平面波超敏感血流显像联合剪切波弹性成像诊断慢性肾脏病的临床价值

刘 可 刘承玄 牟 霜 黄珊珊 谢昭鹏

慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）是一种常见的全球性疾病，近年来发病率逐渐升高，且呈年轻化趋势［1］。研究［2］认为CKD 进展过程中，肾脏血流灌注减少，纤维化进行性加重，而肾功能损害程度与肾脏血流灌注和纤维化存在一定的相关性。平面波超敏感血流显像（angio planewave ultrasensitive imaging，AP）是一种检测细小低速血流的新技术，但用于评估CKD 肾脏微血流灌注的研究目前较少；剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）可通过直接测量肾脏的杨氏模量值以评估组织硬度。本研究旨在应用AP及SWE分别评估不同病理分期CKD 患者肾脏血流灌注及纤维化程度，并探讨二者联合在CKD 诊断中的临床价值。

资料与方法

一、研究对象

选取2021 年1 月至2022 年6 月我院收治的CKD患者107 例，男73 例，女34 例，年龄20～78 岁，平均（55.18±13.08）岁；其中糖尿病肾病33 例，高血压肾病32 例，原发性肾小球疾病25 例，免疫相关性肾病12 例，其他5 例。纳入标准：①均经临床诊断为CKD；②年龄＞18 岁。排除标准：①合并急性肾损伤、严重器质性疾病；②合并精神疾病无法配合研究；③妊娠或哺乳期。参考《KDIGO 慢性肾脏病评价及管理临床实践指南》［1］的分期标准分为CKD 1期组17例，CKD 2期组19 例，CKD 3 期组32 例，CKD 4 期组22 例，CKD 5 期组17 例。另选同期健康志愿者30 例为对照组，男21例，女9例，年龄22～77岁，平均（51.18±14.73）岁，均无肾脏疾病、高血压、糖尿病、冠心病等慢性病史。本研究经我院医学伦理委员会批准，受检者均签署知情同意书。

二、仪器与方法

使用法国声科Aixplorer®声红彩色多普勒超声诊断仪，XC6-1 凸阵探头，频率3.5～5.5 MHz；配备AP 及SWE 系统。所有检查均由同一具有10 年以上工作经验的超声医师完成。

1.AP 检查：受检者取侧卧位，首先行二维超声常规扫查肾脏冠状切面，嘱受检者均匀呼吸后屏气，待图像稳定后启动AP 模式，调整取样框大小以显示整个肾脏的血流分布情况，然后缩小取样框置于肾皮质处，重点观察肾皮质内微小血管血流，并根据肾脏血管的显示情况进行肾脏血流灌注分级［3］。具体为：5级，肾皮质内小叶间动脉密集、直达包膜下；4 级，肾皮质内小叶间动脉血流信号变短或稀疏；3 级，肾椎体与肾皮质间的弓形动脉血流稀疏，小叶间动脉血流信号基本消失；2级，肾椎体间的叶间动脉血流稀疏，弓形动脉及以下分支血流信号基本消失；1 级，肾窦内的段动脉血流稀疏，叶间动脉及以下分支血流信号基本消失。

2.SWE检查：受检者取俯卧位，首先行常规超声扫查肾脏矢状切面，尽可能使声束与肾脏被膜垂直，嘱受检者均匀呼吸后屏气，待图像稳定后启动SWE 模式，将取样框置于肾中下极皮质处，并放置Q-Box（直径6～7 mm）于被膜下肾皮质内，系统自动获得该区域内组织的杨氏模量平均值（Emean），均重复测量3 次取平均值。

三、统计学处理

应用SPSS 22.0 和MedCalc 20.2 统计软件，计量资料以表示，多组比较采用单因素方差分析，两组比较采用独立样本t检验；计数资料以例或率表示，采用χ2检验或非参数秩和检验。采用Spearman 相关性分析法分析肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 与CKD 分期的相关性。绘制受试者工作特征（ROC）曲线分析肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 单独及联合应用对CKD的诊断效能，曲线下面积（AUC）比较采用Z检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、各组一般资料、肾脏血流灌注分级及肾皮质Emean比较

1.各组性别、年龄比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 各组一般资料、肾脏血流灌注分级及肾皮质Emean比较

2.CKD 1 期组肾脏血流灌注分级以4、5 级为主（5 级45.0%，4 级40.0%），CKD 2 期组以4 级为主（57.1%），CKD 3 期组以3 级为主（65.6%），CKD 4 期组以2、3 级为主（3 级45.0%，2 级45.0%），CKD 5 期组以2 级为主（58.8%）。对照组肾脏血流灌注分级以5 级为主（60.0%），与CKD 1 期组比较差异无统计学意义，与CKD 2～5 期组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；CKD 1～5 期组肾脏血流灌注分级两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见表1和图1。

3.对照组肾皮质Emean 与CKD 1期组比较差异无统计学意义，与CKD 2～5 期组比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）；CKD 1～5 期组肾皮质Emean 两两比较差异均无统计学意义。见表1和图2。

图2 各组SWE图

二、相关性分析

相关性分析显示，肾脏血流灌注分级与CKD 分期呈负相关（r=-0.705，P＜0.05）；肾皮质Emean 与CKD 分期呈正相关（r=0.359，P＜0.05）。

三、ROC曲线分析

ROC 曲线分析显示，肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 单独及联合应用诊断CKD 的AUC 分别为0.845、0.756、0.865，二者联合应用的AUC 均高于肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 的AUC，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。见图3。

