本文内容

摘要

肾脏及泌尿生殖系统（肾-泌尿系统）的即时检验超声（POCUS）有助于筛查某些肾功能障碍的原因。然而，尽管其具有临床应用价值，由于临床医生缺乏相关培训，肾-泌尿系统POCUS的使用仍显不足。为弥补这一差距，本文介绍了肾-泌尿系统超声图像的获取与解读方法。

摘要

多种累及肾脏和膀胱的疾病可导致危及器官的并发症，若能通过影像学检查及时诊断，则这些并发症是可以预防的。常用的影像学检查方法包括计算机断层扫描（CT）和诊断性超声。传统上，泌尿系统（包括肾脏）的超声检查需要由专业团队协作完成，其中超声技师负责图像采集，放射科医师负责图像解读。然而，近年来床旁诊断性超声（POCUS）已成为在床旁评估急性肾损伤的有用工具。研究表明，非放射科医师经培训后，能够以高准确性对肾脏和膀胱进行POCUS检查，用于诊断若干重要疾病。目前，在实际临床实践中，肾脏-泌尿系统POCUS的应用仍显不足。这可能是因为大多数常遇到急性肾损伤的临床专科（如全科医学、急诊医学、重症医学、麻醉学、肾病学和泌尿外科学）的医生对这一器官系统的图像采集技术并不熟悉。为弥补这一跨专科的教育空白，本叙述性综述由多学科团队共同制定，旨在为肾脏-泌尿系统POCUS的图像采集提供一个不受专科限制的框架：包括适应证/禁忌证、患者体位、探头选择、采集顺序以及检查的局限性。最后，我们阐述了肾脏-泌尿系统超声图像解读的基础概念，包括每一位进行该项检查的床旁临床医生都应掌握的关键异常表现。

引言

急性肾损伤（AKI）由多种病因引起，是住院患者中常见的医学诊断。AKI会导致肾功能突然下降，进而引起细胞外液、尿素及其他含氮废物的积聚，并伴随电解质紊乱。此外，AKI的诊断提示更差的短期和长期预后，并与更高的医疗资源消耗相关1。根据美国肾脏数据系统（USRDS）的数据，2020年，在享受联邦医疗保险按服务收费的受益人中，因AKI住院的比率为每1000患者年62例入院2。此外，一项纳入154项研究的系统综述采用了改善全球肾脏病预后组织（KDIGO）的AKI诊断标准，结果显示，在这些研究共包含的3,585,911人中（主要来自北美、北欧和东亚），不同住院环境下的AKI发病率在20%至32%之间3。在住院患者中，AKI常在重症监护病房（ICU）中被识别，且与死亡率升高相关4。重症监护环境中通常配备有床旁超声（POCUS）设备，但尽管肾脏-泌尿系统超声检查能够快速评估多种AKI病因，其在临床诊断中的使用仍显不足5。

与咨询性超声检查相比，诊断性POCUS由患者的首诊医生在患者就诊时直接进行并解读；而咨询性超声则是由首诊医生开具正式超声检查单，由放射科技师执行检查，并由放射科医生进行解读6。越来越多的证据表明，非放射科医生能够有效地、准确地将诊断性POCUS应用于多种疾病状况的评估7。例如，2019年开展的“医院医师操作的加压超声：一项床旁超声研究”（Hospitalist-Operated Compression Ultrasonography: a Point-of-Care Ultrasound Study, HOCUS-POCUS）前瞻性队列研究，比较了由医院医师执行的深静脉血栓（DVT）加压POCUS与由技师/放射科医生执行的咨询性血管DVT超声检查。该研究显示，医院医师执行的POCUS在诊断准确性方面与技师/放射科医生执行的咨询性血管超声相当，其敏感性为100%，特异性为96%8。同样，2020年的一项研究发现，急诊科不同经验水平的医师执行的泌尿系统POCUS在检测肾积水方面具有中等准确性（特异性为72%，敏感性为77%），与计算机断层扫描（CT）相比结果一致9。重要的是，由首诊医生执行的POCUS相较于技师/放射科医生的影像检查，能够实现更及时的诊断和干预。

