OBJETIVO: Avaliar a acurácia da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido em relação à arteriografia digital por subtração de imagens, na identificação das estenoses hemodinamicamente significativas, nas artérias renais. MÉTODOS: Estudados, prospectivamente, pelo exame ultra-sonográfico, 137 artérias renais de 69 pacientes adultos, com suspeita de hipertensão arterial reno-vascular. Os resultados obtidos foram comparados, de maneira duplo-cega, ao estudo arteriográfico digital por subtração de imagens, e calculados a sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e acurácia geral do exame para critérios previamente definidos. RESULTADOS: Na comparação entre os métodos, excluindo-se os laudos inconclusivos (7 artérias), das 130 artérias restantes, 116 (89,2%) artérias tiveram laudos concordantes e 14 (10,8%) discordantes. Os valores de sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e acurácia geral da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido foram respectivamente 95,33%, 88,14%, 89,86%, 94,55% e 91,94%. CONCLUSÃO: Existiu boa correlação entre os dois exames na avaliação das estenoses hemodinamicamente significativas das artérias renais, tornando-se a ultra-sonografia vascular com Doppler colorido método não invasivo útil na seleção de pacientes com suspeita de hipertensão reno-vascular.
O papel da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido na avaliação da hipertensão reno-vascular. Acurácia da técnica direta de avaliação das artérias renais
Núcleo Vascular Periférico da Pontifícia Universidade Católica - PR - Curitiba, PR
A importância do diagnóstico precoce dos pacientes com suspeita de hipertensão reno-vascular advém do risco de progressão para insuficiência renal devido a isquemia nefropática causada por lesões limitantes de fluxo na artéria renal.
O diagnóstico da hipertensão arterial decorrente de estenose da artéria renal pode ser feito por diferentes exames complementares, entre eles: a determinação da renina seletiva na veia renal; estudo funcional com radioisótopos; urografia excretora; determinação da renina periférica estimulada com captopril; angiorressonância magnética; angiografia e, mais recentemente, a ultra-sonografia vascular com Doppler colorido.
A arteriografia apresenta-se como o método mais preciso para o diagnóstico da estenose da artéria renal, porém possui algumas limitações, como reação alérgica e risco de nefrotoxicidade pelo agente de contraste, além de complicações ligadas ao próprio procedimento e o seu alto custo. Outro fator importante reside no fato da arteriografia, por ser um estudo anatômico, não fornecer informações hemodinâmicas das lesões renais.
O objetivo deste estudo foi avaliar a acurácia da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido em relação à arteriografia, na identificação das estenoses hemodinamicamente significativas nas artérias renais.
Estudo prospectivo, duplo-cego, realizado no Laboratório Vascular Não Invasivo do Hospital de Caridade da Santa Casa de Misericórdia de Curitiba/PUCPR, para testar a acurácia da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido no diagnóstico das lesões estenosantes ou obstrutivas nas artérias renais, em relação à arteriografia, considerada como exame padrão ouro.
Foram estudadas 137 artérias renais de 69 pacientes adultos, 30 homens e 39 mulheres, com média de idade de 54 anos, sem distinção de compleição física ou biotipo, com suspeita de hipertensão arterial reno-vascular, sendo que um dos pacientes fora submetido à nefrectomia prévia ao estudo.
Incluídos no estudo, casos com hipertensão arterial, de início recente, de pacientes: jovens sem história familiar de hipertensão; > 55 anos com hipertensão arterial, de início recente ou descontrole abrupto; hipertensos refratários ao tratamento; hipertensos com sopro abdominal; com hipertensão arterial predominantemente diastólica (> 120 mmHg); e excluídos os com diagnóstico prévio de lesão na artéria renal; histórico de alergia a contraste iodado e com desvio de conduta impedindo a colaboração durante a realização dos exames complementares.
Todos os pacientes aceitos no estudo foram submetidos ao exame ultra-sonográfico e ao estudo arteriográfico, sem que os radiologistas e ultra-sonografistas vasculares tivessem conhecimento prévio do diagnóstico. Os exames ultra-sonográficos e arteriográficos, do mesmo paciente, foram interpretados, de maneira duplo-cega, segundo critérios de interpretação previamente definidos. O intervalo na realização dos exames ultra-sonográfico e arteriográfico não foi superior a 30 dias.
