实时剪切波弹性成像评价慢性肾脏病早期肾脏损害的价值

居艳妍，杨 斌，朱正球，陈 珑，张心怡

1南京医科大学金陵临床医学院，江苏 南京 210002；南京中医药大学附属医院2超声医学科，3肾内科，江苏 南京210029

慢性肾病（CKD）是心脑血管疾病的重要危险因素［1-2］。CKD患者接受透析治疗1、2、5、10年的患者生存率分别为80%、67%、40%和18%［3-4］，对CKD的早期肾损害程度进行定量评估及干预治疗尤为重要。实时剪切波弹性成像（RT-SWE）技术是一种无创、简便、可重复性佳的检测组织顺应性及硬度的定量评估手段。针对RT-SWE技术用于CKD患者，有研究表明轻度和中度纤维化组与非纤维化组相比，弹性值明显升高，而轻度和中度纤维化组间无明显差异［5］；但也有研究显示在健康志愿者中肾脏硬度值与年龄显著相关［6-7］。本研究对CKD 1～3期患者，即CKD早期肾损害，应用RT-SWE技术检测其肾脏皮质杨氏模量均值（Emean），并与患者24 h尿蛋白定量（UTP），血肌酐值（SCr）及肾穿刺活检病理间质纤维化程度作对比，同时考虑到年龄对肾脏弹性值的影响，引入年龄因素校正Emean值（pyEmean），探讨RT-SWE技术在慢性肾脏疾病早期肾损害中的潜在应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年8月～2019年12月于我院肾科住院的126例患者。纳入标准：经临床诊断且实验室检查确诊为CKD；CKD-EPI肌酐公式分级为CKD 1～3期。排除标准：患者患有相关禁忌症；肾脏血管性病变及占位性病变后行肾脏弹性超声检查及肾穿刺活检术，穿刺后病理经电镜及荧光染色同时证实为CKD且提示间质纤维化程度。最终入组患者55例，年龄17～70岁（49.1±19.2岁），男27例，女28例。根据肾小球滤过率（CKD-EPI公式）将CKD1～3期依次分为3组（表1），分别比较组间患者的24 h UTP、SCr、Emean值及间质纤维化程度。本研究经江苏省中医院医学伦理学批准，所有患者均签署知情同意书。

表1 早期CKD患者分期情况Tab.1 Grouping of early chronic kidney disease patients

1.2 仪器规格及参数设定

使用Supersonic AixPlorer超声诊断仪（法国声科），凸阵探头S6-1，频率3.5～5.5 MHz进行超声检查。检查前患者排空膀胱，取侧卧位检查，选用RENAL模式。首先获得满意的肾脏最大长轴二维声像图，常规测量肾脏各径线值及其他常规参数；待常规测量完毕后再进入RT-SWE模式，使肾脏最大长轴切面尽量垂直于声束方向，嘱患者平静呼气后停住呼吸，Q-Box取样框直径设定为10 mm，当肾包膜及肾皮髓质交界处弹性图像出现较清晰边界时，可视为有效RT-SWE成像（图1）。分别于双肾上中下极进行肾脏杨氏模量测定，各取样部位重复测量3次，取其Emean值的均数作为单肾最终测值；双肾均值作为该患者RT-SWE最终测值。所有超声检测由经过标准化培训的同一位医师采用上述手法完成；图像均保存为DICOM格式，再由另一影像科医师对图像质量进行质控。

1.3 统计学方法

采用SPSS19.0统计软件对数据进行分析。计量资料采用均数±标准差表示，组间比较符合正态分布时，采用t检验；不符合正态分布时，采用Mann-WhitneyU非参数检验。分类变量组间比较采用卡方检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般资料

本研究50例患者中，CKD 1、2期患者与3期患者年龄差异有统计学意义（P＜0.05，表2）;各组性别差异无统计学意义（P=0.967）；24 h UTP在CKD 1期与2期、2期与3期的差异有统计学意义（P＜0.05），1期与3期间的差异无统计学意义（P＞0.05）。SCr在CKD 2、3期与1期之间的差异有统计学意义（P＜0.05），但2期与3期的差异无统计学意义（P＞0.05）；间质纤维化程度在各组之间比较，差异具有统计学意义（P=0.033）。RT-SWE图像与肾穿刺活检电镜图像（图2）。

2.2 患者Emean值及pyEmean值对比

CKD-EPI公式是经过年龄校正的关于肾小球滤过率的公式，随着人年龄的增长，人体肾脏肾小球滤过率不可避免地逐渐下降，需引入年龄来排除年龄对肾功能的影响。将Emean值根据CKD 1～3期分期进行组间比较的时候，本研究以考虑根据年龄因素校正Emean值，由此推出pyEmean=Emean/年龄。分别比较CKD1～3期各组间Emean值，结果显示，组间差异无统计学意义（P＞0.05）。pyEmean值在CKD 1期患者与2期患者之间差异无统计学意义（P＞0.05），但1、2期与3期之间的差异有统计学意义（P＜0.05，表3，图3）。

表3 患者Emean值及pyEmean值对比Tab.3 Comparison of Emeanvalue and pyEmeanvalue of patients in three stages

