剪切波彈性成像用于腎臟疾病研究進展

王翔宇，蘇 濤，陳路增*

(1.北京大學第一醫院超聲醫學科，2.腎內科，北京 100034；3.北京大學腎臟病研究所，北京 100034)

超聲彈性成像是在常規灰階超聲基礎上衍生而來的新技術[1]，通過測量組織形變間接反映其彈性及硬度，并可進行半定量及定量分析[2]；其中的剪切波彈性成像(shear wave elastography， SWE)包括點式SWE(point-SWE， p-SWE)及二維SWE(two-dimensional SWE， 2D-SWE)。世界及歐洲超聲醫學與生物學聯合會指南[2-3]認為超聲彈性成像用于肝臟、乳腺及甲狀腺等領域已較為成熟，但并未詳盡闡明其在腎臟疾病中的應用狀況。目前穿刺活檢病理學診斷仍是診斷腎臟疾病的金標準，但有創，不適宜反復進行；另一方面，根據血肌酐、尿素氮等實驗室指標可對慢性腎臟病(chronic kidney disease， CKD)進行分期，但對于早期疾病的敏感度往往有限。臨床仍在努力尋找無創、可重復進行且敏感度較高、能準確評估腎臟疾病的方法。超聲具有簡便、安全、無輻射及可重復測量的優勢，相比CT及MRI更具有普適性。本文對SWE用于CKD的進展進行綜述。

1 腎間質纖維化

腎間質纖維化是CKD常見病理改變，多為腎小管間質纖維化[4]。隨著腎功能不斷減退，腎臟內血流灌注重新分布，腎小管周圍毛細血管網稀少，進一步加重髓質缺氧狀態。腎毛細血管閉塞、細胞外基質沉積及腎小管萎縮限制了水分子流動，可導致腎臟硬度增加[5]，因此，利用p-SWE及2D-SWE技術可間接反映腎臟纖維化程度。

1.1 移植腎 腎臟位置較為表淺，利于滿足SWE加壓產生應變圖像的需要。MOON等[6]對新西蘭大白兔行單側輸尿管結扎、單側腎靜脈結扎，以2D-SWE觀察結扎前后腎間質纖維化情況，發現單側腎靜脈結扎組腎臟間質纖維化程度最高，且楊氏模量與腎間質纖維化程度明顯相關，為2D-SWE評估移植腎間質纖維化程度提供了有力支持。MA等[7]觀察32例腎移植患者，將ROI分別置于移植腎皮質及髓質，發現腎皮質、髓質楊氏模量及血肌酐均與間質纖維化病理評分呈明顯正相關，但僅以血肌酐無法檢出輕度間質纖維化，因此認為2D-SWE評估移植腎間質纖維化效果優于血肌酐，且具有較好一致性。目前對于SWE評估移植腎間質纖維化的價值尚存爭議[8]。KENNEDY等[9]對比MR彈性成像及p-SWE診斷移植腎間質纖維化的價值，認為p-SWE對移植腎間質纖維化不具備診斷價值。MA等[7]以腎間質纖維化及腎小管萎縮的面積百分比作為參數進行評估，所獲結論存在不同。樊韻玲等[10]采用p-SWE評估移植腎術后狀態，發現病毒感染時，隨腎間質纖維化程度增加，移植腎彈性值升高。LEONG等[11]應用p-SWE觀察體外明膠模型，提出測量角度輕微變化即可影響SWE測值，建議將ROI固定于腎皮質中部，以提高結果的準確性及可重復性。

