聲觸診組織定量技術(shù)評(píng)估慢性腎臟病腎臟彈性的應(yīng)用現(xiàn)狀

普 磊 孫健瑋

昆明醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院超聲科，云南個(gè)舊 661000

慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）是指腎臟損害≥3 個(gè)月，對(duì)健康產(chǎn)生影響的腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常[1]。2017年全球CKD 患者大約有6.98 億，其中中國(guó)患病人數(shù)約1.32 億，占比高達(dá)18.96%[2]。CKD 已經(jīng)成為繼腫瘤、高血壓、糖尿病之后又一影響健康的重要疾病，是影響全球公共健康的重要問(wèn)題[3]，故CKD的早期診治意義重大。腎穿刺活檢是評(píng)估CKD 病變嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn)，但其是有創(chuàng)檢查，禁忌證較多且術(shù)后可能會(huì)伴有多種并發(fā)癥，不利于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)腎功能的變化。超聲彈性成像技術(shù)是根據(jù)生物組織的力學(xué)特征進(jìn)行成像的，是近年來(lái)超聲領(lǐng)域比較熱門的研究方向之一，該技術(shù)可以彌補(bǔ)常規(guī)超聲不能評(píng)估組織彈性的不足，可提供量化的組織彈性信息，為臨床評(píng)估腎臟病變提供了一種新的參考指標(biāo)。

1 VTQ 的原理及優(yōu)勢(shì)

聲脈沖輻射力成像技術(shù)（acoustic radiation force impulse，ARFI）包括聲觸診組織定量技術(shù)（virtual touch tissue quantification，VTQ）、聲觸診組織成像技術(shù)（virtual touch tissue imaging，VTI）以及前兩者融合、改進(jìn)后的聲觸診組織成像量化技術(shù)（virtual touch tissue imaging quantification，VTIQ）。其中VTQ 技術(shù)原理是利用探頭向感興趣區(qū)發(fā)射聲波脈沖，引起輻射力聚焦位置處組織產(chǎn)生與振幅方向垂直的橫向剪切波，通過(guò)測(cè)量剪切波速度（shear wave velocity，SWV），可對(duì)組織硬度進(jìn)行定量診斷。SWV 值越大，表示組織越硬[4]。VTQ技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要檢查者手動(dòng)施加外力，從而解決了應(yīng)力式彈性成像外力不能達(dá)到深部組織，所以無(wú)法對(duì)深部組織進(jìn)行彈性檢測(cè)的問(wèn)題，也在很大程度上減少了操作者在檢查過(guò)程中主觀因素的干擾，可以精確定位感興趣區(qū)，定量檢測(cè)深部組織彈性值。因此，VTQ 技術(shù)已應(yīng)用于肝臟、乳腺、甲狀腺、前列腺、子宮、睪丸等方面的檢查，朱晨旭等[5]比較研究了VTQ技術(shù)與超聲造影檢查對(duì)乙肝肝纖維化的診斷效能，研究顯示VTQ 技術(shù)對(duì)慢性乙肝肝纖維化的診斷符合率更高。李利等[6]研究表明橋本氏甲狀腺炎患者甲狀腺組織彈性在不同臨床進(jìn)程中呈現(xiàn)不同變化，隨炎癥加重組織硬度逐漸升高。還有研究表明ARFI 技術(shù)是術(shù)前預(yù)測(cè)高強(qiáng)度聚焦超聲子宮肌瘤消融效果的一種有效可行的無(wú)創(chuàng)超聲技術(shù)[7]。魯可權(quán)等[8]研究表明在精索靜脈曲張而導(dǎo)致的不育患者中，應(yīng)用VTQ 技術(shù)來(lái)測(cè)定睪丸的彈性值，可為評(píng)估睪丸的容積、硬度及精液的質(zhì)量提供間接的指標(biāo)。由此可見，VTQ 技術(shù)具有非常重要的臨床應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

