超微血流成像與CDFI在慢性腎臟病腎血流灌注中的應(yīng)用*

胡曉莉 明志強(qiáng) 顧鵬 屈茜萍 郭亮 呂秋月

(1.自貢市第一人民醫(yī)院超聲科,四川 自貢 643000；2.自貢市第一人民醫(yī)院放射科，四川 自頁(yè) 643000；3.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院超聲科，四川 南充 637000；4.自貢市第一人民醫(yī)院腎病內(nèi)科，四川 自貢 643000)

慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)是臨床常見(jiàn)病，且該疾病的發(fā)病比例逐年升高，目前已成為全球公共衛(wèi)生健康問(wèn)題[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全球CKD患者超過(guò)6億，而我國(guó)CKD患病率高達(dá)18.96%，患病人數(shù)已超過(guò)1億[2]。由于CKD起病隱匿，在早期往往無(wú)明顯癥狀，隨著病情進(jìn)展，腎臟各級(jí)腎血管逐級(jí)受累而導(dǎo)致腎血流灌注逐漸降低，最終發(fā)展為不可逆的慢性腎功能衰竭甚至終末期腎病，導(dǎo)致人們的生活質(zhì)量嚴(yán)重下降，甚至威脅到人們的生命安全。為有效延緩CKD腎功能損害進(jìn)程，降低終末期腎病的發(fā)生率及疾病死亡率，臨床需盡早對(duì)CKD各期進(jìn)行診斷并及時(shí)治療。研究[3]表明，腎臟的血流灌注改變與腎功能的損害具有一定的相關(guān)性，因此，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)腎臟血流灌注改變可以作為評(píng)估CKD患者腎功能損害程度的參考依據(jù)。超微血流成像(Super microvascular imaging，SMI)是近年來(lái)興起的可較靈敏地檢測(cè)出微細(xì)血流的新技術(shù)。其采用獨(dú)特的自適應(yīng)算法以及新的雜波抑制技術(shù)，可高幀頻、高分辨率地探測(cè)出常規(guī)超聲無(wú)法探測(cè)到的微細(xì)血管及低速血流[4-5]。近年來(lái)，SMI以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在臨床上得到廣泛應(yīng)用，且在乳腺、甲狀腺、頸動(dòng)脈粥樣斑塊及腫瘤等方面的應(yīng)用研究較多[6-9]，但應(yīng)用于腎臟疾病的研究相對(duì)較少。本研究以臨床不同階段的CKD患者作為研究對(duì)象，運(yùn)用彩色多普勒超聲(CDFI)和SMI檢測(cè)各期CKD患者腎血流灌注情況，探討SMI診斷慢性腎臟病的臨床價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2020年3月～2021年1月于自貢市第一人民醫(yī)院臨床確診為慢性腎臟病患者73例為病例組，并收集同期于我院體檢腎臟正常者34例為對(duì)照組。病例組共選取73例146個(gè)腎臟，年齡17～84歲，平均(52.63 ±14.37)歲。其中男41例82個(gè)腎臟，平均年齡(52.90±15.01)歲，女32例64個(gè)腎臟，平均年齡(52.28±13.73)歲。以美國(guó)腎臟病基金會(huì)制定的K/DOQI指南為CKD分期標(biāo)準(zhǔn)[10]，將CKD患者分成CKD1期組(12例)、CKD2期組(14例)、CKD3期組(17例)、CKD4期組(14例)、CKD5期組(16例)共5組。對(duì)照組：共選取34例68個(gè)腎臟，年齡17～84歲，平均(52.82±16.87)歲。其中男17例34個(gè)腎臟，平均年齡(54.59±18.16)歲，女17例34個(gè)腎臟，平均年齡(53.31±13.23)歲。對(duì)照組中所有受檢者腎臟影像學(xué)檢查無(wú)異常，腎功能各項(xiàng)指標(biāo)均正常，且無(wú)各種腎臟疾病病史及可能影響腎功能的其他疾病史。病例組中所有受檢者均應(yīng)排除以下情況：①腎良惡性腫瘤、多囊腎疾病史。②急性腎損傷患者。③配合度差、氣體干擾明顯的患者。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，受檢者均知情同意。