A avaliação anatômica e hemodinâmica das lesões nas artérias renais pela ultra-sonografia vascular com Doppler colorido foi realizada pela técnica direta, com os pacientes examinados em posição supina, com transdutores curvos de baixa freqüência (2 a 3,5 MHz) para permitir uma maior penetração (10-12cm) do feixe de ultra-som.
Para a avaliação de fluxo foi mantida uma caixa de cor pequena, com profundidade adequada para maximizar o número de quadros por minutos
O Doppler pulsátil foi posicionado na área de interesse no centro do vaso nas artérias normais ou no local da alteração hemodinamicamente significativa, representada pelo aumento de velocidades e turbilhonamento do fluxo. A amostra de volume foi ajustada para o tamanho do vaso, evitando-se a contaminação com informação de outras estruturas vizinhas, principalmente a movimentos respiratórios. Para a aorta abdominal e as artérias renais principais foi mantido o ângulo de incidência do Doppler pulsátil próximo de 60º. Foram ajustados o ganho, filtro e escala das curvas de velocidade do Doppler pulsátil, a fim de proporcionar uma curva adequada para a mensuração das velocidades.
Anatomicamente, as artérias renais originam-se, perpendicularmente, do segmento proximal da aorta abdominal em direção à loja renal em uma angulação próxima a 60º. Portanto, a origem e segmento proximal das artérias renais foram avaliadas, longitudinalmente, através de corte transversal da aorta abdominal na região epigástrica, (
Uma vez identificadas as artérias renais pelo mapeamento em cores do fluxo, em secção longitudinal, foi localizada a amostra de volume do Doppler pulsátil para a obtenção das análise espectral e a mensuração das velocidades sistólica e diastólica, rotineiramente, na origem ou em qualquer outro segmento do vaso, que apresente alterações de fluxo no mapeamento colorido, sempre com correção do ângulo de insonação do Doppler para 60º.
A velocidade sistólica na aorta abdominal foi obtida, em corte longitudinal, no seu segmento proximal, em nível da origem da artéria mesentérica superior, também respeitando um ângulo de insonação do Doppler de 60º, para efetuação do cálculo do índice renal-aorta, isto é, a relação entre as velocidades sistólicas das artérias renais e da aorta abdominal.
Considerando-se os critérios de Strandness Jr e cols1 (
Preferencialmente os exames foram realizados no período da manhã e os pacientes orientados a permanecer em jejum nas 12h antecedentes ao exame.
A avaliação anatômica das obstruções arteriais, pela imagem arteriográfica, foi realizada pela técnica de subtração digital, por cateterismo arterial seletivo, via punção da artéria femoral, estudando-se as artérias renais e do parênquima renal, assim como, a excreção do agente de contraste.
A mensuração do grau de estenose na artéria renal foi obtida pela relação entre o diâmetro da artéria normal e o segmento comprometido do vaso. As artérias renais normais apresentaram-se contrastadas em toda a extensão com paredes regulares, incluindo a visibilização das artérias intra-parenquimatosas. As estenoses foram quantificadas em moderadas, inferiores a 60% de redução anatômica do diâmetro da luz arterial, e significativas, superiores a 60% de redução anatômica do diâmetro da luz arterial, com diminuição da excreção renal do contraste. Nas obstruções, não foi contrastada a artéria renal na sua topografia habitual e ausência de contraste no parênquima renal.
Para avaliação arterial ultra-sonográfica, foi utilizado o equipamento de imagem e fluxo (eco-Doppler) com mapeamento em cores do fluxo Doppler:
Os achados do diagnóstico ultra-sonográfico das estenoses e obstruções nas artérias renais foram comparados aos achados arteriográficos. O tamanho mínimo amostral foi calculado para a inclusão de 50 artérias renais no estudo.
Foram calculados os índices de qualidade (sensibilidade, especificidade, acurácia, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo) para a ultra-sonografia vascular com Doppler colorido na diferenciação da estenose hemodinamicamente significativa (>60%) das estenoses moderadas e das artérias normais, considerando a arteriografia como padrão ouro.
Baseados nos critérios previamente definidos, das 137 artérias renais avaliadas pela ultra-sonografia vascular com Doppler colorido, 43 (31,3%) foram consideradas normais, 11 (8,1%) com estenoses moderadas, 70 (51,1%) com estenoses hemodinamicamente significativas, 7 (5,1%) obstruídas e 6 (4,4%) artérias cujos laudos foram inconclusivos.
