实时剪切波弹性成像评价肾纤维化进展

2018-01-20钱雪琛综述张盛敏审校

中国医学影像技术 2018年9期

钱雪琛综述，张盛敏审校

(1.宁波大学医学院，浙江宁波 315211；2.宁波市第一医院超声科，浙江宁波 315010)

慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)的发病率呈逐年升高趋势[1]。CKD最终进展结果为肾纤维化，以肾小管间质纤维化多见[2]。传统肾脏超声成像主要为常规二维灰阶、CDFI及频谱多普勒成像，通过肾血流量、RI、皮质厚度、回声强度及肾脏大小进行评估，可明确诊断肾囊肿、结石及肾占位性病变，但评估肾纤维化程度的价值有限。超声弹性成像技术可弥补传统超声的不足，并逐渐应用于诊断肾脏疾病[3]。由于肾纤维化的进程为病理性纤维基质在肾小管及小管周围毛细血管间隙内沉积，故在肾脏疾病的发展过程中，肾实质的弹性值可发生改变[4]，这也是实时剪切波弹性成像(shear wave elastrography, SWE)评估肾纤维化的病理基础。本文对SWE评估肾纤维化的应用进展进行综述。

1 肾纤维化概述

肾纤维化以炎症及损伤刺激为开端，以炎症细胞(如转化生长因子、内皮素及肿瘤坏死因子等)间的相互作用为特征，引发炎症反应的相关疾病(如急慢性肾盂肾炎、肾小球疾病、系统性红斑狼疮性肾炎及糖尿病性肾病等[5])；其中TGF-β被认为在肾纤维化过程中占重要地位[6]。肾纤维化的病程可概括为：炎症及氧化应激反应、促/抑细胞纤维化的相关因子失衡、肾纤维化形成及肾组织重塑[7]。导致肾纤维化的病因不同，纤维化起始发生的区域也相异，可首先发生于肾小球或肾间质区，但最终结果为正常肾小球及肾小管结构消失，细胞外基质内成纤维细胞、肌纤维细胞增多，可同时伴肾小管萎缩、肾小球硬化、肾间质纤维化及肾功能进行性丧失[8]，其大体解剖表现为组织变硬。

2 SWE原理及优势

SWE技术应用“马赫锥”原理，通过探头发射声辐射脉冲控制技术，使被聚焦部位的组织粒子因高效振动而产生横向剪切波，并以超高速成像技术检测产生的剪切波速度[9]，通过定量分析系统获得组织的杨氏模量值，公式为E=σ/ε[10]；杨氏模量值越大，表示剪切波传播速度越快、组织硬度越大，组织硬度以彩色编码表示，红色表示较硬的组织，蓝色表示较软的组织。剪切波在不同程度的病变组织内传播速度不同，使SWE技术成为临床辅助分级诊断方法。

目前诊断肾病的金标准为肾活组织检查，但其属侵入性检查，无法实时监测。传统超声可实时监测病变，但无法检测组织弹性的变化；而SWE可无创、实时监测组织的弹性。与传统弹性成像技术相比，SWE技术具有以下优点[11]包括：①可调节取样框范围，选择ROI部位，避开其他不相关组织干扰；②无需外部施压，有利于避免由于操作人员不同导致的结果偏倚；③获取图像速度快，不受患者平静呼吸下胸廓起伏的影响；④可实时监测、显示组织的弹性模量值；⑤可与常规超声相结合，在常规操作过程中同时测量杨氏模量值。

SWE已广泛应用于甲状腺[12]、肝脏、前列腺、乳腺、唾液腺、淋巴结[13]、颈动脉[14-16]检查、判断静脉斑块稳定性、肿瘤治疗[17]及妇产科[18]等领域。本文主要阐述SWE评估肾纤维化的应用进展。

3 SWE在正常肾脏中的应用

钟婷婷等[19]对比观察正常成人肾脏在不同体位及肾实质不同部位的杨氏模量值，发现不同体位及部位肾脏杨氏模量值差异均有统计学意义，以左侧卧位下肾脏中部杨氏模量值最高，并认为这种差异与肾实质解剖存在各向异性、俯或侧卧位声束路径不同及肾筋膜的牵拉作用有关；提示临床检测肾纤维化患者时，应尽可能选择相同部位及体位，以减少操作引起的误差。田飞等[20]选取380名健康体检者，通过改变垂直取样时的不同取样深度探讨弹性成像技术的稳定性，发现垂直取样下不同深度测量正常肾脏肾皮质剪切波传播速度值差异无统计学意义，与付慧君等[21]研究结果相符。此外，上述研究均认为不同性别、年龄、体质量指数及Q-box直径的肾脏杨氏模量值差异无统计学意义，提示SWE技术可较客观地测量肾脏杨氏模量值，通过增大样本量并进行统计学分析，有望为制定正常人杨氏模量值参考范围的统一标准提供依据。

4 SWE在CKD中的应用

4.1鉴别正常及病变肾脏徐建红等[22-23]采用SWE测量CKD患者与健康体检者的肾实质杨氏模量值，发现CKD患者肾实质杨氏模量值高于健康体检者(P均<0.05)，提示SWE技术可较好地鉴别健康人与CKD患者的肾脏硬度，因而可用于检测肾脏硬度。但该研究未对CKD做出病理分级，亦未能体现早期CKD患者与健康人肾实质的杨氏模量值差异。

4.2诊断肾脏病变程度彭凌燕等[24]采用SWE测量113例CKD患者肾皮质的杨氏模量值，发现随着病理分级增加及临床症状恶化，肾实质杨氏模量值逐步升高。王倩等[25]采用SWE测量60例CKD患者的肾皮质杨氏模量值，发现其与尿素氮、胱抑素C呈显著正相关。上述研究提示肾实质杨氏模量值与肾功能不全进展具有相关性，有望成为评估肾纤维化进展程度的无创诊断指标，为动态监测疾病进展、评估临床治疗效果及调整用药方案提供依据。此外，王倩等[25-26]还根据肾功能指标将CKD患者分为轻度、中度、重度及极重度4组，发现除轻度与中度组杨氏模量值差异无统计学意义(P>0.05)外，其余各组两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，同时提示随着肾功能恶化，CKD患者肾实质杨氏模量值呈递增趋势。

为观察肾实质杨氏模量值与肾纤维化程度的相关性，钟婷婷等[27]对90例CKD患者及同期40名健康志愿者进行肾弹性成像，并根据间质纤维化程度将CKD患者分为轻度、中度及重度纤维化3组，结果显示除轻度与中度纤维化组肾皮质杨氏模量值差异无统计学意义(P>0.05)外，其余各组两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)；表明SWE技术可为有效诊断肾纤维化程度提供依据，但仍无法区分轻度与中度肾纤维化。

上述研究表明，SWE技术能鉴别正常与CKD肾脏，并有助于判断CKD的严重程度(除区分轻、中度CKD患者外)，但对其诊断早期肾病的效能尚需进一步观察。

5 SWE的局限性

SWE的稳定性和可重复性较好，但目前对肾脏弹性值与病理显示的纤维化程度之间是否相关尚存争议[28-30]。此外，杨氏模量测值还易受患者配合度的影响，如呼吸可致SWE图像产生混杂信号，从而影响测值的准确性；且肾脏解剖位置较深在及病变导致结构不均质性等也可影响测值的准确性。因此，测量杨氏模量值时，应嘱患者平静呼吸，选择相同体位及部位，以增加图像的准确性，减少误差。