超声造影技术评价慢性肾脏病患者肾脏纤维化的价值

黄洁丽， 庞衍平， 刘 熹， 王 硕， 王秀艳， 余 晨

(1. 同济大学附属同济医院肾脏内科，上海 200065; 2. 上海市同济医院超声诊断科，上海 200065)

慢性肾脏病(chronic kidney disease, CKD)的发病率呈逐年上升趋势，目前已成为继心脑血管病、肿瘤、糖尿病之后又一个威胁人类健康的全球性公共卫生问题。我国成年人群中慢性肾脏病的患病率为10.8%[1]，慢性肾脏病的高发病率给社会经济带来了沉重负担。因此，加强早期诊断及无创诊断方法对于治疗和延缓肾脏病进展有重要意义。

肾脏纤维化是各种慢性肾脏病进入终末期的共同病理表现，是导致肾功能逐渐丧失的主要因素，其程度与病情预后密切相关。肾脏纤维化主要病理表现为肾小球硬化、炎细胞浸润、肾小管萎缩和ECM过度堆积[2-4]。早期发现肾脏纤维化是防治CKD的关键。

肾活检组织病理检查是诊断肾脏纤维化的金标准[5-6]，但是作为有创检查，存在出血、感染、动静脉瘘等并发症，且难以反复穿刺，不利于动态随访等[7]。因此探寻无创、快速、可重复的纤维化评估方法对于诊断、防治肾脏病进展有重要意义。

超声造影(contrast-enhanced ultrasound, CEUS)是一种新兴的评估器官血流灌注的技术，该技术类似于其他成像方式的对比给药。造影剂微泡是一种被磷脂外壳包裹的惰性气体六氟化硫，比红细胞小，通过肾血管系统显影肾脏结构。微泡通过静脉注射后进入动脉循环，到达肾血管时肾脏成像。超声造影剂六氟化硫是经呼吸道呼出，既不经肾脏过滤也不分泌，这使得超声造影成为一种有用的成像技术，无肾毒性，可用于肾功能差的患者，是一种便捷、安全和可重复使用的评估肾脏疾病的方法[8-10]。

本研究将以肾脏病理纤维化程度为基础，通过超声造影技术评估肾穿刺患者肾脏灌注，以期为慢性肾脏纤维化的超声无创诊断提供有效证据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019年9月—2019年12月同济大学附属同济医院肾脏内科肾穿刺患者25例。获得患者同意后，行穿刺侧肾脏超声造影检查。记录患者临床和实验室资料: 性别、年龄、尿素、肌酐、通过改良MDRD公式估算肾小球滤过率(evaluated glome-rular filtration rate, eGFR)。

1.2 人体肾组织超声造影

0.9%氯化钠注射液5 mL缓慢稀释SonoVue超声造影剂，用力振荡，待冻干粉完全溶解。采用法国Supersonic Imagine公司的Aix-plorer型彩色多普勒超声诊断仪，SC6-1凸阵探头，频率1～6 MHz。设置探头发射频率、机械指数，开启造影模式，经患者前臂浅静脉快速注入混悬液。观察肾实质微循环灌注情况，观察持续3 min，留取较为清晰的动态图像，直至造影剂消退。将感兴趣区域(region of interest, ROI)放置于右肾下极与声束垂直的肾脏皮质部分，并保持相同的位置、面积、形态。采用定量分析软件自动生成肾皮质血流灌注时间-强度曲线，并得出相关参数: 最大峰值强度(maximum intensity, Imax)、上升时间(rise time, RT)、达峰时间(time to peak, TTP)和平均渡越时间(mean transit time, MTT)。

1.3 超声引导下经皮肾穿刺术

患者取俯卧位，选右肾下极实质部位为穿刺点，标记皮肤，消毒铺巾，2%利多卡因逐层麻醉至肾包膜下。持穿刺枪行肾组织活检，获取肾组织后，4%多聚甲醛固定，肾组织经石蜡包埋后，常规切片、Masson染色，应用Image-Pro Plus图像分析系统，对Masson染色切片进行纤维化评分，每张切片至少观察5个不含肾小球和肾动脉的皮质区视野，根据Banff评分[10]进行纤维化分级: T0: 间质纤维化面积<5%，T1: 间质纤维化面积6%～25%，T2: 间质纤维化面积26%～50%，T3: 间质纤维化面积>50%。

1.4. 统计学处理

2 结 果

2.1 25例肾穿刺患者的一般资料

25例肾穿刺患者中男性19例，女性6例，年龄25～76岁，平均年龄(54.40±15.89)岁，中位eGFR值为59.00(33～81) mL/(min·1.73 m2)，根据肾脏纤维化Banff分级进行分组，T0组(<5%)10例，T1(6%～25%)组4例，T2(26%～50%)组5例，T3(>50%)组6例。比较各组年龄、性别、肾功能等指标见表1。

表1 肾穿刺患者的一般资料Tab.1 Baseline characteristics of patients with renal biopsy

随着纤维化程度加重，eGFR逐渐降低，T3组的eGFR与T0组和T1组差异有统计学意义(P<0.05)。性别、平均年龄在各组之间差异无统计学意义。本研究就肾脏纤维化面积与eGFR进行相关性分析，结果发现Pearson相关系数r为-0.65，差异有统计学意义(P<0.05)，提示肾脏纤维化面积越大，eGFR越低，二者呈负相关。

