Dopplersonographische Bestimmung von altersabhängigen Normalwerten der Flussgeschwindigkeiten und des Resistance-Index in den Nierenarterien gesunder Kinder

Zusammenfassung

Die farbkodierte Duplexsonographie (FD) ist eine wichtige nicht- invasive Methode zur Beurteilung der Nierenperfusion. Mit der FD können die Arteria renalis (AR), die Segmentarterien (AS) und die Interlobärarterien (AIL) differenziert werden. Mit der gepulsten Doppler-Sonographie können die Strömungsparameter in den Nierenarterien gemessen werden. Studienziel: Die Erstellung altersabhängiger Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten und des Resistance-Index in der AR, AS und AIL. Methode: Untersucht wurden 147 nierengesunde Kinder, die in vier Altersgruppen eingeteilt wurden: 38 Säuglinge (< 1 Jahr), 38 Kleinkinder (≥ 1 Jahr und < 6 Jahre), 37 Schulkinder (≥ 6 Jahre und < 12 Jahre) und 34 Jugendliche (≥ 12 Jahre und < 18 Jahre). Alle Kinder wurden mit einem Computersonographiegerät mit einem 5 bzw. 7,5 MHz-Schallkopf untersucht. Aus den Flussprofilen wurden die maximale systolische Flussgeschwindigkeit (Vs), die endsystolische Flussgeschwindigkeit (Ves), die enddiastolische Flussgeschwindigkeit (Ved) und die mittlere Flussgeschwindigkeit (TAV) sowie der Resistance-Index (RI) gemessen. Ergebnisse: Die Flussgeschwindigkeiten und der Resistance-Index waren abhängig vom Ort der Flussmessung. Die höchsten Flussgeschwindigkeiten konnten in der AR, die niedrigsten in den AIL gemessen werden. Im Säuglingsalter betrug Vs in der AR 51,5 ± 13,4, in der AS 33 ± 8 und in der AIL 19,5 ± 5 cm/s. Bei Kleinkindern betrug Vs in der AR 71,3 ± 13,5, in der AS 43,6 ± 8,5 und in der AIL 28,3 ± 6,8 cm/s. Bei Schulkindern betrug Vs in der AR 80 ± 18, in der AS 45,5 ± 9,1 und in der AIL 27,9 ± 5,3 cm/s. Bei Jugendlichen betrug Vs in der AR 80,7 ± 13,7, in der AS 46,8 ± 11,8 und in der AIL 28 ± 6,1 cm/s. Auch die anderen Flussgeschwindigkeiten Ves, Ved, TAV nahmen von der AR zur AS um ca. 30 % und von der AS zur AIL um ca. 30 % ab. Auch der Resistance-Index nahm vom Nierenhilus zur Peripherie hin ab. Der RI betrug im Säuglingsalter in der AR 0,82 ± 0,11, in der AS 0,81 ± 0,12 und in der AIL 0,73 ± 0,17. Im Kleinkindesalter konnte für den RI in der AR 0,71 ± 0,08, in der AS 0,67 ± 0,07 und in der AIL 0,65 ± 0,08 gemessen werden. Bei Schulkindern betrug der RI in der AR 0,71 ± 0,09, in der AS 0,66 ± 0,08 und in der AIL 0,58 ± 0,10. Bei Jugendlichen ergab sich für den RI in der AR ein Wert von 0,69 ± 0,06, in der AS 0,63 ± 0,07 und in der AIL 0,60 ± 0,06. Die höchsten Werte für den RI konnten somit in der AR, die niedrigsten in den AIL gemessen werden. Die Flussgeschwindigkeiten und der RI waren zudem altersabhängig. Die niedrigsten Flussgeschwindigkeiten fanden sich bei Säuglingen, die höchsten bei Schulkindern und Jugendlichen. Vor allem vom Säuglings- zum Kleinkindesalter kam es zu einem raschen Anstieg der Flussgeschwindigkeiten. Danach stiegen die Flussgeschwindigkeiten langsamer an während sich die Flussgeschwindigkeiten von Schulkindern und Jugendlichen nicht mehr nennenswert voneinander unterschieden. Alle Flussgeschwindigkeiten in der AR und AIL zeigten eine statistisch signifikante Zunahme mit dem Alter der Kinder (p < 0,0001), während die Beziehung in der AS nur für Ved signifikant war. Der Resistance-Index nahm in allen Gefäßen statistisch signifikant mit zunehmendem Alter ab (p < 0,0001). Die höchsten Werte konnten bei Neugeborenen und Säuglingen, die niedrigsten bei Schulkindern und Jugendlichen gefunden werden. Schlussfolgerung: Die Strömungsparameter in den Nierenarterien sind altersabhängig und abhängig vom Ort der Flussmessung. Die Ermittlung von alters- und ortsabhängigen Normalwerten in der AR, AS und AIL ermöglichen für die einzelnen Flussgeschwindigkeiten (Vs, Ves, Ved, TAV) sowie den Resistance-Index die Interpretation auffälliger Blutströmungen. Für Vergleichsmessungen eignen sich vor allem die A. renalis und interlobaris.