1.2 CKD分期標(biāo)準(zhǔn) 參照美國(guó)腎臟病基金會(huì)制定的K/DOQI指南[10]，以腎小球?yàn)V過(guò)率估算值(eGFR)作為CKD分期標(biāo)準(zhǔn)將其分成1～5期：CKD1期：≥90 mL·min-1·1.73 m-2；CKD2期：60～89 mL·min-1·1.73 m-2；CKD3期：30～59 mL·min-1·1.73 m-2；CKD4期：15～29mL·min-1·1.73 m-2；CKD5期：<15 mL·min-1·1.73 m-2或透析。

1.3 儀器與方法

1.3.1 檢查儀器 使用佳能 Aplio i800彩色多普勒超聲診斷儀，選用凸陣探頭，探頭頻率為1～8 MHz，配備SMI和CDFI技術(shù)軟件。

1.3.2 檢查方法 取仰臥位或側(cè)臥位，囑受檢者屏氣，在二維灰階模式下，先于一側(cè)獲取最清晰的腎臟長(zhǎng)軸圖像后，先后啟動(dòng)CDFI及SMI模式，分別觀察CDFI及SMI模式下腎臟從腎主動(dòng)脈至小葉間動(dòng)脈的血流分布及各血管充盈情況，獲得滿意圖像后進(jìn)行CDFI及SMI腎血流分級(jí)并記錄。再檢查對(duì)側(cè)腎臟。血流參數(shù)設(shè)置：CDFI速度標(biāo)尺為12～20 cm/s，彩色增益范圍為35～45 dB；SMI速度標(biāo)尺為 1.2～2.0 cm/s，彩色增益范圍為30～40 dB。依照受檢對(duì)象體型差異對(duì)其濾波和深度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，圖像清晰滿意以顯示各級(jí)血管且無(wú)血流外溢為準(zhǔn)。

1.4 圖像分析 SMI以及CDFI腎血流灌注分級(jí)指標(biāo)：結(jié)合腎臟血流分布相關(guān)特征[11]，將腎臟SMI和CDFI血流灌注情況分為六個(gè)級(jí)別，0 級(jí)：整個(gè)腎臟無(wú)血流顯示；1級(jí)：僅腎主動(dòng)脈內(nèi)血流稀疏顯示；2 級(jí)：腎主動(dòng)脈血流清晰顯示，腎段動(dòng)脈血流不連續(xù)呈星點(diǎn)狀顯示，實(shí)質(zhì)內(nèi)無(wú)血流顯示；3級(jí)：腎主動(dòng)脈、腎段動(dòng)脈血流連續(xù)顯示，葉間動(dòng)脈血流不連續(xù)呈星點(diǎn)狀顯示，弓形動(dòng)脈及包膜下小葉間動(dòng)脈無(wú)血流顯示；4級(jí)：腎主動(dòng)脈、腎段動(dòng)脈、葉間動(dòng)脈血流清晰顯示，弓形動(dòng)脈不連續(xù)呈短線狀顯示，包膜下小葉間動(dòng)脈不顯示或稀疏顯示；5級(jí)：整個(gè)腎臟從腎主動(dòng)脈至小葉間動(dòng)脈血流連續(xù)顯示呈樹(shù)枝狀分布，且血流信號(hào)充盈、飽滿。根據(jù)該評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由兩位具有豐富經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師對(duì)所有圖像進(jìn)行分析，并對(duì)CDFI及SMI圖像進(jìn)行分級(jí)、記錄，如意見(jiàn)不統(tǒng)一，則由第3位具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的高年資醫(yī)師參與分析、討論，3人共同商討得出最終結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 25.0軟件數(shù)據(jù)包分析，計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或構(gòu)成比表示，行卡方檢驗(yàn)。多組間的等級(jí)資料兩兩比較行Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組CDFI和SMI檢測(cè)腎臟血流灌注的組內(nèi)比較 在214個(gè)腎臟中，SMI顯示為4～5級(jí)157個(gè)(73.4%)，顯示為0～3級(jí)57個(gè)(26.6%)；CDFI顯示為4～5級(jí)118個(gè)(55.1%)，顯示為0～3級(jí)96個(gè)(44.9%)。同一組別CDFI與SMI腎血流灌注分級(jí)構(gòu)成比進(jìn)行比較，各組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，且對(duì)照組、CKD1期組～CKD3期組SMI顯示4～5級(jí)的構(gòu)成比均高于CDFI(P<0.05);CKD4期組、CKD5期組SMI顯示3～4級(jí)的構(gòu)成比均高于CDFI(P<0.05)。結(jié)果顯示各組CDFI與SMI腎血流灌注分級(jí)隨CKD分期的增高呈下降趨勢(shì)，且SMI檢測(cè)出細(xì)微血管及低速血流的能力高于CDFI，SMI尤其對(duì)弓形動(dòng)脈和小葉間動(dòng)脈的顯示更清晰。見(jiàn)表1。

