剪切波弹性成像用于肾脏疾病研究进展

王翔宇，苏 涛，陈路增*

(1.北京大学第一医院超声医学科，2.肾内科，北京 100034；3.北京大学肾脏病研究所，北京 100034)

超声弹性成像是在常规灰阶超声基础上衍生而来的新技术[1]，通过测量组织形变间接反映其弹性及硬度，并可进行半定量及定量分析[2]；其中的剪切波弹性成像(shear wave elastography， SWE)包括点式SWE(point-SWE， p-SWE)及二维SWE(two-dimensional SWE， 2D-SWE)。世界及欧洲超声医学与生物学联合会指南[2-3]认为超声弹性成像用于肝脏、乳腺及甲状腺等领域已较为成熟，但并未详尽阐明其在肾脏疾病中的应用状况。目前穿刺活检病理学诊断仍是诊断肾脏疾病的金标准，但有创，不适宜反复进行；另一方面，根据血肌酐、尿素氮等实验室指标可对慢性肾脏病(chronic kidney disease， CKD)进行分期，但对于早期疾病的敏感度往往有限。临床仍在努力寻找无创、可重复进行且敏感度较高、能准确评估肾脏疾病的方法。超声具有简便、安全、无辐射及可重复测量的优势，相比CT及MRI更具有普适性。本文对SWE用于CKD的进展进行综述。

1 肾间质纤维化

肾间质纤维化是CKD常见病理改变，多为肾小管间质纤维化[4]。随着肾功能不断减退，肾脏内血流灌注重新分布，肾小管周围毛细血管网稀少，进一步加重髓质缺氧状态。肾毛细血管闭塞、细胞外基质沉积及肾小管萎缩限制了水分子流动，可导致肾脏硬度增加[5]，因此，利用p-SWE及2D-SWE技术可间接反映肾脏纤维化程度。

1.1 移植肾 肾脏位置较为表浅，利于满足SWE加压产生应变图像的需要。MOON等[6]对新西兰大白兔行单侧输尿管结扎、单侧肾静脉结扎，以2D-SWE观察结扎前后肾间质纤维化情况，发现单侧肾静脉结扎组肾脏间质纤维化程度最高，且杨氏模量与肾间质纤维化程度明显相关，为2D-SWE评估移植肾间质纤维化程度提供了有力支持。MA等[7]观察32例肾移植患者，将ROI分别置于移植肾皮质及髓质，发现肾皮质、髓质杨氏模量及血肌酐均与间质纤维化病理评分呈明显正相关，但仅以血肌酐无法检出轻度间质纤维化，因此认为2D-SWE评估移植肾间质纤维化效果优于血肌酐，且具有较好一致性。目前对于SWE评估移植肾间质纤维化的价值尚存争议[8]。KENNEDY等[9]对比MR弹性成像及p-SWE诊断移植肾间质纤维化的价值，认为p-SWE对移植肾间质纤维化不具备诊断价值。MA等[7]以肾间质纤维化及肾小管萎缩的面积百分比作为参数进行评估，所获结论存在不同。樊韵玲等[10]采用p-SWE评估移植肾术后状态，发现病毒感染时，随肾间质纤维化程度增加，移植肾弹性值升高。LEONG等[11]应用p-SWE观察体外明胶模型，提出测量角度轻微变化即可影响SWE测值，建议将ROI固定于肾皮质中部，以提高结果的准确性及可重复性。

