移植肾超声造影(CEUS)定量分析的可重复性

周 盛 齐 青 何婉媛 季正标 金赟杰 王文平

(复旦大学附属中山医院超声科 上海 200032)

移植肾超声造影(CEUS)定量分析的可重复性

周 盛 齐 青△何婉媛 季正标 金赟杰 王文平

(复旦大学附属中山医院超声科 上海 200032)

目的 探讨超声造影定量分析技术在移植肾中的可重复性。方法 54例移植肾患者进行超声造影检查,其中30例移植肾功能正常,24例移植肾急性排斥。两名操作者利用定量分析软件Sonoliver独立对54例移植肾造影资料进行脱机分析,分别在叶间动脉、段间动脉、皮质及髓质区勾画感兴趣区,生成4个ROI的时间强度曲线(time-intense curse,TIC)及其定量参数:上升时间(rising time,RT)、达峰时间(time to peak,TTP)、平均渡越时间(mean transit time,mTT)及拟合优度(quality of fit,QOF)。分析各参数在两名操作者间的一致性。结果 段间动脉、叶间动脉、皮质及髓质的RT、TTP、mTT在两名超声研究资质不同的操作者间的组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)为0.795～0.954 (均>0.75),P值均<0.001。结论 Sonoliver定量分析软件分析移植肾定量参数的一致性较高,可重复性较好。

移植肾; 超声造影(CEUS); 定量分析; 可重复性

肾移植是解决终末期肾病的有效方法之一,但移植肾术后排斥反应极大影响患者的生存期。目前诊断移植肾术后排斥反应的金标准是肾穿刺活检,但属于有创操作,难以耐受反复多次检查;而临床缺乏移植肾急性排斥的特异性诊断指标。常规超声较难准确诊断移植肾排斥反应,超声造影(contrast enhanced ultrasound,CEUS)通过反应移植肾内血供情况,可提供移植肾血流灌注信息;CEUS定量分析方法以定量参数的形式客观反应移植肾灌注,弥补了定性诊断中的主观性,可在移植肾病变鉴别诊断中提供有用信息。先前已有报道移植肾功能稳定患者、移植肾排斥患者及急性肾小管坏死患者的CEUS定量分析参数特征及其诊断价值[1-2],可在CEUS定性诊断的基础上提供更多客观定量参数,为移植肾功能不全的诊断提供新的方法及思路。目前尚无关于CEUS定量分析技术可重复性研究的报道,本文旨在探讨Sonoliver定量分析软件用于评价移植肾造影中的可重复性。

资 料 和 方 法

研究对象 2011年9月至2014年10月期间在复旦大学附属中山医院就诊的肾移植患者中随机选取54例进行分析,其中有30例移植肾功能正常:移植肾术后即发挥功能,移植肾区无肿胀及疼痛,术后体温、尿量恢复正常,生化指标接近正常。24例移植肾术后急性排斥:术后出现移植肾区胀痛,体温上升,血压增高,尿量减少,肾功能持续减退或恢复正常后又变为异常,除外移植肾血管疾患及尿路梗阻因素,病理检查证实为急性排斥反应,抗排异治疗有效。54例患者平均年龄(33.16±8.28)岁,其中男性39例,女性15例。

仪器与材料 常规超声及CEUS仪器选用飞利浦iU22彩色多普勒超声诊断仪,探头C1-5MHz。配备超声造影软件。对比剂采用SonoVue(意大利Bracco公司),注入 5 mL生理盐水,振荡混匀,制成混悬液(pH 值为4.5～7.5,渗透压约为290 mOsm/kg,与人体血浆渗透压相同,低于血液黏稠度;微泡平均直径约为2.5 μm)。

超声检查方法

常规超声及CEUS图像的采集 在同一天内对移植肾患者行肾穿刺活检之前进行常规超声及CEUS检查。患者仰卧位,充分暴露髂窝移植肾部位。常规超声观察移植肾的形态、大小、皮髓质回声、肾周有无积液,彩色多普勒超声检查观察移植肾的血供,测量移植肾段间动脉、叶间动脉的收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)及阻力指数(resistance index,RI)。

