超聲彈性成像技術(shù)在兒童腎臟病中的應(yīng)用進(jìn)展

王羽晴 朱 琳 周 萍

超聲彈性成像（ultrasonic elastography，UE）技術(shù)是一種定性描述及定量測(cè)量生物組織彈性的超聲診斷技術(shù)，已在臨床應(yīng)用近三十年，最初用于無創(chuàng)性評(píng)價(jià)成人甲狀腺［1］、乳腺［2］、肝臟［3］等器官。隨著UE的不斷創(chuàng)新與完善，其逐漸應(yīng)用于成人慢性腎臟?。?］、糖尿病腎?。?］、腎移植［6］等腎臟疾病檢查中。近年來，UE在兒童疾病中的應(yīng)用日益增多，由于兒童皮下脂肪及肌肉較薄，提高了UE對(duì)腎臟檢測(cè)的可行性和準(zhǔn)確性。本文就UE在兒童腎臟病中的應(yīng)用及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、UE的原理及分類

UE通過探頭對(duì)不同組織施加一定的激勵(lì)（動(dòng)態(tài)或靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)），依據(jù)生物力學(xué)、彈性力學(xué)等物理規(guī)律，組織將產(chǎn)生位移、速度及應(yīng)變的分布等差異，通過采集被測(cè)組織某時(shí)間段內(nèi)各種差異所產(chǎn)生的不同信號(hào)，并將其進(jìn)行彩色編碼成像或測(cè)量相應(yīng)參數(shù)，從而直接或間接判斷組織內(nèi)部的彈性模量信息［7］。

參照2017年歐洲生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)會(huì)聯(lián)盟發(fā)布的指南［8］，將UE分為動(dòng)態(tài)彈性成像和準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像。其中，動(dòng)態(tài)彈性成像包括瞬時(shí)彈性成像（transient elastography，TE）、聲輻射力脈沖彈性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）及剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）；臨床較常用的準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像技術(shù)則為實(shí)時(shí)組織彈性成像（real-time tissue elastography，RTE）。目前，應(yīng)用于兒童腎臟的研究多采用ARFI和SWE。

二、正常兒童腎臟彈性參考值及影響因素

徐娟等［9］應(yīng)用ARFI檢測(cè)正常兒童腎皮質(zhì)彈性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)10歲前剪切波速度（shear wave velocity，SWV）隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，具體為：0～28 d為（1.61±0.19）m/s，29 d～<1歲為（1.69±0.42）m/s，≥1歲～<3歲為（1.99±0.43）m/s，≥3～<6歲為（2.20±0.41）m/s，≥6～<10歲為（2.46±0.45）m/s；10歲之后SWV稍下降：≥10～<18歲為（2.34±0.42）m/s。Xu等［10］也得出相似結(jié)果，還發(fā)現(xiàn)右腎皮質(zhì)SWV在測(cè)量中存在性別差異。?al??kan等［11］研究發(fā)現(xiàn)左腎皮質(zhì)SWV為2.1（2.0～2.8）m/s，右腎皮質(zhì)SWV為2.0（1.6～2.8）m/s。Grass等［12］對(duì)264例健康兒童進(jìn)行了ARFI檢查，結(jié)果顯示腎皮質(zhì)SWV與年齡、身高和體質(zhì)量均呈正相關(guān)（r=0.28、0.25、0.26，均P<0.001），與性別、體質(zhì)量指數(shù)、腎臟體積無相關(guān)性，且SWV測(cè)值在高頻與低頻探頭之間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），高頻探頭僅適用于<10歲的兒童。隨著年齡的增長(zhǎng)，兒童腎臟在形態(tài)和功能上隨之改變，因此成年人腎皮質(zhì)的正常SWV值及其參考范圍并不適用于兒童。UE技術(shù)有望成為評(píng)估兒童腎臟彈性的潛在工具。但目前關(guān)于正常兒童腎臟的彈性參考值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，且觀察者間和觀察者內(nèi)的可靠性尚待全面評(píng)估。

