橫波彈性成像對糖尿病腎病腎纖維化的診斷價值

鄭沙沙，曾維佳，張旭勝，李 霞，張 弛

（成都市郫都區(qū)人民醫(yī)院，成都611730）

0 引言

糖尿病腎?。╠iabetic kidney disease，DKD）是糖尿病最嚴重的合并癥之一，主要臨床表現(xiàn)為蛋白尿、腎小球濾過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）下降、血壓升高和腎衰竭等[1-2]。而晚期DKD 可出現(xiàn)腎纖維化等形態(tài)學上改變，是終末期腎?。╡nd-stage renal disease，ESRD）的主要病因[3]。盡管DKD 可以通過常規(guī)生化測試來評估病情，例如尿蛋白和血清肌酐水平等指標，但腎纖維化程度的評估仍需要腎臟穿刺活檢，而穿刺創(chuàng)傷較大、取樣范圍小、費用較高，且腎穿刺活檢后還會出現(xiàn)多種并發(fā)癥，嚴重者可致腎功能不全[4-5]。因此，臨床上急需一種非侵入性方法以評估DKD 患者腎纖維化嚴重程度，特別對單腎DKD 或接受抗凝治療的患者，這部分患者通常應避免進行腎臟活檢。傳統(tǒng)的二維及彩色多普勒超聲僅能反映腎血流量、皮質(zhì)厚度及回聲強度等參數(shù)，可對腎囊腫、結石等病變進行有效診斷，但對于腎纖維化的診斷價值仍有限，而橫波彈性成像技術的出現(xiàn)彌補了傳統(tǒng)超聲的不足。由于腎纖維化進程中病理性纖維基質(zhì)在腎小管及小管周圍毛細血管間隙沉積，在疾病發(fā)展過程中可造成腎臟實質(zhì)彈性的改變，為橫波彈性成像技術診斷腎纖維化提供了病理基礎[6]。雖然近年來對于橫波彈性成像技術用于腎纖維化的診斷已有相關報道，但對于糖尿病腎病患者腎纖維化診斷價值方面的研究較少。本研究旨在進一步明確橫波彈性成像技術對DKD 患者腎纖維化診斷的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016 年1 月至2018 年8 月在我院接受治療的DKD 腎纖維化患者52 例（觀察組）及同期健康體檢者52 例（對照組）進行研究。對照組：男29 例、女23 例；年齡48～69 歲，平均（59.73±9.55）歲。觀察組：男30 例、女22 例；年齡51～68 歲，平均（60.26±9.62）歲。2 組性別、年齡對比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。納入標準：（1）觀察組患者符合《中國成人糖尿病腎臟病臨床診斷的專家共識》[7]中的相關診斷且慢性腎臟病分期（chronic kidney disease，CKD）為3～4 期并經(jīng)穿刺活檢病理確診為腎纖維化；（2）患者神志清醒，與醫(yī)護人員交流無障礙；（3）患者已簽署知情同意書。排除標準：（1）乙肝相關性腎病患者；（2）高血壓腎病患者；（3）原發(fā)性腎小球腎炎患者；（4）急性腎炎綜合征患者。

1.2 方法

所有DKD 患者均接受糖尿病治療，12 名（23.1%）接受口服糖尿病藥物治療，40 名（76.9%）接受胰島素皮下注射治療。對受試者日尿蛋白量進行檢測，使用簡化腎臟病飲食改良公式[6]換算成eGFR。對所有受試者采用飛利浦iU22 xMATRIX 超聲系統(tǒng)和基于聲脈沖輻射力成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）技術檢查，采用C5-1 凸探頭（頻率5 MHz）常規(guī)超聲成像用于常規(guī)腎掃描和橫波彈性成像。在圖像采集之后，屏幕立即顯示圖像和測量結果，包括平均值和中值以及以壓力表示的偏差。如果測量可靠性低，則顯示0.00 kPa。以kPa 表示的彈性值（E）使用以下公式計算：