2 VTQ 技術(shù)在不同類型慢性腎臟病中的應(yīng)用

CKD 病理機(jī)制包括糖尿病腎病、高血壓腎病、腎小球腎炎、腎病綜合征、狼瘡性腎小球腎炎等，其中糖尿病與高血壓是CKD 發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素。CKD 進(jìn)展過(guò)程中主要的病理改變?yōu)槟I纖維化，在各種致病因素的作用下，上皮細(xì)胞發(fā)生凋亡、小管萎縮，最終導(dǎo)致瘢痕組織的形成及纖維化的發(fā)生[9]，該過(guò)程中，血管內(nèi)皮細(xì)胞也會(huì)受損，進(jìn)一步導(dǎo)致腎小球內(nèi)的微血栓及微血管瘤的形成，腎皮質(zhì)的血流阻力進(jìn)而增大，最終導(dǎo)致其血流灌注減少[10]。組織的彈性主要依賴于分子的細(xì)微結(jié)構(gòu)，細(xì)胞成分及排列方式不同導(dǎo)致生物組織的彈性不同，并以硬度的形式表現(xiàn)，這就是VTQ 技術(shù)根據(jù)組織軟硬度評(píng)估病變程度的理論基礎(chǔ)。

楊焰等[11]比較分析了不同臨床分期的CKD 患者及健康志愿者的腎實(shí)質(zhì)SWV 與臨床分期、腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate，GFR）的相關(guān)性，結(jié)果表明隨著病程分期進(jìn)展、腎功能損害加重，腎實(shí)質(zhì)SWV值逐漸減小。還有學(xué)者[12]研究了慢性腎病患者及健康體檢者的腎皮質(zhì)的SWV 值，得出不同分期組慢性腎臟病患者的腎皮質(zhì)SWV 值均低于健康對(duì)照組。而芮志鳳等[13]的研究結(jié)果與上述兩個(gè)研究結(jié)果不同，該研究得出CKD 不同臨床分期的患者腎皮質(zhì)SWV 值隨著CKD 的分期進(jìn)展而增加。由此可見，VTQ 技術(shù)可以無(wú)創(chuàng)地評(píng)估腎實(shí)質(zhì)的彈性變化情況，評(píng)價(jià)CKD 患者腎功能損害程度，但結(jié)果不盡相同，要更好地為臨床提供了一種新的定量評(píng)估指標(biāo)，還需要進(jìn)一步研究。

2.1 糖尿病腎病

糖尿病腎病（diabetic nephropathy，DN）是長(zhǎng)期患有糖尿病的患者最常見的并發(fā)癥之一，其最主要的特征是腎小球的硬化。其發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，主要包括腎臟血流動(dòng)力學(xué)的改變、糖脂代謝的異常、氧化應(yīng)激反應(yīng)、免疫炎癥反應(yīng)、腎臟細(xì)胞自噬異常、遺傳等因素[14]。在DN 的早期階段，嚴(yán)格控制血糖和血壓，可延緩DN 的發(fā)展。因此，盡早發(fā)現(xiàn)DN 患者的腎臟損害是至關(guān)重要的。

于夢(mèng)霞[15]根據(jù)尿白蛋白與肌酐比值（urinary albumin to creatinine ratio，ACR）將DN 患者分為兩組：早期階段組（DN1 組）和臨床期組（DN2 組），選健康體檢者作為對(duì)照組，得出了被檢查者左、右兩腎的腎實(shí)質(zhì)SWV 值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，對(duì)照組、DN1 組、DN2 組的腎實(shí)質(zhì)SWV 分別為（3.54±0.52）m/s、（2.98±0.60）m/s、（2.51±0.58）m/s，腎實(shí)質(zhì)SWV 值三組之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，由此表明腎實(shí)質(zhì)SWV 值隨腎損傷程度的加重而減低。樊文等[16]對(duì)糖尿病患者和健康體檢者的腎實(shí)質(zhì)SWV值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示隨著DN 患者腎實(shí)質(zhì)損害程度的增加，SWV 值逐漸降低，SWV 值與尿蛋白排泄率呈負(fù)相關(guān)，是評(píng)價(jià)DN 患者早期腎臟損害程度的有效指標(biāo)。一些國(guó)外學(xué)者也得出了相同的結(jié)論，糖尿病腎病患者的腎實(shí)質(zhì)SWV 值隨著估測(cè)腎小球?yàn)V過(guò)率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）的降低而降低[17]。然而，葉蔓菁等[18]得出的結(jié)果與上述研究結(jié)果相反，該研究得出DN 患者左腎實(shí)質(zhì)SWV 值與病程、實(shí)質(zhì)厚度和血肌酐之間存在相關(guān)關(guān)系，腎實(shí)質(zhì)損害程度越重，左腎實(shí)質(zhì)SWV 值越高。