2.2 對(duì)照組與病例組各組CDFI檢測(cè)腎臟血流灌注分級(jí)的組間兩兩比較 對(duì)照組與CKD1期組、CKD2期組，CKD1期組與CKD2期組、CKD3期組，CKD2期組和CKD3期組，CKD3期組和CKD4期組，CKD4期組和CKD5期組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，余組間兩兩進(jìn)行對(duì)比，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)果提示，CDFI腎血流灌注顯像中，CDFI能在CKD4期檢測(cè)出腎血流灌注的改變，CKD分期越高，CDFI檢測(cè)出腎血流灌注越低。見(jiàn)表1。

2.3 對(duì)照組與病例組各組SMI檢測(cè)腎臟血流灌注分級(jí)的組間兩兩比較 對(duì)照組與CKD1期組、CKD2期組，CKD1期組與CKD2期組，CKD3期組與CKD4期組比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。余組兩兩對(duì)比，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)果提示，SMI腎血流灌注顯像中，SMI能在CKD3期檢測(cè)出腎血流灌注的改變，且能夠區(qū)分CKD4期與CKD5期血流灌注的變化，CKD分期越高，SMI檢測(cè)出腎血流灌注越低。見(jiàn)表1、圖1。

圖1 正常腎臟與CKD1～5期患者 SMI腎血流灌注圖Figure 1 SMI renal blood perfusion map of normal kidney and CKD 1～5 patients注：A.正常腎臟 ：整個(gè)腎臟血流分布呈樹(shù)枝狀，可連續(xù)充盈至小葉間動(dòng)脈，包膜下可見(jiàn)毛細(xì)血管網(wǎng)，血流分級(jí)5級(jí)；B.CKD 1 期患者：血流從腎主動(dòng)脈連續(xù)充盈至小葉間動(dòng)脈，血流分級(jí)5級(jí)；C.CKD2 期患者：血流連續(xù)充盈，且大部分延續(xù)至小葉間動(dòng)脈，血流分級(jí)5級(jí)；D.CKD3 期患者：腎主動(dòng)脈、腎段動(dòng)脈血流連續(xù)，且與大部分葉間動(dòng)脈連續(xù)，弓形動(dòng)脈部分顯示，血流分級(jí)4級(jí)；E.CKD4 期患者：腎主動(dòng)脈、腎段動(dòng)脈及葉間動(dòng)脈連續(xù)性欠佳，葉間動(dòng)脈稀疏顯示，血流分級(jí)3級(jí)；F.CKD5 期患者：腎主動(dòng)脈與腎段動(dòng)脈斷續(xù)顯示，實(shí)質(zhì)內(nèi)無(wú)血流信號(hào)，血流分級(jí)2級(jí)

表1 對(duì)照組及CKD各分期患者CDFI和SMI腎血流灌注分級(jí)情況(個(gè))Table 1 Grading of CDFI and SMI renal blood perfusion in control group and CKD patients