三、UE在兒童腎臟病中的應(yīng)用

1.UE在兒童慢性腎臟病中的應(yīng)用

目前關(guān)于UE在慢性腎臟病應(yīng)用的研究多集中在成人，關(guān)注重點(diǎn)是纖維化及血流灌注對(duì)腎臟的影響。與成人相比，慢性腎臟病患兒腎臟病變程度較輕，彈性模量值變化較小。高峰和蔣蘇齊［13］應(yīng)用SWE檢查40例健康兒童和40例慢性腎臟病患兒，結(jié)果顯示慢性腎臟病患兒的腎臟硬度大于健康兒童，且隨著病情的發(fā)展，腎皮質(zhì)楊氏模量值也隨之增加。這與Leong等［14］和Thanaboonnipat等［15］分別在成人慢性腎臟病和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的研究結(jié)果一致，認(rèn)為隨著慢性腎臟病的病情進(jìn)展，血管硬化、腎小球硬化和腎小管間質(zhì)損傷程度加重，腎皮質(zhì)楊氏模量值增加。然而，對(duì)于慢性腎臟病患兒的腎臟硬度變化，部分學(xué)者卻得出截然相反的結(jié)論。Bilgici等［16］前瞻性評(píng)估了38例慢性腎臟病患兒和30例健康兒童的腎實(shí)質(zhì)硬度，發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病患兒在慢性腎臟病1～5期的腎實(shí)質(zhì)SWV較健康兒童均顯著降低（均P<0.05），表明健康兒童的腎臟硬度大于慢性腎臟病患兒。目前關(guān)于慢性腎臟病患兒腎臟硬度變化趨勢(shì)尚無定論，但隨著病情進(jìn)展腎臟硬度下降的說法已經(jīng)引起了較多學(xué)者的高度關(guān)注，因?yàn)檫@與慢性肝病纖維化后硬度變化的結(jié)論相悖。Gandhi等［17］對(duì)此進(jìn)行了相關(guān)研究，認(rèn)為纖維化是影響慢性腎臟病患者腎臟硬度的重要因素之一，但血流對(duì)腎臟硬度的影響可能超過纖維化。

2.UE在兒童紫癜性腎炎（HSPN）中的應(yīng)用

目前關(guān)于UE在兒童HSPN中應(yīng)用的研究一致肯定了UE在兒童HSPN病理分級(jí)中的應(yīng)用價(jià)值。南彩玲等［18］應(yīng)用ARFI對(duì)HSPN患兒腎臟彈性進(jìn)行初步研究，發(fā)現(xiàn)不同病理類型HSPN患兒腎皮質(zhì)SWV與健康兒童及其組間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），還發(fā)現(xiàn)腎皮質(zhì)SWV值與腎小球?yàn)V過率呈負(fù)相關(guān)（r=-0.85，P=0.000），與血清肌酐呈正相關(guān)（r=0.86，P=0.000）。此外，南彩玲等［19］其他研究結(jié)果顯示，分別以1.70 m/s、1.97 m/s、2.33 m/s、2.62 m/s、2.85m/s作為診斷HSPN患兒病理分級(jí)Ⅰ～Ⅳ級(jí)的截?cái)嘀?，其敏感性分別為90%、100%、100%、90%、80%，特異性分別為87%、74%、84%、70%、80%。提示ARFI可為鑒別診斷HSPN不同病理類型提供較可靠的信息。李雪嬌等［20］對(duì)150例HSPN患兒和50例健康兒童均行SWE檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HSPN患兒病理分級(jí)Ⅲ～Ⅵ級(jí)的腎皮質(zhì)彈性模量值顯著高于健康兒童，且HSPN患兒HSPN病理分級(jí)與腎皮質(zhì)彈性模量值呈正相關(guān)（r=0.779，P<0.001）。駢林萍等［21］研究得出了相似的結(jié)果，病理分級(jí)Ⅲ～Ⅵ級(jí)的HSPN患兒腎皮質(zhì)SWV逐漸降低。由此可見，ARFI和SWE在診斷兒童HSPN病理分級(jí)方面有一定的價(jià)值，但無法評(píng)估病理分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)，原因可能是病理分級(jí)較低時(shí)患兒腎臟彈性未發(fā)生明顯改變。

3.UE在兒童腎病綜合征中的應(yīng)用

UE在兒童腎病綜合征中應(yīng)用的研究有限。楊雪等［22］應(yīng)用聲觸診組織定量分析技術(shù)測(cè)量了150例原發(fā)性腎病綜合征患兒和50例健康兒童的腎皮質(zhì)SWV，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中、重度纖維化組患兒腎皮質(zhì)SWV均高于對(duì)照組（均P<0.05），以2.84 m/s和3.02 m/s分別作為診斷中、重度纖維化的截?cái)嘀担涫茉囌吖ぷ魈卣髑€的曲線下面積高達(dá)0.93和0.96，敏感性分別為89.5%、92.9%，特異性分別91.3%、88.2%。Yang等［23］應(yīng)用SWE技術(shù)評(píng)估成人原發(fā)性腎病綜合征患者腎臟彈性和類固醇治療的有效性，發(fā)現(xiàn)類固醇敏感組腎實(shí)質(zhì)楊氏模量值均高于對(duì)照組和類固醇耐藥組（均P<0.05）。由此可見，SWE技術(shù)是一種潛在的無創(chuàng)定量檢測(cè)腎臟硬度的方法，可用于評(píng)估成人原發(fā)性腎病綜合征患者腎臟實(shí)質(zhì)的病理變化，評(píng)價(jià)類固醇治療的有效性，但其在兒童原發(fā)性腎病綜合征方面的應(yīng)用還有待進(jìn)一步探索。

