腎臟梗阻性疾病的剪切波彈性成像技術

(中南大學附屬海口市人民醫院 超聲科，海口 570203)

腎臟梗阻性疾病指的是泌尿道結構或功能的改變使尿液排出受阻，進而導致腎臟皮質功能的損害[1]，是泌尿系統的常見病和多發病[2]，如不及時處理，最終可發展為腎衰竭。其常見病因有輸尿管結石、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)、電子計算機斷層掃描(CT)尿路造影、靜脈腎盂造影(IVP)和常規B超等技術來診斷，這些方法可以通過腎積水程度、腎皮質的厚薄初步推斷腎功能，但是無法定量判斷腎皮質的病變程度。人體組織的病變往往伴隨著其硬度或組織彈性系數的變化。基于剪切波的超聲彈性檢測技術是通過超聲波發射探頭在人體組織內產生剪切波，根據剪切波在組織中的傳播速度實現組織彈性模量或組織彈性系數的定量分析，從而判斷組織的硬度和了解組織的纖維化情況[3]，進而定量評估其受損情況及功能狀況。通過對比分析健康體檢者和腎臟梗阻性病變患者的腎臟長徑、皮質厚度與皮質的彈性模量，以探討剪切波彈性成像技術在腎臟梗阻性疾病中的應用價值。

1 檢測案例與方法

1.1 檢測案例

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，主要臨床表現為腎絞痛、血尿、腹部包塊、反復泌尿系統感染等，病程長短不一，最短者3 d，最長者大于7 a。80例患者中，輸尿管結石梗阻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。對照組的80例健康體檢者的尿常規和腎功能檢查均無異常，無慢性腎臟內科疾病、無高血壓及糖尿病史等。觀察組和對照組的一般資料具有可比性(見表1)，差異無統計學意義(P>0.05)。

表1 觀察組和對照組一般資料比較

1.2 檢測儀器與方法

采用Supersonic Imagine公司生產的AixPlore型全數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) 常規超聲檢查：囑患者憋尿后取俯臥位、側臥位或仰臥位，進行雙側腎臟、輸尿管、膀胱的常規掃查，觀察并記錄雙側腎臟長徑、形態、皮質厚度及回聲強度、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：在常規超聲檢測的基礎上，患者側臥位，取腎臟長軸切面，調節探頭使聲束與腎臟包膜界面垂直，待圖像穩定后，啟動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內，并將其調至最小的方形，定量取樣框(Q-Box)也做相應設置(約調為6.0 mm)，對于重度積水患者，若其腎皮質較薄，則根據具體情況適當變換體位或調整取樣框位置，以避免取樣框內包含部分腎盂液體，保持探頭與感興趣區的最深距離小于7.0 cm及取樣框要避開皮質的鈣化、囊腫等，待系統自動計算出的Q-Box區域內腎皮質的最大彈性模量、平均彈性模量和最小彈性模量后把圖像傳至工作站，重復測量腎皮質同一區域3次，取平均值。

1.3 判斷標準

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

1.4 統計學分析

采用SPSS19.0統計學軟件進行數據統計分析，計量資料以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用LSD-t檢驗，多組間比較采用單因素方差進行分析；計數資料以率(%)表示，采用x2檢驗。概率P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 對照組和觀察組結果比較

① 腎臟長徑：對照組腎臟長徑為(98.7±13.3) mm，觀察組梗阻側腎臟長徑為(126.6±21.2)mm，兩組差異有統計學意義(P<0.05)；② 腎臟皮質厚度：對照組腎臟皮質厚度為(6.61±1.93) mm，觀察組腎臟皮質厚度為(4.05±0.91) mm，兩組差異有統計學意義(P<0.05)。③ 腎臟皮質彈性模量：對照組腎臟皮質彈性模量為(3.5±1.1) kPa，觀察組梗阻腎皮質部的彈性模量為(8.3±2.3) kPa，比較兩組數據，差異有統計學意義(P<0.05)。觀察組和對照組腎臟長徑、皮質厚度及彈性模量比較如表2所示,某正常體檢者的腎皮質彈性模量測量值如圖1所示。

表2 觀察組和對照組腎臟長徑、皮質厚度及

2.2 不同病因所致梗阻的結果比較

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

表3 不同病因所致梗阻的腎臟長徑、皮質厚度及皮質彈性模量比較

圖1 某正常體檢者的腎皮質彈性模量測量值

圖2 某患者左腎皮質部的彈性模量測量結果

表4 不同病因所致腎積水的腎臟皮質

3 討論與結論

剪切波彈性成像(SWEI)是彈性成像技術的一種類型，是新近發展出來的對組織彈性進行檢測和評價的新技術[4]。其原理是探頭發射的脈沖對組織產生激勵，使組織內部發生局部形變并產生橫向運動的剪切波，再通過超高速成像技術探測剪切波，以彩色編碼技術實時顯示組織的彈性圖，通過定量分析系統測量組織的彈性模量[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能較準確地對組織硬度進行定性及定量評估，無需操作者施加外力,檢測結果不易受操作者的影響，同時其具有實時顯示、定量測量、可重復性好等優點，能提供常規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的硬度了解其病理組織學的改變，從而間接評價腎臟功能的改變[8]。

腎臟梗阻性疾病的尿液排出受阻，使腎臟集合系統擴張和腎內的壓力增高，從而使髓質過度伸長斷裂、腎皮質受壓缺血、腎小球的萎縮和間質的纖維化，最終導致腎功能不全[9]。通過測量腎臟梗阻性疾病患者的梗阻側腎臟長徑、皮質厚度及皮質的彈性模量，并與正常健康體檢者進行對比研究發現，梗阻側腎臟平均體積較正常腎體積明顯增大，皮質較正常者明顯變薄，皮質的平均彈性模量明顯高于正常腎皮質部的平均彈性模量，兩組數據差異有統計學意義(P<0.05)。同時，不同病因的病程長短不一樣，所測量到的腎臟長徑、皮質厚度和皮質的彈性模量也不一樣。輸尿管結石所致梗阻的腎臟皮質厚度在正常范圍內，皮質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，患者能及時就診，病程短，腎皮質受損較輕；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，患者腎積水時間不長，其腎皮質受損程度也較輕；而輸尿管先天性狹窄患者由于缺乏典型癥狀，病程較長，發現時腎臟多已經發生明顯損害，腎臟皮質明顯變薄，平均彈性模量在幾組病例中最高。這說明隨著病情的進展，腎臟損害程度不斷加重，腎臟纖維化程度加深，腎皮質的硬度增加，彈性模量也增加[10]，這與SAMIR[11]、郭海燕[12]、李深福[13]等學者的研究結果一致。

梗阻病程的長短是腎臟梗阻性疾病導致腎衰竭的一個危險因素，有報道[14]認為梗阻時間超過6 d，患者腎衰竭的發病率會明顯升高。在腎臟梗阻性疾病早期，其病理生理進程大部分是可逆的，如能及時發現并解除梗阻及使腎臟尿液成分引流，則梗阻對腎臟皮質造成的損傷可部分或全部恢復[15]。所以，早期診斷和治療對患者的后期有重要的臨床意義，而剪切波彈性成像技術能夠通過腎皮質剪切波速度的改變反映腎臟早期的損害情況[16-17]，從而向臨床醫師提供腎臟受損程度的量化指標，對患者病情的判斷及治療方案的制定有重要的參考意義。