实时剪切波弹性成像在肾小球肾炎早期诊断中的应用价值

阿丽米热·阿不都热依木 宋涛

摘要：目的  初步探討实时剪切波弹性成像（SWE）对于成人早期慢性肾小球肾炎（CGN）的肾脏纤维化的诊断价值。方法  选取我院2018年1～12月经病理确诊的早期CGN患者40例，根据我国改良简化的MDRD方程估测的肾小球滤过率（GFR）分为CGN1期组20例[GFR≥90 ml/（min·1.73 m2）]，CGN2期组20例[GFR 60～89 ml/（min·1.73 m2）]，另选取同期健康体检人群30名设为健康对照组，比较两组肾脏杨氏模量、肾脏长径、宽径及肾下极实质厚度。采用Pearson方法对于肾脏杨氏模量与生化指标进行相关性分析，以病理结果为标准，建立ROC曲线确定SWE评价早期CGN的诊断临界点。结果  CGN组与健康对照组肾脏长径、宽径及肾下极实质厚度比较，差异均无统计学意义（P<0.05）;CGN2期组SWE测值高于CGN1期组及健康对照组（P<0.001）;SWE测值与eGFR呈负相关（r=-0.591、-0.588、-0.579，P<0.001）;以2.49 m/s为诊断CGN2期CGN的最佳诊断界值，其对应的敏感度为77.30%，特异度为68.00%，ROC曲线下面积为0.781。结论  剪切波弹性成像技术可定量评价肾脏组织弹性，反映肾功能的改变，可用于CGN的早期诊断。

关键词：实时剪切波弹性成像;纤维化;慢性肾小球肾炎;杨氏模量

中图分类号：R445.1                               文献标识码：A                                   DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.09.026

文章编号：1006-1959（2020）09-0090-03

Application Value of Real-time Shear Wave Elastography Elasticity

in Early Diagnosis of Glomerulonephritis

Alimire Abdul Yimu，SONG Tao

（Department of Abdominal Ultrasound，the First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University，Urumqi 830011，Xinjiang，China）

Abstract：Objective  To explore the value of real-time shear wave elastography （SWE） in the diagnosis of renal fibrosis in early adult chronic glomerulonephritis （CGN）.Methods  40 cases of early CGN patients diagnosed by pathology from January to December 2018 in our hospital were selected， and the glomerular filtration rate （GFR） estimated by China's modified and simplified MDRD equation was divided into 20 cases of CGN1 group [GFR≥90 ml/（min·1.73m2）]， 20 patients in the CGN2 group [GFR 60～89 ml/（min·1.73m2）]， and another 30 healthy people in the same period were selected as the healthy control group to compare the two groups of kidney modulus， kidney long diameter， wide diameter， and infrarenal thickness. Pearson's method was used to analyze the correlation between kidney Yang's modulus and biochemical indicators. Based on the pathological results， a ROC curve was established to determine the critical point of early diagnosis of CGN by SWE.Results  There was no statistically significant difference in the length and width of the kidney and the thickness of the lower subrenal parenchyma between the CGN group and the healthy control group （P<0.05）; the SWE value of the CGN2 group was higher than that of the CGN1 group and the healthy control group （P<0.001）; SWE measured value is negatively correlated with eGFR （r=-0.591，-0.588，-0.579，P<0.001）; 2.49 m/s is the best diagnostic cutoff value for the diagnosis of CGN stage 2 CGN， and its corresponding sensitivity is 77.30%， the specificity is 68.00%， and the area under the ROC curve is 0.781.Conclusion  Shear wave elastography can quantitatively evaluate the elasticity of kidney tissue， reflect the change of renal function， and can be used for the early diagnosis of CGN.

Key words：Real-time shear wave elastography;Fibrosis;Chronic glomerulonephritis;Yang's modulus