其中，Vs為剪切波傳播速度，單位為m/s；ρ 為組織密度，人體中 ρ 的近似值為1g/cm3，血液中 ρ 為1.0428g/cm3，脂肪中 ρ 為0.909 4 g/cm3，肌肉中 ρ 為1.059 9 g/cm3。

影像學檢查包括常規(guī)超聲和橫波彈性成像檢查，由同一名經(jīng)驗豐富的超聲科醫(yī)師進行，患者取仰臥位、右側(cè)臥位和左側(cè)臥位進行檢查，檢查時要求患者屏住呼吸，檢查時間為20～30 min。在進行腎臟橫波彈性成像之前，使用常規(guī)超聲檢查腎臟以檢測腎臟基礎病變，記錄每個右腎和左腎的長度及寬度。在2個腎臟腎極之間的10 個位置處測量皮質(zhì)厚度，將10 次測量的平均值作為最終測量結果（單位：mm）。在2 個腎臟腎極之間的10 個位置處進行皮質(zhì)硬度的彈性測量，將10 次測量的平均值作為最終測量結果（單位：kPa）。感興趣區(qū)域（region of interest，ROI）可以放置在任何地方，但要求在＜8 cm 的深度。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料采用χ2檢驗，計量資料采用t 檢驗，相關性分析采用Pearson 分析，均以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2 組受試者一般情況對比

觀察組體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、糖化血紅蛋白及尿蛋白量均明顯高于對照組，eGFR 明顯低于對照組（P＜0.05）。結果見表1。

表1 2 組受試者一般情況對比

2.2 2 組受試者常規(guī)超聲參數(shù)及橫波彈性成像參數(shù)對比

2 組腎長、腎寬差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；觀察組皮質(zhì)厚度明顯低于對照組，皮質(zhì)硬度明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；2 組不同性別組內(nèi)對比皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)硬度差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。詳見表2。典型病例的超聲成像與橫波彈性成像如圖1 所示。

表2 2 組受試者常規(guī)超聲參數(shù)及橫波彈性成像參數(shù)對比

圖1 超聲成像及橫波彈性成像圖

2.3 不同CKD 分期患者參數(shù)對比

CKD3 期患者eGFR 及皮質(zhì)厚度明顯高于CKD4期患者，尿蛋白及皮質(zhì)硬度明顯低于CKD4 期患者（P＜0.05）。結果見表3。

2.4 相關性分析

在患有DKD 的患者中，皮質(zhì)硬度與eGFR（r=-0.495，P＜0.001）（如圖2 所示）和皮質(zhì)厚度（r=-0.325，P＜0.001）呈負相關（如圖3 所示）；皮質(zhì)硬度與每日尿蛋白量呈正相關（r=0.645，P ＜0.001）（如 圖4 所示）；每日尿蛋白量與eGFR 呈負相關（r=-0.705，P＜0.001）（如圖5 所示）；皮質(zhì)厚度與每日尿蛋白量呈顯著負相關（r=-0.691，P＜0.001）（如圖6 所示），與eGFR 呈顯著正相關（r=0.829，P＜0.001）（如圖7 所示）。

表3 不同CKD 分期患者參數(shù)對比

3 討論

目前使用腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制劑對高血糖和高血壓的治療降低了進展性腎病的風險，但DKD 仍然是終末期腎病的主要原因[8-10]。高血糖和高血脂在內(nèi)的代謝異?？赡墚a(chǎn)生糖化脂質(zhì)和活性氧，導致炎性細胞因子和促纖維化因子的產(chǎn)生，這些可能造成系膜、內(nèi)皮和上皮損傷，最終導致腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化的發(fā)展而引起DKD[11-12]。腎臟活檢仍然是診斷腎臟慢性形態(tài)學變化的金標準，但這種方法是一種侵入性且昂貴的手術，需要住院治療，并可能與各種風險相關[13]。腎臟活檢后容易出現(xiàn)多種并發(fā)癥及特別嚴重的出血，有時還需要定期重復活檢以監(jiān)測疾病進展[14]。雖然橫波彈性成像在腎臟中的應用研究較少，但該方法已成為評估其他器官的有用且實用的方法。例如，雖然肝活檢長期以來一直是評估肝臟慢性形態(tài)學變化程度的金標準，但橫波彈性成像已被用于肝纖維化的診斷[15]。此外，橫波彈性成像還被用于評估乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、睪丸癌、甲狀腺癌等疾病的病理過程。因人類腎臟深度較肝臟更深，評估其腎臟彈性更加困難。在對大鼠和家兔的動物研究顯示，腎皮質(zhì)硬度和腎纖維化改變之間、皮質(zhì)硬度增加和腎功能下降之間存在直接相關性[16]。