嘱患者保持身体不动、缓慢均匀呼吸,选取移植肾皮髓质、段间动脉及叶间动脉成像清晰的长轴面,保持探头静止不动且不加压,经肘静脉团注0.6 mL声诺维混悬液,随即用5 mL生理盐水冲管,同时启动录像采集系统,记录至少2 min的动态造影录像,以DICOM 格式保存常规超声图像及造影动态影像资料。观察移植肾灌注及廓清的整个过程。如需重复造影,两次间隔时间须>15 min。

定量分析 由两名超声专业人员(从事超声诊断研究15年及3年)对同一CEUS资料分别独立进行定量分析。将DICOM格式的动态造影资料导入Sonoliver CEUS定量软件(美国Tomtec公司),勾勒多个感兴趣区(region of interest,ROI)并进行分析。首先勾画边界ROI(蓝色线),即沿移植肾包膜外缘勾画,把要分析的所有ROI包括在内。然后依次在移植肾中部的段间动脉、叶间动脉及肾包膜下皮质区、邻近低回声髓质区内分别勾画要分析的4个ROI:绿色线表示段间动脉ROI,黄色线表示叶间动脉ROI,紫色实线表示皮质ROI,紫色虚线表示髓质ROI(图1)。由于先前研究[3]认为Sonoliver定量分析软件中ROI的不同形状及大小对定量参数无影响,因此本研究中未规定4个ROI的大小及形状须一致。

图1 定量分析时分别勾画4个ROIFig 1 The 4 ROIs in the quantitative analysis

经软件分析生成4个ROI的时间强度曲线(time-intense curse,TIC)(图2),并获取其TIC曲线定量参数,以Excel表格的形式输出:上升时间(rising time,RT)、达峰时间(time to peak,TTP)、平均渡越时间(mean transit time,mTT)及拟合优度(quality of fit,QOF)。本研究要求QOF至少达到75%。另外,软件还可生成分析过程的静态图片及动态视频。

图2 4个ROI的TICFig 2 The TIC of the 4 ROIs

移植肾穿刺活检 检查者凝血功能均正常,无其他穿刺禁忌证,均签署知情同意书。嘱患者取仰卧位,在超声引导下选择移植肾上极或下极肾实质较厚部位取材。严格无菌操作,常规消毒铺巾,探头消毒后套无菌薄膜,涂无菌耦合剂,用注射器将盐酸利多卡因逐层局部浸润麻醉。选取合适穿刺角度,进针至距肾包膜0.5 cm时发射穿刺针,快速自动切取活组织。拔针后无菌纱布轻压穿刺部位20 min,腹带加压包扎6 h,嘱患者平卧24 h。

统计学方法 统计分析采用SPSS 19.0统计软件,采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评价造影参数在两名操作者间的一致性。ICC>0.75表明两者之间一致性较好,P<0.05认为差异有统计学意义。

结 果

两名操作者分别对移植肾CEUS动态资料进行定量分析,其定量参数经信度分析,组内相关系数ICC为0.795～0.954 (均>0.75),P均<0.001(表1),表明Sonoliver定量分析软件分析移植肾定量参数的一致性较高,不同超声研究资质的操作者间的可重复性较好。

表1 CEUS定量参数在不同观察者间的一致性Tab 1 The consistency of CEUS quantitative parameters between the two operators

讨 论

CEUS技术是近年来获得广泛临床应用的超声新技术,在肝脏、肾脏、甲状腺、胰腺、乳腺等多种脏器的局部及弥漫性病变中均有广泛研究[4-6]。目前最常用的对比剂为SonoVue,其为纯血池显像剂,不进入组织间隙,可通过其在实质脏器中的数量及流动速度来反映脏器血供灌注特征。超声对比剂微泡通过呼吸排除体外,无肾毒性,因此用于移植肾研究安全且无不良反应[7-8]。利用SonoVue对比剂对移植肾进行CEUS成像可实时观察移植肾微小血管的血流灌注,可清晰直观地显示对比剂进入各级血管并逐渐消退的全部动态过程[9]。

