实时剪切波弹性成像技术在儿童慢性肾病中的应用价值及临床相关性研究

高 峰，蒋苏齐

（沈阳东北国际医院超声科，辽宁 沈阳 110000）

慢性肾病（Chronic kidney disease，CKD）是临床常见的疾病[1]，因肾脏损伤因素的持续存在而导致肾脏纤维化，最终发展为不可逆的肾功能衰竭的过程[2]。超声弹性成像技术作为一种全新的成像方式，已经成为医学超声成像的一个研究热点[3-4]，本研究以儿童CKD 患者为研究对象，以肾穿刺活检病理结果为诊断金标准，应用超声实时剪切波弹性成像技术，探讨该技术在诊断儿童CKD 以及弹性成像组织弥散定量分析在儿童CKD 程度判定中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

对照组：肾功能检测无异常，既往无肾病史及其他慢性疾病病史的健康儿童40 例，其中男20 例，女20 例，年龄3～12 岁，平均（8.32±1.54）岁。慢性肾病组：2016 年12 月—2017 年12 月我院经肾穿刺活检病理证实的儿童CKD 患者40 例，其中男20 例，女20 例，年龄3～12 岁，平均（8.58±1.26）岁。入选标准：病理活检检查结果为阳性，血肌酐/血尿素氮水平升高（以肌酐＞110 μmol/L 和（或）血尿素氮＞7.50 mmol/L为升高）。所有患者经临床、实验室检查及肾穿刺活检诊断，均符合K/DOQI 提出的CKD 诊断标准：肾脏损害和（或）肾小球滤过率（GFR）下降＜60 mL/（min·1.73 m2）超过3 月[5]。CKD 分期方法：依据国际公认的K/DOQI 指南，临床按照GFR 的水平将CKD分为5 期，其中2～5 期为慢性肾衰竭的不同阶段：1 期：肾损害伴GFR 正常或升高（≥90 mL/（min·1.73 m2））；2 期：肾损害伴GFR 轻度下降（60～＜90 mL/（min·1.73 m2））；3 期：GFR 中度下降（30～＜60 mL/（min·1.73 m2））；4 期：GFR 重度下降（15～＜30 mL/（min·1.73 m2））；5 期：肾衰竭（GFR＜15 mL/（min·1.73 m2））。所有对象均无高血压、糖尿病、冠状动脉性心脏病等慢性病史。所有受试者均知情同意。

1.2 仪器与方法

采用Super Sonic 彩色多普勒超声诊断仪，肾脏超声检查使用SC6-1 凸阵探头，频率4～8 MHz。

左侧肾脏受到胃肠干扰较大，常规二维超声对右侧肾脏下极皮质区显示比较完整，符合测量标准，检查者采取俯卧位或侧卧位，吸气后让患儿尽量屏气，可适当给探头点压力，尽可能使声束与肾脏被膜垂直，然后对双肾进行常规超声检查，测量肾脏大小，观察皮髓质界限是否清晰等，待图像稳定后启动弹性模式，即进行实时剪切波弹性成像检查，为了减小误差取样点均选为肾脏的下极，深度通常为5～7 cm，同临床常规取病理所在一个区域，然后尽量把ROI 的方形框调小，确保取样的方形框中彩色充满并均匀一致，稳定后冻结图像。然后把Q-Box（QBox 是Aixplore 独特的对ROI 内组织弹性进行测量的工具）的直径大小设置为5.0～7.0 mm，并置于肾实质内，系统自动计算出Q-Box 区域内组织平均杨氏模量值，为了使结果更加准确，我们将在同一区域内连续进行3 次测量，每次测量后都要退出弹性系统，然后重新开启进行下一次测量，并计算出3 次测量的平均值。由于检查者屏气时间过长，在突然呼气时会对结果造成很大影响，所以每次的操作争取在5～10 s 内完成。超声图像以数字格式保存并储存在硬盘里用于分析，同病理诊断结果进行对比。

1.3 统计分析

采用SPSS 18.0 统计学软件进行分析，计量资料用均数±标准差（）表示。两组间比较采用t 检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

CKD 组病例包括肾小球疾病40 例（IgA 肾病10 例、慢性肾小球肾炎8 例、肾病综合征5 例、膜性肾病3 例、系膜增生性肾小球肾炎3 例、狼疮性肾炎3 例、糖尿病肾病1 例、紫癜性肾炎2 例、微小病变型肾小球肾炎2 例、银屑病肾炎1 例、足细胞病1例、肾淀粉样变性1 例），测量的肾皮质杨氏模量值为（6.72±1.93）kPa；健康体检者40 例，杨氏模量值为（3.19±0.62）kPa；两组杨氏模量值间差异有统计学意义（P＜0.05）。

由病理和患儿的GFR 检查结果得知，受检CKD 患儿的病程多数在第3、4 期，占受检者的80%，其肾皮质杨氏模量值为4.0～7.0 kPa（图1），病程为第2 期的CKD 患儿占有的比例相对少，仅占受检者的12%，肾皮质杨氏模量值为3.0～6.0 kPa（图2），病程在第5 期的CKD 患儿仅占受检者的8%，肾皮质杨氏模量值为7.0～10 kPa（肾皮质严重纤维化，图3），健康体检者肾皮质杨氏模量值变化不大，约为2.0～4.0 kPa（图4）。由测量的数据可以看出，随着病情的发展，肾脏的杨氏模量值也随之增高（图5）。由于采集患儿量较少，暂时未对不同时期的CKD 进行统计，只是对患病儿童进行综合平均对比。

