聲脈沖輻射力彈性成像評價慢性腎小球腎炎的病理特征

胡 巧 HU Qiao

王小燕1 WANG Xiaoyan

康利克1 KANG Like

韋海明2 WEI Haiming

賀紅光3 HE Hongguang

賀 琰1 HE Yan

聲脈沖輻射力彈性成像評價慢性腎小球腎炎的病理特征

胡 巧1HU Qiao

王小燕1WANG Xiaoyan

康利克1KANG Like

韋海明2WEI Haiming

賀紅光3HE Hongguang

賀 琰1HE Yan

作者單位
1. 廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院超聲科 廣西南寧 530021
2. 廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院病理科 廣西南寧 530021
3. 廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院腎內(nèi)科 廣西南寧 530021

目的 應用聲脈沖輻射彈性成像（ARFI）觀察慢性腎小球腎炎（CGN）患者腎實質(zhì)彈性變化，探討ARFI評價 CGN病理損害的價值。資料與方法 123例CGN患者依據(jù)腎穿刺活檢病理評分分為輕度、中度及重度損害組，并選擇27例健康志愿者作為對照組。比較受試者腎實質(zhì)剪切波傳播速度（SWV）變化，分析SWV測值與腎纖維化Katafuchi評分、血肌酐及腎小球濾過率（e-GFR）的相關性，構(gòu)建ROC曲線確定ARFI評價CGN病理損害程度的價值。結(jié)果 各組CGN患者與對照組比較，SWV測值差異有統(tǒng)計學意義（F=16.592，P＜0.01）；重度損害組SWV低于輕度、中度損害組及對照組（P＜0.001）；SWV與腎纖維化Katafuchi評分、血肌酐呈負相關（r=－0.481、－0.441，P＜0.01），與e-GFR呈正相關（r=0.546，P＜0.01）；以2.65 m/s、2.50 m/s和2.34 m/s為界值診斷輕度、中度、重度腎損害的敏感度分別為63.4%、71.4%和93.8%，特異度分別為77.8%、71.3%和79.9%，ROC曲線下面積分別為0.730、0.738和0.870。結(jié)論 ARFI技術有望成為一種有效的無創(chuàng)性定量評價CGN腎纖維化的方法。

腎小球腎炎；慢性?。怀暀z查，多普勒，彩色；彈性成像技術；病理學，外科

慢性腎小球腎炎（chronic glomerulonephritis，CGN）是慢性腎病的主要高危因素，在我國是導致終末期腎病的首位病因[1]。早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷、盡早保護腎功能，對改善預后、提高患者的生存質(zhì)量意義重大。聲脈沖輻射力彈性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）技術可無創(chuàng)性地定量分析生物組織彈性（或硬度）特征，為評價組織臟器病變開拓了一種新的途徑[2]。胡巧等[3]的研究結(jié)果表明，ARFI技術可早期定量評價CGN腎實質(zhì)彈性變化。本研究以腎穿刺活檢病理為參考，探討ARFI技術評價CGN腎實質(zhì)病理損害的價值，為臨床提供一種新的無創(chuàng)性定量評估腎纖維化程度的影像學方法。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2012年12月—2014年3月廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院收治的經(jīng)腎穿刺活檢確診的CGN患者123例，其中男76例，女47例；年齡15～79歲，平均（41.1±15.2）歲。納入標準：①起病緩慢，病情遷延，可有腎功能減退、貧血、電解質(zhì)紊亂等情況出現(xiàn)。②有不同程度的蛋白尿、血尿、水腫及高血壓等表現(xiàn)，輕重不一。③病程中可因呼吸道感染等原因誘發(fā)急性發(fā)作，出現(xiàn)類似急性腎炎的表現(xiàn)，也有部分患者可有自動緩解期。④具有上述臨床表現(xiàn)，持續(xù)1年以上并經(jīng)腎活檢組織學檢查確診。排除標準：包括各種繼發(fā)性腎損害，如高血壓腎病、糖尿病腎病、狼瘡性腎炎、泌尿系梗阻、感染等。同時選取27例健康體檢者作為對照組，男14例，女13例；年齡23～76歲，平均（43.8±14.5）歲。對照組尿常規(guī)、尿蛋白及腎功能檢查均正常，無腎臟疾病、高血壓、糖尿病等可引起腎損害的相關病史，雙腎超聲檢查未見異常。本研究方案經(jīng)本院醫(yī)學倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Acuson S2000彩色多普勒超聲診斷儀，配備ARFI技術，4C1凸陣探頭，頻率3.0～4.5 MHz。受檢者當日空腹，側(cè)臥位檢查，首先行常規(guī)二維及彩色多普勒超聲觀察腎臟大小、形態(tài)、腎實質(zhì)回聲及腎內(nèi)血供狀況。取腎長軸切面，保持探頭與皮膚的垂直并固定，囑受檢者屏住呼吸，待圖像穩(wěn)定后啟用ARFI測量腎實質(zhì)中下部剪切波速度（shear wave velocity，SWV）。取樣框（大小1 cm×0.6 cm）應盡量避開腎竇及腎周組織，每側(cè)腎臟分別測量10次取其平均值。如圖像不穩(wěn)定，測量結(jié)果顯示為x. xx m/s時，予以重新測量。所有測量均由1名具有豐富彈性超聲工作經(jīng)驗的主治醫(yī)師完成。

