多模態(tài)超聲技術(shù)在兒童腎小球疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

李雪嬌，樊 偉，高 虹，高 鵬

(昆明市兒童醫(yī)院超聲科，昆明 650228)

腎小球疾病是兒童最常見(jiàn)的疾病之一，其發(fā)病率較成人高，占兒科住院患者的7.3%[1]，臨床主要分為原發(fā)性、繼發(fā)性及遺傳性三類(lèi)。其中，原發(fā)性疾病有腎小球腎炎、腎病綜合征、IgA腎病等；繼發(fā)性疾病有過(guò)敏性紫癜性腎炎、狼瘡性腎炎、乙型肝炎相關(guān)性腎炎等；遺傳性疾病有先天性腎病綜合征、遺傳性進(jìn)行性腎炎、家族性良性血尿等[1]。它們的共同病理改變?yōu)槟I小球血供改變、單純系膜增生、免疫復(fù)合物沉積、大量膠原纖維和纖維粘連蛋白滲出、新月體形成或彌漫性硬化性病變、腎小球間質(zhì)纖維化等，可直接或間接引起腎實(shí)質(zhì)損害。由于各種疾病的誘因不同，疾病的病理變化在早期多表現(xiàn)出差異性，隨著疾病的深入發(fā)展，尤其在疾病后期，其病理變化較為一致，可發(fā)展為腎臟纖維化及腎衰竭，不僅嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，還給社會(huì)和家庭帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷及早治療兒童腎小球疾病，盡早保護(hù)腎功能，顯得尤為重要[2]。隨著超聲在此類(lèi)疾病診斷過(guò)程中的逐漸完善，近年出現(xiàn)的超聲新技術(shù)單獨(dú)或聯(lián)合應(yīng)用已成為兒童腎小球疾病診斷中快捷、有效的影像學(xué)方法[3]?，F(xiàn)就多模態(tài)超聲技術(shù)在兒童腎小球疾病診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀予以綜述。

1 多模態(tài)超聲技術(shù)分類(lèi)

1.1常規(guī)二維超聲成像技術(shù) 正常兒童腎臟大小隨年齡的增長(zhǎng)而增大，臨床上一般通過(guò)觀察腎臟的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和測(cè)量腎臟的大小來(lái)評(píng)估腎小球疾病。早期其二維聲像圖大部分正常，小部分病情嚴(yán)重者由于腎小球毛細(xì)血管間質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，表現(xiàn)為腎臟測(cè)值較同齡兒不同程度增大，腎實(shí)質(zhì)增厚，回聲增強(qiáng)或減弱、皮髓分界清[4]。隨著病程進(jìn)展，腎實(shí)質(zhì)逐漸被病變組織和代償組織代替，患兒雙腎測(cè)值較同齡兒逐漸縮小，皮質(zhì)變薄、回聲逐漸增強(qiáng)，皮髓質(zhì)分界不清[5]。有研究認(rèn)為，腎臟皮質(zhì)厚度變薄能反映腎小球?yàn)V過(guò)功能，與腎功能損傷程度呈負(fù)相關(guān)[6]。因此，雖然二維超聲診斷兒童腎小球疾病腎實(shí)質(zhì)損害敏感性低，但結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果可對(duì)病情程度進(jìn)行分析，對(duì)評(píng)估患兒的預(yù)后有一定幫助。

1.2彩色多普勒血流成像(color Doppler flow imaging,CDFI)技術(shù) 正常兒童腎內(nèi)血管樹(shù)呈放射狀排列，且逐漸由粗變細(xì)，由少變多，形似“駱駝草”。而在兒童腎小球疾病早期腎內(nèi)血管樹(shù)分布變化不明顯，中晚期腎內(nèi)血流顯示由弓形動(dòng)脈至段動(dòng)脈逐漸稀疏減少，與腎實(shí)質(zhì)損害程度成正比[7]。在彩色血流顯像的基礎(chǔ)上疊加頻譜多普勒可以觀察腎臟大血管的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，由于葉間動(dòng)脈直接供應(yīng)腎實(shí)質(zhì)，所以測(cè)量其收縮期最大血流速度、舒張期最小血流速度、阻力指數(shù)(resistivity index,RI)等參數(shù)意義較大。正常葉間動(dòng)脈血流頻譜顯示高速低阻形，RI≤0.7[8]。呂宇濤等[9]對(duì)正常兒童腎臟CDFI血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn)，收縮期最大血流速度、舒張期最小血流速度與年齡、身高、體重、體表面積呈正相關(guān)，RI與年齡、體重呈負(fù)相關(guān),年齡越小葉間動(dòng)脈血流速度越慢，RI越高，其中新生兒期為(0.85±0.03)，隨著年齡及體重的增加，RI在12歲時(shí)降為(0.62±0.03)。鐘秋紅等[10]提出，腎小球疾病在起病初期腎實(shí)質(zhì)充血腫脹會(huì)加快血管內(nèi)的血流速度、增加局部血流量，葉間動(dòng)脈收縮期最大血流速度、舒張期最小血流速度升高，RI下降。進(jìn)展期腎小球缺血萎縮硬化致腎小動(dòng)脈阻力增加，血流灌注減少，葉間動(dòng)脈RI升高，收縮期最大血流速度、舒張期最小血流速度減慢，可見(jiàn)應(yīng)用CDFI能有效顯示腎臟血流動(dòng)力改變圖像,發(fā)現(xiàn)早期腎臟功能損傷。