Summary

Colour coded Duplex sonography (CDI) is an important method for the judgement of renal perfusion in infancy. By means of CDI the renal artery (RA), the segmental renal arteries (SA) and the interlobar arteries (ILA) can be differentiated. By means of pulsed Doppler sonography flow parameters in renal vessels can be measured. Aim: As flow parameters in different renal arteries are age dependent, normal values of the flow velocities and resistance indices were estimated. Method: We investigated 147 healthy children by CDI. Children were subdivided into 4 groups: 38 infants (< 1 year), 38 toddlers (≥ 1 year and < 6 years), 37 school children (≥ 6 and < 12 years) and 34 adolescents (≥ 12 and < 18 years). All children were investigated by computersonography with a 5 or 7,5 MHz transducer. In all children blood flow was measured in the RA, SA and ILA. From the flow profile peak systolic flow velocity (Vmax), endsystolic (Ves), enddiastolic (Ved) and time average (TAV) flow velocity as well as the resistance index (RI) were measured. Results: Flow velocity and resistance indices were age dependent and related to the location within the renal vascular tree. The highest flow velocity was found in the renal artery, lowest in the ILA. In infants, Vmax in the RA was 51,5 ± 13,4, in the SA 33 ± 8 and in the ILA 19,5 ± 5 cm/s. In toddlers, Vmax in the RA was 71,3 ± 13,5, in the SA 43,6 ± 8,5 and in the ILA 28,3 ± 6,8 cm/s. In school age children, Vmax in the RA measured 80 ± 18, in the SA 45,5 ± 9,1 and in the ILA 27,9 ± 5,3 cm/s. In adolescents, Vmax in the RA was 80,7 ± 13,7, in the SA 46,8 ± 11,8 and in the ILA 28 ± 6,1 cm/s. From RA to SA the other flow velocity Ves, Ved, TAV decreased about 30 % and from SA to ILA about 30 %. Flow velocity in the different renal arteries was age dependent. The lowest flow velocity was found in newborns and infants, highest in elder school children and adolescents. The flow velocity markedly increased from infancy to early childhood whereas in elder children and adolescents a slower increase of the flow velocity could be found. Every flow velocity within the RA and AIL showed a statistically significant increase with increasing age (p < 0,0001). Resistance indices decreased from the renal artery to the interlobar arteries. The RI of infants within the RA was 0,82 ± 0,11, within the SA 0,81 ± 0,12 and within the AIL 0,73 ± 0,17. In toddlers the RI within the RA was 0,71 ± 0,08, within the SA 0,67 ± 0,07 and within the ILA 0,65 ± 0,08. In school age children the RI within the RA was 0,71 ± 0,09, within the SA 0,66 ± 0,08 and the ILA 0,58 ± 0,10. In adolescents the RI within the RA was 0,69 ± 0,06, within the SA 0,63 ± 0,07 and within the ILA 0,60 ± 0,06. Additionally, resistance indices decreased with increasing age. Statistical analysis showed a significant decrease with increasing age (p < 0,0001). Highest resistance indices could be found in early infancy and in the renal arteries, lowest resistance indices were measured in school age and adolescence and in the interlobar arteries. Conclusion: As flow velocity and resistance indices are age dependent and dependent on the location of the sample volume in different renal arteries, both parameters have to be considered if pathological flow parameters are measured. The determination of normal values of flow velocity and resistance indices in different renal arteries facilitate the judgement of pathologic flow parameters. For comparative controls flow measurements within the renal artery and interlobar arteries should be used.