1.3 腎功能的測定 患者清晨空腹抽取靜脈血5 ml檢測血肌酐水平。腎小球濾過率（estimated glomerular filtration rate, eGFR）依據(jù)我國改良簡化的MDRD方程估測[4]：e-GFR=186×血肌酐－1.154×年齡－0.203×（女性×0.742）。

1.4 病理學檢查 參考 Katafuchi腎病積分標準，對腎小球、腎間質(zhì)、腎小管及血管病變進行半定量評分（表1）[5]。根據(jù)腎臟病理評分分為3組：腎功能輕度損害組：病理積分≤9分；中度損害組：病理積分10～18分；重度損害組：病理積分≥19分。

表1 慢性腎病Katafuchi病理評分

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0軟件，CGN患者各亞組與對照組SWV測值比較采用方差分析，兩兩比較采用SNK檢驗；腎實質(zhì)SWV測值與腎臟病理評分、血肌酐及e-GFR的相關性采用Pearson相關分析；繪制受試者工作特征（ROC）曲線評價ARFI技術對CGN病理損害的診斷效能，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 123例CGN患者經(jīng)超聲引導下穿刺活檢結(jié)果顯示，膜性腎病54例，系膜增生性腎小球腎炎8例，IgA腎病21例，局灶節(jié)段性腎小球硬化17例，微小病變15例，膜增生性腎小球腎炎3例，腎小管間質(zhì)病變 3例，系膜毛細血管性腎小球腎炎2例。病理評分結(jié)果為：腎功能輕度損害組81例，中度損害組26例，重度損害組16例，各組間年齡差異無統(tǒng)計學意義（F=0.803，P＞0.05），見表2。

2.2 SWV測值及相關性分析 各組CGN患者與對照組比較，SWV測值差異均有統(tǒng)計學意義（F=16.592，P＜0.01），見表2；重度損害組患者SWV測值明顯低于輕度損害組、中度損害組及對照組（P＜0.01）（圖1～3）。Pearson相關分析結(jié)果顯示，SWV測值與Katafuchi病理評分、血肌酐呈負相關（r=－0.481、－0.441，P＜0.01），與e-GFR呈正相關（r=0.546，P＜0.01），SWV測值隨著患者腎功能損害程度的加重而逐漸減低。

2.3 SWV評價CGN病理損害的ROC曲線分析 SWV評價輕度、中度及重度腎功能損害的ROC曲線下面積分別為0.730、0.738和0.870。以2.65 m/s、2.50 m/s和2.34 m/s為診斷輕度、中度、重度腎損害的最佳診斷界值，其對應的敏感度分別為63.4%、71.4%和93.8%，特異度分別為77.8%、71.3%和79.9%。見表3。

表2 各組CGN患者與對照組年齡與腎實質(zhì)SWV測值的比較

表3 ARFI技術評價各組CGN的診斷效能

圖1 男，64歲，輕度腎損害。SWV 2.69 m/s（A）；病理診斷腎小球膜性病變，無明顯腎小球性硬化，腎小球節(jié)段袢向尿極延伸并與球囊壁粘連，囊壁增厚（＜10%），系膜細胞增殖（＜25%），小灶性腎小管萎縮（＜25%），腎小管間質(zhì)少量單個核細胞分布（＜25%），小葉間動脈內(nèi)膜增厚（10%～25%），評分6分（HE，×400，B）

