Radiological Diagnosis of Kidney Damage in Patients with Covid-19: the possibilities of CT, MRI and ultrasound

Full Text

Введение. В конце декабря 2019 года Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о возникновении нового штамма Covid-19 -SARS-CoV-2 в городе Ухань в Китае [1]. На 28 декабря 2020 года в Российской Федерации было зарегистрировано 3 078 035 случаев заражения коронавирусной инфекцией, из них 55 265 завершились летальным исходом. Вирус продолжает циркулировать в популяции и в настоящее время, сохраняя свою актуальность для здравоохранения.

Первоначально Covid-19 рассматривался исключительно как респираторная инфекция с преимущественным поражением легких. Однако по мере накопления клинических данных стало очевидным, что вирус способен поражать другие органы и системы, включая почки и мочевыделительную систему в целом.

Ключевым механизмом, определяющим тропизм SARS-CoV-2 к различным тканям, является взаимодействие вируса с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE-2). Рецепторы ACE-2 в высокой концентрации экспрессируются в капсуле Шумлянского-Боумена – одном из ключевых структурных элементов нефрона [2].  Присутствие данных рецепторов в канальцевых, гломерулярных и эндотелиальных клетках почек объясняет широкий спектр ренальных нарушений, ассоциированных с Covid-19.

Наиболее частым внелегочным проявлением коронавирусной инфекции является развитие острой почечной недостаточности. Патогенетический механизм поражения почек включает повышение сопротивления почечного кровотока, утолщение сосудистой стенки, некроз канальцевого эпителия и появление воспалительного инфильтрата в интерстиции.

Почки представляют собой парные паренхиматозные органы бобовидной формы, размерами 10-15 см в длину и около 5 см в ширину. В структуре почки выделяют корковое вещество, расположенное по периферии, и мозговое вещество, занимающее центральную часть. Корковое вещество проникает между почечными пирамидами, разделяя их, что обеспечивает характерную архитектонику органа.

Основными методами визуализации почек у пациентов с коронавирусной инфекцией являются ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Благодаря высокой информативности и относительной безопасности по сравнению с другими рентгенологическими методами, КТ занимает ведущее место в диагностическом алгоритме урологических заболеваний. МРТ, в свою очередь, может рассматриваться как эффективная альтернатива КТ, особенно при необходимости динамического наблюдения и у пациентов с противопоказаниями к ионизирующему излучению или йодсодержащими контрастными веществами.

Цель работы. Обобщение и систематизация данных о возможностях лучевых методов диагностики (ультразвукового исследования, компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии) в оценке структурно-функциональных изменений почек у пациентов с COVID-19.

Материалы и методы исследования. Проведен анализ отечественных и зарубежных научных публикаций, посвященных применению методов лучевой визуализации для диагностики поражения почек при новой коронавирусной инфекции.

Результаты исследования. В проведенном ранее морфологическом исследовании было выявлено, что при повреждении почек Covid-19, происходит значительное увеличение количества тучных клеток, преимущественно в корковом веществе. Стоит отметить высокое содержание дегранулированных клеток. Дегрануляция тучных клеток свидетельствует о высвобождении ими биологически активных веществ, в том числе трансформирующего фактора роста β (TGF-β) и матриксной металлопротеиназы – 9 (ММП-9). При высвобождении данных медиаторов воспаления можно наблюдать ряд патологических изменений: трансформирующий фактор роста β способствует активации фиброгенеза, ММП-9 участвует в нарушении целостности базальных мембран канальцев и клубочков. При специальном окрашивании для выявления коллагеновых волокон, были обнаружены участки фиброзирования, в основном в корковом веществе, которые у ряда пациентов образовались на фоне коронавирусной инфекции. Кроме того, при обзорной микроскопии были обнаружены некроз почечных канальцев, белковая дистрофия, а также инфильтрат в строме почки.