慢性肾小球肾炎（chronic glomerulonephritis，CGN）是由多种病因引起的肾脏疾病，发病初期较为隐蔽，具有患病率高、病情发展迅速等特点，在我国是导致终末期肾病的首位病因，严重威胁我国国民健康[1]。肾小球肾炎早期临床表现及实验室检查相对滞后，确诊依靠肾脏组织穿刺活检，并发症及禁忌证诸多，因此临床急需一种可早期评估肾小球肾炎的非侵入性检查技术[2]。研究发现[3]，肾组织发生不同程度的纤维化是各类慢性肾脏疾病进展至衰竭期共同的病理生理机制，这一共同环节可表现为肾组织质地变硬。实时剪切波弹性成像（shear wave elatgraphy，SWE）是一种成熟的弹性成像技术，能够对肾脏组织的硬度进行无创、定量的评价，间接反映肾功能损害程度[4]。SWE能够实时监测组织的硬度并获取到杨氏模量，在不同组织中的传播速度各不相同，杨氏模量能够反映组织质地的软硬度[5]。本研究比较了正常肾脏及CGN肾脏间的杨氏模量值，初步探讨实时剪切波弹性成像技术在评价成人CGN早期诊断中的应用价值，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料  选取新疆医科大学第一附属医院于2018年1～12月经肾病科病理确诊并在院接受诊治的早期慢性肾小球肾炎40例做为观察组，其中男性29例，年龄32～59岁，平均年龄（40.23±4.71）岁;女性11例，年龄31～57岁，平均年龄（42.50±5.12）岁;BMI 17.30～22.33 kg/m2;根据我国2006年eGFR课题协作组改良简化的MDRD方程[6]估测的肾小球滤过率（glomerularfiltration rate，GFR）分为CGN1期20例[CGN1期组，GFR≥90 ml/（min·1.73 m2）]，CGN2期20例[CGN2期组，GFR 60～89 ml/（min·1.73 m2）]。健康对照组30例，其中男性14例，年龄29～56岁，平均年龄（31.55±4.17）岁;女性16例，年龄28～52岁，平均年龄（32.27±4.53）岁。

1.2纳入与排除标准  纳入标准：①观察组：临床诊断为肾小球肾炎;病理活检为阳性;BMI<23 kg/m2;能够全程配合并完成检查。②对照组：尿常规、尿蛋白和肾功能检查均正常，超声检查示双肾未见明显异常。排除标准：曾经行肾脏替代治疗者、肾功能急剧恶化者、严重心脑血管疾病，妊娠期及哺乳期妇女。

1.3方法  嘱受检查者检测当天空腹，排完尿后取侧卧位或仰卧位，用灰阶超声检测并记录左侧肾脏长径、厚径、肾下极实质厚度等;应用法国声科公司生产的Aixplorer型全数字化高档彩色多普勒超声诊断仪实时剪切波弹性成像技术，凸阵探头，频率3.5～5.5 MHz，头放置于左侧肾脏最大冠状切面，嘱受檢查者屏住呼吸，取样位置选择肾脏中部皮质区域，取样框尽可能置于肾脏中部被膜下方肾脏皮质，保持探头与感兴趣区垂直，待图像>2/3呈均匀一致蓝色，存储图像，应用SWE测量肾皮质组织质地软硬度，共测量5次，取其平均值，记录数值，见图1。以kPa表示的弹性值（E）使用以下公式计算：E=3ρVs2，其中，Vs为剪切波传播速度，单位为m/s;ρ为组织密度。所有灰阶超声检查及剪切波弹性成像检查均由同一位高年资主治医师完成。

1.4观察指标及评价标准  比较两组肾脏杨氏模量、肾脏长径、宽径及肾下极实质厚度。分析肾脏杨氏模量与生化指标进行相关性，以病理结果为标准，建立ROC曲线确定SWE评价早期CGN的诊断临界点。正常肾脏长径为（11.34±0.86）cm，<8.00 cm时提示肾脏缩小，>12.50 cm时提示肾脏增大。正常肾脏皮质厚度为（6.45±1.63）cm，当肾皮质<0.435 cm时，提示皮质变薄。

1.5统计学方法  采用SPSS 21.0软件进行统计学分析，测量数据用（x±s）表示，采用Pearson相关分析法，多组间计量资料比较采用方差分析，以P<0.05为差异有统计学意义，绘制肾实质SWE测值评价CGN2期的ROC曲线，并计算最大约登指数确定最佳诊断界值，评价SWE技术对早期CGN的诊断效能。

2结果

2.1两组左肾长径、宽径、肾下极实质厚度及SWE值比较  CGN1期组、CGN2期组及健康对照组左肾肾脏长径、宽径及肾下极实质厚度比较，差异均无统计学意义（P=0.080）;CGN2期组肾实质杨氏模量值高于CGN1期组及健康对照组，差异有统计学意义（P<0.001）;CGN1期组与健康对照组比较，肾实质SWE差异无统计学意义（P=0.070），见表1。

2.2 SWE诊断CGN2期CGN的ROC曲线  根据病理结果建立ROC曲线，以2.49 m/s为诊断CGN2期CGN的最佳诊断界值，其对应的敏感度为77.30%，特异度为68.00%，ROC曲线下面积为0.781（95%：0.669～0.870），见图2 。

2.3观察组肾脏中部皮质硬度与eGFR的相关性  观察组CGN1期组、CGN2期组及健康对照组各组左侧肾脏中部实质杨氏模量值与eGFR呈负相关（r=-0.591、-0.588、-0.579，P<0.001）。