1.3彩色多普勒能量成像(color Doppler energy,CDE)技術(shù) 隨著對(duì)兒童腎小球疾病研究的深入，對(duì)超聲多普勒技術(shù)的要求不斷提高，當(dāng)增益過(guò)高或閾值過(guò)低時(shí)CDFI噪聲會(huì)掩蓋血流信號(hào)，對(duì)血流的顯示有角度依賴(lài)性及容易發(fā)生混疊效應(yīng)，從而達(dá)不到理想的效果。CDE的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CDFI的不足。它是一種以血流中所有紅細(xì)胞的能量反射為基礎(chǔ)的血流成像技術(shù)，對(duì)低流速低流量的血流檢測(cè)敏感性較高，顯示的圖像血流豐富，連續(xù)性好，無(wú)角度依賴(lài)性，圖像一般采用4級(jí)法3分半定量評(píng)價(jià)：檢查不到腎臟血管為0分；腎門(mén)可見(jiàn)少許血管為1分；大部分腎實(shí)質(zhì)內(nèi)可見(jiàn)葉間血管為2分；整個(gè)腎臟可見(jiàn)腎血管顯像至弓狀動(dòng)脈水平為3分[11]。有研究表明，在兒童腎小球疾病早期CDE評(píng)分為3分，能顯示豐富完整的腎皮質(zhì)血管網(wǎng)，隨著腎損害加劇，評(píng)分可逐漸變?yōu)?～0分，弓形動(dòng)脈、小葉間動(dòng)脈難以顯示，甚至完全不能顯示腎皮質(zhì)血管網(wǎng)[12]?？梢?jiàn)，CDE能反映腎功能不全的嚴(yán)重程度，早期發(fā)現(xiàn)腎功能損害。但CDE不能量化、抗干擾的能力差，呼吸運(yùn)動(dòng)、患兒哭鬧、探頭的滑動(dòng)等均可以產(chǎn)生偽像，影響其對(duì)血流灌注的評(píng)價(jià)。

1.4超聲造影(contrast-enhanced ultrasound，CEUS)技術(shù) CDFI和CDE是相對(duì)靜態(tài)的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，其對(duì)腎臟血流灌注的評(píng)價(jià)受干擾、偽像、儀器條件影響，建立標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)比帶來(lái)一定困難。而CEUS技術(shù)克服了這些不足，其通過(guò)靜脈注射超聲造影劑來(lái)增強(qiáng)人體的血流信號(hào),實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀察腎臟組織微循環(huán)灌注功能狀態(tài)。但由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的二代超聲造影劑注射用六氟化硫微泡的說(shuō)明書(shū)上明確規(guī)定，適應(yīng)人群年齡>18歲，故CEUS一直未能在兒童患者中廣泛應(yīng)用[13]。隨著歐洲醫(yī)療中心將注射用六氟化硫微泡超范圍用藥應(yīng)用于診斷兒童腫瘤性疾病和創(chuàng)傷性疾病，證實(shí)使用造影劑不會(huì)對(duì)兒童造成損害，且在腎臟應(yīng)用中不會(huì)溢出至尿液和組織間液，不受腎小管轉(zhuǎn)運(yùn)及腎小球?yàn)V過(guò)功能的影響[14]，適用于兒童的腎CEUS檢查[15]。近年，美國(guó)食品藥品管理局通過(guò)了將注射用六氟化硫微泡靜脈應(yīng)用于評(píng)估兒童肝臟局灶性病變的批文，預(yù)示著兒童腎臟靜脈CEUS檢查成為可能[16]。同時(shí)，CEUS技術(shù)也在快速發(fā)展,從彩色多普勒到灰階諧波成像、間歇式成像、實(shí)時(shí)灰階超聲造影定量技術(shù)等,不僅減少了偽像，提高分辨力，還使圖像質(zhì)量很大得到改善，為定量評(píng)價(jià)富含90%血流的腎實(shí)質(zhì)微循環(huán)提供了新方法[17]。