При компьютерно-томографическом исследовании у пациентов с острым повреждением почек (ОПП), ассоциированным с Covid-19, выявляется снижение показателей ослабления рентгеновского излучения в паренхиме почек по сравнению с нормой. Данный феномен обусловлен воспалительными изменениями, в частности интерстициальным отеком почечной паренхимы (рис.1). Помимо диффузных изменений, в паренхиме могут визуализироваться клиновидные гиподенсные участки, соответствующие зонам инфильтрации и ишемии (рис. 2). [3, 4]. Применение внутривенного контрастирования позволяет диагностировать сосудистые осложнения, включая тромбоз почечных артерий и вен, а также инфаркты почки, развивающиеся вследствие тромбоэмболии.

Магнитно-резонансная томография почек у пациентов с Covid-19 проводится с использованием мультипараметрических протоколов, включающих Т1- и Т2- взвешенные изображения. Т1-режим применяется для оценки фибротических и воспалительных изменений паренхимы. Исследования демонстрируют более выраженное снижение интенсивности сигнала в мозговом веществе по сравнению с корковым, что может отражать регионарные различия в степени тканевого повреждения. Т2-режим, обеспечивающий высокий контраст между почечной тканью и окружающими структурами, используется преимущественно для морфометрии – оценки объема почки –, а так же для выявления интерстициального отека, наиболее характерного для пациентов, находящихся в критических состояниях.  [5].

Высокая экспрессия ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) в эндотелии капилляров обуславливает уязвимость сосудистого русла почек при Covid-19. Проведение ультразвукового исследования с контрастным усилением (CEUS) у ряда пациентов выявило снижение объема артериального кровотока в почечных артериях. Комплексная оценка гемодинамики показала, что указанные изменения развиваются на фоне сохраненного сердечного индекса, что свидетельствует о локальной реваскулярной патологии, а не системной сердечной недостаточности. [6]

Применение экскреторной урографии у пациентов с коронавирусной инфекцией не рекомендуется ввиду высокого риска усугубления почечной дисфункции. Метод требует внутривенного введения йодсодержащий рентгенконтрастных веществ, обладающих, обладающих потенциальным нефротоксическим действием. Учитывая, что у значительной части пациентов с Covid-19 уже имеются структурно-функциональные нарушения почек, проведение урографии может привести к развитию контраст-индуцированной нефропатии и осложнить течение основного заболевания.

Заключение. Проведенный анализ литературы позволяет выявить высокую частоту вовлечения почек в патологический процесс при коронавирусной инфекции, что проявляется как функциональными нарушениями (снижение скорости клубочковой фильтрации, замедление почечного кровотока, развитие острого повреждения почек), так и структурно-морфологическими изменениями.

Современные лучевые методы исследования обладают высокой диагностической информативностью в оценке почечной патологии при коронавирусной инфекции. Компьютерная томография позволяет объективизировать тяжесть воспалительных изменений на основе выявления гиподенсных участков паренхимы, снижения ее плотности (отек) и диагностики тромбозов почечных сосудов. Магнитно-резонансная томография предоставляет возможность детальной оценки фиброза, воспалительной инфильтрации, интерстициального отека и точной морфометрии почек. Ультразвуковое исследование с допплерографией занимает основное место в раннем выявлении нарушений перфузии и диагностике острого повреждения почек благодаря обнаружению снижения артериального кровотока при сохраненном сердечном индексе, что указывает на локальный характер васкулярной патологии.

Клиническое значение лучевой диагностики при Covid-19 реализуется в нескольких ключевых аспектах: раннее выявление структурных и сосудистых изменений почек на доклинической стадии; стратификация риска развития острого повреждения почек; дифференциальная диагностика различных типов почечного повреждения (сосудистого, канальцевого, интерстициального); мониторинг эффективности терапии и оценка обратимости выявления изменений в динамике; оптимизация лечебной тактики, включая решение о назначении антикоагулянтной терапии при тромботических осложнениях.

About the authors

Daria Andreevna Boronina

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: dasha.boronina05@mail.ru
ORCID iD: 0009-0003-6335-2169
https://vk.com/id507627459

Student

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

Ilya Albertovich Baranov

Burdenko Voronezh State Medical University

Author for correspondence.
Email: ilya.a.baranov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6258-7906
SPIN-code: 7640-5197
https://vrngmu.ru/academy/personnel/20814/

Assistant of the Department of Instrumental Diagnostics

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.