剪切波超声弹性成像技术对肾移植术后监测的初步研究

彭 娟，刘 涛，袁 惠（通讯作者）

（1昆明医科大学第一附属医院超声科 云南 昆明 650032）

（2昆明医科大学第一附属医院移植科 云南 昆明 650032）

剪切波弹性成像（share wave elastography, SWE）技术是近年来兴起的一种实时二维弹性成像技术，它采用探头发射安全的声辐射脉冲控制技术[1]，在组织不同深度上连续聚焦，产生Mach Gone效应，被聚焦部位组织粒子高效的振动产生剪切波，与瞬时弹性成像技术以及声辐射力弹性成像技术相比，在技术上有了很大的进展。获取组织的剪切波传播速度即得到杨氏模量，杨氏模量值越大，说明剪切波速度越快，组织的硬度也越大。

移植肾术后并发症发生的概率很高，排异反应是目前导致移植肾丧失功能的主要原因，因此早期发现移植肾排异反应，尽早进行临床干预对患者具有重大意义[2]。移植肾急性排异反应及中晚期慢性排异反应有多种超声表现，通过以往的观察，我们发现若RI≥0.75，PI≥1.8，脉冲多普勒频谱表现为陡直、狭窄的收缩峰，并出现舒张期血流变小或消失，甚至出现舒张早期反向血流，应高度怀疑有急性排异反应的存在；而中晚期慢性排异反应者移植肾体积缩小，实质变薄，皮质回声增强，CDFI及CDE显示移植肾内血流信号明显减少，“树枝状”分布的血流信号消失，PW显示RI增高，PI增高，因此对上述类型排异反应综合多个参数进行分析诊断并不困难。但是常规二维及彩色多普勒超声难以诊断早期慢性排异反应。

本文旨在通过剪切波弹性成像技术测量肾移植患者术后的移植肾肾实质部的杨氏模量值，比较其是否存在差异，为临床提供常规超声之外的诊断信息，将其作为无创性检测肾移植术后早期慢性排异反应的预测及随访的一种方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年3月—2020年8月于我院实施活体肾移植的47例患者进行术后超声监测。47例患者中，男29例，女18例，年龄27～52岁。其中原发肾病包括慢性肾小球肾炎、高血压肾病、间质性肾炎等。患者术前超声诊断均为双肾慢性弥漫性损伤声像，伴双肾体积缩小者26例。

1.2 使用设备与检查方法

设备采用法国Supersonic Imagine公司生产的Aixplore型全数字化彩色多普勒超声诊断仪，凸阵探头6-1，频率为3.5 MHz～5.5 MHz。

检查方法：患者采取仰卧位，平静呼吸，对移植肾行超声检查。先常规进行二维超声及彩色多普勒超声检查，尽可能使声束与肾脏被膜垂直得到移植肾纵切图像。然后待图像稳定后，启动弹性成像模式（SWE），皮质部与髓质部各占1/2，若遇皮质与髓质分辨不清时，取样于肾被膜下1 cm处作为感兴趣区，测量移植肾实质部的杨氏模量值。为了减少一些可能影响弹性测量的相关因素，测量杨氏模量值时，SWE取样框放至移植肾下段并将其调为大小约1 cm的正方形，Q-box直径也设置为同等大小（1 cm）。见图1。

1.3 统计学方法

2 结果

47例夫妻间活体肾移植中，2例术后第1天发生肾功能延迟恢复（delayed graft function, DGF），辅以血液透析透析治疗，3周后，肾功能恢复正常，13例发生早期慢性排异反应，8例出现肾周积液，6例出现尿路梗阻，18例移植肾未显示明显异常。移植肾正常者表现为：大小、形态与正常人自体肾脏大小结构相同，实质厚度为（1.60±0.22）cm，皮髓质分界清。肾盂、肾盏无扩张，CDFI及CDE显示移植肾内血流树状分布均匀、丰富，达皮质边缘，PW显示血流指数正常，SWE示肾实质部杨氏模量值为（4.597±2.546）kPa（如图1）。移植肾早期慢性排异者表现为：移植肾形态稍饱满，皮髓质分界欠清，实质略增厚，CDFI及CDE显示移植肾内血流信号欠丰富，不能达到皮质外缘，PW显示肾内动脉流速减慢，RI增高，PI增高，SWE示肾实质部的杨氏模量值为（13.293±7.126）kPa（如图2），与移植肾正常组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。移植肾肾周积液者肾内动脉流速偏低，RI略高，SWE示肾实质部的杨氏模量值为（4.056±1.926）kPa，与移植肾正常组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。移植肾尿路梗阻者，超声显示移植肾积水，肾盂宽度1.5 cm以上，输尿管扩张至0.7 cm以上，肾内动脉流速偏慢，RI增高，SWE示肾实质部的杨氏模量值为（5.233±2.019）kPa，与移植肾正常组比较差异无显著性统计学意义（P＞0.05）。见表1。