3 讨论

对于慢性进行性肾损伤，无论始动因素为何，启动何种信号途经，其导致的肾脏主要病理生理改变均为炎症与纤维化反应［8］。病理学研究提示，肾功能丢失程度及肾脏纤维化程度呈明显正相关［9］。因此监测CKD患者治疗状况，肾脏纤维化程度也是一个重要监测项目。由于肾脏由大量肾小球组成，具有强大的代偿功能，轻度或部分肾脏结构发生改变时，血液实验室指标仍可无异常，但肾小球可能已存在损伤性改变［10］；常规生化指标只能在单个时间点反应肾脏损伤程度，但对于导致肾损伤的危险因素在过去几周、几月甚至几年内对肾脏的累积效应，即肾间质纤维化程度，往往显得无能为力。常规肾脏纤维化程度评判的金标准是肾穿刺活检。但肾穿刺活检为有创检查，其操作有一定的感染及出血风险，且一般不予反复操作；此外，虽然CKD是肾脏的弥漫性病变，但例如IgA肾病等CKD可能存在病变区分布不均匀的情况，肾穿刺活检术取材部位较局限、取材量较少，均可能使结果出现假阳性及假阴性，很大程度上影响临床的决策及患者的预后。因此，如何实现无创、安全且实时定量评估CKD肾纤维化进展程度，是目前临床迫切希望能解决的重要问题。

RT-SWE目前已被作为安全、便捷、可重复性高的手段，广泛应用于各类组织及器官的硬度实时定量评估，在肝纤维化［11］、乳腺甲状腺良恶性结节鉴别及CKD［8］等方面均具有重要的临床价值。目前CKD相关RT-SWE研究多集中于早期CKD与中晚期CKD之间的比较及分析，但RT-SWE在早期CKD1～3期组内比较研究仍较少。其在早期CKD肾脏纤维化进展评估中的角色定位及相关指标综合分析有待于进一步研究。有研究表明剪切波弹性成像对于肾脏硬度值不同操作者之间测值具有可重复性［12］，也有研究表明健康志愿者测得的肾脏剪切波弹性模量值与性别、身高、体质量、BMI、腰围、肾脏大小、测量深度无明显相关性，而健康志愿者与慢性肾脏疾病患者的肾脏硬度值差异有统计学意义，剪切波弹性成像是监测慢性肾脏疾病的一种有效工具［13］。

本研究显示，CKD1～3期患者的24 hUTP，SCr在各组间均有显著差异，但Emean值差异并无统计学意义，这与现有研究结果不同［5,14］，可能是由于本研究与其分组方式不同，本研究针对自体肾，已无纤维化，以＜5%、＜10%及＜15%为分组标准。有报道显示，剪切波弹性成像应用在不同等级间质纤维化的同种异体移植肾中似乎没有差异［15-16］；也有研究报道了肾脏弹性值与移植肾纤维化之间没有显著的相关性［17］。这些结果虽然与本研究结果相近，但其主要是针对移植肾的研究，显然在实际工作中针对CKD患者的肾穿诊断多发生于患者肾功能尚可的早期、代偿期，故本研究的受试人群及分组标准更贴近临床实际情况，且对于RT-SWE早期预测肾脏纤维化程度更有提示意义。

有研究发现慢性肾损伤的标志物与移植肾［12］或自身［13］的肾实质弹性无显著相关性［15-18］，也有研究显示不能证明CKD不同分期的肾皮质弹性值有显著性差异［5,14］。以上研究没有考虑到正常人体肾脏弹性会随着年龄进展而逐渐衰退，最常用的慢性肾脏损伤标志物也与年龄相关，且已有许多前期RT-SWE技术用于健康人群肾脏弹性值的研究证实肾脏硬度值与受检者年龄显著相关［6-7］，故本研究将Emean值由年龄校正，得出新的指标，即弹性年衰退值（pyEmean）。本研究进一步分析显示，pyEmean在CKD1期及2期之间仍然没有显著差异，但CKD1期及2期患者的pyEmean比3期患者显著增高，提示其测值可作为区分CKD早期肾损害的有效手段和指标。此外，CKD3期不仅是早期CKD进展为中晚期CKD的关键阶段，而且是CKD患者肾脏代偿能力逐渐丧失并质变为失代偿的关键阶段。如何精准、早期及无创评估CKD早期肾损害及纤维化进展程度，对延缓病人进入终末期肾病有重要意义，并已成为当前的研究热点。本研究所提出的pyEmean不仅对CKD3期患者可能具有重要的潜在应用价值，而且提示RT-SWE可以应用于CKD早期肾损害评估。

综上所述，pyEmean值排除了年龄对肾脏硬度值的影响，对评估早期CKD患者肾脏纤维化程度可能具有重要的潜在应用价值；同时，RT-SWE技术可以应用于CKD早期肾损害评估。但CKD是一种复杂的慢性炎症性疾病，致病因素众多，其间质纤维化进展程度及肾脏弹性衰退还有待于进一步研究。国内外已有针对RTSWE技术应用于单病种，如糖尿病肾病［19］及痛风肾病［20］患者的研究，并取得前期初步结果，这也给了本文的研究提供了启发。本研究对于RT-SWE应用于CKD评估普遍样本量较小，所以未来需要大样本、多中心、前瞻性的临床病例对照研究，为RT-SWE广泛应用于临床提供理论基础。