聲觸診彈性成像檢測腎實質硬度的初步研究

盧 暢 付 靜 黃禾菁

聲觸診彈性成像（sound touch elastography，STE）基于二維剪切波彈性成像技術（2D-shear wave elastography，2D-SWE），可形成直觀的彩色編碼彈性圖像，并對感興趣區域組織硬度進行定量測量［1］。既往研究［2-4］成功應用STE對肝、脾、甲狀腺及乳腺硬度進行定量檢測，但尚無關于腎實質硬度的檢測。本研究應用STE對健康志愿者雙腎實質進行檢測，旨在探討其檢測腎實質硬度的可行性、參考值范圍及影響因素。

資料與方法

一、研究對象

招募2020年11～12月我院68例健康志愿者，其中男32例，女36例，年齡21～67歲，中位年齡33歲。納入標準：①均無原發性或繼發性腎臟疾病、糖尿病、高血壓病、自身免疫病等病史；②尿常規、腎功能檢查無異常；③常規超聲檢查腎臟大小、形態及結構無異常，且腎中部被膜距探頭距離<60 cm。本研究經我院醫學倫理委員會批準，受檢者均知情同意。

二、儀器與方法

1.儀器：使用邁瑞Resona 7彩色多普勒超聲診斷儀，SC6-1U凸陣探頭，頻率1～6 MHz；配備剪切波彈性成像功能。

2.方法：受檢者取俯臥位，排空尿液，二維超聲常規測量雙腎實質厚度和左腎中部被膜距探頭的距離。然后依次對雙側腎臟實質上極、中部和下極部位進行彈性操作。將圖像調整至最清晰，使腎臟長軸盡量與皮膚平行，然后進入STE模式，調節取樣框（大小為4 cm×3 cm）分別置于腎臟上極、中部和下極，使取樣框包括該部位靠近探頭側的腎實質和腎包膜，囑受檢者平靜呼吸時屏氣4～6 s，待圖像穩定后凍結，感興趣區直徑設定為10 mm，取樣部位避開腎髓質并保持取樣框位于圖像中部，記錄楊氏模量值（kPa）。每個部位重復測量5次取平均值，若測量失敗則需記錄失敗的例數和原因。以上操作均由同一具有5年超聲檢查經驗且接受過專業STE培訓、獨立完成50例以上彈性成像操作的醫師完成。

3.STE檢測成功標準：①同時滿足呼吸運動指數≥4顆綠星（4星及5星表示感興趣區內的組織位移幅度≤3 mm/s；綠色表示當前區域內的位移處于可接受范圍內，位移不會對彈性成像的穩定性產生明顯影響）和可信度指數≥95%（可信度指數代表彈性測量區域內數據的可信程度，數值越高可信性越強）的前提下檢測取值，否則認為檢測不成功。見圖1。②每個部位檢測5次，同時滿足成功率≥60%且變異系數<30%。上述標準均滿足時則認為STE檢測成功。

圖1 STE成功檢測腎實質彈性示意圖

4.一般資料獲取：記錄患者年齡、性別、身高、體質量，計算體質量指數。

5.比較參數：①雙腎實質不同部位STE檢測成功率和變異系數，公式為：變異系數=（標準差/平均值）×100%，其值越小代表重復性越好，<10%代表重復性較高，<5%代表重復性非常高；②雙腎實質不同部位STE測值、參考值范圍及觀察者內重復性；③STE測量正常腎實質硬度的影響因素。

三、統計學處理

應用SPSS 22.0統計軟件，計量資料以±s表示，行t檢驗。采用組內相關系數（ICC）評估觀察者內重復性（I CC>0.75表示重復性較好）。連續變量比較采用獨立樣本t檢驗，二分類變量比較行χ2檢驗。多組間比較采用方差分析。相關性分析采用Spearman相關分析法。P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、STE檢測成功率和變異系數

68例志愿者中7例圖像無法滿足呼吸運動指數≥4顆綠星且可信度指數≥95%，5例5次檢測成功率<60%，最終檢測失敗12例。

左腎上極、中部、下極因變異系數>30%而檢測失敗者分別有7例、1例、6例，檢測成功率分別為72.06%、80.89%、73.53%；右腎上極、中部、下極因變異系數>30%而檢測失敗者分別有5例、2例、6例，檢測成功率分別為75.00%、79.41%、73.53%。雙腎中部腎實質檢測成功率高于上極和下極，但差異均無統計學意義。見表1。

表1 雙腎不同部位STE檢測成功率和變異系數

左腎中部實質STE檢測成功者與檢測失敗者在年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、左腎中部被膜距探頭距離、取樣深度等方面比較，差異均無統計學意義，見表2。

表2 左腎中部STE檢測成功者與失敗者臨床資料、STE參數比較

二、雙側腎實質不同部位STE測值

左腎上極、中部及下極實質的STE測值分別為（7.94±1.84）kPa、（8.06±1.71）kPa、（8.25±1.82）kPa；右腎上極、中部及下極實質的STE測值分別為（7.98±1.74）kPa、（8.03±1.48）kPa、（7.89±1.76）kPa，雙側腎實質不同部位STE測值比較，差異均無統計學意義（F左、右腎=0.68，P=0.41；F上、中、下極=0.10，P=0.90）。見表3。

表3 雙腎不同部位STE測量成功數、測值及其95%可信區間

三、觀察者內重復性檢測

左腎上極、中部、下極和右腎上極、中部、下極實質在觀察者內的I CC分別為0.86（0.73～0.94）、0.88（0.80～0.94）、0.78（0.62～0.88）和0.84（0.77～0.90）、0.82（0.73～0.89）、0.77（0.60～0.87），提示觀察者內重復性較好。

