聲輻射力脈沖成像診斷兒童慢性腎病

程 果，滑少華*，郭燕麗，史佩佩，張建江

(1.鄭州大學第一附屬醫院超聲科，3.小兒科，河南 鄭州 450052；2.陸軍軍醫大學西南醫院超聲科，重慶 400038)

慢性腎病(chronic kidney disease, CKD)指各種因素所致腎功能逐漸下降，最終可發展為終末期腎病；其病理機制包括腎小球硬化、腎血管纖維化及腎小管纖維化[1]。聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse, ARFI)成像為新型超聲彈性成像技術，能以剪切波速度(shear wave velocity, SWV)量化評估組織硬度[2-3]。腎小球濾過率(glomerular filtration rate, GFR)是評價CKD嚴重程度的最佳指標[4]，但多用于成人CKD。本研究觀察ARFI成像檢測腎皮質SWV診斷兒童CKD的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2018年12月—2019年12月40例于鄭州大學第一附屬醫院經腎穿刺活檢病理證實的CKD患兒(CKD組)，男22例，女18例，年齡2～14歲，平均(9.3±3.2)歲。納入標準：①于腎功能檢查后2天內接受超聲檢查；②符合國家腎臟基金會腎臟病預后質量倡議(Kidney Disease Outcome Quality Initiative, K/DOQI)診斷CKD標準[5]；③1周內未接受血液透析治療。排除存在腎結石、腎囊腫、腎積水、海綿腎、腎動脈狹窄及下尿路梗阻患兒。另選取40名健康兒童作為對照組，男21例，女19例，年齡4～15歲，平均(8.7±3.1)歲。檢查前監護人均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens ACUSON S3000彩色超聲診斷儀，配置ARFI成像技術定量分析系統(virtual touch tissue quantification, VTQ)，4C1探頭，頻率4.5 MHz，由1名具有5年以上超聲診斷經驗的醫師以單盲法完成以下操作。囑受檢者俯臥或側臥，首先行二維超聲檢查，將探頭置于背部豎脊肌外側第12肋或側腰部第12肋水平，觀察腎臟大小、形態及內部回聲；之后采用彩色多普勒顯像觀察腎動脈主干及其分支走行和血流情況；進入VTQ模式，囑受檢者側臥、吸氣后屏氣，于腎臟長軸切面選取雙腎中下1/3皮質較厚處，于距探頭5.5 cm范圍內避開髓質和腎竇選取ROI，使取樣框垂直于腎包膜，測量腎皮質SWV(圖1)，每側腎至少測量5次，取平均值；若測量結果相差過大，則去除最大值和最小值。

圖1 女性CKD患兒，5歲，ARFI成像測量腎皮質SWV 于左腎長軸切面使取樣框位于中下極腎皮質，避開髓質和腎竇，測量深度3.1 cm，測得SWV=2.95 m/s，

1.3 數據處理 計算估算GFR(estimate GFR, eGFR)：eGFR[ml/(min·1.73 m2)]=K×身高(cm)/血肌酐(μmol/L)，對2～16歲女童和2～13歲男童K值取49，13～16歲男童K值取62；根據eGFR將CKD組分為eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)亞組和eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)亞組。

1.4 統計學分析 采用SPSS 23.0統計分析軟件。以±s表示符合正態分布的計量資料，以獨立樣本t檢驗行組間比較；以中位數(上下四分位數)表示不符合正態分布的計量資料，組間行Mann-WhitneyU檢驗；以頻數表示計量資料，采用χ2檢驗進行組間比較。以Pearson相關分析評價SWV與腎功能指標的相關性，r>0.3為正相關，r<0為負相關。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic curve, ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料及腎SWV比較 CKD組和對照組不同性別及側別SWV差異均無統計學意義(P均>0.05)，腎SWV均與年齡無明顯相關(r=0.03、0.21，P=0.87、0.19)。CKD組與對照組性別和年齡差異均無統計學意義(P均>0.05)。CKD組腎SWV、血肌酐、尿素氮及尿酸均高于對照組(P均<0.05)，而eGFR低于對照組(P<0.05)，見表1。

表1 CKD組與對照組一般資料和腎SWV比較

2.2 CKD組腎SWV與腎功能指標的相關性 CKD組平均腎SWV與血肌酐和尿素氮均呈正相關(r=0.46、0.54，P均<0.01)，與eGFR呈負相關(r=-0.44，P<0.01)，而與尿酸無明顯相關(r=0.22，P=0.09)。

CKD組40例中，22例eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)[eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)亞組]，18例eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)[eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)亞組]，其間血肌酐、尿素氮、尿酸、eGFR和平均腎SWV差異均有統計學意義(P均<0.05，表2)。eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)亞組平均腎SWV與血肌酐、尿素氮、尿酸及eGFR均無明顯相關(r=0.18、0.13、0.29、0.16，P均>0.05)；eGFR<60 ml/(min·1.73m2)亞組平均腎SWV與血肌酐和尿素氮均呈正相關(r=0.48、0.47，P均<0.05)，與eGFR呈負相關(r=-0.76，P<0.01)，而與尿酸無明顯相關(r=0.07，P>0.05)。

