超聲剪切波彈性成像技術(shù)在早期糖尿病腎病定量評估中的應用價值

陳林麗 姚春 王露 涂美琳*

糖尿病腎病（DN）為糖尿病微血管病變導致的腎小球硬化癥，是終末期腎臟疾病的主要病因之一［1］。其臨床表現(xiàn)主要包括蛋白尿、高血壓、水腫、漸進性腎功能不全等。DN起病隱匿，早期癥狀不明顯，診斷比較困難。當進入大量蛋白尿期，腎臟損害不可逆，常在短時間內(nèi)進展為尿毒癥［2］。因此，早期診斷、及時治療對于延緩DN的發(fā)展具有重要意義。剪切波彈性成像（SWE）是一種評估組織彈性功能的新技術(shù)，通過測量腎組織楊氏模量值預測腎臟纖維化程度，為慢性腎病的分期提供評估指標。作者采用SWE技術(shù)測量DN患者腎組織的彈性，初步探討SWE技術(shù)在定量評估早期DN患者腎功能損害中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年12月至2019年12月本院就診并行腎臟穿刺活檢術(shù)的DN患者98例，男43例，女55例；年齡42～70歲，平均（50.0±7.1）歲。（1）納入標準：①有明確糖尿病病史的患者；②符合2012年美國糖尿病學會公布的糖尿病腎病診斷標準，并根據(jù)2010年腎臟病理協(xié)會發(fā)表的DN病理分類共識［3］將患者分為Ⅰ～Ⅳ組，Ⅰ組（即Ⅰ期為腎小球基底膜增厚）21例；Ⅱ組（即Ⅱ期為腎小球系膜擴張）28例；Ⅲ組（即Ⅲ期為結(jié)節(jié)性硬化，Kimmelstiel-Wilson病灶）26例；Ⅳ組（即Ⅳ期為晚期糖尿病性腎小球硬化癥）23例。（2）排除標準：①原發(fā)性腎病綜合征患者；②急性腎小球腎炎患者；③其他病因?qū)е碌牡鞍啄蛎黠@增多及尿素氮等腎功能相關(guān)指標急劇惡化者。健康對照組為同期本院體檢健康者。其中男20例，女25例；年齡45～70歲，平均年齡（51.0±6.7）歲。

1.2 方法 使用Supersonic Imagine公司的AixPlore型全數(shù)字化彩色多普勒超聲診斷儀，配置SC6-1凸陣探頭，頻率3.5～5.5MHz，帶有SWE成像軟件。患者取俯臥位，常規(guī)超聲測量右腎長徑、腎葉間動脈阻力指數(shù)RI。啟動SWE模式，將彈性成像方形框（感興趣區(qū)，用彩色編碼技術(shù)顯示組織彈性）分別放置于右腎中部腎皮質(zhì)、腎髓質(zhì)、腎竇三個部位，打開測量工具Q-Box（直徑設置為5.0～7.0mm），分別獲得腎皮質(zhì)、腎髓質(zhì)、腎竇組織彈性的楊氏模量值Emean（kpa），同一位置至少3次取樣，取平均值作為最終結(jié)果。同時檢測腎功能指標尿微量白蛋白與尿肌酐比值（ACR）。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件。計量資料以（±s）表示，兩獨立樣本比較采用t檢驗；多組間比較采用單因素方差分析；相關(guān)性采用Person相關(guān)性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)超聲參數(shù)及腎功能指標 與健康對照組比較，DN Ⅲ組和DN Ⅳ組右腎長徑長度明顯縮短，腎葉間動脈阻力指數(shù)RI值明顯升高（P＜0.05）；但Ⅰ組和Ⅱ組右腎長徑、RI值差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。ACR水平比較，DN Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組明顯高于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），但DNⅠ組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 常規(guī)超聲參數(shù)及腎功能指標比較（±s）

表1 常規(guī)超聲參數(shù)及腎功能指標比較（±s）

組別 右腎長徑（cm） RI ACR DN Ⅰ組 11.03±0.91 0.59±0.82 12.18±3.17 DN Ⅱ組 10.72±1.03 0.58±0.76 32.46±5.67*DN Ⅲ組 9.81±0.86* 0.66±0.74* 129.18±4.82*DN Ⅳ組 9.15±1.05* 0.78±0.55* 349.95±6.82*健康對照組 10.87±0.75 0.58±0.65 9.86±1.56

2.2 彈性成像參數(shù) 與健康對照組比較，DNⅡ組、DN Ⅲ組、DN Ⅳ組腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean均顯著升高（P＜0.05）；隨著病情的進展，DN腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean逐漸升高，各組間比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。DNⅣ組腎髓質(zhì)楊氏模量值Emean明顯高于與其他四組比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。腎竇部楊氏模量值比較，各組間差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表2，圖1、2。

表2 各組間腎彈性成像參數(shù)比較（±s）

表2 各組間腎彈性成像參數(shù)比較（±s）

組別 腎皮質(zhì)（kpa） 腎髓質(zhì)（kpa） 腎竇部（kpa）DN Ⅰ組 4.02±0.75 3.85±0.74 2.85±0.61 DN Ⅱ組 5.39±0.72* 3.98±0.82 2.88±0.69 DN Ⅲ組 7.63±1.07* 4.09±0.91 2.96±0.89 DN Ⅳ組 9.28±1.16* 5.88±0.91* 3.06±1.06健康對照組 3.95±0.71 3.72±0.59 2.77±0.56