2.2 肾穿刺患者病理结果

25例肾穿刺患者的病理结果: IgA肾病7例(28%)，膜性肾病5例(25%)，高血压肾病6例(24%)，糖尿病肾病4例(16%)，硬化性肾病2例(8%)，局灶节段肾小球硬化1例(4%)。

2.3 肾穿刺患者肾脏超声造影参数比较

25例肾穿刺患者均在肾穿刺前行超声造影检查，造影剂经肾动脉入肾，依次按肾段动脉、叶间动脉、弓形动脉呈树枝状迅速显影增强，肾皮质、肾髓质依次显影，后造影剂逐渐消退，见图1。

图1 肾穿刺患者超声造影Fig.1 Contrast-enhanced ultrasound in patients with renal biopsyA～D: 不同患者的超声造影灌注区ROI绘制图像，蓝色区域为边界感兴趣区域，绿色区域为肾皮质感兴趣区域

T0组和T3组纤维化组患者肾脏血流灌注参数: 最大峰值强度Imax、上升时间RT、达峰时间TTP、平均渡越时间MTT值见表2。

表2 肾穿刺患者超声造影的参数比较Tab.2 Comparison of parameters of CEUS in patients with renal biopsy

与T0组相比，最大峰值强度Imax在T3组明显降低[(126.51±21.11)%vs(248.20±32.21)%]，差异有统计学意义(P<0.05)。与T0组相比，上升时间RT值在T3组延长[(4.17±0.56) svs(8.23±0.88) s]，差异有统计学意义(P<0.05)。尽管T3组达峰时间TTP与平均渡越时间MTT延长，但2组间差异无统计学意义。

2.4 超声造影参数与肾脏纤维化的相关性分析

25例肾穿刺患者超声造影检查参数Imax、RT、TTP、MTT与纤维化面积进行相关性分析提示RT值、MTT值与纤维化面积的相关系数分别为0.45和0.49，差异有统计学意义(P=0.023、0.013)。Imax和TTP值相关系数分别为-0.20和0.36，差异无统计学意义，见表3。

表3 肾穿刺患者超声结果与肾脏纤维化面积的相关性分析Tab.3 Correlation analysis of CEUS and renal fibrosis area in renal biopsy patients

3 讨 论

慢性肾脏病的临床表现主要为血尿、蛋白尿和肾功能异常，其病理表现为肾小球硬化，肾小管萎缩、间质纤维化和炎细胞浸润。随着慢性肾脏病的加重，肾脏纤维化面积增加，肾功能恶化，早期、无创、可重复的诊断技术对于评估肾脏纤维有重要临床价值。超声作为一种非侵入式的手段，在评估肾脏病所导致的肾皮质弹性改变的研究中已得出有效的结果。常用的超声肾脏弹性成像研究方法包括瞬时弹性成像、声辐射力脉冲弹性成像及剪切波成像(shear wave velocity, SWV)[10,12-14]。

超声造影具有无创、实时检测脏器微循环灌注的特点。该技术已被临床用于评估肝脏纤维化[15]。慢性肾脏病发病过程中伴随有肾血管血流阻力增加、肾小动脉硬化、管周毛细血管网减少，进而导致肾皮质微血管灌注的减少。有研究表明管周毛细血管数量减少与肾间质纤维化呈正相关，与肾小球滤过率呈负相关[16]。超声造影与慢性肾脏病肾脏纤维化的研究已有陆续报道。就IgA肾病与超声造影的研究发现，肾脏皮质灌注参数最大峰值强度随纤维化程度增加而显著降低[17]。在肾移植领域，超声造影也被用于评估移植肾微循环的关注情况和肾移植预后的预测指标[18-19]。这些结果为超声造影检测肾脏微循环灌注进一步检测肾脏病进展奠定理论基础。本研究对25例肾穿刺患者进行超声造影检查，选择部位为穿刺前穿刺侧肾脏下极，以保证超声造影参数真实反映肾活检组织对应部位的肾脏灌注。

由于影响超声造影定量分析的因素很多，包括频率、分析软件、对比剂量、仪器灵敏度、患者因素(血压或心律)、注射造影剂的速度等[17]。因此，在本研究的检查过程中，机器参数保持不变，使用相同的形状固定ROIs区域，固定操作护士和检查医生避免技术操作因素干扰结果。

本研究结果发现: 在重度纤维化组，超声造影参数最大峰值强度缩短，上升时间延长，差异有统计学趋势；上升时间RT、平均渡越时间MTT值与纤维化面积的相关系数分别为0.45和0.49，尽管这些相关性的具体机制尚待进一步的研究，但可能提示随着肾脏纤维化程度的增加，肾血管硬化、肾小球萎缩和间质纤维化进而导致皮质灌注逐渐减少。因此，本研究结果提示超声造影具有评估慢性肾脏病患者肾间质纤维化严重程度的临床潜力。

总之，本研究结果显示: 超声造影作为一种诊断工具，可对肾脏纤维化进行无创、定量评估。通过超声造影技术检测肾脏血流灌注，并与肾脏病理进行相关性分析，结果发现，超声造影参数上升时间和平均渡越时间与肾组织纤维化面积有相关性，超声造影技术在肾脏纤维化无创评估中具有诊断价值。本课题目将进一步开展相关工作深入研究超声造影技术对肾脏纤维化的无创评估。