腎臟梗阻性疾病的剪切波彈性成像技術(shù)

(中南大學(xué)附屬海口市人民醫(yī)院 超聲科，海口 570203)

腎臟梗阻性疾病指的是泌尿道結(jié)構(gòu)或功能的改變使尿液排出受阻，進(jìn)而導(dǎo)致腎臟皮質(zhì)功能的損害[1]，是泌尿系統(tǒng)的常見病和多發(fā)病[2]，如不及時(shí)處理，最終可發(fā)展為腎衰竭。其常見病因有輸尿管結(jié)石、輸尿管狹窄、輸尿管腫瘤、迷走血管或腫瘤壓迫等，目前主要通過磁共振水造影(MRU)、電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)尿路造影、靜脈腎盂造影(IVP)和常規(guī)B超等技術(shù)來(lái)診斷，這些方法可以通過腎積水程度、腎皮質(zhì)的厚薄初步推斷腎功能，但是無(wú)法定量判斷腎皮質(zhì)的病變程度。人體組織的病變往往伴隨著其硬度或組織彈性系數(shù)的變化。基于剪切波的超聲彈性檢測(cè)技術(shù)是通過超聲波發(fā)射探頭在人體組織內(nèi)產(chǎn)生剪切波，根據(jù)剪切波在組織中的傳播速度實(shí)現(xiàn)組織彈性模量或組織彈性系數(shù)的定量分析，從而判斷組織的硬度和了解組織的纖維化情況[3]，進(jìn)而定量評(píng)估其受損情況及功能狀況。通過對(duì)比分析健康體檢者和腎臟梗阻性病變患者的腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度與皮質(zhì)的彈性模量，以探討剪切波彈性成像技術(shù)在腎臟梗阻性疾病中的應(yīng)用價(jià)值。

1 檢測(cè)案例與方法

1.1 檢測(cè)案例

選取2017年1月～2018年1月在筆者單位診治的80例腎臟梗阻性疾病患者，主要臨床表現(xiàn)為腎絞痛、血尿、腹部包塊、反復(fù)泌尿系統(tǒng)感染等，病程長(zhǎng)短不一，最短者3 d，最長(zhǎng)者大于7 a。80例患者中，輸尿管結(jié)石梗阻49例，先天性輸尿管狹窄18例，膀胱癌侵犯輸尿管末端5例，輸尿管息肉3例，盆腔腫瘤壓迫5例。對(duì)照組的80例健康體檢者的尿常規(guī)和腎功能檢查均無(wú)異常，無(wú)慢性腎臟內(nèi)科疾病、無(wú)高血壓及糖尿病史等。觀察組和對(duì)照組的一般資料具有可比性(見表1)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 觀察組和對(duì)照組一般資料比較

1.2 檢測(cè)儀器與方法

采用Supersonic Imagine公司生產(chǎn)的AixPlore型全數(shù)字化彩色多普勒超聲診斷儀，探頭頻率為3.5～5.5 MHz。檢查方法如下所述。

(1) 常規(guī)超聲檢查：囑患者憋尿后取俯臥位、側(cè)臥位或仰臥位，進(jìn)行雙側(cè)腎臟、輸尿管、膀胱的常規(guī)掃查，觀察并記錄雙側(cè)腎臟長(zhǎng)徑、形態(tài)、皮質(zhì)厚度及回聲強(qiáng)度、腎臟血流分布、積水情況、膀胱及輸尿管情況等。

(2) 超聲剪切波檢測(cè)：在常規(guī)超聲檢測(cè)的基礎(chǔ)上，患者側(cè)臥位，取腎臟長(zhǎng)軸切面，調(diào)節(jié)探頭使聲束與腎臟包膜界面垂直，待圖像穩(wěn)定后，啟動(dòng)聲觸診組織定量分析(VTQ)模式，囑咐患者吸氣后屏住呼吸，取樣框置于腎中部包膜下的皮質(zhì)內(nèi)，并將其調(diào)至最小的方形，定量取樣框(Q-Box)也做相應(yīng)設(shè)置(約調(diào)為6.0 mm)，對(duì)于重度積水患者，若其腎皮質(zhì)較薄，則根據(jù)具體情況適當(dāng)變換體位或調(diào)整取樣框位置，以避免取樣框內(nèi)包含部分腎盂液體，保持探頭與感興趣區(qū)的最深距離小于7.0 cm及取樣框要避開皮質(zhì)的鈣化、囊腫等，待系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出的Q-Box區(qū)域內(nèi)腎皮質(zhì)的最大彈性模量、平均彈性模量和最小彈性模量后把圖像傳至工作站，重復(fù)測(cè)量腎皮質(zhì)同一區(qū)域3次，取平均值。