4.UE在兒童泌尿系畸形中的應(yīng)用

與其他腎臟疾病相比，UE在兒童泌尿系畸形中的應(yīng)用相對(duì)較多。Reddy等［24］應(yīng)用ARFI檢查發(fā)現(xiàn)腎盂輸尿管連接部梗阻患兒的腎實(shí)質(zhì)SWV明顯高于健康兒童（P<0.05），且SWV在好轉(zhuǎn)、靜止、惡化這三種結(jié)局中呈遞增關(guān)系。Yoon等［25］研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)側(cè)腎臟相比，SWE測(cè)得腎盂輸尿管連接部梗阻側(cè)腎皮質(zhì)彈性值更高。而Habibi等［26］采用ARFI對(duì)25例經(jīng)手術(shù)治療的腎盂輸尿管連接部梗阻患兒、15例經(jīng)保守治療的腎盂輸尿管連接部梗阻患兒及16例健康兒童進(jìn)行前瞻性評(píng)估，結(jié)果顯示，與腎盂輸尿管連接部梗阻患兒比較，健康兒童腎實(shí)質(zhì)SWV值更高。分析其原因，可能與血液灌注和腎臟本身的復(fù)雜結(jié)構(gòu)有關(guān)。蔣映豐等［27］研究顯示腎盂輸尿管連接部狹窄、膀胱輸尿管返流和輸尿管結(jié)石這三種病因的患兒腎盂積水側(cè)腎實(shí)質(zhì)平均楊氏模量值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），而其他病因患兒腎實(shí)質(zhì)平均楊氏模量值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Dillman等［28］研究表明SWE無法鑒別兒童非梗阻性腎積水和梗阻性腎積水。由此可見，ARFI和SWE在兒童泌尿系畸形中的臨床應(yīng)用有待進(jìn)一步深入研究。

5.UE在兒童腎腫瘤中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)外尚無應(yīng)用UE對(duì)單獨(dú)兒童腎腫瘤的研究，已有報(bào)道均以兒童和成人共同作為研究對(duì)象。G?ya等［29］在評(píng)估ARFI鑒別腎臟良、惡性病變?cè)\斷性能的前瞻性研究中，應(yīng)用ARFI測(cè)量了60例（1～83歲）腎臟腫瘤患者的腎實(shí)質(zhì)SWV，結(jié)果表明腎臟良性病變與惡性病變的腎實(shí)質(zhì)SWV比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。Onur等［30］進(jìn)行了相似的研究，發(fā)現(xiàn)正常組織與腫瘤組織間的腎實(shí)質(zhì)彈性差異較大，且惡性腫瘤的彈性是良性腫瘤的2.8倍。分析其原因，可能是有絲分裂增加而導(dǎo)致細(xì)胞增多。但Aydin等［31］研究發(fā)現(xiàn)腎臟惡性腫瘤的腎實(shí)質(zhì)彈性值略高于良性腫瘤（約1.6倍），可能與不同研究所使用的設(shè)備不同有關(guān)。由此可見，ARFI和SWE在區(qū)分腎臟良性病變與惡性病變方面有一定的優(yōu)勢(shì)，今后有待更多研究來證明UE在兒童腎腫瘤中的應(yīng)用可靠性及準(zhǔn)確性。

四、UE在兒童腎臟病中應(yīng)用的局限性

UE在兒童腎臟病中的應(yīng)用有一定局限性：①檢測(cè)腎臟硬度受諸多因素干擾，包括肥胖、呼吸運(yùn)動(dòng)幅度大、大血管搏動(dòng)等，有關(guān)UE的臨床應(yīng)用研究有待進(jìn)一步探討，減少相關(guān)因素的影響；②在研究對(duì)象方面，UE要求患兒配合度較高，而部分年齡較小的兒童無法配合醫(yī)師檢查，限制了UE對(duì)兒童的應(yīng)用；③研究疾病種類有限，且多集中于小樣本量患者或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，期望后續(xù)大樣本的前瞻性臨床研究可以提供更多信息。

綜上所述，UE技術(shù)在兒童腎臟疾病中的應(yīng)用尚處于初步研究階段，如何規(guī)范其腎臟超聲彈性值的測(cè)量、建立兒童腎臟彈性正常參考值是亟待解決的問題。盡管UE在評(píng)估兒童腎臟彈性上還存在諸多不足，但在兒童腎臟硬度測(cè)量中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以定量反映腎臟的彈性特征。相信隨著研究的深入和技術(shù)的改進(jìn)，UE在兒童腎臟疾病方面的評(píng)估勢(shì)必會(huì)擁有良好的應(yīng)有前景。