Correlation factors of contrast induced nephropathy after percutaneous coronary intervention therapy in patients with coronary heart disease and the value of urinary NGAL in early diagnosis of contrast induced nephropathy
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摘要:目的 探讨尿中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(NGAL)对冠心病患者经皮冠脉介入(PCI)治疗术后对比剂肾病(CIN)的早期诊断意义以及CIN的相关因素。方法 选取入院后行PCI的冠心病患者208例,其中并发高血压病118例、并发糖尿病106例、并发慢性心力衰竭28例、慢性肾功能不全24例,检测术前及术后4、24、48和72 h血清肌酐(SCr)、尿NGAL的含量,对CIN进行诊断性评价。观察CIN的发生率,同时观察住院至出院1个月内的主要心血管不良事件(MACE)。结果 208例患者中术后发生CIN31例,CIN发生率为14.9%;CIN组糖尿病和慢性心力衰竭的患病率以及MACE发生率显著高于非CIN组(P<0.05)。CIN组和非CIN组术前尿NGAL含量水平相似,两组比较无统计学意义,CIN组术后4 h尿NGAL开始升高,且逐渐升高至72 h,与术前比较有统计学意义(P<0.05);非CIN组术后尿NGAL较术前升高不明显;两组术后同时段尿NGAL的含量比较具有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析发现,术后尿NGAL各时段4、24、48和72 h的曲线下面积(AUC)分别为0.932、0.946、0.957和0.975,诊断的敏感性为94%,特异性为100%;术后SCr各时段相应的AUC分别为0.588、0.562、0.842和0.879,诊断CIN的敏感性、特异性明显低于尿NGAL。Logistic多因素回归分析显示:糖尿病、SCr、肾小球滤过率估算值(eGFR)[<60 ml/(min·1.73 m2)]、NGAL、慢性心力衰竭[左室射血分数(LVEF)<35%]、糖化血红蛋白(>9.5%)是CIN的危险因素。结论 尿NGAL对PCI治疗术后CIN具有一定的早期诊断价值。并发糖尿病、慢性肾功能不全、慢性心力衰竭等为CIN的相关因素。发生CIN后MACE明显增高。
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关键词:
- 危险因素 /
- 冠状动脉疾病 /
- 对比剂肾病 /
- 经皮冠状动脉介入术 /
- 中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白
Abstract:AIM AIM To investigate the significance of urinary neutrophil gelatinase associated apolipoprotein (NGAL) in the early diagnosis of contrast induced nephropathy (CIN) after percutaneous coronary intervention (PCI) and related factors of CIN.METHODS 208 patients with coronary heart disease underwent PCI after admission were selected, including 118 with hypertension, 106 with diabetes mellitus, 28 with chronic heart failure and 24 with chronic renal insufficiency. Serum creatinine and urinary NGAL content were measured before and at 4, 24, 48 and 72 hours after PCI and diagnostic evaluation of CIN was carried out. The incidence of contrast induced nephropathy was observed and major cardiovascular adverse events were also observed within one month after hospital discharge.RESULTS After PCI, there were 31 CIN cases out of 208 and the postoperative