Os achados da arteriografia demonstraram 50 (36,5%) artérias renais normais, 10 (7,3%) com estenoses moderadas, 67 (48,9%) com estenoses hemodinamicamente significativas, 9 (6,6%) ocluídas e uma (0,7%) artéria considerada inconclusiva.
Na comparação entre os métodos, excluindo-se os laudos inconclusivos (7 artérias), das 130 restantes, 116 (89,2%) artérias tiveram laudos concordantes e 14 (10,8%) discordantes.
Das 116 artérias com laudos concordantes 40 foram consideradas normais, 6 com estenoses moderadas, 63 com estenoses hemodinamicamente significativas e 7 obstruídas (
Das 14 artérias renais com laudos discordantes, 9 apresentaram resultados falso-positivos e 5 falso-negativos da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido em relação à arteriografia. Em todas as 9 artérias consideradas como resultado falso-positivo, a velocidade sistólica detectada foi superior a 200 cm/s e em 5 delas o índice renal-aorta foi superior a 4. As artérias consideradas como resultado falso-negativo apresentaram índices renal-aorta inferiores a 3.5, com velocidades sistólicas próximas a 200 cm/s.
Os valores de sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo na diferenciação da estenose hemodinamicamente significativa (>60%) das estenoses moderadas e das artérias normais, considerando a arteriografia como padrão ouro e obedecendo os critérios pré-definidos da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido foram respectivamente 95,33 %, 88,14%, 89,86% e 94,55%. A acurácia geral do procedimento em relação à arteriografia foi de 91,94%
Nas 6 (4,4%) situações consideradas inconclusivas pela ultra-sonografia vascular com Doppler colorido, houve limitações técnicas na identificação e análise da origem, segmento proximal em 4 artérias e dificuldades na interpretação de velocidades elevadas em 2. Em um caso, a presença de aneurisma na aorta abdominal justa-renal causou dificuldades no estudo das artéria renal pela arteriografia.
O objetivo principal dos exames complementares na investigação de portadores de hipertensão reno-vascular é identificar as lesões anatômicas nas artérias renais e seus ramos, bem como determinar quais dessas lesões serão fisiologicamente significativas, isto é, responsáveis pela ativação do sistema renina-angiotensina. Haimovici e Zinicola2 demonstraram que estenoses maiores que 60% de redução de diâmetro, nas artérias renais de cães, causaram diminuição na pressão de perfusão renal, e ausência de nefrograma na urografia excretora, portanto lesões fisiologicamente significativas.
Apesar de apresentar variação interobservador entre 79 e 87%, a arteriografia é considerada o exame de escolha para o diagnóstico anatômico das lesões estenosantes ou obstrutivas das artérias renais. Contudo, sabe-se que além de não fornecer informações hemodinâmicas, existe o risco de complicações relacionadas à arteriografia, quer sistêmicas ou locais, entre 1,8 a 9%3-7. Por isso, faz-se necessária a utilização de um método de seleção não invasivo, que possa identificar as lesões anatômicas e, hemodinamicamente, significativas nas artérias renais.
A utilização da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido no diagnóstico das doenças vasculares tem sido ampliada nas últimas décadas, com a melhoria na sensibilidade do equipamento e com a utilização do mapeamento em cores do fluxo. Os critérios diretos dos exames para o diagnóstico da hipertensão reno-vascular são baseados na mensuração das velocidades nas artérias renais, no índice renal-aorta e na medida do tamanho renal.
O pico de velocidade sistólica tem sido proposto por vários autores entre os valores de 100 a 200 cm/s. Autores que consideraram como parâmetro uma velocidade > 100 cm/s, apresentaram baixos índices de acurácia, porém, um alto índice de exames inconclusivos, denotando limitações técnicas individuais no estudo das artérias renais com a ultra-sonografia vascular com Doppler colorido8,9.
Autores com melhores índices de acurácia e limitações técnicas menores utilizaram valores de pico de velocidade sistólica > 180 cm/s. Hansen e cols.10 consideram o valor de 180 cm/s como base das alterações hemodinâmicas nas artérias renais10. Mirales e cols.11 consideraram a velocidade de 198 cm/s; Ollin e cols.12 e Kohter e cols.13, a velocidade de 200 cm/s.