急性肾损伤（AKI）的病因可分为肾前性（血流动力学介导的损伤）、肾性（肾小球或间质性病变）和肾后性（泌尿系统病因，最常见的是梗阻性泌尿系统疾病）。其中，肾后性病因尤其可通过床旁超声（POCUS）进行诊断。梗阻性泌尿系统疾病的年发病率为每1000人中1.7例，据估计约占急性与慢性肾病的10%10。从前列腺增生到肾结石，尿路梗阻的病因多种多样。这些疾病在肾脏水平上的主要病理表现为肾积水。肾积水在床旁超声中易于观察，快速诊断对于治疗急性肾衰竭的重症患者至关重要。

除了急性肾损伤（AKI）之外，POCUS 仍是评估慢性肾病的一种经济有效且安全的手段。POCUS 可用于识别提示肾细胞癌的病灶，因其能够显示直径大于或等于 3 cm 的囊肿，并可鉴别具有恶性特征的影像学表现11。POCUS 可快速评估常染色体显性多囊肾病（ADPKD），避免不必要的肾活检安排以及昂贵的实验室检查。此外，与金标准——基于磁共振的、经身高校正的总肾体积（htTKV）测量相比，超声测量肾脏长度已被证明可用于预测早期 ADPKD 的疾病进展风险12。

尽管计算机断层扫描在检测肿瘤、结石和钙化方面具有优势，但在急性肾损伤（AKI）病因的诊断中，尚未证实其优于超声检查13。此外，部分患者病情严重，无法离开病房，难以转运至CT扫描仪，甚至无法前往放射科由技师或放射科医生进行会诊性超声检查。在此类情况下，床旁超声（POCUS）提供了一种安全且可靠的诊断替代方案。尽管如此，肾脏-泌尿系统（kidney-GU）POCUS仍是一项未被充分利用的工具，这可能归因于一线临床医生缺乏相关培训14。为弥补这一知识空白，本叙述性综述整合了多个专科（医院医学、重症监护、麻醉学和肾病学）的专业知识，提出一项基于证据的肾脏-泌尿系统POCUS图像采集方案，内容包括适应证/禁忌证、患者体位、探头选择、采集顺序以及检查的局限性。最后，我们阐述了肾脏-泌尿系统超声图像解读的基础概念，包括每位实施该技术的床旁临床医生都应掌握的关键异常发现。

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方案

本研究中涉及人类参与者的全部操作均遵循杜克大学医疗系统机构研究委员会的伦理标准以及1964年《赫尔辛基宣言》及其后续修订版或同等伦理标准。所包含的图像均为作者自身采集的正常图像，或作为常规教学超声扫描的一部分用于教学目的的阳性图像，采集前均按照机构标准获得知情同意。患者的纳入标准如下：任何患有急性肾损伤、尿量减少或存在其他怀疑肾功能异常情况的患者。排除标准包括腹腔开放的患者。疼痛是超声检查的相对禁忌证，尤其是当疼痛严重到妨碍探头放置时（例如腹腔内高压）。所用试剂和设备列于材料表中。

术语：人体的三个平面称为冠状面、矢状面和横断面
这可能会引起混淆，因为后一个术语（"transverse"）也可用于描述单个器官的短轴，同时使用术语 "longitudinal" 来指代该器官的长轴。为减少混淆，本方案将仅使用 冠状面、矢状面 和 横断面 来指代人体的平面，而使用 长轴 和 短轴 来指代肾脏的切面。此外，由于膀胱的形态具有动态性，无法恒定地定义其长轴或短轴，因此膀胱的两个切面将仅根据其与人体平面中哪一个对齐来命名：即 矢状面 或 横断面。