incidence rate was 14.9%. The prevalence of diabetes mellitus and chronic heart failure and the incidence of MACE in the CIN group were significantly higher than those in the non-CIN group (P<0.05). Preoperative urinary NGAL levels in the CIN group and the non CIN group were similar and there was no significant difference between the two groups (P>0.05). Urinary NGAL levels in the CIN group began to increase from 4 hours after the operation and the levels were still rising at 72 hours, with statistical significance compared with that before operation (P<0.05). The urinary NGAL in the non CIN group was not significantly higher than that before operation. There was statistical difference in the content of urinary NGAL at the same time between the two groups (P<0.05). ROC curve analysis revealed that the area under the curve of 4 h, 24 h, 48 h and 72 h in each period of urinary NGAL(AUC) was respectively, 0.932, 0.946, 0.957 and 0.975, the sensitivity of diagnosis was 94% and the specificity was 100%. The area under the curve of postoperative SCr was 0.588, 0.562, 0.842, and 0.879, respectively. The sensitivity and specificity of the diagnosis of CIN were significantly lower than that of urinary NGAL Logistic multivariate regression analysis showed that diabetes mellitus, SCr, eGFR [<60 ml/(min 1.73 m2)],chronic heart failure(LVEF<35%)and glycosylated hemoglobin (>9.5%) were risk factors of CIN.CONCLUSION Urinary NGAL has early diagnostic value for CIN after percutaneous coronary intervention. Diabetes mellitus, chronic renal insufficiency, and chronic heart failure are related factors of CIN. After the occurrence of CIN, adverse cardiovascular events were increased significantly. -
近年冠心病的发病率逐年增加,部分患者表现为冠脉多支、弥漫性病变,因而冠脉病变介入治疗数量随之增加。随之对比剂肾病(contrast-induced nephropathy,CIN)的发病率逐年上升,已经成为医院内获得性急性肾损伤(AKI)的第3大原因[1]。目前诊断CIN的常用指标为血清肌酐(SCr)水平,SCr受多种因素的影响如:年龄、性别、蛋白质的摄入量、代谢水平等,而且SCr主要是肾小球损害的指标,通常在肾功能受到损伤后48 h后才逐渐升高,故SCr水平的变化不能及时、准确地诊断早期急性肾损伤,而对比剂早期肾损害主要发生在肾小管,故应用SCr来评价CIN具有明显的局限性、滞后性,因而可能延误早期CIN的诊断、治疗。国内外新近研究显示尿中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(neutrophil gelatinase-associated lipocalin,NGAL)可能是急性肾损伤的早期诊断指标之一[2-3]。本文观察冠心病患者冠脉介入治疗术前、术后尿NGAL、SCr、肾小球滤过率估算值(eGFR)的变化,初步探讨NGAL对CIN的早期诊断价值以及CIN的相关因素。