1.3 判斷標(biāo)準(zhǔn)

正常腎臟長(zhǎng)徑為(113.4±8.6) mm，小于80 mm時(shí)提示腎臟縮小，大于125 mm時(shí)提示腎臟增大。正常腎臟腎盂分離寬度小于10 mm，腎盂分離在1020 mm間,伴腎盞輕度擴(kuò)張為輕度積水，腎盂分離在2040 mm之間伴腎盞擴(kuò)張為中度積水，腎盂分離大于40 mm伴腎盞明顯擴(kuò)張，腎盞穹頂消失及腎實(shí)質(zhì)明顯受壓時(shí)為重度積水。正常腎臟皮質(zhì)厚度為(6.45±1.63) mm，當(dāng)腎皮質(zhì)小于4.35 mm時(shí)，提示皮質(zhì)變薄。正常腎臟皮質(zhì)彈性模量為(3.45±0.89) kPa，當(dāng)腎臟皮質(zhì)彈性模量>5.45 kPa時(shí)判斷為增高。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，組間比較采用LSD-t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差進(jìn)行分析；計(jì)數(shù)資料以率(%)表示，采用x2檢驗(yàn)。概率P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)照組和觀察組結(jié)果比較

① 腎臟長(zhǎng)徑：對(duì)照組腎臟長(zhǎng)徑為(98.7±13.3) mm，觀察組梗阻側(cè)腎臟長(zhǎng)徑為(126.6±21.2)mm，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；② 腎臟皮質(zhì)厚度：對(duì)照組腎臟皮質(zhì)厚度為(6.61±1.93) mm，觀察組腎臟皮質(zhì)厚度為(4.05±0.91) mm，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。③ 腎臟皮質(zhì)彈性模量：對(duì)照組腎臟皮質(zhì)彈性模量為(3.5±1.1) kPa，觀察組梗阻腎皮質(zhì)部的彈性模量為(8.3±2.3) kPa，比較兩組數(shù)據(jù)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。觀察組和對(duì)照組腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度及彈性模量比較如表2所示,某正常體檢者的腎皮質(zhì)彈性模量測(cè)量值如圖1所示。

表2 觀察組和對(duì)照組腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度及

2.2 不同病因所致梗阻的結(jié)果比較

① 輸尿管結(jié)石梗阻，腎臟長(zhǎng)徑為(119.4±11.5) mm，皮質(zhì)厚度為(5.05±0.73) mm，皮質(zhì)部彈性模量為(5.9±2.3) kPa；② 先天性輸尿管狹窄，腎臟長(zhǎng)徑為(130.3±21.8) mm，皮質(zhì)厚度為(3.52±0.81) mm，皮質(zhì)部彈性模量為(10.3±3.8) kPa；③ 膀胱癌侵犯輸尿管末端致使梗阻，腎臟長(zhǎng)徑為(122.4±10.3) mm，皮質(zhì)厚度為(4.64±0.83) mm，皮質(zhì)部彈性模量為(7.8±1.9) kPa；④ 輸尿管息肉，腎臟長(zhǎng)徑為(103±11.6) mm，皮質(zhì)厚度為(5.31±0.74) mm，皮質(zhì)部彈性模量為(6.3±2.2) kPa；⑤盆腔腫瘤壓迫，腎臟長(zhǎng)徑為(120±13.6) mm，皮質(zhì)厚度為(5.82±0.87) mm，皮質(zhì)部彈性模量(8.1±2.9) kPa。不同病因所致梗阻的腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)彈性模量比較如表3所示，不同病因所致腎積水的腎臟皮質(zhì)彈性模量比較如表4所示，某患者左腎皮質(zhì)部的彈性模量測(cè)量結(jié)果如圖2所示。

表3 不同病因所致梗阻的腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)彈性模量比較

圖1 某正常體檢者的腎皮質(zhì)彈性模量測(cè)量值

圖2 某患者左腎皮質(zhì)部的彈性模量測(cè)量結(jié)果

表4 不同病因所致腎積水的腎臟皮質(zhì)