圖2 男，20歲，中度腎損害。SWV 2.40 m/s（A）；病理診斷IgA腎病，部分腎小球球性廢棄（5/32，10%～25%），腎小球系膜區(qū)中度增寬，系膜細胞增多（25%～50%），節(jié)段袢與球囊壁粘連（10%～25%），間質(zhì)小灶性腎小管萎縮（＜25%），少量中性粒細胞浸潤（＜25%），小動脈管壁增厚（0%～25%），評分10分（HE，×400，B）

圖3 男，56歲，重度腎損害。SWV 2.01 m/s（A）；病理診斷腎小球膜增生樣病變，多個腎小球球性廢棄（22/34，＞50%），節(jié)段性病變（26%～50%）伴系膜細胞增殖（25%～50%）。腎小管間質(zhì)慢性病變重度（＞50%），多灶性腎小管萎縮（＞50%），間質(zhì)單個核及少量中性粒細胞浸潤（25%～50%），小動脈內(nèi)皮腫脹增厚（10%～25%），伴節(jié)段透明變性（10%～25%），評分21分。重度腎損害者SWV明顯低于輕度、中度損害者（HE，×400，B）

3 討論

CGN是由多種原因引起的、由多種病理類型組成的、原發(fā)于腎小球的一組疾病。CGN不僅給家庭、社會造成巨大的經(jīng)濟負擔，患者出現(xiàn)高血壓、貧血、鈣磷代謝紊亂、心血管等并發(fā)癥的風險是同年齡腎功能正常者的2～4倍[6]。因此，準確評估腎纖維化程度對指導臨床治療具有重要意義。

ARFI是一種全新的超聲成像技術，其原理是向感興趣區(qū)發(fā)射短周期（約0.3 s）推進脈沖，在組織內(nèi)部產(chǎn)生局部形變及橫向傳遞運動的剪切波，通過檢測SWV估計組織的彈性模量[7]。組織越堅硬，彈性越差，剪切波傳播速度越快[8]。ARFI技術最大的優(yōu)勢在于采用超聲儀自動發(fā)射聲脈沖波對組織施壓，可定量診斷組織彈性，克服了傳統(tǒng)彈性成像需手動施壓，只能對病灶進行定性診斷等不足[9]，目前已廣泛應用于肝纖維化的評價及乳腺、甲狀腺、前列腺等多個臟器疾病的診斷。近年可見AFRI應用于評估正常腎實質(zhì)彈性及腎臟疾病的相關報道[10-12]，但尚未見該技術用于無創(chuàng)性定量評價CGN患者腎臟病理損害的相關報道。本研究應用ARFI技術對比分析健康志愿者和CGN患者SWV測值的變化，發(fā)現(xiàn)各組CGN患者與對照組之間SWV測值均存在顯著性差異，在腎功能輕度損害階段即可觀察到腎實質(zhì)的彈性變化。重度腎損害患者SWV測值明顯低于輕度、中度腎損害者及對照組。ARFI可無創(chuàng)性地評估腎纖維化程度，其評價輕度、中度及重度腎功能損害的ROC曲線下面積分別為0.730、0.738和0.870。以2.65 m/s、2.50 m/s和2.34 m/s為診斷輕度、中度、重度腎損害的最佳診斷界值，其對應的敏感度分別為63.4%、71.4%和93.8%，特異度分別為77.8%、71.3%和79.9%，與Guo等[13]報道的結(jié)果一致。然而，Syversveen 等[14]應用ARFI評價30例移植腎慢性排斥反應所致的腎纖維化，發(fā)現(xiàn)在不同程度移植腎纖維化之間，SWV測值差異無統(tǒng)計學意義。Wang等[15]報道慢性腎病患者SWV測值與腎纖維化無明顯相關性。不同研究者研究的結(jié)果存在差異，推測與腎臟組織結(jié)構(gòu)的各向異性及不同操作者之間的測量差異有關。

