剪切波定量超聲彈性成像技術(shù)對(duì)正常雙腎彈性測(cè)定

張英偉　周琦　姜玨

【摘要】 目的 進(jìn)行剪切波技術(shù)下正常雙腎彈性的測(cè)量， 探討其對(duì)臨床診療的意義。方法 68例體檢志愿者， 男32例， 女36例， 使用法國聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀對(duì)其進(jìn)行雙腎中上部彈性模量測(cè)量。結(jié)果 楊氏模量男性右腎（7.2±1.3）kPa， 男性左腎（7.2±1.1）kPa；女性右腎（7.5±1.8）kPa， 女性左腎（7.2±2.0）kPa；雙腎楊氏模量比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 剪切波可以得到雙腎彈性模量， 左右雙腎彈性模量、性別比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）， 楊氏模量為（7.3±1.5）kPa。

【關(guān)鍵詞】 剪切波；定量超聲彈性成像技術(shù)；雙腎彈性；楊氏模量

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.02.031

人體不同組織器官具有不同的硬度或彈性， 如何獲得其客觀數(shù)據(jù)一直是人們的追求。1991年由Ophir等[1]提出通過超聲波去獲得這一物理屬性， 之后開發(fā)的彈性成像技術(shù)均無法定量測(cè)量這一物理屬性。目前法國聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀成功地實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)剪切波彈性成像（shear wave elastrography， SWE）， 通過它可以實(shí)時(shí)得到組織的楊氏模量， 即組織彈性的客觀數(shù)據(jù)。組織楊氏模量的數(shù)值越大， 說明剪切波在該組織中傳播的速度越快， 組織的硬度就越大即彈性越小。

由于剪切波在不同組織中的傳播速度各不相同， 本文通過分析實(shí)時(shí)剪切波在雙腎之間的楊氏模量差異， 以探討剪切波定量超聲彈性成像技術(shù)在腎臟超聲診斷中的應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取本院2013年11月25～28日的體檢志愿者68例， 其中男32例， 女36例， 年齡18～73歲， 平均年齡（45.7±14.0）歲， 體質(zhì)量指數(shù)（23.1±3.27）kg/m2。所有志愿者既往病史無糖尿病、高血壓、腎炎；實(shí)驗(yàn)室檢查尿素氮、肌酐正常。所有志愿者均獲得詳細(xì)告知。

1. 2 儀器與方法 采用法國聲科影像（Supersonic Imagine） 公司生產(chǎn)的Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀， 凸陣探頭6-1， 頻率3.5～5.5 MHz， 在“Renal”下選取專門優(yōu)化條件“RENAL”選項(xiàng)。

志愿者均采取仰臥位， 上肢上舉放于頭兩側(cè)， 經(jīng)配合訓(xùn)練后聽醫(yī)囑屏氣或平靜呼吸。常規(guī)腎臟縱切面掃查， 圖像清晰后， 啟動(dòng)彈性成像模式（SWE）， 取樣框大小包含腎實(shí)質(zhì)、部分腎竇及部分腎周組織， 囑志愿者屏住呼吸3～4 s待圖像色彩均勻且穩(wěn)定后， 凍結(jié)， 啟動(dòng)定量取樣框（Q-Box）， 直徑設(shè)置為2.0 mm， 將其置于腎臟中上部包膜下約1 mm處腎實(shí)質(zhì)， 系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出ROI區(qū)域內(nèi)組織楊氏模量平均值， 單位kPa， 重復(fù)操作3次， 取3次結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1. 3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

68例志愿者中， 男性右腎楊氏模量（7.2±1.3）kPa， 男性左腎楊氏模量（7.2±1.1）kPa；女性右腎楊氏模量（7.5±1.8）kPa， 女性左腎楊氏模量（7.2±2.0）kPa。右腎楊氏模量在性別上比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.138， P=0.890）， 左腎楊氏模量在性別上比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.631， P=0.531）。整體右腎楊氏模量（7.2±1.3）kPa， 整體左腎楊氏模量（7.2±1.5）kPa， 右腎和左腎楊氏模量相比， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.419， P=0.161）；所有志愿者腎臟楊氏模量統(tǒng)計(jì)學(xué)分析為（7.3±1.5）kPa。

3 討論

彈性成像作為一個(gè)新興的技術(shù)， 短時(shí)間內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展， 一個(gè)重要原因就是它實(shí)現(xiàn)了聲波下的“觸診”。

以往的超聲彈性成像技術(shù)是根據(jù)人體組織間硬度或彈性的不同， 在同一區(qū)域受力后產(chǎn)生不同的應(yīng)變及應(yīng)變率， 從而人工按照一定頻率施壓或超聲脈沖交變振動(dòng)后接收被測(cè)區(qū)域反饋信號(hào)后， 采用復(fù)合互相關(guān)法分析后以灰階或彩色編碼方式成像[2-4]， 得到該區(qū)域硬度的分布圖譜；或者通過計(jì)算得出組織間硬度的相對(duì)值或者以剪切波在組織中傳播的速度間接表達(dá)該組織的硬度。顯然以上方法都不能直觀得到組織硬度或者彈性這一物理屬性的客觀表述數(shù)據(jù)。