3 討論與結(jié)論

剪切波彈性成像(SWEI)是彈性成像技術(shù)的一種類型，是新近發(fā)展出來(lái)的對(duì)組織彈性進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)的新技術(shù)[4]。其原理是探頭發(fā)射的脈沖對(duì)組織產(chǎn)生激勵(lì)，使組織內(nèi)部發(fā)生局部形變并產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)的剪切波，再通過超高速成像技術(shù)探測(cè)剪切波，以彩色編碼技術(shù)實(shí)時(shí)顯示組織的彈性圖，通過定量分析系統(tǒng)測(cè)量組織的彈性模量[5]。組織的彈性模量越高則剪切波在該組織中傳播的速度越快，組織的硬度就越大[6]。剪切波彈性成像技術(shù)能較準(zhǔn)確地對(duì)組織硬度進(jìn)行定性及定量評(píng)估，無(wú)需操作者施加外力,檢測(cè)結(jié)果不易受操作者的影響，同時(shí)其具有實(shí)時(shí)顯示、定量測(cè)量、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能提供常規(guī)超聲檢查之外的額外診斷信息[7]，可以幫助診斷者通過腎臟皮質(zhì)的硬度了解其病理組織學(xué)的改變，從而間接評(píng)價(jià)腎臟功能的改變[8]。

腎臟梗阻性疾病的尿液排出受阻，使腎臟集合系統(tǒng)擴(kuò)張和腎內(nèi)的壓力增高，從而使髓質(zhì)過度伸長(zhǎng)斷裂、腎皮質(zhì)受壓缺血、腎小球的萎縮和間質(zhì)的纖維化，最終導(dǎo)致腎功能不全[9]。通過測(cè)量腎臟梗阻性疾病患者的梗阻側(cè)腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度及皮質(zhì)的彈性模量，并與正常健康體檢者進(jìn)行對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，梗阻側(cè)腎臟平均體積較正常腎體積明顯增大，皮質(zhì)較正常者明顯變薄，皮質(zhì)的平均彈性模量明顯高于正常腎皮質(zhì)部的平均彈性模量，兩組數(shù)據(jù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。同時(shí)，不同病因的病程長(zhǎng)短不一樣，所測(cè)量到的腎臟長(zhǎng)徑、皮質(zhì)厚度和皮質(zhì)的彈性模量也不一樣。輸尿管結(jié)石所致梗阻的腎臟皮質(zhì)厚度在正常范圍內(nèi)，皮質(zhì)的彈性模量比正常者略高，這主要是由于輸尿管梗阻有典型的腎絞痛癥狀，患者能及時(shí)就診，病程短，腎皮質(zhì)受損較輕；膀胱腫瘤侵犯輸尿管末端所致狹窄和盆腔腫瘤壓迫所致狹窄者也有較明顯的臨床癥狀，患者腎積水時(shí)間不長(zhǎng)，其腎皮質(zhì)受損程度也較輕；而輸尿管先天性狹窄患者由于缺乏典型癥狀，病程較長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)時(shí)腎臟多已經(jīng)發(fā)生明顯損害，腎臟皮質(zhì)明顯變薄，平均彈性模量在幾組病例中最高。這說(shuō)明隨著病情的進(jìn)展，腎臟損害程度不斷加重，腎臟纖維化程度加深，腎皮質(zhì)的硬度增加，彈性模量也增加[10]，這與SAMIR[11]、郭海燕[12]、李深福[13]等學(xué)者的研究結(jié)果一致。

梗阻病程的長(zhǎng)短是腎臟梗阻性疾病導(dǎo)致腎衰竭的一個(gè)危險(xiǎn)因素，有報(bào)道[14]認(rèn)為梗阻時(shí)間超過6 d，患者腎衰竭的發(fā)病率會(huì)明顯升高。在腎臟梗阻性疾病早期，其病理生理進(jìn)程大部分是可逆的，如能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解除梗阻及使腎臟尿液成分引流，則梗阻對(duì)腎臟皮質(zhì)造成的損傷可部分或全部恢復(fù)[15]。所以，早期診斷和治療對(duì)患者的后期有重要的臨床意義，而剪切波彈性成像技術(shù)能夠通過腎皮質(zhì)剪切波速度的改變反映腎臟早期的損害情況[16-17]，從而向臨床醫(yī)師提供腎臟受損程度的量化指標(biāo)，對(duì)患者病情的判斷及治療方案的制定有重要的參考意義。