1. 换能器的选择

  1. 选择低频探头：优先选用凸阵探头（2-5 MHz）。如果无凸阵探头，可使用扇形阵列探头（又称 "相控阵探头"；1-5 MHz）作为替代。
    注意：凸阵探头是通过单一视角观察肾脏的最佳选择，因其较大的接触面可提供宽阔的视野，且其低频压电晶体能够实现足够的穿透深度。然而，在通过肋骨间隙观察肾脏时，凸阵探头可能较难操作。

2. 仪器设置

  1. 调整深度，使肾脏位于超声屏幕的中三分之一区域（通常设置在 16 cm 至 20 cm 之间）。
  2. 调节增益，使肾髓质锥体呈无回声（黑色），肾窦复合体呈高回声（明亮），肾皮质回声介于两者之间。

3. 模式与预设

  1. 选择二维（2D）模式，也称为亮度模式（B模式）。这是一种二维灰阶超声模式。
  2. 激活2D模式后，选择腹部预设模式。

4. 患者体位

  1. 检查的大部分时间，让患者取仰卧位。
    注意：在对右肾进行成像时，可能需要将患者调整为左侧卧位，以便更好地显示右肾。在对左肾进行成像时，可能需要将患者调整为右侧卧位，以便更好地显示左肾。
  2. 扫描前，暴露患者的下胸部和腹部。
  3. 将超声仪器放置在合适位置，使超声医师的优势手能够持握超声探头。这样可实现对探头更精细的操作，同时非优势手可自由操作超声仪器。
    注意：惯用右手的超声医师应站在患者右侧，惯用左手者则相反。

5. 右肾成像

  1. 凝胶应用
    1. 在每次采集图像前，将凝胶直接涂抹于超声探头上，以最大限度提高扫描效率。
  2. 冠状面视图
    1. 将探头置于右侧肋腹部，沿腋中线，5th-7th 肋间隙，指示方向朝向头侧（图1).
    2. 调整探头位置（上下滑动，前后倾斜），直至观察到右肾最长的纵切面（参见 图2).
    3. 从前向后扇形扫查，以筛查肾积水及其他明显异常视频 1).
    4. 动态影像采集：对于配置为回顾性图像采集的设备，点击 获取 在步骤 5.2.4 之前。对于配置为前瞻性图像采集的设备，单击 获取 步骤5.2.4之后
  3. 肾脏长轴直径测量
    1. 将肾脏置于图像中心，点击 冷冻，并测量肾脏的高度（图3).
    2. 点击 保存 （或相应的按钮）。
  4. 横断面视图
    1. 在右肾居中后，将探头顺时针旋转90度，直至探头标记朝向前方，从而显示肾脏的横断面视图（图4).
    2. 调整探头位置（上下滑动，前后倾斜），直至在此横断面中观察到右肾的最大尺寸图5).
    3. 从头侧向尾侧扇形展开以筛查肾积水及其他大体异常（视频 2）。重复该步骤。

6. 左肾成像

  1. 对左肾重复步骤 5.1–5.3。

7. 膀胱成像

  1. 凝胶涂抹：重复步骤 5.1.1。
  2. 横断面视图
    1. 探头位置：将探头置于耻骨联合稍 cranial 处，探头指示器朝向患者右侧（图 6）。
    2. 将超声波束向 caudal 方向倾斜进入骨盆，直至膀胱以其最大尺寸可见。
    3. 图像优化
      1. 调整深度，使膀胱位于屏幕中三分之一区域。
      2. 调整增益，使膀胱腔明显呈无回声（黑色），膀胱正后方的组织平面略呈高回声（明亮）。
    4. 动态图像片段采集
      1. 从 cranial 至 caudal 扇形扫查膀胱，以显示整个结构。重复步骤 5.2.3。
    5. 膀胱横断面尺寸测量
      1. 将视图中心对准膀胱的最大尺寸处，点击 冻结（Freeze），测量膀胱的前后径和侧-内径（图 7，左图）。
      2. 点击 保存（Save）（或相应按钮）。
  3. 矢状面视图
    1. 保持横断面视图，将视图中心对准膀胱，顺时针旋转探头 90 度，使探头标记朝向 cranial 方向，显示肾脏的矢状切面（图 8）。
    2. 动态图像片段采集
      1. 从一侧到另一侧扇形扫查膀胱，以显示整个结构。重复步骤 5.2.3。
    3. 膀胱横断面尺寸测量
      1. 将视图中心对准膀胱的最大尺寸处，点击 冻结（Freeze），测量膀胱的 cranial 至 caudal 直径（图 7，右图）。
      2. 点击 保存（Save）（或相应按钮）。