1. 对象和方法
1.1 对象
连续入选2015年2月~2017年2月我院心内科行冠脉介入治疗术的冠心病患者208例。入选标准: ①冠心病符合2006急性冠脉综合征治疗指南[4]和2007年慢性稳定型心绞痛诊断与治疗指南[5]。②患者术前SCr正常或仅轻度异常(SCr<150 μmol/L)。排除标准: ①年龄>85岁;②2周内静脉使用过对比剂;③7 d内使用肾脏毒性药物者;④有碘对比剂过敏者;⑤血液透析治疗、急性肾功能衰竭、尿毒症期、肾移植、一侧肾脏切除史;⑥急性左心衰竭;慢性重症心力衰竭;⑦严重肝功能不全;⑧急性心肌梗死并行急诊手术者;⑨预计随访时间< l周者;⑩并发重症感染、急性心肌炎、凝血功能障碍者、不配合临床观察等。所有患者均签署知情同意书。
1.2 CIN诊断标准
根据2011年欧洲泌尿放射学会(European Society of Urogenital Radiology, ESUR)指南[6],在应用对比剂3 d内,排除其他因素引起急性肾损伤之后,SCr将其绝对值升高≥44.2 μmol/L或较基础水平升高≥25%则诊断为CIN。
1.3 冠脉介入诊疗
所有患者均行冠脉造影、冠脉介入治疗术,由我院熟练的术者操作,采用碘海醇350 为造影剂,按照SYNTAX评分对冠脉病变严重程度进行评分[7],低分组:0~22 分;中分组:23~32 分;高分组:≥33 分。围手术期采用静脉滴注生理盐水进行水化,方案:使用生理盐水以1.0 ml/(kg·h)前12 h至术后12 h静脉滴注,慢性心力衰竭如左室射血分数(LVEF)<35%或者NYHA心功能分级为≥Ⅱ级患者的水化速度为0.5 ml/(kg·h),水化过程中严密观察患者的心功能。
1.4 检测方法
所有患者术前1 d及术后4,24,48和72 h留取尿液标本,用离心机以2 000 r/min离心5 min,取上清液,置于-70℃冰箱保存备用,用免疫透射乳胶凝集法检测尿NGAL。NGAL试剂均由北京九强公司提供,严格按照产品说明书操作。我院检验科测定SCr、血脂、血糖、血常规、尿液分析等相关化验,记录资料,估算eGFR,采用MDRD简化公式计算eGFR,eGFR [ml/(min·1.73 m2)]=186×SCr−1.154×年龄−0.203×0.742(女性)。
1.5 主要不良心血管事件(MACE)
观察住院至出院后1个月期间的主要不良心血管事件(再发急性心肌梗死、支架内急性血栓、术后反复心绞痛、急性左心衰、急性肾衰竭、血液透析、死亡等)。
1.6 统计学处理
本实验结果采用SPSS19.0统计软件进行统计分析,符合正态分布的计量资料以
$\bar x$ ±s表示,组间比较采用独立样本t检验,非正态分布以中位数(四分位数)、百分比表示,采用非参数秩和检验Mann-Whitney U,采用多因素Logistic回归模型分析CIN的相关危险因素。采用Pearson相关分析NGAL与SCr的相关性。绘制受试者工作特征曲线(ROC曲线),计算曲线下面积(AUC)、敏感度、特异度,P≤0.05为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 CIN的相关因素
这项研究是按患者是否发生CIN分为2组:CIN组(n=31)和非CIN组(n=117)。
2.1.1 单因素分析
两组患者年龄、性别、体质量指数、吸烟率、高血压病和慢性肾功能不全的患病率、胱抑素C水平、冠脉病变严重程度(SYNTAX评分)、血脂[总胆固醇(TC)、低敏度脂蛋白胆固醇(LDL-C)]水平、造影剂用量等方面差异均无统计学意义。但CIN组糖尿病和慢性心力衰竭的患病率以及MACE发生率显著高于非CIN组(分别P<0.01,P<0.05和P<0.05)、CIN组心功能状态(慢性心力衰竭)较非CIN组差(39%vs 9%),糖化血红蛋白较非CIN组显著升高,差异均有统计学意义(均P<0.05),见表1。两组术前NGAL含量处于相似的较低水平,比较无统计学意义;与术前比较,CIN组术后尿NGAL含量均有不同程度的升高,术后4 h开始升高,且逐渐升高至72 h;非CIN组术后尿NGAL变化不明显;两组术后同一时间段尿NGAL的含量比较,差异有统计学意义(P<0.01),见表2。术前、术后24 h内的两组SCr、血eGFR比较无统计学意义。CIN组术后48 h SCr才开始升高、eGFR有所下降,术后72 h变化更明显,与同时间段的非CIN组比较具有统计学意义(P<0.01),见表2。
