實時剪切波彈性成像評價腎纖維化進(jìn)展

錢雪琛綜述，張盛敏審校

(1.寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院，浙江 寧波 315211；2.寧波市第一醫(yī)院超聲科，浙江 寧波 315010)

慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)的發(fā)病率呈逐年升高趨勢[1]。CKD最終進(jìn)展結(jié)果為腎纖維化，以腎小管間質(zhì)纖維化多見[2]。傳統(tǒng)腎臟超聲成像主要為常規(guī)二維灰階、CDFI及頻譜多普勒成像，通過腎血流量、RI、皮質(zhì)厚度、回聲強度及腎臟大小進(jìn)行評估，可明確診斷腎囊腫、結(jié)石及腎占位性病變，但評估腎纖維化程度的價值有限。超聲彈性成像技術(shù)可彌補傳統(tǒng)超聲的不足，并逐漸應(yīng)用于診斷腎臟疾病[3]。由于腎纖維化的進(jìn)程為病理性纖維基質(zhì)在腎小管及小管周圍毛細(xì)血管間隙內(nèi)沉積，故在腎臟疾病的發(fā)展過程中，腎實質(zhì)的彈性值可發(fā)生改變[4]，這也是實時剪切波彈性成像(shear wave elastrography, SWE)評估腎纖維化的病理基礎(chǔ)。本文對SWE評估腎纖維化的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 腎纖維化概述

腎纖維化以炎癥及損傷刺激為開端，以炎癥細(xì)胞(如轉(zhuǎn)化生長因子、內(nèi)皮素及腫瘤壞死因子等)間的相互作用為特征，引發(fā)炎癥反應(yīng)的相關(guān)疾病(如急慢性腎盂腎炎、腎小球疾病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡性腎炎及糖尿病性腎病等[5])；其中TGF-β被認(rèn)為在腎纖維化過程中占重要地位[6]。腎纖維化的病程可概括為：炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)、促/抑細(xì)胞纖維化的相關(guān)因子失衡、腎纖維化形成及腎組織重塑[7]。導(dǎo)致腎纖維化的病因不同，纖維化起始發(fā)生的區(qū)域也相異，可首先發(fā)生于腎小球或腎間質(zhì)區(qū)，但最終結(jié)果為正常腎小球及腎小管結(jié)構(gòu)消失，細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)成纖維細(xì)胞、肌纖維細(xì)胞增多，可同時伴腎小管萎縮、腎小球硬化、腎間質(zhì)纖維化及腎功能進(jìn)行性喪失[8]，其大體解剖表現(xiàn)為組織變硬。

2 SWE原理及優(yōu)勢

SWE技術(shù)應(yīng)用“馬赫錐”原理，通過探頭發(fā)射聲輻射脈沖控制技術(shù)，使被聚焦部位的組織粒子因高效振動而產(chǎn)生橫向剪切波，并以超高速成像技術(shù)檢測產(chǎn)生的剪切波速度[9]，通過定量分析系統(tǒng)獲得組織的楊氏模量值，公式為E=σ/ε[10]；楊氏模量值越大，表示剪切波傳播速度越快、組織硬度越大，組織硬度以彩色編碼表示，紅色表示較硬的組織，藍(lán)色表示較軟的組織。剪切波在不同程度的病變組織內(nèi)傳播速度不同，使SWE技術(shù)成為臨床輔助分級診斷方法。

目前診斷腎病的金標(biāo)準(zhǔn)為腎活組織檢查，但其屬侵入性檢查，無法實時監(jiān)測。傳統(tǒng)超聲可實時監(jiān)測病變，但無法檢測組織彈性的變化；而SWE可無創(chuàng)、實時監(jiān)測組織的彈性。與傳統(tǒng)彈性成像技術(shù)相比，SWE技術(shù)具有以下優(yōu)點[11]包括：①可調(diào)節(jié)取樣框范圍，選擇ROI部位，避開其他不相關(guān)組織干擾；②無需外部施壓，有利于避免由于操作人員不同導(dǎo)致的結(jié)果偏倚；③獲取圖像速度快，不受患者平靜呼吸下胸廓起伏的影響；④可實時監(jiān)測、顯示組織的彈性模量值；⑤可與常規(guī)超聲相結(jié)合，在常規(guī)操作過程中同時測量楊氏模量值。

SWE已廣泛應(yīng)用于甲狀腺[12]、肝臟、前列腺、乳腺、唾液腺、淋巴結(jié)[13]、頸動脈[14-16]檢查、判斷靜脈斑塊穩(wěn)定性、腫瘤治療[17]及婦產(chǎn)科[18]等領(lǐng)域。本文主要闡述SWE評估腎纖維化的應(yīng)用進(jìn)展。

