超聲造影評(píng)估慢性腎病1-3期病人臨床及病理改變的應(yīng)用價(jià)值研究

張夢(mèng)瑞 張妍 王芹 趙靜雯 張競(jìng)亓 張杰

慢性腎病(chronic kidney disease，CKD)已成為全球性的公共健康問(wèn)題，我國(guó)成人CKD的發(fā)病率高達(dá)10.8%[1]。CKD的發(fā)生、發(fā)展與腎臟血流灌注減低密切相關(guān)，但目前尚缺乏安全、有效的影像學(xué)檢查手段對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）可以動(dòng)態(tài)觀察靶器官的微循環(huán)灌注情況，并能對(duì)血流信息進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。既往研究對(duì)CKD早期病人的腎皮質(zhì)血流狀況進(jìn)行CEUS定量分析，顯示CEUS參數(shù)有助于區(qū)分對(duì)照組與CKD早期病人[2-3]，但使用CEUS參數(shù)評(píng)估CKD病理改變并從臨床和病理兩方面對(duì)CKD綜合評(píng)估的研究仍然較少。本研究通過(guò)對(duì)CKD不同分期病人CEUS參數(shù)的比較分析，旨在探討CEUS評(píng)估CKD臨床及病理改變的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性選取2020年8月—2022年1月天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院腎內(nèi)科住院的CKD 1-3期病人60例，男31例，女29例，年齡18~78歲，平均（40.3±14.3）歲。均經(jīng)腎臟穿刺活檢明確病理結(jié)果且擬行穿刺側(cè)腎臟CEUS檢查。納入標(biāo)準(zhǔn)：①體質(zhì)量指數(shù)（BMI）為18.5~28.0 kg/m2；②病人實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)指標(biāo)包括血清肌酐（serum creatinine，SCr）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）；③無(wú)對(duì)比劑過(guò)敏、嚴(yán)重的心肺疾病、妊娠或哺乳期等CEUS檢查禁忌證。排除標(biāo)準(zhǔn)：①呼吸配合不佳者；②影像質(zhì)量較差者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（IRB2021-YX-159-01），CEUS檢查前所有病人均知情同意。

1.2 病人分期 使用2009年發(fā)布的基于SCr的CKD流行病學(xué)合作（CKD－EPI）公式估算腎小球?yàn)V過(guò)率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）[4]，并根據(jù)美國(guó)國(guó)家腎臟基金會(huì)-腎臟病預(yù)后質(zhì)量倡議（NKF-K/DOQI）中的CKD分期標(biāo)準(zhǔn)[5]對(duì)病人進(jìn)行分期，其中1期39例、2期13例、3期8例。

1.3 設(shè)備與方法 采用GE LOGIQ E8彩色超聲診斷儀，探頭型號(hào)C 1-6。常規(guī)超聲檢查選取朝向腎門(mén)的最大縱切面為觀察切面，測(cè)量穿刺側(cè)腎臟長(zhǎng)徑及腎皮質(zhì)厚度（腎錐體前緣與腎被膜之間的距離）。CEUS檢查在穿刺側(cè)腎臟完成，將機(jī)械指數(shù)調(diào)至0.12，增益值設(shè)置為30～33。囑病人平穩(wěn)緩慢呼吸，開(kāi)啟造影模式，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注法手動(dòng)推注2 mL對(duì)比劑（聲諾維：SonoVue，瑞士Bracco Suisse SA，國(guó)藥準(zhǔn)字號(hào)J20180005；配比：59 mg/5 mL鹽水），之后立即推注5 mL生理鹽水沖管，記錄動(dòng)態(tài)圖像。