DN 患者腎臟損害程度指標(biāo)與腎實(shí)質(zhì)SWV 值存在一定的相關(guān)性，VTQ 有助于評(píng)估DN 腎實(shí)質(zhì)的損害程度，為臨床提供定量的組織彈性數(shù)據(jù)，從而為DN患者提供更合理的治療方案。

2.2 痛風(fēng)性腎病

慢性尿酸性腎病又稱痛風(fēng)性腎?。╣outy nephropathy，GN），在長(zhǎng)期的高尿酸狀態(tài)下，尿酸及尿酸鹽在腎小管間質(zhì)沉積而導(dǎo)致腎臟慢性損傷，并常伴有間質(zhì)性炎癥改變、腎小管萎縮、纖維化、腎小球硬化等[19]，最終也可能進(jìn)展為腎衰竭，因此要注意腎功能監(jiān)測(cè)，把血尿酸水平控制在理想范圍。VTQ 技術(shù)可無(wú)創(chuàng)性評(píng)估GN 腎組織的彈性改變。王寧[20]對(duì)比觀察了高尿酸血癥（hyperuricemia，HUA）患者和健康體檢者的腎臟SWV 值，得出以下結(jié)論：HUA 患者的腎實(shí)質(zhì)SWV 值較正常對(duì)照組減低，腎竇部SWV 值較正常對(duì)照組增高；HUA 患者及對(duì)照組同一腎臟實(shí)質(zhì)上、下極及左、右實(shí)質(zhì)間損害程度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，為彌漫性病變。呂菲菲等[21]研究得出隨著尿酸性腎損害程度的增加腎髄質(zhì)、腎竇SWV 值逐漸增高。依據(jù)相關(guān)病理推斷HUA 患者的腎竇部SWV 值增高的原因主要是尿酸鹽結(jié)晶的沉積，硬度增加所致，HUA 對(duì)腎臟損害為彌漫性，左、右及上、下極間無(wú)明顯差異。因此認(rèn)為VTQ 技術(shù)對(duì)早期診斷尿酸性腎損害有較好的應(yīng)用價(jià)值；腎髓質(zhì)、腎竇的SWV 值隨腎損害的加重而增快，可作為判斷尿酸性腎損害程度的指標(biāo)之一。

2.3 狼瘡性腎炎

系統(tǒng)性紅斑狼瘡累及腎臟時(shí)稱為狼瘡性腎炎（lupus nephritis，LN），是常見的繼發(fā)性腎小球疾病，主要由于循環(huán)免疫復(fù)合物沉積在腎臟，原位免疫復(fù)合物形成，促進(jìn)多種炎癥因子釋放，誘發(fā)腎小球疾病。不同病理分型LN 的預(yù)后不同，LN 疾病嚴(yán)重程度及預(yù)后與有無(wú)腎小管間質(zhì)炎癥、纖維化密切相關(guān)[22]，早期、準(zhǔn)確地診斷成為迫切需求，應(yīng)用VTQ 技術(shù)檢查旨在通過(guò)對(duì)病變腎實(shí)質(zhì)的彈性進(jìn)行測(cè)量，從而間接反映LN患者腎臟損害程度，為評(píng)估LN 的預(yù)后及進(jìn)一步指導(dǎo)臨床治療提供重復(fù)的定量檢測(cè)指標(biāo)。

有研究發(fā)現(xiàn)各型LN 病理類型嚴(yán)重程度的增加的同時(shí)腎皮質(zhì)SWV 值也隨之增加，主要是因?yàn)殡S著LN 病理分型的加重，逐漸出現(xiàn)系膜增生，腎小球硬化，腎間質(zhì)纖維化，導(dǎo)致其硬度增加，腎皮質(zhì)SWV 值增加[23]。由此表明LN 患者的腎皮質(zhì)SWV 值與其病理分型嚴(yán)重程度存在正相關(guān)關(guān)系。VTQ 技術(shù)可輔助診斷LN，可為臨床提供重要的指導(dǎo)信息，對(duì)LN 患者治療、延緩腎功能進(jìn)一步惡化具有重要意義。