CEUS可顯示低速和細(xì)小血流及局部缺血區(qū)域，提高了對(duì)早期腎實(shí)質(zhì)病變的發(fā)現(xiàn)率，更容易對(duì)兒童腎小球疾病腎實(shí)質(zhì)損害做出準(zhǔn)確而快速的評(píng)價(jià)[18]。正常兒童的造影劑灌注表現(xiàn)為腎動(dòng)脈-腎皮質(zhì)-腎髓質(zhì)的顯影順序，而造影劑的廓清順序與增強(qiáng)順序相反。Tsuruoka等[19]及Dong等[20]應(yīng)用注射用六氟化硫微泡造影劑對(duì)慢性腎功能不全患者和健康者進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，健康者腎皮質(zhì)和髓質(zhì)的增強(qiáng)程度較慢性腎功能不全患者高，皮髓質(zhì)增強(qiáng)減退較早；CEUS時(shí)間強(qiáng)度曲線分析表明，曲線上升率減小，達(dá)峰時(shí)間延長(zhǎng)，能對(duì)腎功能起到一定的評(píng)價(jià)作用。董怡等[21]采用實(shí)時(shí)灰階超聲造影灌注成像定量分析軟件對(duì)經(jīng)腎圖檢查證實(shí)存在早期腎功能損害患者的雙腎皮質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，研究組左、右腎的曲線達(dá)峰絕對(duì)值顯著低于對(duì)照組；曲線下面積，曲線上升支斜率均顯著高于對(duì)照組，提示CEUS血流灌注參數(shù)有助于早期腎功能損害的診斷。梁蕾等[22]發(fā)現(xiàn)，實(shí)時(shí)超聲造影成像定量技術(shù)除了可以評(píng)價(jià)腎實(shí)質(zhì)損害外，其灌注參數(shù)還與尿素氮、血肌酐、內(nèi)生肌酐清除率等實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)密切相關(guān)。

1.5三維超聲成像技術(shù) 三維超聲實(shí)現(xiàn)了人體局部組織器官的立體成像，通過(guò)連續(xù)掃描臟器采集體積參數(shù)，分析運(yùn)算得到目標(biāo)臟器的三維立體圖像。其彌補(bǔ)了常規(guī)二維超聲空間顯像的不足，獲得的圖像清晰、信息量大，對(duì)腎體積測(cè)量的誤差較小，準(zhǔn)確性及可重復(fù)性更好[23]。近年來(lái)，三維CEUS、三維血管能量成像、三維體積自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對(duì)腎臟的解剖形態(tài)及動(dòng)靜脈的重建顯示更完整直觀，可準(zhǔn)確定量分析腎內(nèi)血流灌注情況[24]。時(shí)博等[25]對(duì)采用三維超聲測(cè)量的正常兒童腎臟體積進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，年齡與學(xué)齡前兒童腎臟體積呈正相關(guān)。同時(shí)，周蔚等[26]應(yīng)用三維超聲對(duì)正常兒童腎臟體積進(jìn)行檢測(cè)，并將測(cè)量結(jié)果與身高、體表面積及體重進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常兒童腎臟體積與身高、體表面積及體重均呈正相關(guān)，并提出了兒童腎臟體積指數(shù)較恒定，僅在1～2歲和1～6個(gè)月差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，為兒童腎小球疾病腎損害的評(píng)價(jià)提供了新的正?；A(chǔ)參數(shù)。吳迪等[27]應(yīng)用三維能量多普勒檢測(cè)彌漫性腎臟疾病患者的腎臟體積及血管容積與體積的相對(duì)指數(shù)發(fā)現(xiàn)，彌漫性腎臟疾病患者與正常對(duì)照者的血管指數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且隨著腎臟彌漫性疾病腎功能損害程度加重，差異越顯著?？梢?jiàn)，三維超聲成像技術(shù)在早期診斷腎臟彌漫性疾病的特異性、敏感性均較高，能早期敏感發(fā)現(xiàn)腎功能的異常。

