超聲剪切波組織定量技術(shù)對慢性腎臟病診斷及分期的價值*＊

謝 青，董 婷，牟 怡，段慶紅＊

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴州貴陽 550004;2.貴州省人民醫(yī)院超聲科，貴州貴陽 550002)

慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)是指各種原因引起的慢性腎臟結(jié)構(gòu)和功能障礙(要求腎臟損害病史超過3個月)［1］，其患病率逐年上升，CKD早中期因其極高的隱匿性，導(dǎo)致病情的延誤，直接增加了并發(fā)癥發(fā)生的機(jī)率及死亡率［2］。進(jìn)行性發(fā)展的腎臟纖維化是CKD發(fā)展至終末期的共同病理特征［3］，故CKD患者與健康成年人的腎臟組織之間存在著彈性上的差異。超聲剪切波組織定量技術(shù)(elasto point quantification，Elasto PQ)通過采集組織內(nèi)的低頻剪切波的傳播速度值(shear wave velocity，SWV)，可用以評價感興趣區(qū)域組織的彈性狀況，該技術(shù)在肝臟、乳腺、甲狀腺等臟器中運(yùn)用較為廣泛。由于腎臟結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及受多種因素影響大的原因，Elasto PQ技術(shù)使用于腎臟的各項研究中得到的結(jié)論不一，Elasto PQ技術(shù)與CKD臨床分期相關(guān)性的研究相對較少［4］。本研究應(yīng)用Elasto PQ測量CKD患者腎皮質(zhì)彈性的楊氏模量值，與CKD臨床診斷及分期進(jìn)行對照，探討其在CKD中的臨床應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

2017年1月～12月確診的144例CKD的患者作為CKD組，其中男76例、女68例，平均年齡(39.64±11.60)歲。入組標(biāo)準(zhǔn):(1)CKD病程超過3個月者;(2)嚴(yán)格依照《K/DOQI慢性腎臟病臨床實踐指南》進(jìn)行分期，其中CKD1期43例、2期39例、3期30例、4期18例、5期14例;(3)經(jīng)血清肌酐(serum creatinine，Scr)、血清尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)水平檢測。剔除標(biāo)準(zhǔn):年齡＜18歲的未成年人，一般情況差以及妊娠、哺乳期婦女，各種急性腎臟疾病者，腎結(jié)核、腎臟占位、腎血管病變者，腎移植術(shù)后、先天性孤腎或重度腹水者，腎臟積水、腎臟內(nèi)多發(fā)結(jié)石或海綿腎者。同時選擇2017年5月～7月體檢的健康成年人31例為對照組，其中男15例，女16例，平均年齡(38.16±13.10)歲。

1.2 方法

運(yùn)用Philips EPIQ5彩色超聲診斷儀，選擇腹部探頭C5－1，探頭頻率為5～1 MHz，對每一例受檢者進(jìn)行Elasto PQ檢查(如圖1)。囑受檢者取左側(cè)臥位，確定腎臟的最大長軸切面，探頭方向與該切面保持垂直并固定，選擇“Elasto”模式以啟動超聲剪切波，嚴(yán)格控制取樣框與皮膚的距離，深度小于6 cm;將取樣框置于腎臟中部皮質(zhì)，囑受檢者屏住呼吸，圖像穩(wěn)定之后，測量其楊氏模量值，同一受檢者同一部位重復(fù)測量5次有效值，并取平均值記錄，單位為kPa。

圖1 腎臟皮質(zhì)的楊氏模量值Fig.1 Young＇s modulus value of renal cortical

1.3 觀察指標(biāo)

比較對照組與CKD組各期的楊氏模量值，繪制受試者特征(ROC)曲線，觀察Elasto PQ對CKD的診斷價值，并分析楊氏模量值與GFR的相關(guān)性。根據(jù)腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)對CKD組患者進(jìn)行分期，受檢者需禁飲、禁食12 h以上，抽取清晨空腹時的靜脈血5 mL送檢，檢測受檢者的BUN及Scr水平;該檢測與超聲檢查間隔時間需＜3 d，若為血液透析的患者，需停止透析一周后抽血送檢。記錄患者的年齡、體質(zhì)量、性別，使用改良簡化版 MDRD方程對 GFR進(jìn)行估算［5］。根據(jù)美國腎臟病基金會K/DOQI專家組對慢性腎臟病分期的建議進(jìn)行CKD分期［6］:已有腎臟損害，GFR正?；蛏撸?0 mL/(min·1.73 m2)為1期;GFR輕度下降，60～89 mL/(min·1.73 m2)為2期;GFR中度下降，30～59 mL/(min·1.73 m2)為3期;GFR嚴(yán)重下降，15～29 mL/(min·1.73 m2)為4期;腎衰竭期，GFR＜15 mL/(min·1.73 m2)為5期。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，且通過方差齊性檢驗，兩組間差異比較采用兩獨立樣本資料的t檢驗，計數(shù)資料采用卡方檢驗進(jìn)行比較;應(yīng)用收集到的楊氏模量值繪制ROC曲線，計算Elasto PQ對CKD的診斷價值;Spearman相關(guān)分析法分析楊氏模量值與GFR的關(guān)系。檢驗水準(zhǔn)為P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