1996年Sarvazyan等[5]提出可利用聲波輻射產(chǎn)生的剪切波來探測(cè)生物體組織的彈性程度。目前該技術(shù)已發(fā)展至實(shí)時(shí)剪切波彈性成像（SWE）。SWE是一項(xiàng)安全的聲輻射脈沖控制技術(shù)[6]。聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威超聲診斷儀器通過快速成像系統(tǒng)捕獲、追蹤剪切波得到實(shí)時(shí)的彈性成像圖的同時(shí)通過系統(tǒng)定量分析系統(tǒng)（Q-Box）測(cè)量反映該組織彈性的數(shù)值——楊氏模量絕對(duì)值。根據(jù)胡克定律， 在組織的彈性限度內(nèi)， 組織的楊氏模量是僅取決于組織本身的物理特性。即組織的楊氏模量數(shù)值越大， 則說明該組織的硬度越大即彈性越低。SWE與以往的彈性成像相比， 具有無需人為施壓、實(shí)時(shí)成像、定量測(cè)量以及重復(fù)性佳的優(yōu)點(diǎn)。測(cè)量獲得的組織楊氏模量絕對(duì)值， 可為該組織的彈性做出定量的判斷。

關(guān)于腎臟SWE成像的報(bào)道相對(duì)少見， 2011年徐建紅等[7]曾報(bào)道， 俯臥位用SWE方法測(cè)量男性體檢者的左腎下段皮髓質(zhì)楊氏模量分別為（4.440±2.445）、（3.971±2.659）kPa。2013年郭海燕[8]曾報(bào)道雙腎中部腎皮髓質(zhì)楊氏模量分別為（3.92±0.56）、（3.70±0.59）kPa， 以上報(bào)道均沒有對(duì)腎臟中上部彈性做楊氏模量分析。

本次實(shí)驗(yàn)所得楊氏模量均值高于徐建紅等[7]及郭海燕[8]的報(bào)道。由于所獲得郭海燕[8]文章為摘要且無體位及取樣方式等內(nèi)容詳細(xì)描述， 故僅與徐建紅等[7]文獻(xiàn)對(duì)比。考慮影響因素為：①檢測(cè)深度。本次實(shí)驗(yàn)考慮到避免肋骨聲影及避免按壓影響采用相對(duì)較深的腎臟中上部， 據(jù)姚春曉等[9]使用同款設(shè)備SWE彈性成像檢測(cè)正常成人肝的影響因素探討中報(bào)道， 楊氏模量不受體位、ROI大小影響， 但是隨著深度的增加逐漸增加；②取樣框Q-Box大小， 本次實(shí)驗(yàn)采用包含腎周至腎竇的大ROI， 該方法只是為了增加圖像更多的穩(wěn)定性， 由于Q-Box是取該圓形范圍內(nèi)的平均值， 根據(jù)郭萬學(xué)《超聲診斷學(xué)》第6版腎皮質(zhì)正常厚度為10 mm， 因此Q-Box采用最小范圍直徑2 mm， 盡可能減少腎周組織及腎髓質(zhì)的影響。徐建紅等[7]文獻(xiàn)中為ROI及Q-Box均為7 mm。2009年姚春曉等[9]曾報(bào)道通過聲觸診組織定量分析（VTQ）技術(shù)探查腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)及腎竇中剪切波傳播速度得出各部分硬度順序?yàn)槟I皮質(zhì)>腎髓質(zhì)>腎竇；③年齡。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)挲g均數(shù)為徐建紅等[10]報(bào)道病例均數(shù)22歲的2倍。據(jù)相關(guān)學(xué)者報(bào)道正常人腎小球增大及硬化隨年齡增加而增加， 其不受性別影響[11]；④其他因素。本次實(shí)驗(yàn)受條件限制無法得到志愿者明確血壓、血脂、血糖等生化指標(biāo)， 無法盡可能對(duì)志愿者腎臟的潛在病變進(jìn)行進(jìn)一步排除；且無法詳盡核實(shí)志愿者既往病史。

腎臟在人體新陳代謝維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起著重要作用， 對(duì)腎臟的損傷原因也是多種多樣， 而影響腎功能的主要區(qū)域位于皮質(zhì)。以往對(duì)腎臟疾病的早期超聲診斷中， 能提供的參考數(shù)據(jù)僅為某切面的面積及腎臟體積的測(cè)定[12， 13]， 實(shí)時(shí)剪切波彈性成像SWE可以通過楊氏模量的測(cè)量為腎臟疾病的早期診斷提供新的客觀超聲參考信息。

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[收稿日期：2015-09-17]