3 SWE在正常腎臟中的應(yīng)用

鐘婷婷等[19]對比觀察正常成人腎臟在不同體位及腎實質(zhì)不同部位的楊氏模量值，發(fā)現(xiàn)不同體位及部位腎臟楊氏模量值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，以左側(cè)臥位下腎臟中部楊氏模量值最高，并認(rèn)為這種差異與腎實質(zhì)解剖存在各向異性、俯或側(cè)臥位聲束路徑不同及腎筋膜的牽拉作用有關(guān)；提示臨床檢測腎纖維化患者時，應(yīng)盡可能選擇相同部位及體位，以減少操作引起的誤差。田飛等[20]選取380名健康體檢者，通過改變垂直取樣時的不同取樣深度探討彈性成像技術(shù)的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)垂直取樣下不同深度測量正常腎臟腎皮質(zhì)剪切波傳播速度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與付慧君等[21]研究結(jié)果相符。此外，上述研究均認(rèn)為不同性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)及Q-box直徑的腎臟楊氏模量值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示SWE技術(shù)可較客觀地測量腎臟楊氏模量值，通過增大樣本量并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，有望為制定正常人楊氏模量值參考范圍的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

4 SWE在CKD中的應(yīng)用

4.1鑒別正常及病變腎臟 徐建紅等[22-23]采用SWE測量CKD患者與健康體檢者的腎實質(zhì)楊氏模量值，發(fā)現(xiàn)CKD患者腎實質(zhì)楊氏模量值高于健康體檢者(P均<0.05)，提示SWE技術(shù)可較好地鑒別健康人與CKD患者的腎臟硬度，因而可用于檢測腎臟硬度。但該研究未對CKD做出病理分級，亦未能體現(xiàn)早期CKD患者與健康人腎實質(zhì)的楊氏模量值差異。

4.2診斷腎臟病變程度 彭凌燕等[24]采用SWE測量113例CKD患者腎皮質(zhì)的楊氏模量值，發(fā)現(xiàn)隨著病理分級增加及臨床癥狀惡化，腎實質(zhì)楊氏模量值逐步升高。王倩等[25]采用SWE測量60例CKD患者的腎皮質(zhì)楊氏模量值，發(fā)現(xiàn)其與尿素氮、胱抑素C呈顯著正相關(guān)。上述研究提示腎實質(zhì)楊氏模量值與腎功能不全進(jìn)展具有相關(guān)性，有望成為評估腎纖維化進(jìn)展程度的無創(chuàng)診斷指標(biāo)，為動態(tài)監(jiān)測疾病進(jìn)展、評估臨床治療效果及調(diào)整用藥方案提供依據(jù)。此外，王倩等[25-26]還根據(jù)腎功能指標(biāo)將CKD患者分為輕度、中度、重度及極重度4組，發(fā)現(xiàn)除輕度與中度組楊氏模量值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)外，其余各組兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，同時提示隨著腎功能惡化，CKD患者腎實質(zhì)楊氏模量值呈遞增趨勢。

為觀察腎實質(zhì)楊氏模量值與腎纖維化程度的相關(guān)性，鐘婷婷等[27]對90例CKD患者及同期40名健康志愿者進(jìn)行腎彈性成像，并根據(jù)間質(zhì)纖維化程度將CKD患者分為輕度、中度及重度纖維化3組，結(jié)果顯示除輕度與中度纖維化組腎皮質(zhì)楊氏模量值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)外，其余各組兩兩比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)；表明SWE技術(shù)可為有效診斷腎纖維化程度提供依據(jù)，但仍無法區(qū)分輕度與中度腎纖維化。

上述研究表明，SWE技術(shù)能鑒別正常與CKD腎臟，并有助于判斷CKD的嚴(yán)重程度(除區(qū)分輕、中度CKD患者外)，但對其診斷早期腎病的效能尚需進(jìn)一步觀察。

5 SWE的局限性

SWE的穩(wěn)定性和可重復(fù)性較好，但目前對腎臟彈性值與病理顯示的纖維化程度之間是否相關(guān)尚存爭議[28-30]。此外，楊氏模量測值還易受患者配合度的影響，如呼吸可致SWE圖像產(chǎn)生混雜信號，從而影響測值的準(zhǔn)確性；且腎臟解剖位置較深在及病變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不均質(zhì)性等也可影響測值的準(zhǔn)確性。因此，測量楊氏模量值時，應(yīng)囑患者平靜呼吸，選擇相同體位及部位，以增加圖像的準(zhǔn)確性，減少誤差。

6 小結(jié)

受有創(chuàng)性、穿刺取樣部位等影響，腎活檢難以反復(fù)施行，不宜作為動態(tài)監(jiān)測病情和隨訪的常規(guī)手段[31]。通過對組織施壓，SWE技術(shù)可使組織高效振動產(chǎn)生剪切波，根據(jù)剪切波在組織中的傳播速度測量組織的彈性模量值[32]，具有無創(chuàng)、可重復(fù)性較好、操作簡便、穩(wěn)定性高的特點，有助于實時監(jiān)測、評估腎纖維化程度。