實時剪切波彈性成像評價腎纖維化進展

錢雪琛綜述，張盛敏審校

(1.寧波大學醫學院，浙江 寧波 315211；2.寧波市第一醫院超聲科，浙江 寧波 315010)

慢性腎臟病(chronic kidney disease, CKD)的發病率呈逐年升高趨勢[1]。CKD最終進展結果為腎纖維化，以腎小管間質纖維化多見[2]。傳統腎臟超聲成像主要為常規二維灰階、CDFI及頻譜多普勒成像，通過腎血流量、RI、皮質厚度、回聲強度及腎臟大小進行評估，可明確診斷腎囊腫、結石及腎占位性病變，但評估腎纖維化程度的價值有限。超聲彈性成像技術可彌補傳統超聲的不足，并逐漸應用于診斷腎臟疾病[3]。由于腎纖維化的進程為病理性纖維基質在腎小管及小管周圍毛細血管間隙內沉積，故在腎臟疾病的發展過程中，腎實質的彈性值可發生改變[4]，這也是實時剪切波彈性成像(shear wave elastrography, SWE)評估腎纖維化的病理基礎。本文對SWE評估腎纖維化的應用進展進行綜述。

1 腎纖維化概述

腎纖維化以炎癥及損傷刺激為開端，以炎癥細胞(如轉化生長因子、內皮素及腫瘤壞死因子等)間的相互作用為特征，引發炎癥反應的相關疾病(如急慢性腎盂腎炎、腎小球疾病、系統性紅斑狼瘡性腎炎及糖尿病性腎病等[5])；其中TGF-β被認為在腎纖維化過程中占重要地位[6]。腎纖維化的病程可概括為：炎癥及氧化應激反應、促/抑細胞纖維化的相關因子失衡、腎纖維化形成及腎組織重塑[7]。導致腎纖維化的病因不同，纖維化起始發生的區域也相異，可首先發生于腎小球或腎間質區，但最終結果為正常腎小球及腎小管結構消失，細胞外基質內成纖維細胞、肌纖維細胞增多，可同時伴腎小管萎縮、腎小球硬化、腎間質纖維化及腎功能進行性喪失[8]，其大體解剖表現為組織變硬。

2 SWE原理及優勢

SWE技術應用“馬赫錐”原理，通過探頭發射聲輻射脈沖控制技術，使被聚焦部位的組織粒子因高效振動而產生橫向剪切波，并以超高速成像技術檢測產生的剪切波速度[9]，通過定量分析系統獲得組織的楊氏模量值，公式為E=σ/ε[10]；楊氏模量值越大，表示剪切波傳播速度越快、組織硬度越大，組織硬度以彩色編碼表示，紅色表示較硬的組織，藍色表示較軟的組織。剪切波在不同程度的病變組織內傳播速度不同，使SWE技術成為臨床輔助分級診斷方法。

目前診斷腎病的金標準為腎活組織檢查，但其屬侵入性檢查，無法實時監測。傳統超聲可實時監測病變，但無法檢測組織彈性的變化；而SWE可無創、實時監測組織的彈性。與傳統彈性成像技術相比，SWE技術具有以下優點[11]包括：①可調節取樣框范圍，選擇ROI部位，避開其他不相關組織干擾；②無需外部施壓，有利于避免由于操作人員不同導致的結果偏倚；③獲取圖像速度快，不受患者平靜呼吸下胸廓起伏的影響；④可實時監測、顯示組織的彈性模量值；⑤可與常規超聲相結合，在常規操作過程中同時測量楊氏模量值。

SWE已廣泛應用于甲狀腺[12]、肝臟、前列腺、乳腺、唾液腺、淋巴結[13]、頸動脈[14-16]檢查、判斷靜脈斑塊穩定性、腫瘤治療[17]及婦產科[18]等領域。本文主要闡述SWE評估腎纖維化的應用進展。