對照組、CKD組及CKD各期受檢者性別、年齡比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。見表1。

表1 對照組、CKD組及CKD各期受檢者性別及年齡比較Tab.1 Comparison of gender and age between the control group and the CKD group

2.2 楊氏模量值

CKD組的楊氏模量值較對照組升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。CKD1期與CKD2期組間、CKD4期與CKD5期組間的楊氏模量值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。通常認(rèn)為，當(dāng)CKD患者GRF＜60 mL/min時，腎臟損害嚴(yán)重，故參考文獻(xiàn)［7］將CKD3～5期合并視為中晚期組(n=62)與CKD1～2期合并視為早期組(n=82)，中晚期組楊氏模量值為(12.30±2.86)kPa，明顯高于早期組的(7.48±2.16)kPa，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。見表2。

表2 對照組、CKD組及CKD各期受檢者楊氏模量值比較(±s)Tab.2 Comparison of Young＇s modulus value between the control group and the CKD group from period 1 to period 5

表2 對照組、CKD組及CKD各期受檢者楊氏模量值比較(±s)Tab.2 Comparison of Young＇s modulus value between the control group and the CKD group from period 1 to period 5

(1)與對照組比較，P＜0.05

組別 n 楊氏模量值(kPa)對照組31 4.75±1.13 CKD組 144 9.69±3.38(1)CKD1期組 43 7.56±1.88(1)CKD2期組 39 7.85±2.47(1)CKD3期組 30 11.21±2.92(1)CKD4期組 18 13.32±2.53(1)CKD5期組 14 13.34±2.38(1)

2.3 Elasto PQ對CKD的診斷價值

運(yùn)用收集到的楊氏模量值繪制ROC曲線，圖2。ROC曲線下面積(AUC)為0.889，AUC的95%可信區(qū)間為(0.814，0.964)，約登指數(shù)最大為0.672，該點對應(yīng)的平均楊氏模量值為5.175 kPa，靈敏度為93.0%，特異度為74.2%。

圖2 175例受檢者楊氏模量值診斷CKD的ROC曲線Fig.2 The ROC curve of Young＇s modulus value of 175 participants

2.4 楊氏模量值與GFR的相關(guān)性

對CKD組患者的楊氏模量值與GFR作Spearman相關(guān)分析，統(tǒng)計結(jié)果顯示兩者之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為－0.693(P＜0.01)，見圖3。

3 討論

由于CKD患病率高、知曉率低、并發(fā)癥多、預(yù)后不良以及治療費用十分高昂，因此被稱為“沉默的殺手”［7－8］。故努力提高 CKD 的防治水平，已經(jīng)成為刻不容緩的醫(yī)療問題。提高其防治水平的重要前提是提高其早期診斷率。

圖3 楊氏模量值與GFR的相關(guān)性的Spearman相關(guān)分析Fig.3 The spearman correlation diagram between Young＇s modulus and GFR

Elasto PQ是飛利浦公司新推出的超聲彈性成像技術(shù)，其基于聲輻射力脈沖彈性成像原理，可通過檢測組織的SWV以反映組織彈性相關(guān)的信息，并結(jié)合了瞬時彈性成像的優(yōu)點，通過公式計算出組織以 kPa為單位的楊氏模量值E［9］。其計算公式為外界壓力和組織應(yīng)變的比值［10］。楊氏模量作為剪切波彈性成像測量的參數(shù)，可直接客觀的反映組織彈性程度。楊氏模量值大說明組織順應(yīng)性差，即彈性差，楊氏模量值小則反之。隨著CKD病情的發(fā)展，腎臟結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變，發(fā)生進(jìn)展的、不完全可逆的病理變化，彌漫性的腎臟纖維化是CKD向終末期，即尿毒癥期發(fā)展的主要病理基礎(chǔ)及共同途徑，從而引起腎纖維化程度的逐步加重、順應(yīng)性的降低、彈性的下降以及硬度的增加。早期腎臟纖維化是可逆轉(zhuǎn)或可部分逆轉(zhuǎn)的，因此早期發(fā)現(xiàn)并診斷腎臟纖維化，及早對其進(jìn)行干預(yù)是防止或減緩CKD進(jìn)展的重點。在腎臟病學(xué)領(lǐng)域，彈性成像已經(jīng)運(yùn)用于評估移植腎和自體腎的實質(zhì)彈性。