1.4 CEUS參數(shù)分析 采用SonoLiverR定量分析軟件（德國(guó)Tomtec公司和意大利Bracco公司合作開(kāi)發(fā)）對(duì)CEUS動(dòng)態(tài)資料進(jìn)行后處理。在CEUS影像上選取興趣區(qū)（ROI）（圖1）：①邊界ROI，界定分析ROI與參考ROI的選取范圍；②分析ROI，選取在與探頭垂直的腎皮質(zhì)區(qū)域；③參考ROI，選取在腎包膜上方無(wú)灌注區(qū)域。必要時(shí)使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以減少呼吸對(duì)ROI位置的影響。采用機(jī)器內(nèi)置函數(shù)獲得分析ROI的時(shí)間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve，TIC）并測(cè)量相關(guān)定量參數(shù)，包括上升時(shí)間（rise time，RT）、達(dá)峰時(shí)間（TTP）、峰值強(qiáng)度(maximum intensity，Imax)、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）、曲線下面積（AUC）、曲線上升支斜率（A）、曲線下降支斜率（α）。每個(gè)參數(shù)均測(cè)量3次取平均值，擬合質(zhì)量（quality of fit，QOF）需≥75%。

圖1 ROI的選取。圖中藍(lán)色、綠色和黃色曲線內(nèi)區(qū)域分別為邊界ROI、分析ROI和參考ROI。

1.5 病理學(xué)評(píng)分 組織學(xué)標(biāo)本由2名病理科醫(yī)師根據(jù)腎小球硬化、腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化程度進(jìn)行評(píng)分，意見(jiàn)不一時(shí)協(xié)商確定。①腎小球硬化（病變占總小球的比例）評(píng)分：0分，未見(jiàn)明顯硬化；1分，＜25%；2分，25%～50%；3分，＞50%。②腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化（病變占總小管/間質(zhì)的比例）評(píng)分：0分，未見(jiàn)明顯萎縮與纖維化；1分，＜25%；2分，25%～50%；3分，＞50%。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.00軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以（±s）表示，3組間比較采用單因素方差分析；非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)[M（P25，P75）]表示，3組間比較采用Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)；進(jìn)一步兩兩比較均采用Bonferroni校正。計(jì)數(shù)資料以例（%）表示。CEUS參數(shù)與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)、病理評(píng)分的相關(guān)性分析采用Pearson或Spearman秩相關(guān)分析。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3 期CKD病人實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及超聲測(cè)量結(jié)果比較1-3期CKD病人的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。隨著CKD分期增高，SCr、BUN均逐漸增高，eGFR逐漸減低（均P＜0.05）。1-3期CKD病人的CEUS測(cè)量結(jié)果中Imax和A值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），2、3期病人的Imax值均低于CKD 1期（P＜0.05），3期病人的A值低于1期病人（P＜0.05）。1-3期病人的其他超聲測(cè)量結(jié)果間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05），詳見(jiàn)表1。

表1 不同分期CKD病人的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)及超聲測(cè)量結(jié)果比較

2.2 CKD病人Imax、A值與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性分析Imax值與SCr、BUN呈負(fù)相關(guān)（分別r=-0.350，P=0.006；r=-0.476，P<0.001），與eGFR呈正相關(guān)（r＝0.485，P<0.001）；A值與eGFR呈正相關(guān)（r＝0.278，P=0.031）。見(jiàn)圖2。

圖2 Imax、A值與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性分析散點(diǎn)圖

2.3 CKD病人Imax、A值與病理評(píng)分的相關(guān)性分析CEUS參數(shù)中，Imax值與腎小球硬化評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（r＝-0.493，P<0.001），見(jiàn)表2。Imax、A值與腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（分別r=-0.398，P=0.002；r=-0.283，P=0.029），見(jiàn)表3。

表2 腎小球硬化評(píng)分與Imax、A值的相關(guān)性

表3 腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化評(píng)分與Imax、A值的相關(guān)性