3 討論

腎臟作為人體的富血供器官，其血流灌注維持著腎功能狀態(tài)。研究[12-13]表明，CKD慢性進(jìn)展的主要病理改變是腎小球硬化、腎小管萎縮以及腎間質(zhì)纖維化，可引起腎內(nèi)各級(jí)動(dòng)脈血管由小到大逐級(jí)受損，導(dǎo)致血管狹窄、閉塞，血流緩慢而形成微血栓、微血瘤，血流阻力增加，致使腎臟的血流灌注逐級(jí)降低，最終腎功能完全喪失。因此臨床對(duì)于CKD患者需要早期診斷、早期治療，盡早干預(yù)，延緩疾病進(jìn)展，以降低終末期腎病的發(fā)生率，減少血液透析，提高患者生活質(zhì)量。臨床上目前以腎穿刺活檢作為評(píng)估CKD腎功能受損的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)、操作復(fù)雜，重復(fù)性差，不適合病情的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[14]。而超聲造影對(duì)于無(wú)癥狀患者的使用也因其為有創(chuàng)操作而受限。因此臨床需要尋求一種無(wú)創(chuàng)、操作簡(jiǎn)便、隨訪性強(qiáng)的方法對(duì)CKD患者進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

根據(jù)K/DOQI指南對(duì) CKD各期的治療計(jì)劃中提示[15]，CKD早期患者腎臟輕度受損，經(jīng)有效治療后有逆轉(zhuǎn)的可能，而病情發(fā)展到中晚期時(shí)，大部分患者腎臟受損已不可逆轉(zhuǎn)，其中，CKD3期是慢性腎臟病損傷是否可逆發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)[16]，此時(shí)患者可出現(xiàn)明顯的并發(fā)癥，CKD病情進(jìn)展加速，同時(shí)心血管疾病的發(fā)生和死亡的風(fēng)險(xiǎn)增加，影響患者的生存質(zhì)量，因此有效區(qū)分并盡早診斷CKD各期對(duì)于指導(dǎo)臨床治療及改善其預(yù)后具有重要意義。

超聲血流檢查技術(shù)因其能夠無(wú)創(chuàng)、直觀、可視化地檢測(cè)腎血流灌注，且操作便捷、重復(fù)性好，一直以來(lái)受臨床青睞。既往研究[17]證實(shí)CDFI可以通過(guò)評(píng)價(jià)腎臟的血流灌注情況來(lái)反映腎功能情況，然而由于CDFI對(duì)于微小血管和低速血流敏感性低，不能檢測(cè)出內(nèi)徑<0.2 mm的血管，也無(wú)法檢測(cè)出流速<1cm/s的血流信號(hào)[18]。同時(shí)CDFI定向分辨率較低,易出現(xiàn)血管外溢，其對(duì)于評(píng)價(jià)慢性腎臟損害血流灌注改變的能力有限[19-20]。而SMI是近年來(lái)興起的具有高靈敏度、高分辨率的新型彩色血流成像技術(shù)，其捕捉微細(xì)血管和低速血流較常規(guī)超聲更加敏感，該技術(shù)無(wú)需造影劑便可檢測(cè)到內(nèi)徑>0.1 mm及流速低至0.8 cm/s的血管,同時(shí)還具備無(wú)創(chuàng)、運(yùn)動(dòng)偽像少等優(yōu)點(diǎn)[21-22]。在本研究中發(fā)現(xiàn)，214個(gè)腎臟中，SMI顯示4～5級(jí)157個(gè)(73.4%)，而CDFI顯示4～5級(jí)118個(gè)(55.1%)；同一組別CDFI與SMI血流灌注分級(jí)構(gòu)成比進(jìn)行比較，各組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且對(duì)照組、CKD1期～CKD3期組SMI顯示4～5的構(gòu)成比均高于CDFI;CKD4期組、CKD5期組SMI顯示3～4級(jí)的構(gòu)成比均高于CDFI。說(shuō)明相對(duì)于傳統(tǒng)CDFI，SMI對(duì)微細(xì)、低速的血流信號(hào)檢出能力更強(qiáng)，尤其是顯示腎實(shí)質(zhì)內(nèi)的弓形動(dòng)脈及小葉間動(dòng)脈更具優(yōu)勢(shì)，因此，SMI能為臨床提供更豐富的影像信息，有助于臨床更精確的評(píng)估腎功能受損程度進(jìn)而更準(zhǔn)確的診斷疾病。