對照組與CKD組性別、年齡差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，排除了性別、年齡對本次研究造成的誤差。目前研究已經(jīng)表明年齡、膀胱壓力、測量腎臟深度等因素對腎臟的彈性值有一定的影響，性別對腎臟彈性值的影響不具有統(tǒng)計學(xué)意義［11－12］。本研究囑患者檢查前排空膀胱并針對每個入組的受檢查者的超聲儀器設(shè)定條件，確保深度一致，目的是將膀胱壓力及腎臟深度的影響降到最低。隨著年齡的增長，腎臟的生理結(jié)構(gòu)亦會發(fā)生變化，不同年齡段的健康人其楊氏模量值應(yīng)該會有一定差異［13］，而本研究中年齡不具有相關(guān)性的原因考慮是對照組與CKD組的取樣年齡相對較集中。

對照組與CKD組、CKD 1～5期各組之間的楊氏模量值比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，提示Elasto PQ能夠區(qū)分健康人群與CKD患者的腎皮質(zhì)彈性，最佳分界點為5.175 kPa，對臨床診斷CKD有一定的參考價值，降低了漏診率。ROC曲線的靈敏度為93.0%，特異度為74.2%，表明其具有較高的診斷價值，此結(jié)果與之前國內(nèi)外學(xué)者的報道一致［14－15］。CKD1 期與 CKD2 期組間、CKD4 期與CKD5期楊氏模量值組間差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，考慮疾病進(jìn)展是一個循序漸進(jìn)的連續(xù)性的過程，相鄰分期之間尚無確切的界限，CKD1、2期處于病變的初級階段，腎臟受損程度輕微，組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)尚未出現(xiàn)明顯的改變，相對而言腎臟的纖維化程度低，所以未見明顯的差異性。CDK1～2期合并與CKD3～5期合并比較，楊氏模量值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，故可初步認(rèn)為Elasto PQ能夠區(qū)別出CKD早期與CKD中晚期，同時也說明在一定程度上楊氏模量值能夠反應(yīng)出腎臟病變的程度，為臨床早期診斷CKD提供了一個新的方式。CKD1～5期患者腎皮質(zhì)的楊氏模量值較對照組均增高，且楊氏模量值越大，腎臟病變越嚴(yán)重，該結(jié)果與我國學(xué)者彭凌燕等［16］的研究結(jié)果相似。

CKD組患者依照《K/DOQI慢性腎臟病臨床實踐指南》進(jìn)行分期。該指南基于GFR制定的分期標(biāo)準(zhǔn)提高了臨床對于CKD的早期治療干預(yù)率，被國際認(rèn)可并使用至今［17］。GFR不能直接測定，只能通過某種標(biāo)志性物質(zhì)的腎臟清除率或血漿清除率來推測。目前，我國使用較多的是2006年我國eGFR課題協(xié)助組改良簡化的MDRD公式，其通過Scr、年齡、性別、種族估算GFR，精確性有所提高。本研究中CKD組的楊氏模量值與GFR之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著楊氏模量值增高、腎組織硬度增加，GFR降低，該研究結(jié)果與Remuzzi［18］等的結(jié)論相似，其認(rèn)為腎纖維化損害程度，即腎組織硬化程度與腎功能損害程度密切相關(guān)。

綜上所述，Elasto PQ能夠提高早期CKD的診斷率、診斷靈敏度及特異度。本次研究的局限性:血流灌注對腎臟彈性具有一定的影響，本次研究未將其納入;Elasto PQ無法評估深度超過8 cm的組織彈性;測量結(jié)果受到呼吸動度的影響，對此項干擾尚無具體的衡量指標(biāo);取樣框大小無法調(diào)節(jié)，使用于兒童及萎縮的腎臟組織受限。以上局限性尚待進(jìn)一步的研究分析及解決。