1.6超聲彈性成像技術(shù) 長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直致力于尋找能快速檢測(cè)腎臟硬度纖維化損傷程度的方法,超聲彈性成像技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題。5歲以下兒童隨著年齡的增長(zhǎng)，腎實(shí)質(zhì)硬度會(huì)逐漸增加[28]。Bota等[29]選取91例正常兒童腎實(shí)質(zhì)進(jìn)行腎實(shí)質(zhì)硬度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，年齡和性別與腎實(shí)質(zhì)硬度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，年齡越大，彈性值越大，且男孩彈性值>女孩彈性值；同時(shí)，彈性值與測(cè)量深度有關(guān)，深度越深，彈性值越小，而與腎臟的長(zhǎng)度和腎實(shí)質(zhì)厚度不相關(guān)。

目前，應(yīng)用于腎臟檢查的彈性技術(shù)主要有聲脈沖輻射力彈性成像及二維剪切波彈性成像。徐彬[30]采用聲脈沖輻射力彈性成像技術(shù)對(duì)105例經(jīng)腎穿刺活檢病理證實(shí)為腎小球疾病的患兒和120例正常兒童的腎實(shí)質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示左、右腎的彈性值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。李萍等[31]應(yīng)用聲觸診組織量化技術(shù)測(cè)量IgA腎病Lee病理分級(jí)的彈性值，結(jié)果顯示隨著Lee病理分級(jí)程度的加重，彈性指數(shù)值不斷增加。商蒙蒙等[32]應(yīng)用聲脈沖輻射力彈性成像技術(shù)測(cè)量狼瘡性腎炎組和對(duì)照組腎實(shí)質(zhì)的剪切波速度，結(jié)果顯示兩組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；受試者工作特征曲線分析顯示，聲脈沖輻射力彈性成像技術(shù)診斷狼瘡性腎炎的曲線下面積為0.77，靈敏度為67.90%、特異度為73.70%。上述研究證實(shí)，腎小球疾病早期血供的改變對(duì)組織彈性硬度的改變有影響，且當(dāng)慢性腎實(shí)質(zhì)彌漫性病變時(shí)腎小球減少、纖維化，腎組織硬度改變更明顯，其反映的組織彈性變化與病理變化程度有較好的一致性[30-32]。

二維剪切波彈性成像較聲脈沖輻射力彈性成像具有實(shí)時(shí)成像、量程大、提供的參數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。徐建紅等[33]利用二維剪切波彈性成像檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，正常左腎下段的皮質(zhì)部楊氏模量值為(4.440±2.445) kPa,髓質(zhì)部楊氏模量值為(3.971±2.659) kPa，兩者的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。吳淑華[34]利用二維剪切波彈性成像技術(shù)測(cè)量100例正常兒童和140例慢性腎臟病兒童不同年齡段雙腎中部腎實(shí)質(zhì)的平均彈性模量值，結(jié)果顯示正常兒童和慢性腎臟病兒童的腎實(shí)質(zhì)平均楊氏模量值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨著腎損傷的逐漸加重，慢性腎臟病兒童腎實(shí)質(zhì)平均楊氏模量值呈遞增趨勢(shì)，其診斷的靈敏度、特異度分別為86.8%、94.7%。

1.7超聲引導(dǎo)腎穿刺技術(shù) 腎穿刺活檢是診斷腎小球彌漫性疾病的一種介入性診斷技術(shù)，不同的兒童腎小球疾病臨床癥狀及實(shí)驗(yàn)室檢查有很多相似之處，但治療方法和預(yù)后差別很大[35]。常規(guī)超聲及超聲血流灌注檢查只能評(píng)估腎實(shí)質(zhì)損害的程度，不能精準(zhǔn)診斷兒童腎小球疾病的病理類(lèi)型。隨著實(shí)時(shí)超聲引導(dǎo)和自動(dòng)化活檢裝置的應(yīng)用，超聲引導(dǎo)下穿刺腎活檢能準(zhǔn)確定位并辨認(rèn)穿刺的針尖及針道，隨時(shí)調(diào)整進(jìn)針角度，將穿刺針成功引入腎下極皮質(zhì)外側(cè)，避免不必要的腎實(shí)質(zhì)損傷，整個(gè)過(guò)程安全、并發(fā)癥少，故兒童接受腎活檢的例數(shù)逐漸增加[35]。此外，超聲還可以監(jiān)測(cè)穿刺后腎周血腫、動(dòng)靜脈瘺等并發(fā)癥的有無(wú)，指導(dǎo)臨床及時(shí)干預(yù)[36]。楊勝和金梅[37]對(duì)124例有血尿、蛋白尿患兒進(jìn)行腎活檢后發(fā)現(xiàn)，病理診斷為原發(fā)性腎小球疾?。合的ぴ錾阅I小球腎炎19例，IgA腎病14例，腎小球輕微病變17例，局灶性節(jié)段性腎小球硬化2例，14例為微小病變，膜性腎病3例；繼發(fā)性腎小球疾?。鹤像靶阅I炎48例，狼瘡性腎炎3例；遺傳性腎小球疾?。?例為遺傳性腎小球疾病，2例Alport綜合征。穿刺后患兒肉眼血尿12例，超聲復(fù)查發(fā)現(xiàn)腎周血腫4例，他們均通過(guò)超聲檢測(cè)得到及時(shí)處理。

