Diagnosis of Acute Cortical Necrosis in Renal Transplantation by Contrast-Enhanced Ultrasound: a Preliminary Experience

Abstract

Purpose: To evaluate the use of contrast-enhanced ultrasound (CEUS) for diagnosis of cortical necrosis in renal allografts.

Materials and Methods: We reviewed the medical records and imaging studies of five patients who underwent emergency transplantectomy and a histological diagnosis of cortical necrosis in the period between May 2009 and May 2011. US examinations included initially B-mode and color Doppler and then contrast-enhanced ultrasound with low mechanical index after injection of 2.4 ml of a second generation echo-signal enhancer. Renal transplant vascularization was evaluated during a period of 4 minutes including arterial, corticomedullary and nephrographic phases. Radiologic-pathologic correlation was obtained after transplantectomy in all cases.

Results: Five patients with an age range between 30 and 48 years. Post-transplant color Doppler ultrasound showed decreased renal parenchymal vascularization and difficulty to find the spectral waveforms with resistive indexes greater than 0.7 in 4 of 5 patients. CEUS showed enhancement of the main arteries, followed by the enhancement of medullary pyramids, but with an unenhanced peripheral cortical continuous band viewed in all phases, a similar finding to the peripheral rim sign, pathognomonic of cortical necrosis on CT or MRI. The pathologic assessment showed violet kidneys macroscopically with hemorrhagic foci in the outer cortical that drew a well-defined band, findings agreed with CEUS findings.

Conclusion: CEUS can show the typical peripheral rim sign in cases of cortical necrosis allowing a reliable and fast diagnosis of this condition and it could obviate further imaging studies or biopsy, allowing an earlier decision of nephrectomy.

Zusammnenfassung

Ziel: Die Bewertung des Nutzens des kontrastverstärkten Ultraschalls (CEUS) zur Diagnose der Nierenrindennekrose bei Nieren-Allotransplantaten.

Material und Methoden: Wir überprüften die Krankenberichte und bildgebenden Untersuchungen von 5 Patienten, bei denen in der Zeit zwischen Mai 2009 und Mai 2011 eine Notfall-Transplantatentfernung sowie eine histologische Untersuchung der Nierenrindennekrose erfolgten. Die sonografischen Untersuchungen bestanden zunächst aus B-Bild und Farbdoppler, schließlich auch aus kontrastverstärktem Ultraschall, der mit niedrigem mechanischem Index nach Injektion von 2,4 ml eines Signalverstärkers der zweiten Generation durchgeführt wurde. Die Vaskularisierung des Nierentransplantats wurde über einen Zeitraum von 4 min unter Einbeziehung der arteriellen, kortikomedullären und nephrografischen Phasen bewertet. Die Übereinstimmung zwischen bildgebenden Verfahren und Pathologie konnte nach Transplantatentfernung in allen Fällen ermittelt werden.

Ergebnisse: Diese wurden erhoben an 5 Patienten im Alter von 30 – 48 Jahren. In der Farbdoppler-Sonografie nach Transplantation zeigte sich bei 4 von 5 Patienten eine rückläufige parenchymale Vaskularisierung und es war schwierig, Spektralwellenformen mit Widerstandsindizes größer als 0,7 einzufangen. Der CEUS zeigte eine Kontrastaufnahme der Hauptarterien, gefolgt von der Kontrastaufnahme der medullären Pyramiden, aber einem kortikalen fortlaufenden Band ohne Kontrastierung, das in allen Phasen beobachtet werden konnte – ein ähnlicher Befund wie das Zeichen eines periphären Randsaums, das in der CT oder MRT pathognomonisch für eine Nierenrindennekrose ist. Die pathologische Bewertung zeigte violette Nieren mit makroskopischen hämorrhagischen Herden an der äußeren Rinde, die ein gut definiertes Band bildeten – Befunde, die mit Auffälligkeiten im CEUS übereinstimmten.