1.2 CKD 有关p-SWE评估CKD能力的研究结论也并不完全一致。有学者[12]采用p-SWE测量CKD患者肾实质剪切波速度(shear wave velocity， SWV)，结果显示轻、中度纤维化患者的SWV显著高于非纤维化患者。LEONG等[13]发现CKD组SWV显著高于对照组，且SWV与估算肾小球滤过率(estimated glomerular filtration rate， eGFR)呈负相关；进一步对比75例CKD患者的杨氏模量值与病理所见，发现肾实质硬度随肾小球硬化、间质纤维化和肾小管萎缩百分比增加而加大[14]。另一方面，GROSU等[15]对91例CKD患者行p-SWE检查，发现CKD组患者SWV低于对照组，且与eGFR呈正相关，与上述研究结果相悖；而SASAKI等[16]比较187例CKD患者的eGFR与肾皮质SWV，发现二者并无相关性。CKD患者SWV结果变异较大，可能与肾血流灌注减少相关，其肾脏血流减少对SWV的影响可能超过纤维化，导致肾皮质硬度与肾间质纤维化呈负相关[17-18]。此外，RADULESCU等[19]及LIU等[20]以2D-SWE观察成人及儿童CKD，结果均显示病变组平均杨氏模量明显大于对照组。

1.3 其他 既往研究[21]发现特发性肾病综合征(idiopathic nephrotic syndrome， INS)患者肾实质SWV随肾间质纤维化程度加重而显著增加，提示SWV对于区分轻度与中、重度INS具有诊断价值；激素抵抗组杨氏模量显著高于激素敏感组[22]，表明杨氏模量值对评估预后具有重要意义。LIU等[23]纳入无糖尿病肾病(diabetic kidney disease， DKD)、早期DKD及中期DKD共3组患者，多因素回归分析结果显示肾皮质杨氏模量升高是DKD患者肾病进展的独立危险因子；TURGUTALP等[24]发现SWE可用于监测IgA肾病患者肾间质纤维化进展程度，以15 kPa为杨氏模量的诊断临界值，其敏感度和特异度分别为89%和90%。

2 肾小球囊内压

肾脏充血状态可能与脓毒症合并心衰患者发生急性肾损伤(acute kidney injury， AKI)相关；测量肾小球囊内压可间接反映肾脏充血状态。KASHANI等[25]以超声表面波弹性成像(ultrasound surface wave elastography， USWE)测量猪的基线、注射生理盐水或血管活性药物(去甲肾上腺素、加压素、多巴胺及非诺多巴)、2 L腹膜透析液腹腔灌注及静脉、动脉和输尿管夹闭后的SWV，以观察肾脏弹性变化，同时通过有创操作直接测量肾小球囊内压，观察不同干预措施下肾小球囊内压变化及其与SWV的相关性，结果显示肾SWV与肾小球囊内压呈正相关。YOON等[26]对15只新西兰大白兔行左侧输尿管结扎术，术后观察49天，行SWE检查，发现结扎侧肾皮质杨氏模量高于对侧，且其值随时间延长而增加。SOHN等[27]采用p-SWE测量51例肾积水儿童的双侧肾脏，发现肾脏重度积水情况下，肾脏实质SWV明显增高。

3 肾硬化

4 小结与展望

目前SWE用于肾脏的价值主要体现于诊断疾病，尚缺少预后相关研究。肾皮质或髓质的SWV或杨氏模量随纤维化程度增加而增加，使得SWE可用于评估移植肾、DKD、IgA肾病及INS的肾间质纤维化程度；针对移植肾间质纤维化程度的研究结果具有较好的一致性。由于肾脏疾病病因及病理机制的复杂性，目前CKD相关研究尚未能获得统一结果，因此，评估CKD患者肾皮质硬度时，除关注肾间质纤维化外，还应考虑血流灌注减少的影响；而评估肾小球囊内压的结果具有较好一致性，SWV或杨氏模量多随囊内压的增高而增加，故可反映肾脏充血状态。SWE评估肾小球肾炎的研究较少，有待进一步观察。

虽然病变肾组织的各向异性、肾血流灌注变化、合并尿路梗阻及探头压力等因素均可影响SWE所测超声参数，但结合疾病特点进行联合检查及构建模型等均有助于提高超声弹性成像的诊断效能。期待未来在肾移植及非移植CKD等更多领域展开深入的超声成像研究。