3讨论

CGN为原发性的肾小球疾病，为慢性肾病（chronic kidney decease，CKD）的主要高危因素，其发病隐匿，病情进展缓慢，肾小球和肾小管间质进行性纤维化，损伤肾功能，是导致肾衰竭的独立危险因素之一[7]。因此，早期诊断肾脏纤维化，对于减轻肾脏功能损伤程度、逆转慢性肾小球肾炎的转归有着重要价值。本研究发现，SWE尤其是在早期肾脏疾病和保留肾功能的患者中，反映CGN肾与正常肾之间存在的差异的能力更为显著。

SWE是目前最灵敏、最成熟的一种新型超声弹性技术，其基础是横波在硬组织中的传播速度快于软组织[8]。有研究已证明SWE诊断效能好，重复性高，结果较为稳定，能够实时地、定量地检测组织质地的纤维化，以客观数据评价肾脏疾病及功能[9]。本研究采用SWE技术检测慢性肾小球肾炎的肾脏病变组织的E值，无需施加压力，与常规超声检查方法相比，不受操作者主观因素的干扰，把影像医学与病理学的相关性联系到一起，能够实时观察到组织的硬度，为临床医师诊断疾病及监测预后提供可靠的信息[10]。UE作为新的技术，国内外对乳腺、甲状腺、前列腺等多个脏器的临床应用研究中已经取得了较大的成果，其安全性及便利性已成为突出优势[11]，在肾脏的应用研究相对滞后。因此，仍然需要进一步的更大研究提供更多的循证医学证据，更好地标准化此方法，突出UE在无创评估肾纤维化的价值。

本研究中观察组各组与健康对照组左肾肾脏长径、宽径及肾下极实质厚度比較，差异无统计学意义（P=0.080）;CGN1期组、CGN2期组及健康对照组肾实质E值分别为（4.01±1.47）kPa、（4.22±1.51）kPa、（3.93±1.45）kPa，各组E值进行方差分析，CGN1期组与健康对照组比较，肾实质SWE差异无统计学意义（P=0.070），CGN2期组肾实质杨氏模量值高于CGN1期组及健康对照组，差异有统计学意义（P<0.001），表明SWE可以提示肾脏纤维化，并且在CGN早期生化指标还没出现异常时，E值就比正常组升高。相关性分析提示CGN1期组、CGN2期组及健康对照组左侧肾脏中部实质E值与eGFR呈负相关（r=-0.591、-0.588、-0.579，P<0.001），表明随着生化指标eGFR测得数据的值越来越小，对于肾功能损害程度逐渐加重，随之，肾脏皮质的弹性指标E值呈递增趋势，SWE测值增大。此研究结果与Derieppe M等[12]、Samir AE等[13]研究结果相一致，本研究证实SWE能定量反映早期CGN肾纤维化程度，有助于早期肾小球肾炎疾病的临床诊断。

根据病理结果绘制SWE诊断CGN肾实质E值的ROC曲线，AUC为0.781、阈值2.49 kPa、灵敏度为77.30%，特异度为68.00%。SWE初步研究得出以2.49 m/s为诊断CGN2期的最佳诊断界值，认为SWE能够填补以往超声及生化指标对早期肾小球肾炎疾病诊断的盲点和缺陷，期待今后采用大数据人工智能高质量图像采集，通过新型软件分析和处理数据，进行精准鉴别。本研究中的局限性在于UE的准确性受肾脏解剖位置较深及病变导致结构不均质性等肾脏本身的因素外，还会受声波频率的高低、受检查手法、探头放置角度、深度、施力的大小、所测组织距离体表的深度，以及患者的肥胖程度、呼吸的配合等因素的影响，测量结果会有一定的偏差。

综上所述，剪切波弹性成像技术可实时、定量、无创、重复地评估肾组织纤维化的程度，能够为CGN提供早期评价指标。

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[12]Derieppe M，Delmas Y，Gennisson JL，et al.Detection of intrarenal microstructural changes with supersonic shear wave elastography in rats[J].Eur Radiol，2012，22（1）：243-250.

[13]Samir AE，Allegretti AS，Zhu Q，et al.Shear wave elastography in chronic kidney disease：a pilot experience in native kidneys[J].BMC Nephrology，2015（16）：119.

收稿日期：2020-02-03;修回日期：2020-02-12

编辑/肖婷婷

作者简介：阿丽米热·阿不都热依木（1995.5-），女，新疆哈密人，硕士研究生，主要从事超声诊断及超声引导的介入治疗研究

通讯作者：宋涛（1971.3-），女，新疆乌鲁木齐人，博士，主任医师，教授，博士生导师，主要从事超声诊断及超声引导的介入治疗研究