3 討論

CKD指各種原因?qū)е碌哪I臟損傷或腎功能下降，隨著病情的進(jìn)展，部分病人甚至發(fā)展為終末期腎病。因此，對(duì)CKD進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)、合理干預(yù)有助于減緩疾病進(jìn)程，降低終末期腎病的發(fā)生率。目前，臨床常用的無(wú)創(chuàng)評(píng)價(jià)腎病進(jìn)展的方法中，實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)存在一定的滯后性[6-7]，核醫(yī)學(xué)檢查有放射性，CT、MRI對(duì)比劑有腎毒性。超聲具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)，但常規(guī)超聲測(cè)量的指標(biāo)，如腎臟大小、皮質(zhì)厚度等特異性較差。本研究中，不同分期CKD病人之間的常規(guī)超聲測(cè)量結(jié)果無(wú)明顯差異。

近年來(lái)，CEUS技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)超聲由形態(tài)學(xué)成像向功能性成像發(fā)展[8]。在一定濃度范圍內(nèi)，對(duì)比劑的信號(hào)強(qiáng)度能真實(shí)反映組織器官內(nèi)的血流灌注水平。CEUS技術(shù)能夠量化血流灌注信息，顯示灌注水平之間的差異，因而被廣泛應(yīng)用于各種腎臟疾病的評(píng)估[9]。既往研究使用CEUS評(píng)估腎臟血流灌注情況的對(duì)比劑劑量多為1~1.7 mL[2，10-11]，但本研究使用的機(jī)型為GE LOGIQ E8，采用CHI技術(shù)，造影參數(shù)中機(jī)械指數(shù)為0.12，破泡率較高，為滿(mǎn)足定量分析的需要，參考李等[12]的研究，使用了2 mL對(duì)比劑。

3.1 CEUS參數(shù)評(píng)估不同分期CKD病人的價(jià)值 腎病的發(fā)生發(fā)展與腎臟血流灌注的異常密切相關(guān)。隨著病情的發(fā)展，腎小球硬化程度加重，有效腎單位的數(shù)量減少，腎皮質(zhì)血流灌注進(jìn)一步降低[13-16]。峰值強(qiáng)度Imax表示ROI內(nèi)所能達(dá)到的對(duì)比劑最大強(qiáng)度。本研究發(fā)現(xiàn)CKD 2期、3期病人的Imax值低于1期，提示隨著腎病的發(fā)展，腎皮質(zhì)血流灌注量逐漸減低，對(duì)比劑灌注量減少。龐等[2]、Dong等[3]研究發(fā)現(xiàn)CKD早期病例組的Imax明顯低于對(duì)照組，提示CKD早期腎皮質(zhì)即發(fā)生灌注量減少，與本研究結(jié)果一致。

CKD時(shí)，炎性免疫復(fù)合物沉積于腎小球基底膜及系膜區(qū)，導(dǎo)致細(xì)小動(dòng)脈玻璃樣變，管壁增生硬化，血管阻力增加，進(jìn)而腎臟血流灌注量減少。為維持血流量的穩(wěn)定，腎素-血管緊張素系統(tǒng)被激活，從而進(jìn)一步增加小動(dòng)脈的血管阻力，造成惡性循環(huán)[2]。曲線上升支斜率A、曲線下降支斜率α可反映ROI內(nèi)對(duì)比劑微泡濃度隨時(shí)間變化的快慢情況。本研究中，CKD 3期病人的A值低于CKD 1期，這提示隨著纖維化程度加重，腎內(nèi)血管阻力增加，對(duì)比劑的流入受阻，進(jìn)而造成流速減低，因而A值發(fā)生變化。本研究中，α值隨CKD分期的升高有降低趨勢(shì)，但各組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與梁等[17]的研究結(jié)果一致。α值能否作為有意義的指標(biāo)還有待今后進(jìn)一步探討。