在本研究中，對(duì)照組與病例各組CDFI及SMI腎血流灌注分級(jí)隨著分期增加呈下降趨勢(shì)，提示兩種顯像技術(shù)所顯示的腎血流灌注均與CKD患者病情進(jìn)展有一定的相關(guān)性，對(duì)于診斷CKD及提示病情嚴(yán)重程度均有一定的臨床價(jià)值，但經(jīng)組間兩兩比較發(fā)現(xiàn)，在CDFI顯像及SMI顯像中，對(duì)照組與CKD1期組、CKD2期組比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表示二者均未能反映出CKD早期血流灌注的改變，尚不能對(duì)CKD早期的診斷提供參考意見(jiàn)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在CDFI顯像中，CKD4期組、CKD 5期組與CKD1期組、CKD2期組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但CKD3期組與CKD1期組、CKD2期組比較以及CKD4期組與CKD 5期組比較，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；而在SMI顯像中，CKD3期組、CKD4期組、CKD 5期組與CKD1期組、CKD2期組比較以及CKD4期組與CKD 5期組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明SMI較CDFI能更早反映CKD患者腎血流灌注的改變，同時(shí)能夠反映晚期腎血流灌注的改變。表明SMI可以更早提示CKD患者腎功能的改變，在區(qū)分CKD早中期、晚期的應(yīng)用價(jià)值高于CDFI，可為臨床盡早診斷CKD并及時(shí)治療提供重要參考依據(jù)。

本研究中，CDFI及SMI腎血流灌注顯像中，CKD1期組、CKD2期組與對(duì)照組血流分級(jí)比較無(wú)差異，這與潘志平[23]的研究結(jié)果較為一致，原因可能是CKD1期、CKD2期為腎臟受損初期，殘余腎單位可利用其儲(chǔ)備功能及代償功能來(lái)進(jìn)行自身調(diào)節(jié)，使得腎皮質(zhì)區(qū)血流灌注能夠維持充盈狀態(tài)，導(dǎo)致皮質(zhì)區(qū)血流灌注改變不明顯。此階段臨床主要為積極預(yù)防及評(píng)估病情，腎臟功能有恢復(fù)的可能性。同時(shí)本研究還顯示CKD3期組、CKD4期組血流分級(jí)比較無(wú)差異，可能是CKD4期患者的腎小球纖維化處于CKD3期、CKD4期的病理改變的過(guò)渡階段，其代償功能尚未完全喪失，萎縮腎單位血供尚未完全減少，使得腎臟代償功能與失代償功能存在交叉，后期將加大樣本量進(jìn)一步研究。

本研究樣本量少，結(jié)果可能存偏移；SMI技術(shù)操作依賴性強(qiáng)，且易受醫(yī)生主觀經(jīng)驗(yàn)影響，可能會(huì)影響血流的準(zhǔn)確判斷；本課題未對(duì)不同病理類型的CKD患者腎血流灌注進(jìn)行分析，需要進(jìn)一步研究其存在區(qū)別與否。不同年齡、性別、體型以及不同患病年限的CKD患者腎臟血流灌注未在本研究中探討，有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

超微血流成像技術(shù)在評(píng)價(jià)慢性腎臟病腎血流灌注中具有較高應(yīng)用價(jià)值，其顯示微細(xì)血流的能力優(yōu)于CDFI，能夠在疾病更早診斷、病情監(jiān)測(cè)、指導(dǎo)治療以及評(píng)價(jià)療效等方面為臨床提供重要的參考信息，可以作為評(píng)價(jià)CKD腎血流灌注改變的重要影像方法。