表 1 两组患者的临床资料的比较(单因素分析表)因素 非CIN组(n=177) CIN组 (n=31) 年龄(岁) 62±10 71±9 男性 95(54) 17(55) 体质量指数(kg/m2) 24.2±3.4 25.2±2.5 吸烟 57(32) 11(35) 高血压病 100 (56) 18(58) 糖尿病 81(46) 25(81)b 糖化血红蛋白(%) 7.3±1.6 9.5±1.2a 慢性心力衰竭 16( 9) 12(39)a 慢性肾功能不全 20(11) 4(13) 胱抑素C(mg/L) 1.1±0.5 1.1±0.5 SYNTAX评分 18±8 20±6 TC(mmol/L) 4.6±1.1 4.8±1.1 LDL-C(mmol/L) 3.2±0.9 3.2±0.8 造影剂用量(ml) 156±13 161±10 MACE 1(1) 5(16)a 表中计数资料均为[例数(%)]。与非CIN组比较,aP<0.05,bP<0.01 表 2 两组NGAL、SCr和eGFR不同时间点的比较因素 时间 非CIN组(n=177) CIN组(n=31) NGAL(mg/L) 术前 45(27,70) 48(29,68) 术后4 h 46(28,65) 120(90,140)bk 术后24 h 52(35,85) 135(115,160)bk 术后48 h 55(35,86) 148(118,190)bdk 术后72 h 65(42,98) 168(132,240)bdfk SCr(μmoml/L) 术前 66±14 69±13 术后4 h 65±16 68±19 术后24 h 69±14 71±19 术后48 h 69±16 99±20bdek 术后72 h 72±15 113±21bdfgk eGFR
[ml/(min·1.73 m2)]术前 112±18 102±20 术后4 h 115±28 105±23 术后24 h 109±24 100±25 术后48 h 107±27 69±22bdek 术后72 h 102±19 59±26bdgk 与本组术前比较,aP<0.05,bP<0.01;与本组术后4 h比较,cP<0.05,dP<0.01;与本组术后24 h比较,eP<0.05,fP<0.01;与本组术后48 h比较,gP<0.05,hP<0.01;与非CIN组同期比较,kP<0.01 2.1.2 多因素分析
采用多因素Logistic回归模型进行多因素分析,以是否为CIN为因变量,以单因素分析中有统计学意义的因素为自变量,代入回归方程,排除混杂因素后,得到:糖尿病、血SCr、eGFR、NGAL、慢性心力衰竭、糖化血红蛋白为CIN的独立相关因素,见表3。
表 3 多因素Logistic回归模型分析表因素 B(常数项) wald χ2 P值 OR(95%CI) 糖尿病 3.562 3.603 0.002 3.781(1.962-6.827) NGAL 3.921 3.832 0.004 3.642(1.921-6.908) SCr 3.213 3.546 0.001 2.923(1.105-4.732) eGFR[<60 ml/(min·1.73 m2)] 3.241 3.589 0.000 2.423(0.986-3.928) 慢性心力衰竭(LVEF<35%) 2.864 3.012 0.003 1.212(0.918-2.874) 糖化血红蛋白(>9.5%) 3.812 4.002 0.000 3.956(2.101-6.927) 2.1.3 指标间的相关性
NGAL与SCr的相关性,采用Pearson相关分析 术前血SCr与尿NGAL呈正相关(r=0.312,P<0.01),术后4 h血SCr与尿NGAL呈正相关(r=0.365,P<0.01),术后24 h血SCr与尿NGAL呈正相关(r=0.383,P<0.01),术后48 h血SCr与尿NGAL呈正相关(r=0.442,P<0.01),术后72 h血SCr与尿NGAL呈正相关(r=0.656,P<0.01)。
2.2 NGAL对冠心病介入术CIN的早期诊断价值
以ESUR指南标准为CIN的标准诊断(金标准),按是否为CIN分为CIN组(n=31)和非CIN组(n=177),利用受试者工作特征曲线(ROC),分别计算不同时点NGAL和SCr的曲线下面积(AUC)和截断点(cut off value),然后建立待评价试验与标准诊断在不同时点检测结果的对照表(四格表),再分别计算评价真实性的主要指标:灵敏度、特异度和准确度。
2.2.1 ROC曲线
发现术后尿NGAL 4、24、48和72 h的AUC分别为0.932、0.946、0.957和0.975,其截断点分别为90.0,98.0,105.0和112.0(mg/L)。SCr相应的AUC分别为0.588、0.562、0.842和0.879,其截断点分别为75、83、105和116 μmoml/L。
2.2.2 诊断结果对照表(联立四格表),见表4。
2.2.3 尿NGAL与SCr诊断介入治疗CIN的真实性指标比较
根据表4计算的主要真实性评价指标,见表5。尿NGAL从术后4 h就已经达到灵敏度94%,特异度100%,准确度99%的最佳状态,以后没有变化,而SCr 48 h灵敏度才开始升高,72 h达到最好,SCr各时点的特异度和准确度无显著差异。但是尿NGAL从4 h起其灵敏度就显著高于SCr 48 h前的灵敏度(P<0.01),其特异度和准确度也都显著高于SCr各时点的评价值(均P<0.01),见表5。