RT和TTP指對(duì)比劑到達(dá)最大強(qiáng)度所需的時(shí)間，MTT指灌注起點(diǎn)到峰值強(qiáng)度下降一半所需的時(shí)間。本研究中，RT、TTP、MTT值在不同分期CKD病人之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析其原因可能是由于個(gè)體間微循環(huán)速度不同、CEUS檢查的同步采集時(shí)間存在誤差所致。TIC-AUC雖一定程度上可代表腎臟總體血容量情況，但其受峰值強(qiáng)度、時(shí)間、對(duì)比劑灌注速率等多因素的影響，且文獻(xiàn)提示不同研究之間的一致性較差[2,12]，CKD早晚期變化趨勢(shì)也不盡相同[18]。本研究中不同分期CKD病人的AUC值差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。相比之下，在對(duì)比劑注射劑量一定時(shí)，Imax值能直觀反映ROI內(nèi)對(duì)比劑的信號(hào)強(qiáng)度，或許具有更好的應(yīng)用前景。

CEUS參數(shù)比較顯示，Imax、A值在不同分期CKD病人之間具有差異性，故本研究進(jìn)一步將Imax、A值與CKD病人實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)和病理評(píng)分進(jìn)行了相關(guān)性分析。

3.2 Imax、A值與實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的相關(guān)性 本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)Imax值與SCr、BUN呈負(fù)相關(guān)，與eGFR呈正相關(guān)，表明腎功能下降與腎皮質(zhì)血流灌注減低呈同步發(fā)展。同時(shí)，A值與eGFR呈正相關(guān)，說(shuō)明腎實(shí)質(zhì)病變不僅導(dǎo)致腎功能的下降，還會(huì)改變腎內(nèi)血管狀態(tài)，使腎內(nèi)血管阻力增加，血液流入受阻，A值降低。CKD早期病人的腎功能多數(shù)未發(fā)生明顯改變，若僅依賴(lài)于臨床化驗(yàn)指標(biāo)，則可能錯(cuò)失最佳治療時(shí)機(jī)，未來(lái)CEUS有可能作為CKD臨床評(píng)估的輔助手段。

3.3 Imax、A值與病理評(píng)分的相關(guān)性 腎臟長(zhǎng)期處于缺血、缺氧狀態(tài)使腎組織受損，啟動(dòng)腎臟纖維化進(jìn)程。纖維化將導(dǎo)致腎小管萎縮及毛細(xì)血管減少，進(jìn)而引起相應(yīng)的腎小球硬化。隨著腎小球硬化、腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化程度的加重，毛細(xì)血管內(nèi)的血容量不斷下降，腎皮質(zhì)灌注減低。本研究顯示Imax值與腎小球硬化、腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化程度呈負(fù)相關(guān)，與Yang等[19]研究結(jié)果一致。此外，本研究中，A值與腎小管萎縮/間質(zhì)纖維化呈負(fù)相關(guān)，考慮與腎小管萎縮、間質(zhì)纖維化導(dǎo)致對(duì)比劑灌注受阻有關(guān)。與本研究結(jié)果類(lèi)似，Yang等[11]的研究結(jié)果也顯示，重度腎小管/間質(zhì)損傷病人的A值低于對(duì)照組的。

3.4 局限性 本研究具有如下局限性：①糖尿病腎病和高血壓腎病病人在多數(shù)情況下不行腎穿刺，且兩者均為全身性疾病，全身血管狀態(tài)可能會(huì)對(duì)腎臟的血流灌注情況產(chǎn)生影響，因此本研究未納入以上腎病類(lèi)型；②本研究病例數(shù)較少，且為橫斷面分析。未來(lái)需要擴(kuò)大樣本量、縱向研究進(jìn)一步探索CEUS評(píng)估CKD的應(yīng)用價(jià)值。

3.5 小結(jié)CEUS能夠評(píng)估CKD病人腎臟血流灌注的改變，且與臨床及病理改變具有一定的相關(guān)性。隨著CEUS技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)腎臟病理改變認(rèn)識(shí)的深化，有望在CKD的評(píng)估及隨訪中發(fā)揮更重要作用。