图1 正常移植肾

图2 移植肾早期慢性排异反应

表1 不同组别间的杨氏模量值（±s）

表1 不同组别间的杨氏模量值（±s）

分组 例数 杨氏模量值/kPa收缩期峰值流速（Ps）/（cm·s-1）移植肾正常组 18 4.597±2.546 30.8±5.6慢性排异组 13 13.29±7.126 17.8±7.8肾周积液组 8 4.056±1.926 26.7±8.2尿路梗阻组 6 5.233±2.019 28.9±4.7分组 例数 阻力指数（RI） 搏动指数（PI）移植肾正常组 18 0.60±0.05 1.29±0.36慢性排异组 13 0.70±0.15 1.47±0.54肾周积液组 8 0.65±0.03 1.30±0.42尿路梗阻组 6 0.68±0.04 1.38±0.28

3 讨论

移植肾术后发生急性、慢性排异反应的概率很高，是目前导致移植肾丧失功能的主要原因。二维及彩色多普勒超声技术对移植肾本身的质地无从了解，术后的监测只能评价移植肾形态学改变及血流动力学改变。但移植肾急性排异反应有多种超声表现，均不具有特异性，其诊断应综合多个参数进行分析。彩色多普勒超声难以诊断早期慢性排异反应。近几年来弹性成像技术根据不同正常组织及病变的弹性系数不同，在施加外力或交变振动后其应变不同多用于评价乳腺、甲状腺等[3-5]浅表器官，用自相关综合分析法将各片段的信号以灰阶或彩色编码成像[6-8]，从而显示出不同组织的硬度，但不能进行定量分析，也就是不能直接得出组织弹性的绝对数值。法国Supersonic Imagine公司推出的剪切波超声弹性成像是一项声辐射压力方面的专利技术，通过采用独特技术的探头和Multiwave TM多波技术平台，能够精确地控制声波辐射脉冲以超音速的速度，在不同深度的组织内连续聚焦而产生“马赫锥”现象，用来增加剪切波的产生并提高剪切波的传播效率。它具有实时成像、无需施压、定量测量，而且测量结果不受操作者影响、可重复性高等优点，其超声成像速度达到20 000 Hz，是传统超声的200倍，从而能够获得剪切波超高时间分辨率的图像[9]，记录并得到实时剪切波弹性成像，进一步测量组织的杨氏模量值，得出杨氏模量值才能做出定量的判断。根据胡克定律，在物体的弹性限度内，应力与应变成正比，其大小反映了组织的弹性，而这个比值正是杨氏模量，杨氏模量越大，组织的硬度就越大。

关于肾脏弹性研究的报道罕见[10]。研究提示慢性肾病肾皮质的弹性会发生变化[7,11]，而移植肾的弹性研究更为少见[12]。有文献报道[13]，采用二维斑点追踪技术评价移植肾慢性排异反应肾皮质弹性，其硬度为正常肾皮质的3倍。本研究虽然样本量不大，但在研究中发现采用SWE技术对移植肾术后进行监测，发生排异反应的移植肾肾实质部的杨氏模量值明显高于移植肾正常者，说明发生排异反应时移植肾实质的硬度是增加的，这与病理表现是相符的[14]。因此剪切波超声弹性成像定量检测肾脏弹性技术可以作为无创性检测肾移植术后早期慢性排异反应的预测及随访的一种方法。