普通CEUS依靠肉眼观察病变的增强及廓清特点,容易受操作者主观性的影响。而CEUS定量分析可有效提高分析的重复性,缩小操作者间的差异,能更客观地反映病变特点。此技术将CEUS研究单纯从肉眼观察、定性诊断层面跨越到依靠定量参数判断血供情况,直观且客观地反映了病变血供特征的更高层面。Sonoliver软件可根据不同机型设置造影参数,并对造影过程进行运动补偿,获得准确的追踪分析区,以尽可能减少呼吸对造影分析的影响。软件主要根据对比剂在ROI内随时间的填充与廓清情况来描绘TIC,并提供反映曲线特征的定量参数:RT、TTP、mTT及QOF。RT为造影强度从峰值强度的10%上升到90%所需的时间。TTP为对比剂达到最大强度所需要的时间,反映对比剂的灌注速度。RT、TTP均以灌注曲线上升起点开始计算,客观反映了真实的时间参数[10]。mTT定义为ROI从开始增强至峰值强度下降一半所需的时间,即TIC重心所对应的时间点,反映对比剂的廓清速度。QOF代表声学定量软件拟合曲线与超声对比剂实际运动曲线之间的吻合度[1]。本研究中设定QOF>75%为拟合曲线与对比剂运动曲线的吻合度较好,可纳入研究。我们发现多种因素可影响QOF值,如患者的呼吸运动、操作者手持探头与造影靶器官间的相对运动等,如果操作中严格控制患者身体保持不动,呼吸运动缓慢均匀,并且操作者的探头放在移植肾上方尽可能保持相对静止,可有效提高分析的QOF值,并提高定量分析的可重复性。

ICC主要应用于评价不同测定方法或评定者对同一定量测量结果的一致性或可靠性,一般认为<0.4表示信度较差,>0.75表示信度良好[11-12]。目前尚无关于Sonoliver定量分析软件的可重复性研究。本研究显示移植肾CEUS定量分析的可重复性较好,ICC均>0.75,P均<0.001。说明Sonoliver软件定量分析移植肾造影特征的一致性良好,具有较好的可操作性。

移植肾术后排斥反应极大影响了患者的生存期及生活质量,早期诊断及治疗具有重要临床意义。CEUS定量技术的应用对移植肾排斥反应的诊断提供了新的方法,其良好的可重复性对于临床推广应用具有重要意义。本研究显示CEUS定量分析软件在移植肾的应用中具有较好的可重复性,进一步研究尚需更大的样本量。

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The repeatability of contrast enhanced ultrasound (CEUS) quantitative analysis in assessing transplanted kidney

ZHOU Sheng, QI Qing△, HE Wan-yuan, JI Zheng-biao, JIN Yun-jie, WANG Wen-ping

(DepartmentofUltrasound,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China)

Objective To investigate the repeatability of contrast enhanced ultrasound (CEUS) quantitative softwarein assessing transplanted kidney. Methods Fifty-four patients with transplanted kidney were recruited in the study,including 30 cases with normal transplanted renal function and 24 cases with acute rejection.Two investigators independently analyzed the CEUS videos with quantitative software.Four regions of interest (ROI) including interlobar artery,segmental artery,renal cortex and medulla were drew.For each ROI,time-intense curse (TIC) and the quantitative parameters including rising time (RT),time to peak (TTP),mean transit time (mTT) and quality of fit (QOF) were obtained.The consistence of the former three parameters between two investigators was analyzed. Results The intraclass correlation coefficients (ICC) of RT,TTP and mTT of interlobar artery,segmental artery,renal cortex and medulla between the two investigators were all more than 0.75 (0.795～0.954),andPall<0.001. Conclusions The consistence of parameters in assessing transplanted kidney with CEUS quantitative software was high.The repeatability of CEUS quantitative analysis between readers with different ultrasound experience was good.

transplanted kidney; contrast enhanced ultrasound (CEUS); quantitative analysis;repeatability

R 445.1

B

10.3969/j.issn.1672-8467.2015.02.011

2014-04-24;编辑:沈玲)

上海市自然科学基金(13ZR1406400),上海市重点学科建设项目(B112)

△Corresponding author E-mail:qi.qing@zs-hospital.sh.cn

*This work was supported bt the Natural Science Foundation of Shanghai (13ZR1406400), the Shanghai Leading Academic Discipline Project (B112).