Schlüsselwörter

Normalwerte - Strömungsgeschwindigkeit - Resistance-Index - A. renalis - A. segmentalis - A. interlobaris - Kindesalter - Altersabhängigkeit

Key words

Normal values - flow velocity - resistance index - renal artery - segmental artery - interlobar artery - children - age dependency

 Literatur

• 1 House M K, Dowling R J, King P, Gibson R N. Using Doppler sonography to reveal renal artery stenosis: An evaluation of optimal imaging parameters.  AJR. 1999;  173 761-765
• 2 Motew S J, Cherr G S, Craven T E, Travis J A, Wong J M, Reavis S W, Hansen K J. Renal duplex sonography: Main renal artery versus hilar analysis.  J Vasc Surg. 2000;  32 462-471
• 3 Restrepo-Schaefer I. Renal artery stenosis: Screening, diagnostic and therapeutic options.  Ultraschall in Med. 2000;  21 233-244
• 4 Zeller T H, Frank U, Späth M, Roskamm H. Detection of renal arteries and classification of hemodynamically relevant renal artery stenoses by colour coded Doppler ultrasound.  Ultraschall in Med. 2001;  22 116-121
• 5 Oliva V L, Soulez G, Lesage D, Nicolet V, Roy M C, Courteau M, Froment D, René P C, Thérasse E, Carignan L. Detection of renal artery stenosis with Doppler sonography before and after administration of Captopril: Value of early systolic rise.  AJR. 1998;  170 169-175
• 6 Stavros A T, Parker S H, Yakes W F, Chantelois A E, Burke B J, Meyers P R, Schenck J J. Segmental stenosis of the renal artery: Pattern recognition of tardus and parvus abnormalities with duplex sonography.  Radiology. 1992;  184 487-492
• 7 Rosendahl W, Grunert D, Schoening M. Duplex sonography of renal arteries as a diagnostic tool in hypertensive children.  Eur J Pediatr. 1994;  153 588-593
• 8 Trattnig S, Frenzel K, Eilenberger M, Khoss A, Schwaighofer B. Akute Nierenvenenthrombose bei Kindern. Früher Nachweis mit Duplex- und farbkodierter Dopplersonographie.  Ultraschall Med. 1993;  14 40-43
• 9 Deeg K H, Zeilinger G, Scharf J, Richter K, Michalk D. Diagnose der beidseitigen Nierenvenenthrombose im Säuglingsalter mit der gepulsten Doppler-Sonographie der Nierengefäße.  Klin Pädiat. 1985;  197 467-472
• 10 Laplante S, Patriquin H B, Robitaille P, Filiatrault D, Grignon A, Decarie J C. Renal vein thrombosis in children: Evidence of early flow recovery with Doppler US.  Radiology. 1993;  189 37-42
• 11 Yura T, Yuasa S, Sumikura T, Takahashi N, Aono M, Kunimune Y, Fujioka H, Miki S, Takamitsu Y, Matsuo H. Doppler sonographic measurement of phasic renal artery blood flow velocity in patients with chronic glomerulonephritis.  J Ultrasound Med. 1993;  12 215-219
• 12 Platt J F, Rubin J M, Ellis J H. Acute renal failure: Possible role of duplex Doppler US in distinction between acute prerenal failure and acute tubular necrosis.  Radiology. 1991;  179 419-423
• 13 Wong S N, Lo R NS, Yu E CL. Renal blood flow pattern by noninvasive Doppler ultrasound in normal children and acute renal failure patients.  J Ultrasound Med. 1989;  8 135-141
• 14 Patriquin HB, O'Regan S, Robitaille P, Paltiel H. Hemolytic-Uremic Syndrome: Intrarenal arterial Doppler patterns as a useful guide to therapy.  Radiology. 1989;  172 625-628
• 15 McLeary M S, Rouse G A. Tardus-Parvus Doppler signals in the renal arteries: A sign of pediatric thoracoabdominal aortic coarctations.  AJR. 1996;  167 521-523