2 多模態(tài)超聲技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用

目前，應(yīng)用于兒童腎小球疾病的超聲檢查技術(shù)很多，但僅靠一種技術(shù)對(duì)腎小球疾病進(jìn)行診斷不能滿(mǎn)足臨床需求，聯(lián)合多種技術(shù)能全面評(píng)估兒童腎小球疾病的情況：二維、三維超聲能提供腎臟完美的解剖細(xì)節(jié)；CDFI、CDE、CEUS可以提供血流灌注信息，評(píng)價(jià)腎臟的排泄功能；彈性成像可以評(píng)價(jià)腎皮質(zhì)硬度；超聲引導(dǎo)下腎織活檢是確定腎臟病理類(lèi)型的唯一方法，但該法有創(chuàng)，不宜重復(fù)操作、無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病變發(fā)展過(guò)程[23]。故在臨床工作中，應(yīng)充分了解和掌握各種檢查技術(shù)的優(yōu)劣和適應(yīng)證，根據(jù)病情需要或進(jìn)行診斷、決策治療方案、預(yù)后評(píng)估、療效觀察等目的不同，選擇單獨(dú)或聯(lián)合多種超聲技術(shù)檢測(cè)手段，與臨床、實(shí)驗(yàn)室檢查相結(jié)合做到早期診斷和精準(zhǔn)診斷，這對(duì)遏制兒童腎小球疾病進(jìn)展、保護(hù)腎功能具有重要意義。

3 小 結(jié)

超聲影像技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已成為兒童腎小球疾病臨床診斷、治療必不可少的部分，但其對(duì)評(píng)價(jià)兒童腎小球疾病仍有許多不足之處：①由于此類(lèi)疾病的病理改變基本一致、常規(guī)超聲表現(xiàn)均為不同程度的腎實(shí)質(zhì)彌漫性病變，超聲新技術(shù)僅能提供腎臟血流灌注、組織硬度等參數(shù)評(píng)價(jià)腎臟功能受損的程度，對(duì)病因診斷鑒別意義不大。②目前的相關(guān)研究大部分為小樣本研究，缺乏長(zhǎng)期隨訪判定預(yù)后數(shù)據(jù)。需進(jìn)一步開(kāi)展多中心、前瞻性隨機(jī)對(duì)照大樣本研究。隨著高檔彩色多普勒超聲診斷軟件系統(tǒng)的不斷開(kāi)發(fā)更新，未來(lái)希望：①將人工智能引入超聲診斷中，應(yīng)用機(jī)器人操作采集、分析數(shù)據(jù)，發(fā)展新的計(jì)算法，提高圖像的分辨率，建立大數(shù)據(jù)庫(kù)，基于大數(shù)據(jù)庫(kù)的新型軟件分析和處理數(shù)據(jù)能對(duì)病因診斷提出新理念；②利用可視化彈性技術(shù)參數(shù)更加精細(xì)無(wú)創(chuàng)地評(píng)價(jià)腎實(shí)質(zhì)硬度；③靶向CEUS技術(shù)攜帶治療基因靶向作用于腎小球疾病病變部位[38]。這些多模態(tài)影像融合的推廣應(yīng)用，能提高超聲技術(shù)對(duì)兒童腎小球疾病檢查的精準(zhǔn)性、可重復(fù)性，從而為兒童腎小球疾病的診斷提供新的有效手段。