3 讨论

超声实时剪切波弹性成像是一种新型的超声诊断技术，能提供组织硬度的数据，即关于病变的组织特征的信息，弥补了常规超声的局限，更生动地显示病变特征。Ophir 等[3]于1991 年首次提出弹性成像的概念以来，经过多年的临床实验和研究，目前已成为超声医生重要的检查手段之一，目前在甲状腺、乳腺等浅表器官的检查中得到广泛应用[5-8]。它的基本原理和普通压力式弹性成像不同点在于这个技术仅需要超声探头的辅助，完全不需要使用者过度的用外力加压，可对组织弹性进行定量的客观的评估。它的出现与应用较好的把影像医学与病理学的相关性联系到一起，对以往超声诊断的盲点和缺陷提供了新的思路和方法，也为超声诊断指明了新的方向，是影像诊断疾病的一大进展[9]。以往关于压力式弹性成像的研究大多是图像分析型的，本研究中把图像与数据相结合，直观的体现出受检部位的杨氏模量值，杨氏模量值越高说明受检部位硬度越大，相反杨氏模量值越低说明组织越软。

图1 病程为第3、4 期患儿的肾皮质杨氏模量值为4.0～7.0 kPa。图2 病程为第2 期患儿的肾皮质杨氏模量值为3.0～6.0 kPa。图3 病程为第5 期患儿的肾皮质杨氏模量值为7.0～10 kPa。图4 健康儿童肾皮质杨氏模量值为2.0～4.0 kPa。Figure 1.The Young’s modulus of the renal cortex was 4.0～7.0 kPa in the stage 3,4.Figure 2.The Young’s modulus of the renal cortex was 3.0～6.0 kPa in the stage 2.Figure 3.The Young’s modulus of the renal cortex was 7.0～10 kPa in the stage 5.Figure 4. The Young’s modulus of renal cortex in healthy children was concentrated at 2.0～4.0 kPa.

图5 各期CKD 的杨氏模量值箱式图。Figure 5.Young’s modular box plot of each stage of CKD.

儿童CKD 的形成是蛋白尿作为独立危险因素参与肾小管间质损害的病理过程，其症状比较隐匿，是威胁健康的主要疾病之一。肾脏的皮质硬化是慢性损伤后期的一种病理自我修复，肾纤维化是各种肾小球、血管和小管间质本身疾病的最后结局，是多种肾脏疾病的共同病理基础与CKD 向终末期肾衰竭进展的重要过程，若不经过有效的治疗，最终的结果都会变成不可逆的肾功能衰竭[10]。目前，检查肾脏病变最好的方法是肾皮质活检，但是这种方法是有创伤的，不宜进行重复多次检查，且不能对肾脏病变的变化进行实时观察。传统的二维及三维超声虽然可以观察肾脏的大小以及血流的变化，但无法准确测量肾脏硬度的改变，而我们的这项研究可以进行补充。

本研究应用法国声科公司最新的超声诊断仪，对受检者进行常规超声检查的同时对ROI 进行杨氏模量值测量，是目前能定量分析组织杨氏模量值的最新技术。本研究结果得出儿童CKD 患者肾皮质的杨氏模量值大于健康儿童的杨氏模量值。本研究常规二维超声检查中只有2 例肾衰竭（5 期）的患儿诊断结果为阳性，其余（2～4 期）的患儿和健康儿童均提示未见明显异常，启动弹性成像系统测量杨氏模量值后发现患儿的杨氏模量值明显高于健康儿童，这与徐建红等[11]对成年人研究的结果相同，说明了本研究的意义所在。

超声实时剪切波弹性成像作为一种新的检测技术，同时也存在一定的局限性。首先，患儿的哭闹、脂肪厚度、配合度等，可能会对检测结果有所影响。所以，要对每一位患儿进行多次测量，取最满意的一次结果。其次，受检患儿晚期肾脏体积会明显缩小，对检测结果也会造成影响（图5）。

肾脏作为泌尿系统的重要组成部分，对人体的代谢起到了重要的作用，所以，对小儿肾脏疾病的预防和诊断及治疗的要求也越来越高。据统计，我国弥漫性肾脏疾病的发展呈年轻化的趋势。传统的二维及三维超声仅可以对肾脏的大小及血流改变进行观测，而无法对肾皮质的质地及软硬度进行检查。实时剪切波弹性成像技术可以对小儿肾脏肾皮质的弹性值进行有价值的观测[12]，为临床医生在儿童CKD 的治疗上提供更多有价值的信息。

综上所述，超声实时剪切波弹性成像技术做为一种新兴的检查方法，可以无创的评价小儿肾脏的杨氏模量值，为临床诊断儿童CKD 提供有价值的信息。目前，实时剪切波弹性成像技术在小器官和肝脏的临床应用研究中已经取得了较大的成果，在肾脏的应用研究中要落后于浅表组织。因为CKD 病理分型的不同，弹性成像技术所测值与其病理活检的结果是否一致，还需深入研究。

超声实时剪切波弹性成像技术在儿童CKD 的诊断中有一定的意义，可为儿童CKD 的判定提供更多有价值的信息，应用前景广阔。