既往研究證實，SWV測值隨肝纖維化程度的加重而增高，與肝纖維化分期呈明顯的正相關。Bota等[16]報道ARFI診斷≥F2期、≥F3期及F4期肝纖維化對應的SWV閾值分別為1.34 m/s、1.55 m/s和1.80 m/s。與ARFI對肝纖維化的研究結(jié)論不同，本研究結(jié)果顯示，SWV測值隨著患者腎功能損害程度的加重而逐漸減低，與Katafuchi病理評分、血肌酐呈負相關，與e-GFR呈正相關。造成這種差異的原因尚未完全明了，可能與腎臟相對復雜的組織結(jié)構(gòu)成分及特性有關[7]。既往研究表明，肝臟彈性測值主要受肝纖維化程度的影響，而腎臟SWV測值除受纖維化影響外，腎臟的血流灌注狀態(tài)、血管壓力、尿流壓力等亦可影響剪切波傳播速度[17-18]。

ARFI作為一種新的彈性成像技術，在現(xiàn)階段尚存在一定的局限性：①ARFI技術存在易受呼吸運動的干擾、取樣框大小無法調(diào)節(jié)、取樣深度＜8 cm等缺點。②操作過程中易因操作者不同而導致所測結(jié)果存在差異，重復性欠佳。操作者在實際操作中需要注意盡量保持探頭與被測組織垂直、在相同部位多次重復測量取平均值等方法，盡量減少對測量結(jié)果的影響。

總之，ARFI技術可較好地評估CGN 患者腎臟病理損害的情況，為無創(chuàng)性地定量診斷腎纖維化提供了新的思路和輔助參考指標，但由于目前尚缺乏統(tǒng)一的診斷標準，今后仍需更大樣本量進一步探索和研究。

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（本文編輯 馮 婕）

Acoustic Radiation Force Impulse Imaging for the Assessment of Renal Histopathology in Chronic Glomerulonephritis

Purpose To observe the change of renal parenchyma elasticity in patients with chronic glomerulonephritis (CGN), and to explore the value of acoustic radiation force impulse (ARFI) in the assessment of renal histological damages in CGN. Materials and Methods 123 patients with CGN and 27 healthy volunteers were enrolled, CGN patients were divided into three groups according to renal histologic scores: mildly, moderately, and severely impaired. Shear wave velocities (SWV) of the renal parenchyma were measured and compared in different groups, the correlation between the SWV measurements and renal fibrosis Katafuchi scores, serum creatinine (Scr) and estimated glomerular filtration rate (e-GFR) was accessed, and receiver operating characteristic (ROC) curves analyses were also performed to assess the value of ARFI for the diagnosis of pathology impairment degree in CGN. Results There were statistically significant differences in SWV measurements between each CGN patient group and the control group (F=16.592, P＜0.01); the mean SWV in patients with severe kidney impairment was significant lower than that of mildly impaired, moderately impaired, and the control groups (P＜0.001). SWV measurements correlated significantly with renal fibrosis Katafuchi scores (r=－0.481, P＜0.01), Scr (r=－0.441, P＜0.01), and e-GFR (r=0.546, P＜0.01); ROC analyses indicated that the sensitivity was 63.4%, 71.4%, 93.8%, specificity was 77.8%, 71.3%, 79.9%, and the area under the curve was 0.730, 0.738 and 0.870, when using the optimal cut-off value of 2.65 m/s for the diagnosis of mildly impaired kidneys, 2.50 m/s for moderately impaired kidneys, and 2.34 m/s for severely impaired kidneys, respectively. Conclusion ARFI is expected to become an effective tool for non-invasive evaluating of renal histological fibrosis in CGN patients.

Glomerulonephritis; Chronic disease; Ultrasonography, Doppler, color; Elasticity imaging techniques; Pathology, surgical

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.04.014

康利克

Department of Ultrasound, the People's Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, China

Address Correspondence to: KANG Like E-mail: gxmushennongshi@163.com

國家自然科學基金項目（81260223）；廣西自然科學基金項目（2012GXNSFBA053083）。

R543.5；R445.2

2014-10-13

修回日期：2015-03-25

中國醫(yī)學影像學雜志

2015年 第23卷 第4期：302-305

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(4): 302-305