• 16 Bömelburg T, Jorch G. Abnormal blood flow patterns in renal arteries of small preterm infants with patent ductus arteriosus detected by Doppler ultrasonography.  Eur J Pediatr. 1989;  148 660-664
• 17 Armstrong D L, Teele R L, Kuschel C A, Harding J E. The use of renal Doppler ultrasonography to diagnose patent ductus arteriosus in preterm infants.  J Ultrasound Med. 2001;  20 1005-1010
• 18 van Bel F, Guit G L, Schipper J, van de Bor M, Baan J. Indomethacin-induced changes in renal blood flow velocity waveform in premature infants investigated with color Doppler imaging.  J Pediatr. 1991;  118 621-626
• 19 Gottlieb RH, Lieberman J L, Pabico R C, Waldman D L. Diagnosis of renal artery stenosis in transplanted kidneys: Value of Doppler waveform analysis of the intrarenal arteries.  AJR. 1995;  165 1441-1446
• 20 Buckley A R, Cooperberg P L, Reeve C E, Magil A B. The distinction between acute renal transplant rejection and cyclosporine nephrotoxicity: Value of Duplex sonography.  AJR. 1987;  149 521-525
• 21 Rifkin M D, Needleman L, Pasto M E, Kurtz A B, Foy P M, McGlynn E, Canino C, Baltarowich O H, Pennell R G, Goldberg B B. Evaluation of renal transplant rejection by Duplex Doppler examination: Value of the Resistive Index.  AJR. 1987;  148 759-762
• 22 Rigsby C M, Burns P N, Weltin G G, Chen B, Bia M, Taylor K JW. Doppler signal quantitation in renal allografts: Comparison in normal and rejecting transplants with pathologic correlation.  Radiology. 1987;  162 39-42
• 23 Townsend R R, Tomlanovich S J, Goldstein R B, Filly R A. Combined Doppler and morphologic sonographic evaluation of renal transplant rejection.  J Ultrasound Med. 1990;  9 199-206
• 24 Martinoli C, Bertolotto M, Crespi G, Pretolesi F, Valle M, Derchi L E. Duplex Doppler analysis of interlobular arteries in transplanted kidneys.  Eur Radiol. 1998;  8 765-769
• 25 Platt J F. Duplex Doppler evaluation of native kidney dysfunction: Obstructive and nonobstructive disease.  AJR. 1992;  158 1035-1042
• 26 Platt J F, Rubin J M, Ellis J H. Acute renal obstruction: Evaluation with intrarenal Duplex Doppler and conventional US.  Radiology. 1993;  186 685-688
• 27 Kessler R M, Quevedo H, Lankau C A, Ramirez-Seijas F, Cepero-Akselrad A, Altman D H, Kessler K M. Obstructive vs. nonobstructive dilatation of the renal collecting system in children: Distinction with Duplex sonography.  AJR. 1993;  160 353-357
• 28 Brkljacic B, Drinkovic I, Sabljar-Matovinovic M, Soldo D, Morovic-Vergles J, Vidjak V, Hebrang A. Intrarenal duplex Doppler sonographic evaluation of unilateral native kidney obstruction.  J Ultrasound Med. 1994;  13 197-204
• 29 Mallek R, Bankier A A, Etele-Hainz A, Kletter K, Mostbeck G H. Distinction between obstruktive and nonobstructive hydronephrosis. Value of diuresis Duplex Doppler sonography.  AJR. 1996;  166 113-117
• 30 Lim G Y, Jang H S, Lee E J, Lim Y S, Jung S E, Lee J M, Park S H. Utility of the resistance index ratio in differentiating obstructive from nonobstructive hydronephrosis in children.  J Clin Ultrasound. 1999;  27 187-193
• 31 Cronan J J, Tublin M E. Role of the resistive index in the evaluation of acute renal obstruction.  AJR. 1995;  164 377-378
• 32 Knapp R, Plotzeneder A, Frauscher F, Helweg G, Judmaier W, zur Nedden D, Recheis W, Bartsch G. Variability of Doppler parameters in the healthy kidney: An anatomic-physiologic correlation.  J Ultrasound Med. 1995;  14 427-429