Schlussfolgerung: Bei Nierenrindennekrosen kann im CEUS das typische Zeichen eines periphären Randsaums auftreten. In diesem Fall ist eine verlässliche und schnelle Diagnose dieser Erkrankung und frühzeitige Entscheidung für eine Nephrektomie möglich und weitere bildgebende Untersuchungen oder eine Biopsie erübrigen sich.

Key words

renal arteries - ultrasound - contrast agents - transplantation

• References

• 1 Prakash J, Vohra R, Wani IA et al. Decreasing incidence of renal cortical necrosis in patients with acute renal failure in developing countries: a single-centre experience of 22 years from Eastern India. Nephrol Dial Transpl 2007; 22: 1213-1217
• 2 Sefczek RJ, Beckman I, Lupetin AR et al. Sonography of Acute Renal Cortical Necrosis. Am J Roentgenol 1984; 142: 553-554
• 3 Blumhart R, Growcock G, Lasher JC. Cortical necrosis in a renal transplant. Am J Roentgenol 1983; 141: 95-96
• 4 Helenon O, Philippe M, Correas JM et al. Renovascular Disease: Doppler Ultrasound. Semin Ultrasound CT 1997; 18: 136-146
• 5 Akbar SA, Jafri SZ, Amendola MA et al. Complications of renal transplantation. Radiographics 2005; 25: 1335-1356
• 6 Dyer R, Chen MY, Zagoria RJ. Classic Signs in Uroradiology. Radiographics 2004; 24: S247-S280
• 7 Bertolotto M, Catalano O. Contrast-enhanced Ultrasound: Past, present and Future. Ultrasound Clin 2009; 4: 339-367
• 8 Piscaglia F, Nolsøe C, Dietrich CF et al. The Guidelines and Recommendations on the Clinical Practice of Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS): Update 2011 on non-hepatic applications. Ultraschall in Med 2011; 32: 33-59
• 9 Setola SV, Catalano O, Sandomenico F et al. Contrast-enhanced sonography of the kidney. Abdom Imaging 2007; 32: 21-28
• 10 Ripollés T, Puig J. Update on the use of contrast agents in ultrasonography: a review of the clinical guidelines of the European Federation of societies for Ultrasound in medicine and Biology (EFSUMB). Radiología 2009; 51: 362-375
• 11 Nicolau C, Fontanilla T, Del Cura JL et al. Usefulness of contrast-enhanced ultrasonography in daily clinical practice: a multicenter study in Spain. Radiología 2010; 52: 144-152
• 12 Wei K, Le E, Bin JP et al. Quantification of renal blood flow with contrast-enhanced ultrasound. J Am Coll Cardiol 2001; 37: 1135-1140
• 13 Ardelean A, Mandry D, Claudon M. Complications vasculaires de la transplantation rénale: conduite diagnostique. J Radiol 2011; 92: 343-357
• 14 Howard RJ, Patton PR, Reed Al et al. The changing causes of graft loss and death after kidney transplantation. Transplantation 2002; 73: 1923-1928
• 15 Helenon O, Attlan E, Legendre C et al. Gd-DOTA-enhanced MR Imaging and color Doppler US of Renal Allograft Necrosis. Radiographics 1992; 12: 21-33
• 16 Benozzi L, Cappelli G, Granito M et al. Contrast-enhanced sonography in early kidney graft dysfunction. Transplantations P 2009; 41: 1214-1215
• 17 Grzelak P, Szymczyk K, Strzelczyk J et al. Perfusion of kidney graft pyramids and cortex in contrast-enhanced ultrasonography in the determination of the cause of delayed graft function. Ann Transpl 2011; 16: 48-53
• 18 Schwenger V, Korosoglou G, Hinkel U et al. Real-Time Contrast-Enhanced sonography of renal transplant recipients predicts Chronic Allograft Nephropathy. Am J Transplant 2006; 6: 609-615