1.2 CKD 有關p-SWE評估CKD能力的研究結論也并不完全一致。有學者[12]采用p-SWE測量CKD患者腎實質剪切波速度(shear wave velocity， SWV)，結果顯示輕、中度纖維化患者的SWV顯著高于非纖維化患者。LEONG等[13]發現CKD組SWV顯著高于對照組，且SWV與估算腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate， eGFR)呈負相關；進一步對比75例CKD患者的楊氏模量值與病理所見，發現腎實質硬度隨腎小球硬化、間質纖維化和腎小管萎縮百分比增加而加大[14]。另一方面，GROSU等[15]對91例CKD患者行p-SWE檢查，發現CKD組患者SWV低于對照組，且與eGFR呈正相關，與上述研究結果相悖；而SASAKI等[16]比較187例CKD患者的eGFR與腎皮質SWV，發現二者并無相關性。CKD患者SWV結果變異較大，可能與腎血流灌注減少相關，其腎臟血流減少對SWV的影響可能超過纖維化，導致腎皮質硬度與腎間質纖維化呈負相關[17-18]。此外，RADULESCU等[19]及LIU等[20]以2D-SWE觀察成人及兒童CKD，結果均顯示病變組平均楊氏模量明顯大于對照組。

1.3 其他 既往研究[21]發現特發性腎病綜合征(idiopathic nephrotic syndrome， INS)患者腎實質SWV隨腎間質纖維化程度加重而顯著增加，提示SWV對于區分輕度與中、重度INS具有診斷價值；激素抵抗組楊氏模量顯著高于激素敏感組[22]，表明楊氏模量值對評估預后具有重要意義。LIU等[23]納入無糖尿病腎病(diabetic kidney disease， DKD)、早期DKD及中期DKD共3組患者，多因素回歸分析結果顯示腎皮質楊氏模量升高是DKD患者腎病進展的獨立危險因子；TURGUTALP等[24]發現SWE可用于監測IgA腎病患者腎間質纖維化進展程度，以15 kPa為楊氏模量的診斷臨界值，其敏感度和特異度分別為89%和90%。

2 腎小球囊內壓

腎臟充血狀態可能與膿毒癥合并心衰患者發生急性腎損傷(acute kidney injury， AKI)相關；測量腎小球囊內壓可間接反映腎臟充血狀態。KASHANI等[25]以超聲表面波彈性成像(ultrasound surface wave elastography， USWE)測量豬的基線、注射生理鹽水或血管活性藥物(去甲腎上腺素、加壓素、多巴胺及非諾多巴)、2 L腹膜透析液腹腔灌注及靜脈、動脈和輸尿管夾閉后的SWV，以觀察腎臟彈性變化，同時通過有創操作直接測量腎小球囊內壓，觀察不同干預措施下腎小球囊內壓變化及其與SWV的相關性，結果顯示腎SWV與腎小球囊內壓呈正相關。YOON等[26]對15只新西蘭大白兔行左側輸尿管結扎術，術后觀察49天，行SWE檢查，發現結扎側腎皮質楊氏模量高于對側，且其值隨時間延長而增加。SOHN等[27]采用p-SWE測量51例腎積水兒童的雙側腎臟，發現腎臟重度積水情況下，腎臟實質SWV明顯增高。

3 腎硬化

4 小結與展望

目前SWE用于腎臟的價值主要體現于診斷疾病，尚缺少預后相關研究。腎皮質或髓質的SWV或楊氏模量隨纖維化程度增加而增加，使得SWE可用于評估移植腎、DKD、IgA腎病及INS的腎間質纖維化程度；針對移植腎間質纖維化程度的研究結果具有較好的一致性。由于腎臟疾病病因及病理機制的復雜性，目前CKD相關研究尚未能獲得統一結果，因此，評估CKD患者腎皮質硬度時，除關注腎間質纖維化外，還應考慮血流灌注減少的影響；而評估腎小球囊內壓的結果具有較好一致性，SWV或楊氏模量多隨囊內壓的增高而增加，故可反映腎臟充血狀態。SWE評估腎小球腎炎的研究較少，有待進一步觀察。

雖然病變腎組織的各向異性、腎血流灌注變化、合并尿路梗阻及探頭壓力等因素均可影響SWE所測超聲參數，但結合疾病特點進行聯合檢查及構建模型等均有助于提高超聲彈性成像的診斷效能。期待未來在腎移植及非移植CKD等更多領域展開深入的超聲成像研究。