• 33 Zibolen M, Buchanec J, Jakusova L, Hvizdak I. Evaluation of blood flow in the renal artery and intraparenchymal arteries in neonates using color Doppler sonography.  Cesk Pediatr. 1993;  48 714-717
• 34 Zibolen M. Colour duplex Doppler sonographic comparison of blood flow in renal and intraparenchymal renal arteries in healthy neonates.  Eur J Pediatr. 1994;  153 614
• 35 Bude R O, DiPietro M A, Platt J F, Rubin J M, Miesowicz S, Lundquist C. Age dependency of the Renal Resistive Index in Healthy Children.  Radiology. 1992;  184 469-473
• 36 Andriani G, Persico A, Tursini S, Ballone E, Cirotti D, Chiesa P L. The renal-resistive index from the last 3 months of pregnancy to 6 months old.  BJU International. 2001;  87 562-564
• 37 Schwerk W B, Restrepo I K, Prinz H. Semiquantitative analysis of intrarenal arterial Doppler flow spectra in healthy adults.  Ultraschall Med. 1993;  14 117-122
• 38 Lamont A C, Hall H S, Thompson J R, Evans D H. Doppler ultrasound studies in renal arteries of normal newborn babies.  Br J Radiol. 1991;  64 413-416
• 39 Kuzmic A C, Brkljacic B, Ivankovic D, Galesic K. Doppler sonographic renal resistance index in healthy children.  Eur Radiol. 2000;  10 1644-1648
• 40 Vade A, Subbaiah P, Kalbhen C L, Ryva J C. Renal resistive indices in children.  J Ultrasound Med. 1993;  12 655-658
• 41 Lin G J, Cher T W. Renal vascular resistance in normal children - a color Doppler study.  Pediatr Nephrol. 1997;  11 182-185
• 42 Kempley S T, Vyas S, Bower S, Nicolaides K H, Gamsu H. Cerebral and renal artery blood flow velocity before and after birth.  Early Hum Dev. 1996;  46 165-174
• 43 Pezatti M, Danesi G, Pozzessere A, Cosenza E B, Rubaltelli F F. Renal blood flow velocity in preterm and term neonates during the fourth day of life: changes in relation to gestational age and birth weight.  Biol Neonate. 1998;  73 19-23
• 44 Bömelburg T, Jorch G. Investigations of renal artery blood flow velocity in preterm and term neonates by pulsed Doppler ultrasonography.  Eur J Pediatr. 1988;  147 283-287
• 45 van de Bor M. Renal blood flow velocity in non-distressed preterm infants during the first 72 hours of life.  Biol Neonate. 1995;  67 346-351
• 46 Cleary G M, Higgins S T, Merton D A, Cullen J A, Gottlieb R P, Baumgart S. Developmental changes in renal artery blood flow velocity during the first three weeks of life in preterm neonates.  J Pediatr. 1996;  129 251-257
• 47 Pokharel RP, Uetani Y, Tsuneishi S, Nakamura H. Neonatal renal artery blood flow velocities using color Doppler ultrasonography.  Kobe J Med Sci. 1997;  43 1-12
• 48 Kusuda S, Kim T J, Miyagi N, Shishida N, Iitani H, Tanaka Y, Yamairi T. Postnatal change of renal artery blood flow velocity and its relationship with urine volume in very low birth weight infants during the first month of life.  J Perinat Med. 1999;  27 107-111
• 49 Visser M O, Leighton J O, van de Bor M, Walther F J. Renal blood in neonates: Quantification with color flow and pulsed Doppler US.  Radiology. 1992;  183 441-444
• 50 Scholbach T. Color Doppler sonographic determination of renal blood flow in healthy children.  J Ultrasound Med. 1999;  18 559-564
• 51 Grunert D, Schoening M, Rosendahl W. Renal blood flow and flow velocity in children and adolescents. Duplex Doppler evaluation.  Eur J Pediatr. 1990;  149 287-292