图3 肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 单独及联合应用诊断CKD 的ROC曲线图

讨 论

CKD 发病原因复杂，病理类型较多，当疾病进展到一定阶段，其介导的慢性肾功能衰竭存在一些共同机制。肾皮质血供丰富，是肾脏多种功能的组织学基础，肾皮质血流灌注直接影响肾脏功能，与CKD 的发生、发展密切相关［4］。CKD进展过程中，正常肾单位逐渐丧失，大量成纤维细胞及肌纤维细胞增生，最终导致肾脏组织弹性下降及硬度增加［5］，由此推测CKD 的进展与肾脏纤维化程度相关。因此，客观、便捷地评估肾皮质微血流灌注及纤维化程度对预测CKD 肾脏损害及程度具有重要的临床意义。

既往临床常用CDFI评估肾脏血流灌注情况，但其无法探及低能量、低流速血流，对肾皮质内的微小动脉如弓形动脉、小叶间动脉的显像不敏感，在评估肾脏微血管方面有一定局限性［6］。而AP 是基于极速超声波检测细小、低速血流信号的新技术，可以检测管径＜100 μm的微小血管，对组织、器官的微细血流检测能力优于CDFI［7］，能更清晰地显示肾皮质内的微小动脉，更准确地反映肾皮质的微血流灌注情况。当发生慢性肾功能不全时，肾小球滤过率增高，肾小球毛细血管呈高灌注、高内压状态，导致血管内皮细胞逐渐受损，肾小球内微血栓形成，进而导致管腔狭窄或闭塞［1］，病变由末梢毛细血管逐渐累及至主干，血流灌注从微小动脉开始逐级减少至消失。本研究应用AP 显示肾内各级血管，将肾脏血流灌注分为5级，结果显示CKD 1期组肾脏血流灌注分级以4、5级为主，CKD 2期组以4 级为主，CKD 3 期组以3 级为主，CKD 4 期组以2、3级为主，CKD 5期组以2级为主；而对照组以5级为主，与CKD 1 期组比较差异无统计学意义。分析原因为：CKD 肾脏损害是一个连续、缓慢进展的过程，疾病早期肾脏微血管轻微受损，部分患者病变局限于末梢毛细血管床，尚未累及小叶间动脉，或已经累及但尚未发生明显狭窄或闭塞。本研究结果显示，对照组与CKD 2～5期组肾脏血流灌注分级比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），CKD 1～5 期组两两比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），且相关性分析显示肾脏血流灌注分级与CKD 分期呈负相关（r=-0.705，P＜0.05）。表明随着肾脏损害程度逐渐增加，肾脏微血流灌注逐渐减少，即CKD分期越高，血流灌注越差，与CKD进展中肾脏血管病理改变相符。本研究应用AP 可以清楚地显示肾皮质血流由小叶间动脉开始逐渐减少至消失，再到弓形动脉、叶间动脉减少至消失的变化过程，动态监测CKD 发生、发展过程中肾脏微血流灌注情况，可为CKD的诊断及分期提供重要的影像学依据。

SWE 是基于剪切波的一种弹性成像技术，通过定量测量组织的杨氏模量值以评估其硬度［8］，具有实时成像、客观、准确、可重复性高等优点，目前多用于乳腺、甲状腺等浅表器官及肝脏疾病的诊断及鉴别诊断［9-10］。本研究应用SWE 测量CKD 患者肾中下极皮质的Emean，从而间接评估肾脏纤维化程度，结果显示，CKD 1 期组与对照组肾皮质Emean 比较差异无统计学意义，考虑CKD 1期为病变早期，正常肾单位仅少量丧失或轻微破坏，肾脏纤维化程度较低所致；CKD 2～5 期组肾皮质Emean 均高于对照组（均P＜0.05），提示随着CKD 病情逐渐进展，CKD 患者肾皮质纤维化程度增加，在一定程度上反映了CKD 肾脏损害程度，与既往研究［11］结论基本一致。本研究CKD 1～5 期组肾皮质Emean 两两比较差异均无统计学意义，相关性分析显示肾皮质Emean 与CKD 分期呈正相关（r=0.359，P＜0.05）。提示随着临床分期的增加，杨氏模量值并未逐级递增，相邻两期间肾脏纤维化程度差异并不明显，与既往研究结果［12］略有不同。分析原因可能为：①肾脏结构复杂，CKD 病理类型较多，不同病理类型所致肾脏纤维化程度有所不同；②SWE 的测量受多种因素的影响，除患者年龄、体质量指数、肾脏血流灌注、肾周组织硬度［13］等个体因素外，不同设备、检查部位、测量深度，以及检查时声窗不佳、超声探头施压程度不同均可影响测值［14-16］。本研究结果表明，SWE 对CKD 肾脏损害及程度有一定的诊断价值，但对于CKD的分期还需进一步研究。本研究进一步探讨了AP 联合SWE 在CKD 诊断中的效能，ROC 曲线分析显示，肾脏血流灌注分级、肾皮质Emean 单独及联合应用诊断CKD 的曲线下面积分别为0.845、0.756、0.865，联合应用的AUC 高于二者单独应用（均P＜0.05），提示二者联合对CKD的诊断效能更高。

综上所述，AP 能够为CKD 的诊断及分期提供重要的影像学依据；SWE 可评估CKD 肾脏损害及程度，二者联合可进一步提高对CKD 的诊断效能。但本研究样本量有限，研究对象以中老年为主，不能代表CKD 整个群体，且未对不同病理类型CKD 进行细化分组研究，有待今后进一步行大样本、多中心的研究深入探讨。