2.3 相關(guān)性分析 DN腎小球硬化的不同類型反映腎臟損害的程度，臨床病理學將腎小球病變分為四期（Ⅰ期～Ⅳ期）［3］。經(jīng)統(tǒng)計學處理，腎功能指標ACR水平與DN Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean均呈正相關(guān)（rs=0.520，0.634，0.628，0.768，P＜0.05）。

圖1 正常組SWE圖像

圖2 DN組SWE圖像

2.4 SWE對早期DN的預測效能 DNⅡ組為早期糖尿病腎病［4］，與對照組腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean差異有統(tǒng)計學意義。繪制ROC曲線，腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean診斷DNⅡ組的曲線下面積為0.785（95% CI 0.724～0.847），截點值為5.69KPa，敏感性62.8%，特異性78.3%。

3 討論

DN是糖尿病引起微血管病變的重要并發(fā)癥之一，其發(fā)病機制復雜。研究報道［5］，高血糖代謝異常產(chǎn)生糖化脂質(zhì)和活性氧，導致炎性細胞因子和促纖維化因子生成，造成系膜、內(nèi)皮和上皮損傷，導致腎小球硬化和腎間質(zhì)纖維化。以往研究發(fā)現(xiàn)，DN腎損害與腎纖維化程度密切相關(guān)［6］。腎臟穿刺活檢行病理檢查是目前公認的診斷DN的金標準，但其為有創(chuàng)操作，風險大，費用高，且可重復性差［7］。SWE是新近出現(xiàn)的一種非侵入性評估組織彈性的技術(shù)。其具有無需施壓、實時定量分析、不依賴操作者、可重復性好等優(yōu)點［8］。SWE通過超高速超聲成像技術(shù)獲得實時剪切波彈性成像圖，同時測量組織的楊氏模量值，作出定量判斷。組織的楊氏模量值是應力與應變的比值，能直接反映組織彈性，楊氏模量值越大表示組織硬度越大［9］。目前SWE技術(shù)在甲狀腺、乳腺良惡性腫瘤的鑒別及肝臟纖維化程度的診斷等領(lǐng)域應用較多［10-12］。

DN腎損害以微小血管受累為主，隨著疾病的進展發(fā)生腎臟血流動力學改變［4］。常規(guī)超聲檢查顯示DN Ⅲ組和DN Ⅳ組的右腎長徑長度明顯縮短，表明腎小球出現(xiàn)結(jié)節(jié)性病變時，腎臟長徑長度開始出現(xiàn)回縮。DN Ⅲ組和Ⅳ組腎葉間動脈RI值較正常人群明顯升高，提示隨著腎臟損害加重，其血管床阻力不斷增大。常規(guī)超聲檢查可作為臨床診斷DN的參考，但其對早期診斷尚缺乏有效性。本資料結(jié)果顯示，DNⅡ組、DNⅢ組、DN Ⅳ組的腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean均顯著升高，提示在DN早期，腎實質(zhì)彈性就已發(fā)生變化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，隨著病情的進展，DN腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean逐漸升高，提示隨著腎功能損害的加重，腎小球基底膜增厚明顯，系膜細胞增生活躍，膠原纖維沉積增多，最終導致腎小球結(jié)節(jié)狀彌漫性硬化及間質(zhì)纖維化，腎臟硬度增加，彈性也隨之減低，因此楊氏模量值逐漸增加［13］。研究發(fā)現(xiàn)，DN腎臟皮質(zhì)的損害是一連續(xù)、漸進的過程，其腎臟皮質(zhì)彈性變化與病理發(fā)展過程相符［14］。目前臨床評估DN的腎功能指標主要有ACR、腎小球率過濾等，本資料結(jié)果顯示，ACR水平與DNⅠ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean均呈正相關(guān)，提示DN腎小球硬化的病理進展與腎臟損害程度密切相關(guān)。但目前臨床尚缺乏有效阻止DN發(fā)展為終末期腎病的手段，通過SWE檢查，盡早發(fā)現(xiàn)腎臟的損傷，及時干預，以改善預后。然而，對于與腎髓質(zhì)楊氏模量值Emean的比較發(fā)現(xiàn)，僅DNⅣ組與其他各組有明顯差異。推測其原因，可能與腎小管病變常出現(xiàn)在腎小球嚴重病變之后有關(guān)，但腎髓質(zhì)由腎小管組成，所以楊氏模量僅在DN Ⅳ組中出現(xiàn)增高，這與相關(guān)報道一致［15］。腎竇部由腎動靜脈、腎盂和脂肪組織等組成，DN患者該部位無明顯病變，其楊氏模量也無明顯差異。有研究提示［4］早期糖尿病腎病的臨床表現(xiàn)為3個月內(nèi)連續(xù)尿檢查3次尿蛋白排泄率（UAER）介于20～200μg/min或24h尿白蛋白排出量介于30～300mg，并排除其他原因引起的UAER增加。其病理表現(xiàn)為腎小球系膜擴張（即DNⅡ組）。ROC曲線診斷DNⅡ組的腎皮質(zhì)楊氏模量值Emean為5.69KPa（敏感性 62.8%，特異性78.3%）。提示超聲剪切波彈性像技術(shù)可以作為糖尿病腎病早期診斷的有效指標。

綜上，DN的腎損害與病理變化、腎實質(zhì)纖維化相關(guān)，通過SWE技術(shù)測量楊氏模量值可以量化反映腎組織纖維化程度，為DN的早期診斷提供參考依據(jù)。