De acordo com os trabalhos iniciais da Universidade de Washington, o índice renal-aorta
Os resultados da ultra-sonografia vascular com Doppler colorido, neste trabalho, comparados à arteriografia, na identificação das estenoses hemodinamicamente significativas mostraram índices de qualidade, indicando sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e acurácia geral de 95,38%, 88,14%, 89,86%, 94,55% e 91,94% respectivamente, com critérios referenciais de velocidade de 180 cm/s e índice renal-aorta de 3.5. Tais valores assemelham-se às variações descritas na literatura, de sensibilidade entre 67 a 98%, especificidade entre 89 a 100%, valor preditivo positivo entre 85,7 a 98% e valor preditivo negativo entre 92,5 a 98%3,5,6,9.
Ainda neste estudo, foram observadas 14 artérias renais com laudos discordantes entre ultra-sonografia vascular com Doppler colorido e arteriografia, 9 apresentaram resultados falso-positivos e 5 falso-negativos. Em todas 9 artérias, consideradas como resultado falso-positivo, a velocidade sistólica detectada foi superior a 200 cm/s e, em 5 delas, o índice renal-aorta foi superior a 4, portanto, com valores dentro dos critérios exigidos para o diagnóstico de estenose, hemodinamicamente significativa, apesar de não confirmados pela arteriografia. As artérias consideradas como resultado falso-negativo apresentaram índices renal-aorta inferiores a 3.5, com velocidades sistólicas próximas a 200 cm/s, compatíveis com estenose moderada, porém a interpretação arteriográfica as considerou como estenoses hemodinamicamente significativas.
As limitações técnicas do eco-Doppler em cores, relatadas em até 15% dos casos na literatura, podem estar relacionadas a variações anatômicas da vascularização renal, como ramificação precoce, artéria renal acessória e artérias polares; assim como, à dificuldade da realização do exame em portadores de arritmias cardíacas, doenças respiratórias graves, obesidade mórbida ou na presença excessiva de gases. A realização de preparo gastrintestinal prévio, habilidade do examinador e tempo para realização do exame são fatores que contribuem para redução da porcentagem de exames inconclusivos11. Nossos casos inconclusivos (4,4%), compatíveis com a literatura, referem-se aos fatores anteriormente citados. Como o objetivo do trabalho foi verificar a acurácia do método na diferenciação das estenoses hemodinamicamente significativas, a inclusão desses casos poderia alterar a acurácia geral do método (apesar de ser somente 5% da casuística total), porém, sem interferência direta no estudo específico das estenoses, hemodinamicamente, significativas.
Concluindo, a experiência do ultra-sonografista vascular com a técnica direta de avaliação das artérias renais, o uso adequado dos critérios diagnósticos e a utilização de equipamentos sensíveis, possibilitam o estudo da maioria dos pacientes com suspeita de hipertensão reno-vascular, com confiabilidade e, por ser um método de diagnóstico não invasivo direto e apresentar uma boa acurácia, a ultra-sonografia vascular com Doppler colorido pode ser utilizada como exame de rotina na seleção de pacientes com suspeita de hipertensão reno-vascular para a realização de arteriografia.
Endereço para correspondência Dr. Carlos Alberto Engelhorn Rua Dep. Heitor Alencar Furtado, 1720/901 Curitiba - PR Cep 81200-110 E-mail:
Recebido para Publicação em 6/3/03
Aceito em 5/6/03
OBJECTIVE: To assess the accuracy of vascular color Doppler ultrasound as compared with digital subtraction arteriography for identifying hemodynamically significant renal artery stenoses. METHODS: One hundred and thirty-seven renal arteries from 69 adult patients suspected of having renovascular arterial hypertension were prospectively studied with ultrasound. The results obtained were compared in a double-blind manner with those obtained on digital subtraction arteriography, and the following parameters were calculated according to previously defined criteria: sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and overall accuracy. RESULTS: The inconclusive results (7 arteries) were excluded. The comparison of the 2 methods in regard to the 130 remaining arteries showed concordant results for 116 (89.2%) arteries and discordant results for 14 (10.8%) arteries. The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and overall accuracy of vascular color Doppler ultrasound were, respectively, 95.33%, 88.14%, 89.86%, 94.55%, and 91.94%. CONCLUSION: A good correlation between the 2 examinations was observed in the evaluation of the hemodynamically significant renal artery stenoses, making vascular color Doppler ultrasound a noninvasive method useful for selecting patients with suspected renovascular hypertension.