3 SWE在正常腎臟中的應用

鐘婷婷等[19]對比觀察正常成人腎臟在不同體位及腎實質不同部位的楊氏模量值，發現不同體位及部位腎臟楊氏模量值差異均有統計學意義，以左側臥位下腎臟中部楊氏模量值最高，并認為這種差異與腎實質解剖存在各向異性、俯或側臥位聲束路徑不同及腎筋膜的牽拉作用有關；提示臨床檢測腎纖維化患者時，應盡可能選擇相同部位及體位，以減少操作引起的誤差。田飛等[20]選取380名健康體檢者，通過改變垂直取樣時的不同取樣深度探討彈性成像技術的穩定性，發現垂直取樣下不同深度測量正常腎臟腎皮質剪切波傳播速度值差異無統計學意義，與付慧君等[21]研究結果相符。此外，上述研究均認為不同性別、年齡、體質量指數及Q-box直徑的腎臟楊氏模量值差異無統計學意義，提示SWE技術可較客觀地測量腎臟楊氏模量值，通過增大樣本量并進行統計學分析，有望為制定正常人楊氏模量值參考范圍的統一標準提供依據。

4 SWE在CKD中的應用

4.1鑒別正常及病變腎臟 徐建紅等[22-23]采用SWE測量CKD患者與健康體檢者的腎實質楊氏模量值，發現CKD患者腎實質楊氏模量值高于健康體檢者(P均<0.05)，提示SWE技術可較好地鑒別健康人與CKD患者的腎臟硬度，因而可用于檢測腎臟硬度。但該研究未對CKD做出病理分級，亦未能體現早期CKD患者與健康人腎實質的楊氏模量值差異。

4.2診斷腎臟病變程度 彭凌燕等[24]采用SWE測量113例CKD患者腎皮質的楊氏模量值，發現隨著病理分級增加及臨床癥狀惡化，腎實質楊氏模量值逐步升高。王倩等[25]采用SWE測量60例CKD患者的腎皮質楊氏模量值，發現其與尿素氮、胱抑素C呈顯著正相關。上述研究提示腎實質楊氏模量值與腎功能不全進展具有相關性，有望成為評估腎纖維化進展程度的無創診斷指標，為動態監測疾病進展、評估臨床治療效果及調整用藥方案提供依據。此外，王倩等[25-26]還根據腎功能指標將CKD患者分為輕度、中度、重度及極重度4組，發現除輕度與中度組楊氏模量值差異無統計學意義(P>0.05)外，其余各組兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)，同時提示隨著腎功能惡化，CKD患者腎實質楊氏模量值呈遞增趨勢。

為觀察腎實質楊氏模量值與腎纖維化程度的相關性，鐘婷婷等[27]對90例CKD患者及同期40名健康志愿者進行腎彈性成像，并根據間質纖維化程度將CKD患者分為輕度、中度及重度纖維化3組，結果顯示除輕度與中度纖維化組腎皮質楊氏模量值差異無統計學意義(P>0.05)外，其余各組兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)；表明SWE技術可為有效診斷腎纖維化程度提供依據，但仍無法區分輕度與中度腎纖維化。

上述研究表明，SWE技術能鑒別正常與CKD腎臟，并有助于判斷CKD的嚴重程度(除區分輕、中度CKD患者外)，但對其診斷早期腎病的效能尚需進一步觀察。

5 SWE的局限性

SWE的穩定性和可重復性較好，但目前對腎臟彈性值與病理顯示的纖維化程度之間是否相關尚存爭議[28-30]。此外，楊氏模量測值還易受患者配合度的影響，如呼吸可致SWE圖像產生混雜信號，從而影響測值的準確性；且腎臟解剖位置較深在及病變導致結構不均質性等也可影響測值的準確性。因此，測量楊氏模量值時，應囑患者平靜呼吸，選擇相同體位及部位，以增加圖像的準確性，減少誤差。

6 小結

受有創性、穿刺取樣部位等影響，腎活檢難以反復施行，不宜作為動態監測病情和隨訪的常規手段[31]。通過對組織施壓，SWE技術可使組織高效振動產生剪切波，根據剪切波在組織中的傳播速度測量組織的彈性模量值[32]，具有無創、可重復性較好、操作簡便、穩定性高的特點，有助于實時監測、評估腎纖維化程度。