表 5 尿NGAL与SCr诊断介入治疗CIN的真实性评价指标比较表诊断方法 时间点 灵敏度(%) 特异度(%) 准确度(%) SCr 术后4 h 35 92 83 24 h 32 94 85 48 h 65ac 89 86 72 h 84bd 90 89 尿NGAL 术后4 h 94f 100f 99f 24 h 94f 100f 99f 48 h 94f 100f 99f 72 h 94 100f 99f 与本组术后4 h比较,aP<0.05,bP<0.01;与本组术后24 h比较,cP<0.05,dP<0.01;与SCr同期比较,fP<0.01 表 4 NGAL与SCr不同时点检测结果与ESUR指南CIN诊断结果对照表待评价的诊断方法 ESUR指南CIN诊断 CIN组
(n=31)非CIN组
(n=177)合计
(n=208)尿NGAL 术后4 h 阳性 29(a) 0(b) 29(a+b) 阴性 2(c) 177(d) 179(c+d) 24 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 48 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 72 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 SCr 术后4 h 阳性 11 15 26 阴性 20 162 182 24 h 阳性 10 11 21 阴性 21 166 187 48 h 阳性 20 19 39 阴性 11 158 169 72 h 阳性 26 18 44 阴性 5 159 164 3. 讨论
CIN的发生率各个研究中心报道迥异,丁琦等[8]研究提示应用对比剂后CIN的发生率约13.8%左右,与既往研究相似,在本文观察的208例冠心病患者中,接受冠脉介入治疗术后,尽管围手术期给予常规水化预防,仍然有31例患者发生CIN,发生率高达14.9%。在CIN组患者中,一个月内发生MACE有5例,发生率达16%,而非CIN组中,一个月内的MACE明显减少,提示CIN的发生可明显增加近期MACE的发生率。
关于冠脉介入治疗术后发生CIN的危险因素已有较多的研究[8-10],主要的危险因素有:高龄、术前肾功能异常、糖尿病、对比剂用量、是否水化、术中低血压等等,本研究发现冠脉介入治疗术后发生CIN的危险因素有:糖尿病、SCr、eGFR[<60 ml/(min·1.73 m2)]、NGAL、慢性心力衰竭(LVEF<35%)、糖化血红蛋白(>9.5%),与既往研究相符,其中并发糖尿病尤其是糖化血红蛋白>9.5%患者冠脉介入治疗术后发生CIN的风险度最高,可能与病例选择的偏倚存在一定的关系。
动物模型发现给予鼠应用对比剂2 h后,肾小管上皮细胞分泌NGAL迅速增加,在血液、尿液中均可检测到,而48 h后才发现SCr升高[11]。在未发生肾损伤情况下,NGAL在肾脏、肺、小肠上皮等呈现低水平表达[12],当肾脏缺血损伤后以及对比剂的直接毒性作用下,近曲小管受损时,受损伤的肾小管上皮细胞可高表达NGAL[13],在肾损伤早期即可从尿液中检测到NGAL的水平,尿NGAL可作为诊断急性肾损伤的早期敏感性标志物。Bachorzewska-Gajewska等[14]国外研究首次证实的NGAL在CIN中的早期诊断价值,随后国内外许多研究也显示NGAL在冠脉介入治疗后CIN的预测价值[15-16]。
本研究结果显示:CIN组和非CIN组术前尿NGAL含量水平相似,两组比较无统计学意义,CIN组尿NGAL含量术后4 h明显升高,且与非CIN组比较有统计学意义,说明肾小管上皮细胞在受到对比剂的直接毒性作用以及随后发生的肾血流减少、氧化应激等促发的CIN的病理过程,即冠脉介入治疗术后的超早期,尿中的NGAL水平较术前及同一时间段内非CIN组明显增加,而在CIN组,术后48 h SCr才开始升高、eGFR有所下降,相对于NGAL呈现出明显的滞后性。同时ROC曲线分析表明,术后4 h尿NGAL曲线下面积分别为0.932,灵敏度为94%,特异性为100%,准确度99%。诊断截断点为90.0 ng/ml,此结果提示尿NGAL在冠状动脉介入治疗术后超早期对CIN的诊断具有较好的敏感性和特异性。
既往研究[17]未检测冠脉介入治疗术后72 h的NGAL、SCr等情况,而本研究检测尿NGAL、SCr等指标至术后72 h,结果显示在CIN组,尿NGAL持续性逐渐升高至72 h,与非CIN组相比具有统计学意义(P<0.05),从4 h起诊断的灵敏度和特异度均分别为94%和100%,表明尿NGAL在72 h之内对CIN均具有较好的诊断价值。而SCr术后4 h、24 h灵敏度很低,48 h灵敏度才达到65%。其诊断CIN的灵敏度、特异度、准确度均明显低于尿NGAL。
因此,NGAL可能是一个较SCr、eGFR更早的快速反应肾小管细胞损伤的标志物,而且尿NGAL标本留取方便,可进行床边检测,特异性及敏感性较高,可能对冠脉介入治疗术后对比剂肾病具有一定的早期诊断价值,将来有广泛应用于临床的前景。