四、STE測量正常腎實質硬度的影響因素及相關性分析

不同年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、左腎中部被膜距探頭距離、取樣深度的健康志愿者左腎中部實質STE測值比較差異均無統計學意義，見表4。

表4 不同臨床特點志愿者左腎中部實質STE測值比較

健康志愿者左腎中部實質STE測值與年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、左腎中部被膜距探頭距離、取樣深度均無相關性，見表5。

表5 左腎中部實質STE測值與各因素的相關性分析

討 論

STE是由國內廠商自主研發的新型剪切波彈性成像技術，分屬于2D-SWE，通過探頭發射聲輻射脈沖，在組織內產生大范圍的剪切波，并以超寬波束追蹤檢測技術精準捕捉追蹤剪切波，計算出目標區剪切波傳播速度，進而獲得彈性參數分布圖像，對組織硬度進行定量評估。STE獨具域掃描技術，成像速度更快，穿透性更強，且不受腹水等影響，目前已成熟應用于肝臟纖維化的評估，但其在腎臟應用的可行性目前尚無報道。

本研究評估了STE檢測腎實質不同部位彈性的成功率，結果顯示左腎中部實質檢測成功率為80.88%，略低于既往研究［5］應用2D-SWE檢測腎實質的成功率（90.2%～94.0%），高于脾臟的檢測成功率（76.3%），低于肝臟的檢測成功率（99.2%）。本研究發現，左腎中部實質STE測值不受年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、左腎中部被膜距探頭距離、取樣深度的影響，且觀察者內重復性較好（均I CC>0.75），提示應用STE檢測腎實質彈性較為穩定、可靠。本研究中正常左、右腎中部實質STE測值分別為（8.06±1.71）kPa、（8.03±1.48）kPa。既往研究［5-6］應用2D-SWE測得正常人群腎實質范圍分別為4.40（3.68，5.70）kPa、23.87（11.73，45.34）kPa。由此可見，即便技術原理相似，不同儀器的測值結果差異仍然較大。本研究結果顯示健康志愿者左腎中部實質彈性測值與年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、左腎中部被膜距探頭距離、取樣深度均無相關性。

慢性腎臟病（CKD）在全球不同地區的發病率為10%～15%，已成為突出的公共衛生問題，但目前對其監測水平遠遠不夠［7］，因此迫切需要及時、簡便、客觀、無創的篩查方法。超聲檢查是監測CKD的重要手段，可通過腎臟二維結構、實質回聲強度及腎內動脈血流的改變為臨床提供腎實質損害信息，但由于腎臟為腹膜后器官，其解剖位置及結構特點導致影響腎臟彈性測量的因素較多，且易受操作者主觀因素和儀器條件影響等局限［8］。近年來，應用SWE測量腎組織硬度成為CKD新的研究熱點。Grosu等［9］發現2D-SWE測得正常人群雙側腎臟楊氏模量值與年齡、體質量、高血壓均呈負相關（r右腎=-0.5、-0.4、-0.5，r左腎=-0.4、-0.3、-0.5，均P<0.05）。Radulescu等［10］認為正常人群中楊氏模量值受腎臟長度、體質量指數影響，不受性別、年齡、取樣框直徑影響。既往研究［11］認為CKD患者腎實質楊氏模量值顯著高于健康腎實質（均P<0.05）。Leong等［12］研究發現腎實質楊氏模量值與腎小球濾過率呈顯著負相關，SWE對CKD的早期診斷效能顯著優于二維超聲。本研究應用STE對健康志愿者腎實質硬度進行檢測，初步評估了其檢測成功率、觀察者內重復性、彈性參考值范圍及影響因素。結果顯示，STE測量腎實質楊氏模量值成功率較高，操作者內具有良好的可重復性，健康人群的左腎中部實質STE測值不受年齡、性別、身高、體質量、體質量指數、腎中部被膜距探頭距離、取樣深度的影響，與付慧君等［13］研究結果一致，但仍需進一步大樣本的研究明確STE測值的相關影響因素。本研究結果認為STE可以作為一種可靠的無創評估腎臟彈性的方法，為進一步確定社會大群體生理與病理狀態下腎臟實質硬度提供參考。

總結本研究經驗：①從檢查體位來看，可分別從側腹壁、背部及腹部肋間隙進行掃查，主要途徑分別經過脂肪、肌肉和肝臟。筆者在前期摸索中發現，通過背部掃查，成像穩定度高于側腹壁和腹部。②關于腎臟同一部位彈性測值次數的問題。根據文獻［14］報道，測量腎臟彈性時大多測量5次，測量10次的成功率反而低于5次（82.6%vs.94.0%）［15］。結合本研究，在實際測值中要求受試者反復屏氣，最后幾次檢測的圖像穩定性及成功率低于之前。因此，對于腎臟同一部位測量5次即可，多次測量反而影響最終結果。③本研究顯示雙腎上極、中部、下極實質的彈性值比較差異均無統計學意義，且腎臟中部實質的檢測成功率略高于上極和下極。原因可能為腎臟上極易受肋骨等遮擋，而腎臟下極位置有時較深，影響圖像質量穩定性。此外，由于受檢者取俯臥位掃查，測量左腎中部實質的彈性值更為方便。因此，筆者建議對于正常雙腎或雙腎彌漫性改變的疾病，若僅進行一個部位的檢測，推薦選取左腎中部實質。

綜上所述，腎臟STE檢測成功率、穩定性均較佳，可作為評估腎臟彈性的可靠檢查方法，具有較好的臨床可行性。