2.4 腎病綜合征

腎病綜合征（nehrotic syndrome，NS）是常見的慢性腎臟疾病，除了腎小球本身病理改變外，腎小管間質(zhì)病變也是影響療效及預(yù)后的重要因素，研究顯示，脂質(zhì)代謝異常、免疫功能紊亂、炎癥反應(yīng)等是引起腎病綜合征的主要原因，但具體發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚[24]。王燕等[25]選取單純型NS 患兒、腎炎型NS 患兒及健康體檢者，應(yīng)用VTQ 技術(shù)檢測(cè)腎實(shí)質(zhì)SWV 值，結(jié)果表明隨著腎小球及腎間質(zhì)病變的加重，腎實(shí)質(zhì)SWV 值增加。VTQ 可通過(guò)檢測(cè)病變腎實(shí)質(zhì)SWV 來(lái)間接反映腎臟損害情況，有助于臨床醫(yī)師無(wú)創(chuàng)地評(píng)估腎纖維化的程度，從而減少患者腎穿刺的次數(shù)，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值，特別是對(duì)于那些沒(méi)有條件做腎穿刺活檢或有腎穿刺絕對(duì)禁忌證的患者。

2.5 移植腎

進(jìn)展到終末期腎病的患者，最重要的治療手段就是腎移植，而間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮是移植失敗的重要因素，移植腎慢性纖維化的主要發(fā)病機(jī)制是組織損傷后自動(dòng)啟動(dòng)修復(fù)機(jī)制，同時(shí)產(chǎn)生致細(xì)胞因子、纖維化因子以及生長(zhǎng)因子，從而引起機(jī)體產(chǎn)生炎癥和細(xì)胞增殖，腎小球和腎小管間質(zhì)發(fā)生細(xì)胞外基質(zhì)沉積，最終導(dǎo)致了移植腎的纖維化[26]。腎穿刺活檢是評(píng)估移植腎功能的金標(biāo)準(zhǔn)，但腎活檢有出血等并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)和局部取樣致取樣不足等缺點(diǎn)，VTQ 技術(shù)可以有效地協(xié)助診斷移植腎急、慢性的排斥反應(yīng)。

樊韻玲等[27]應(yīng)用ARFI 技術(shù)檢查腎移植患者的腎臟彈性，結(jié)果腎功能穩(wěn)定組與腎功能障礙組間腎皮質(zhì)SWV 值差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但急性排斥亞組和病毒感染亞組腎皮質(zhì)SWV 值均比藥物毒性亞組及腎功能穩(wěn)定組的SWV 值高。陳銳等[28]對(duì)疑似移植腎纖維化的患者進(jìn)行研究，所有研究對(duì)象行超聲引導(dǎo)下腎穿刺活檢，并分為移植腎無(wú)纖維化組及輕、中、重度纖維化組，研究結(jié)果表明，輕度纖維化組與無(wú)纖維化組腎皮質(zhì)SWV 值無(wú)顯著性差異，但重度纖維化組腎皮質(zhì)SWV 值顯著高于其他組，中度纖維化組腎皮質(zhì)SWV 值也顯著高于輕度纖維化組。通過(guò)硬度測(cè)定，可定量診斷移植腎不同程度的腎纖維化，SWV 值將為評(píng)估移植腎纖維化程度提供新的定量指標(biāo)，纖維化程度越高，區(qū)分效果越明顯?？捎糜阼b別移植腎術(shù)后狀態(tài)，能更好地評(píng)估移植腎的慢性損傷。