Vascular color Doppler ultrasound for assessing renovascular hypertension. Accuracy of the direct technique for assessing the renal arteries
Pontifícia Universidade Católica - PR - Curitiba, PR - Brazil
The early diagnosis of patients suspected of having renovascular hypertension is important because of the risk of progression to renal insufficiency due to the nephropathic ischemia caused by lesions limiting the renal artery flow.
The diagnosis of arterial hypertension resulting from renal artery stenosis may be established with the following different complementary examinations: determination of selective renin in the renal vein; functional study with radioisotopes; excretory urography; determination of the peripheral renin stimulated with captopril; magnetic angioresonance; angiography; and, more recently, vascular color Doppler ultrasound.
Arteriography is the most precise method for diagnosing renal artery stenosis, but it has some limitations, such as allergic reaction and the risk of nephrotoxicity due to the contrast medium, in addition to complications inherent to the procedure and its high cost. Another important factor is that arteriography is an anatomic study, and, therefore, does not provide hemodynamic information about the renal lesions.
This study aimed at assessing the accuracy of vascular color Doppler ultrasound as compared with that of arteriography in identifying hemodynamically significant renal artery stenoses.
We carried out a prospective double-blind study at the Noninvasive Vascular Laboratory of the Hospital de Caridade of the Santa Casa de Misericórdia de Curitiba/PUCPR, to assess the accuracy of vascular color Doppler ultrasound in the diagnosis of stenotic or obstructive lesions in the renal arteries as compared with that of arteriography, which is considered the gold standard.
One hundred and thirty-seven renal arteries from 69 adult patients (30 men and 39 women) suspected of having renovascular arterial hypertension, with no distinction of complexion or biotype, and a mean age of 54 years were studied. One of the patients had undergone nephrectomy prior to the study.
The following patients with arterial hypertension of recent onset were included in the study: young individuals with no familial history of hypertension; individuals > 55 years with arterial hypertension of recent onset or abrupt lack of control; hypertensive individuals refractory to treatment; hypertensive individuals with an abdominal murmur; and individuals with predominantly diastolic arterial hypertension (> 120 mmHg). Patients with the following characteristics were excluded from the study: previous diagnosis of renal artery lesion; history of allergy to iodinated contrast medium; and behavior alterations preventing patient's collaboration during the complementary examinations.
All patients accepted in the study underwent ultrasonography and arteriography, and the radiologists and ultrasonographers ignored the previous diagnosis. The ultrasound and arteriography of the same patient were interpreted in a double-blind manner according to previously defined interpretation criteria. The interval between ultrasonography and arteriography did not exceed 30 days.
The anatomical and hemodynamic assessment of the lesions in the renal arteries with vascular color Doppler ultrasound was performed according to the direct technique with the patients in the supine position with low-frequency curve transducers (2 to 3.5 MHz) to allow greater penetration (10-12 cm) of the ultrasound beam.
For flow assessment, a small color box was maintained with an appropriate depth for maximizing the number of frames per minute (frame rate) and a frequency of pulse repetition adequate for the structure to be analyzed. The gain and color filter were adjusted to allow adequate color-flow mapping.
The pulsed Doppler was positioned in the area of interest in the center of the vessel in normal arteries or in the site of the hemodynamically significant alteration, represented by the increase in flow velocities and turbulence. The volume sample was adjusted for the size of the vessel, avoiding contamination with information from other neighboring structures, mainly respiratory movements. For the abdominal aorta and major renal arteries, the angle of incidence of the pulsed Doppler was maintained close to 60º. The gain, the filter, and the scales of the velocity curves of the pulsed Doppler were adjusted to provide an adequate curve for measuring velocities.
Anatomically, the renal arteries originate perpendicularly from the proximal segment of the abdominal aorta and travel towards the kidney in an angle of approximately 60º. Therefore, the origin and the proximal segment of the renal arteries were longitudinally assessed on a transverse section of the abdominal aorta in the epigastric region (
Once the renal arteries were identified on color-flow mapping in the longitudinal section, the volume sample of pulsed Doppler was located for spectral analysis and routine measurement of the systolic and diastolic velocities in the origin or any other segment of the vessel that showed flow alterations in color-flow mapping, always with correction of the Doppler insonation angle to 60º.