表2 eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)與eGFR≥60 ml/(min·1.73 m2)的CKD患兒腎功能指標比較

2.3 ROC曲線分析 以SWV=2.60 m/s為截斷值，其診斷CKD的敏感度和特異度分別為67.50%和87.50%，AUC為0.80(P<0.01，圖2)。以SWV=2.66 m/s為截斷值，其評估CKD患兒eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)或≥60 ml/(min·1.73 m2)的敏感度和特異度分別為83.30%和59.10%，AUC為0.69(P=0.03，圖3)。

圖2 根據腎SWV診斷兒童CKD的ROC曲線 圖3 以腎SWV評估CKD患兒eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)或≥60 ml/(min·1.73 m2)的ROC曲線

3 討論

CKD主要病理改變為正常腎單位丟失，代之以大量纖維細胞增生，伴腎小球硬化、腎血管硬化及腎間質纖維化，并最終導致腎衰竭。腎臟具有強大的儲備功能，CKD早期可無明顯臨床癥狀，此時腎功能指標不能及時、準確地反映真實腎功能[4]。腎穿刺病理活檢可準確診斷CKD，但為有創檢查，不宜以之追蹤腎纖維化進展。傳統超聲可根據腎臟體積減小、腎皮質變薄、實質回聲增強及血流灌注減少等診斷CKD，但不能量化評價。ARFI成像能以SWV量化評估組織硬度，且SWV隨組織硬度增加而提高[2-3]，有助于診斷CKD。

既往研究[6]發現功能正常移植腎的皮質SWV高于功能異常移植腎，且腎皮質SWV與GFR呈正相關。陳安萌等[7]觀察180例CKD患者，認為腎SWV與腎纖維化程度呈負相關，與eGFR呈正相關。LEONG等[8]對106例CKD患者和203名健康志愿者行ARFI成像，結果提示CKD患者腎SWV顯著高于健康人，且SWV與eGFR呈顯著負相關。芮志鳳等[9]采用ARFI成像檢查48例慢性腎病患者，發現腎SWV隨CKD嚴重程度而逐漸升高，但不足以預測CKD分期和腎臟纖維化程度。TAKATA等[10]觀察39例終末期腎病患者腎皮質SWV，認為其與晚期腎損傷無明顯相關；GAO等[11]則提出CKD患者腎皮質SWV與eGFR無明顯相關。上述研究結果存在差異，原因在于腎臟解剖結構及血流動力學較復雜，且腎小球硬化、腎小管萎縮、腎間質纖維化及微血流灌注等因素均可影響腎SWV[12-14]。兒童皮下脂肪層較薄，超聲可獲得較為清晰的腎臟圖像；且測量兒童腎SWV時，探頭與ROI距離較近，使測值較成人更加準確。BILGICI等[12]采用ARFI成像測量30例CKD患兒和38名健康兒童，發現CKD患兒SWV顯著低于健康兒童，且其腎皮質SWV隨疾病進展而逐漸降低；BRUNO等[15]報道29例CKD患兒SWV均高于正常對照組，且與eGFR呈負相關。有學者[6]采用超聲微血管成像技術分析腎臟硬度和移植腎功能及腎微循環灌注的關系，發現腎微血流灌注減少是腎皮質SWV降低的主要原因。ASANO等[16-17]認為CKD腎血流灌注減少可致腎臟硬度下降，使SWV減低；而腎臟各向異性可影響SWV及腎組織彈性的測量，且腎皮質各向異性小于髓質。有學者[15]提出應對測量腎皮質SWV的方法進行標準化。

本研究以ARFI測量CKD患兒及健康兒童腎皮質SWV，發現CKD患兒、特別是eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)CKD患兒腎SWV與血肌酐和尿素氮呈正相關、與eGFR呈負相關，且根據腎SWV診斷CKD的AUC為0.80，特異度為87.50%。本研究發現CKD患兒腎SWV隨疾病嚴重程度而升高，與BRUNO等[15]的結果相符，而與BILGICI等[12]的觀點相悖，可能與兒童CKD發生機制涉及腎臟多種病理變化[12-14]，僅單一參數并不能完全、真實地加以反映有關。此外，GRASS等[18]認為健康兒童腎SWV與年齡呈正相關；PALABIYIK等[19]則認為兒童腎臟硬度與年齡、身高及體質量均呈負相關。本研究對照組兒童腎SWV與年齡、性別均未見明顯相關性。

本研究的主要不足：①樣本量小；②未涉及CKD病理類型；③年齡、腎臟結構、血流動力學及尿量等因素均可對AFRI技術造成影響；④操作者因素影響SWV測值。

綜上所述，采用ARFI成像檢測腎皮質SWV有助于診斷兒童CKD，尤其是eGFR<60 ml/(min·1.73 m2)的CKD。