上述關(guān)于VTQ 技術(shù)在慢性腎臟病中應(yīng)用的研究顯示，運(yùn)用VTQ 技術(shù)測(cè)量CKD 患者腎臟SWV 值所得到的研究結(jié)果并不一致：共同點(diǎn)為腎皮質(zhì)的SWV值最高，其次是腎髓質(zhì)、腎竇，分析其原因?yàn)槟I皮質(zhì)由腎小球構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)致密，腎髓質(zhì)由腎小管、集合管等構(gòu)成，腎竇由腎盞、血管、神經(jīng)等構(gòu)成，因組織結(jié)構(gòu)的不同而導(dǎo)致了彈性值不同。研究結(jié)果的不同在于部分學(xué)者的研究結(jié)果顯示隨著慢性腎臟病變程度的加重，腎實(shí)質(zhì)或皮質(zhì)的SWV 值減小[15-17]。而另一部分學(xué)者對(duì)CKD 患者的腎臟硬度變化情況卻得出了不同的結(jié)論，認(rèn)為腎實(shí)質(zhì)或皮質(zhì)的SWV 值隨著腎臟損害程度的增加而增加[18]。根據(jù)腎臟解剖結(jié)構(gòu)分析，由于腎臟是具體高度各向異性的器官，當(dāng)聲束垂直于腎包膜也就是平行于腎小管傳播時(shí)，橫向剪切波傳播方向與腎小管垂直，所以剪切波傳播時(shí)需穿過(guò)縱向排列的腎小管，所以SWV 值將會(huì)減低，測(cè)得的彈性值也將減??；另一方面，大部分CKD 中晚期會(huì)導(dǎo)致腎皮質(zhì)變薄，VTQ 測(cè)值取樣框大小為1.0 cm×0.6 cm，會(huì)把腎皮質(zhì)與腎髓質(zhì)同時(shí)包含在取樣框內(nèi)，導(dǎo)致測(cè)值減低；此外，腎臟是高度血管化的器官，具有方豐富的血供，有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究[29]證實(shí)，結(jié)扎腎靜脈導(dǎo)致腎臟內(nèi)的血流灌注壓升高后，腎臟硬度增大，相反，當(dāng)結(jié)扎腎動(dòng)脈時(shí)，血流灌注壓降低，腎臟硬度則明顯下降，因此，腎臟血流灌注的改變應(yīng)該是影響腎臟彈性測(cè)量值的一個(gè)主要因素。長(zhǎng)期慢性腎臟病導(dǎo)致腎小球硬化，腎臟組織血流灌注減少，也可能是SWV 值減低的原因。

3 VTQ 技術(shù)在CKD 應(yīng)用中的局限性

VTQ 技術(shù)雖有望成為無(wú)創(chuàng)評(píng)估CKD 病變情況的一種新技術(shù)，但也存在很多局限性。首先，從腎臟解剖位置分析，腎臟位于腹膜后，隨著患者的呼吸，動(dòng)度較大，因此，在腎臟VTQ 檢查前，檢查者需要先通過(guò)一定的培訓(xùn)后再進(jìn)行，過(guò)程中還需要患者的緊密配合；其次，腎臟復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)和高度的各向異性也可能是影響腎臟SWV 值的因素；最后，從儀器方面分析，VTQ 技術(shù)測(cè)值的取樣框大小是不可調(diào)節(jié)的，可能會(huì)限制CKD 晚期患者的腎臟硬度測(cè)量，因?yàn)檫@些患者的腎臟實(shí)質(zhì)厚度明顯變薄，可能小于取樣框的寬度[30]。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，VTQ 技術(shù)不僅具有實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)傷性、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且拓寬了超聲診斷領(lǐng)域的廣度，彌補(bǔ)了常規(guī)超聲的不足。但目前國(guó)內(nèi)外沒(méi)有VTQ 技術(shù)診斷腎臟疾病方面的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和指南，且研究樣本量小、多是在移植腎或動(dòng)物模型上進(jìn)行，因此，進(jìn)一步多中心大樣本研究或結(jié)合相關(guān)病理變化進(jìn)行研究是十分重要的。當(dāng)然，不同CKD 分期的腎血流動(dòng)力學(xué)不同也是影響腎硬度的一個(gè)重要因素，僅靠一種技術(shù)對(duì)CKD 腎臟病變進(jìn)行評(píng)估是不夠的，超聲造影在定量分析腎臟血流灌注情況具有一定的優(yōu)勢(shì)，如果能將超聲造影和超聲彈性成像聯(lián)合應(yīng)用，可以在CKD 不同病因、不同病理時(shí)期進(jìn)行更加深入的研究，可以更全面地分析腎臟病變情況，更好地輔助臨床工作。隨著研究的不斷深入，VTQ 技術(shù)將會(huì)為臨床評(píng)估腎臟疾病提供更多的新思路和新方法。