The systolic velocity in the abdominal aorta was obtained in the longitudinal section in its proximal segment at the level of the origin of the superior mesenteric artery, also respecting the Doppler insonation angle of 60º, for calculating the renal-aorta index, ie, the relation between the systolic velocities of the renal arteries and the abdominal aorta.
Considering the criteria of Strandness Jr 1 (
The examinations were performed preferably in the morning, and the patients were recommended to observe a 12-hour fasting period.
Anatomical assessment of the arterial obstructions based on the arteriographic image was performed with the digital subtraction technique, with selective arterial catheterization through femoral artery puncture, studying the renal arteries and the renal parenchyma, as well as the excretion of the contrast medium.
Measurement of the degree of renal artery stenosis was obtained through the relation between the diameter of the normal artery and the impaired segment of the vessel. The normal renal arteries appeared contrasted in their entire extension with regular walls, including the visualization of the intraparenchymatous arteries. The stenoses were quantified as moderate, when the anatomical reduction in the diameter of the arterial lumen did not exceed 60%, and significant, when the anatomical reduction in the diameter of the arterial lumen exceeded 60%, with a reduction in the renal excretion of the contrast medium. In the obstructions, the renal artery was not contrasted in its usual topography and no contrast medium was observed in the renal parenchyma.
For the arterial ultrasonographic study, the Siemes-Sonoline Elegra® image and flow device (echoDoppler) with Doppler color-flow mapping was used. For the arteriographic study, the Siemens Angioscopy® digital image subtraction device was used.
The findings of the ultrasonographic study of the stenoses and obstructions of the renal arteries were compared with the arteriographic findings. The minimum sample size was calculated for the inclusion of 50 renal arteries in the study.
The indices of quality (sensitivity, specificity, accuracy, and positive and negative predictive values) for vascular color Doppler ultrasound were calculated for differentiating hemodynamically significant stenosis (> 60%) from moderate stenoses and normal arteries, considering arteriography the gold standard.
Based on previously defined criteria, of the 137 renal arteries assessed on vascular color Doppler ultrasound, 43 (31.3%) were considered normal, 11 (8.1%) had moderate stenoses, 70 (51.1%) had hemodynamically significant stenoses, 7 (5.1%) were obstructed, and in 6 (4.4%) arteries the examination was inconclusive.
The arteriographic findings were as follows: 50 (36.5%) renal arteries were normal, 10 (7.3%) had moderate stenoses, 67 (48.9%) had hemodynamically significant stenoses, 9 (6.6%) were occluded, and in 1 (0.7%) the examination was inconclusive.
After excluding the inconclusive examinations (7 arteries), the comparison of the methods in the remaining 130 arteries showed 116 (89.2%) concordant results and 14 (10.8%) discordant results.
Of the 116 arteries with concordant results, 40 were considered normal, 6 were moderately stenotic, 63 were hemodynamically significantly stenotic, and 7 were obstructed (
Of the 14 renal arteries with discordant results, 9 were false-positive and 5 false-negative on vascular color Doppler ultrasound as compared with arteriography. For all 9 arteries whose results were considered false-positive, the systolic velocity detected was greater than 200 cm/s, and in 5 of them the renal-aorta index exceeded 4. The arteries whose results were considered false-negative had renal-aorta indices lower than 3.5 and systolic velocities close to 200 cm/s.
Considering arteriography as the gold standard and meeting the predefined criteria of vascular color Doppler ultrasound, the differentiation of the hemodynamically significant stenosis (> 60%) from the moderate stenoses and from the normal arteries showed the following values of sensitivity and specificity, positive and negative predictive values, respectively, 95.33%, 88.14%, 89.86%, and 94.55%. The overall accuracy of the procedure as compared with that of arteriography was 91.94%.
The 6 (4.4%) cases considered inconclusive on vascular color Doppler ultrasound had technical limitations in the identification and analysis of the origin and proximal segment in 4 arteries, and difficulties occurred in interpreting the elevated velocities in 2 arteries. In 1 case, the presence of an aneurysm of the juxtarenal abdominal aorta caused difficulties in the study of the renal artery on arteriography.
The major objective of the complementary examinations in the investigation of patients with renovascular hypertension is to identify the anatomic lesions in the renal arteries and their branches, and to determine which of these lesions will be physiologically significant, ie, responsible for the activation of the renin-angiotensin system. Haimovici and Zinicola 2 reported that stenoses greater than 60% of the diameter of the renal arteries of dogs caused a reduction in the renal perfusion pressure and the absence of a nephrogram on excretory urography, being, therefore, physiologically significant lesions.