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表 1 两组患者的临床资料的比较(单因素分析表)
因素 非CIN组(n=177) CIN组 (n=31) 年龄(岁) 62±10 71±9 男性 95(54) 17(55) 体质量指数(kg/m2) 24.2±3.4 25.2±2.5 吸烟 57(32) 11(35) 高血压病 100 (56) 18(58) 糖尿病 81(46) 25(81)b 糖化血红蛋白(%) 7.3±1.6 9.5±1.2a 慢性心力衰竭 16( 9) 12(39)a 慢性肾功能不全 20(11) 4(13) 胱抑素C(mg/L) 1.1±0.5 1.1±0.5 SYNTAX评分 18±8 20±6 TC(mmol/L) 4.6±1.1 4.8±1.1 LDL-C(mmol/L) 3.2±0.9 3.2±0.8 造影剂用量(ml) 156±13 161±10 MACE 1(1) 5(16)a 表中计数资料均为[例数(%)]。与非CIN组比较,aP<0.05,bP<0.01 表 2 两组NGAL、SCr和eGFR不同时间点的比较
因素 时间 非CIN组(n=177) CIN组(n=31) NGAL(mg/L) 术前 45(27,70) 48(29,68) 术后4 h 46(28,65) 120(90,140)bk 术后24 h 52(35,85) 135(115,160)bk 术后48 h 55(35,86) 148(118,190)bdk 术后72 h 65(42,98) 168(132,240)bdfk SCr(μmoml/L) 术前 66±14 69±13 术后4 h 65±16 68±19 术后24 h 69±14 71±19 术后48 h 69±16 99±20bdek 术后72 h 72±15 113±21bdfgk eGFR
[ml/(min·1.73 m2)]术前 112±18 102±20 术后4 h 115±28 105±23 术后24 h 109±24 100±25 术后48 h 107±27 69±22bdek 术后72 h 102±19 59±26bdgk 与本组术前比较,aP<0.05,bP<0.01;与本组术后4 h比较,cP<0.05,dP<0.01;与本组术后24 h比较,eP<0.05,fP<0.01;与本组术后48 h比较,gP<0.05,hP<0.01;与非CIN组同期比较,kP<0.01 表 3 多因素Logistic回归模型分析表
因素 B(常数项) wald χ2 P值 OR(95%CI) 糖尿病 3.562 3.603 0.002 3.781(1.962-6.827) NGAL 3.921 3.832 0.004 3.642(1.921-6.908) SCr 3.213 3.546 0.001 2.923(1.105-4.732) eGFR[<60 ml/(min·1.73 m2)] 3.241 3.589 0.000 2.423(0.986-3.928) 慢性心力衰竭(LVEF<35%) 2.864 3.012 0.003 1.212(0.918-2.874) 糖化血红蛋白(>9.5%) 3.812 4.002 0.000 3.956(2.101-6.927) 表 5 尿NGAL与SCr诊断介入治疗CIN的真实性评价指标比较表
诊断方法 时间点 灵敏度(%) 特异度(%) 准确度(%) SCr 术后4 h 35 92 83 24 h 32 94 85 48 h 65ac 89 86 72 h 84bd 90 89 尿NGAL 术后4 h 94f 100f 99f 24 h 94f 100f 99f 48 h 94f 100f 99f 72 h 94 100f 99f 与本组术后4 h比较,aP<0.05,bP<0.01;与本组术后24 h比较,cP<0.05,dP<0.01;与SCr同期比较,fP<0.01 表 4 NGAL与SCr不同时点检测结果与ESUR指南CIN诊断结果对照表
待评价的诊断方法 ESUR指南CIN诊断 CIN组
(n=31)非CIN组
(n=177)合计
(n=208)尿NGAL 术后4 h 阳性 29(a) 0(b) 29(a+b) 阴性 2(c) 177(d) 179(c+d) 24 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 48 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 72 h 阳性 29 0 29 阴性 2 177 179 SCr 术后4 h 阳性 11 15 26 阴性 20 162 182 24 h 阳性 10 11 21 阴性 21 166 187 48 h 阳性 20 19 39 阴性 11 158 169 72 h 阳性 26 18 44 阴性 5 159 164 -
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