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结果

超声检查正常

正常肾脏超声
肾脏包膜的回声特性及有限的解剖变异（偶见盆腔肾，极少数为马蹄肾）使得在床旁POCUS检查中易于识别肾脏。肾脏通常呈典型的豆形，平均大小为9-13 cm，但具体尺寸随患者身高和体重而异（图2，视频1）。肾皮质通常相对于邻近的脾脏和肝脏呈低回声。皮质内侧为肾髓质，由无回声的锥体结构组成，皮质组织延伸至髓质并分隔各个锥体。肾窦包含肾盂、集合系统、窦内脂肪、血管及淋巴管。窦内脂肪使该区域呈现高回声特征（图9）。将探头旋转90度后所见的肾脏横切面或短轴切面，表现为肾脏中段呈“C”形结构，肾血管和输尿管位于该结构的特定位置（图5、图10以及视频2、视频3和...

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讨论

急性肾损伤（AKI）常表现为重症住院患者病情恶化，增加死亡风险。要熟练执行上述步骤并区分正常与病理学发现，必须全面掌握正常解剖结构及超声影像表现，并严格遵循方案中的具体操作步骤。

方案中的关键解剖结构/步骤
肾脏—肾脏是位于腹膜后间隙的器官，在体内呈斜向冠状面排列，因此需要将探头斜向放置以实现准确成像。为了更好地显示左、右肾，临床医生可分别利用脾脏和肝脏作为声学窗口。此外，左肾通常位置更偏头侧和背侧，而右肾则相对更偏尾侧和外侧。获取真正的长轴和短轴切面对于精确测量至关重要。此外，通过长轴和短轴方向进行扇形扫查或倾斜扫查，对于全面评估肾积水、囊肿、萎缩以及肾结石具有重要意义16。

膀胱——膀胱是一个充满液体的结构，其形状高度可变，取决于其在任何特定时间内的内容物体积以及邻近的解剖结构。作为参考，成人膀胱的容量为 400–600 mL，在约 150 mL 时开始发出排尿冲动信号，并在约 300 mL 时...

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披露

MAS报告从Elsevier-Nephrology Secrets获得酬金；担任美国内科医学委员会肾脏病委员会成员；因参与NephMadness的执行委员会而从美国肾脏基金会（NKF）获得酬金；因参与慢性肾病（CKD）播客系列而从Medscape获得酬金；因担任美国肾脏病学会期刊组合（JASN、CJASN、Kidney360）的通讯编辑而获得酬金。YSB报告因参与美国麻醉医师协会（American Society of Anesthesiologists）的《即时护理超声》（Point-of-Care Ultrasound）编辑委员会工作，以及因在OpenAnesthesia.org上创建与POCUS相关的教育内容而获得酬金。其余作者无任何披露信息。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
凸阵探头PhilipsC5-2 USB2-5 MHz，也称为腹部探头
凸阵探头SonoSiteC5-11-5 MHz，也称为腹部探头
Edge 1 超声设备SonoSite用于获取部分图片和视频
相控阵探头Philips1-5 MHz，也称为心脏探头
相控阵探头SonoSiteP5-11-5 MHz，也称为心脏探头
超声系统PhilipsAffiniti30用于获取部分图片和视频

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