Although arteriography has an interobserver variation between 79 and 87%, it is considered the examination of choice for the anatomical diagnosis of stenotic or obstructive lesions of the renal arteries. However, in addition to not providing hemodynamic information, a 1.8 to 9% risk of complications related to arteriography, both systemic and local, exists 3-7. Therefore, a noninvasive method of selection that may identify the anatomic and hemodynamically significant lesions of the renal arteries is required.
The use of vascular color Doppler ultrasound for the diagnosis of vascular diseases has been extended in recent decades with improvement in the sensitivity of the equipment and use of color-flow mapping. The direct criteria of the examinations for the diagnosis of renovascular hypertension are based on measurement of the velocities in the renal arteries, on the renal-aorta index, and on renal size.
Several authors have proposed values between 100 and 200 cm/s for the peak systolic velocity. Authors, who considered a velocity > 100 cm/s as a parameter, had low accuracy indices, but a high index of inconclusive examinations, denoting individual technical limitations in the study of the renal arteries on vascular color Doppler ultrasound 8,9.
Authors using values of peak systolic velocity > 180 cm/s had better accuracy indices and fewer technical limitations. Hansen et al 10 considered the value of 180 cm/s as the base of hemodynamic alterations in the renal arteries10. Mirales et al 11 considered the velocity of 198 cm/s; Ollin et al 12 and Kohler et al 13 considered the velocity of 200 cm/s.
According to the initial studies at Washington University, a renal-aorta index
Our results of vascular color Doppler ultrasound compared with those of arteriography for identifying hemodynamically significant stenoses showed indices of quality, indicating sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, and overall accuracy of 95.38%, 88.14%, 89.86%, 94.55%, and 91.94%, respectively, with referential criteria of velocity of 180 cm/s and renal-aorta index of 3.5. These values are similar to the following variations reported in the literature: sensitivity between 67 and 98%, specificity between 89 and 100%, positive predictive value between 85.7 and 98%, and negative predictive value between 92.5 and 98% 3,5,6,9.
Still in our study, the results of 14 renal arteries found on vascular color Doppler ultrasound and arteriography disagreed, 9 being false-positive and 5 false-negative. In all 9 arteries whose results were false-positive, the systolic velocity detected exceeded 200 cm/s, and, in 5 of them, the renal-aorta index was greater than 4. These values, therefore, met the criteria required for the diagnosis of hemodynamically significant stenosis, although they were not confirmed on arteriography. The arteries whose results were false-negative had renal-aorta indices lower than 3.5 and systolic velocities close to 200 cm/s, compatible with moderate stenoses; on arteriographic interpretation, however, they were considered hemodynamically significant stenoses.
The technical limitations of color Doppler ultrasound reported in up to 15% of the cases in the literature may relate to the anatomic variations in renal vascularization, such as early ramification, accessory renal artery, and polar arteries, or may relate to difficulties in performing the examination in patients with cardiac arrhythmias, severe respiratory diseases, morbid obesity, or an excessive amount of gases. Previous gastrointestinal preparation, ability of the examiner, and time for performing the examination are factors that contribute to reducing the percentage of inconclusive examinations 11. Our inconclusive cases (4.4%), compatible with the figures in the literature, relate to the previously cited factors. As the objective of the study was to assess the accuracy of the method in differentiating the hemodynamically significant stenoses, the inclusion of these cases could alter the overall accuracy of the method (although they represent only 5% of the total case series) without directly interfering with the specific study of the hemodynamically significant stenoses.
In conclusion, the experience of the vascular ultrasonographer with the direct technique for renal artery evaluation, the adequate use of diagnostic criteria and the use of sensitive equipment enable the reliable study of most patients suspected of having renovascular hypertension. Because vascular color Doppler ultrasound is a direct noninvasive diagnostic method that has good accuracy, it may be used as a routine examination for selecting patients suspected of having renovascular hypertension for undergoing arteriography.
Correspondence to Carlos Alberto Engelhorn Rua Dep. Heitor Alencar Furtado, 1720/901 Cep 81200-110 - Curitiba, PR, Brazil E-mail:
Received: 3/6/03
Accepted: 6/5/03
English version by Stela Maris C. e Gandour