圖2 皮質(zhì)硬度與eGFR 相關性分析

圖3 皮質(zhì)硬度與皮質(zhì)厚度相關性分析

圖4 皮質(zhì)硬度與每日尿蛋白量相關性分析

圖5 eGFR 與每日尿蛋白量相關性分析

圖6 每日尿蛋白量與皮質(zhì)厚度相關性分析

圖7 eGFR 與皮質(zhì)厚度相關性分析

本研究發(fā)現(xiàn)：與健康個體相比，CKD3 期和CKD4 期DKD 患者的皮質(zhì)硬度明顯增高，且與eGFR 呈負相關。上述研究表明橫波彈性成像可以作為一種非侵入性、簡單、成本較低且可靠的成像技術，可以定量評估晚期DKD皮質(zhì)纖維化的程度。相比之下，常規(guī)超聲和其他的成像方法（包括CT 和MRI）對于慢性形態(tài)學變化的嚴重程度的評估不是定量的，并且對于這些CKD 分期之間的區(qū)分沒有相關性。CKD 的分期基于eGFR 的下降程度和腎損傷標志物的存在，而不是直接檢查腎組織，這些標志物包括尿蛋白排泄異常、尿液沉積物、電解質(zhì)、活組織檢查獲得的腎組織病理變化、影像異常和腎移植史[17]。通過橫波彈性成像獲得的定量信息能夠更準確地評估與DKD進展相關的慢性形態(tài)學變化[18]。此外，橫波彈性成像與eGFR 及尿蛋白量等定量的腎損傷標記物聯(lián)合可用于區(qū)分CKD 等級。使用橫波彈性評估腎硬度及其與天然腎功能關系的研究較少，有研究評估了CKD 患者的腎臟彈性，結果表明使用基于ARFI 技術的實時剪切波彈性成像（shear wave elastrography，SWE）可用于評估DKD 患者腎臟形態(tài)學改變[19]。但該研究缺乏組織學樣本，未進行腎臟活檢并且DKD 的診斷基于蛋白尿的存在和/或腎功能降低。另有研究發(fā)現(xiàn)健康對照組和DKD 患者以及不同蛋白尿水平的腎實質(zhì)的彈性具有顯著差異[20]。上述2 項研究的結果表明，使用基于ARFI 技術的橫波彈性成像可以區(qū)分DKD 中的腎臟彈性變化。本研究的結果顯示橫波彈性成像不僅可以區(qū)分DKD 中的CKD 分期，還顯示橫波彈性成像檢測參數(shù)皮質(zhì)硬度與eGFR 呈負相關，與每日尿蛋白量呈正相關，皮質(zhì)厚度與每日尿蛋白量呈顯著負相關，與eGFR 呈顯著正相關。因此，橫波彈性成像可以被認為是一種額外的非侵入性和更準確的工具，可用于評估慢性形態(tài)學變化的嚴重程度，并有助于更好地跟進DKD 的進展。

綜上所述，晚期DKD 腎纖維化患者橫波彈性成像中皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)硬度參數(shù)與健康人群差異顯著，且在不同CKD 分期患者中亦有顯著差異，并與每日尿蛋白量及eGFR 顯著相關，可用于DKD 腎纖維化的診斷。本研究為單中心研究，樣本量較小，且因倫理的考慮沒有研究人群的實時腎組織病理學樣本，最大檢測深度僅為8 cm，限制了橫波彈性成像方法的使用，下一步將增加樣本量并進行多中心研究。