中国中西医结合影像学杂志   2018, Vol. 16 Issue (3): 315-318
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声触诊组织定量技术诊断慢性肾脏病的应用研究[PDF全文]
吴苑华, 胡萍香, 肖小鹏, 杨绿敏
广东省深圳市中医院超声影像科,广东 深圳 518033
摘要:慢性肾脏病(CKD)是一个公共健康问题,既危害人体健康,影响人们生活质量,也给世界各国的卫生资源带来沉重负担。目前检测CKD的方法很多,如血清学指标、尿液检查、影像学常规检查等,但上述方法对早期肾脏病变的诊断敏感性和特异性较低。声触诊组织定量分析(VTQ)作为一种新的超声成像技术,其简便、快捷、无创、可重复,能够量化检测组织的弹性硬度,有望早期发现肾脏硬度的改变,早期预测CKD。
关键词声触诊组织定量技术    肾病    超声检查    剪切波    

近年来,随着慢性肾脏病(chronic kidney dis鄄ease,CKD)发病率的上升,寻找客观量化的检测方法以协助诊断成为国内外学者研究的热点。目前检测CKD常用的方法有:血清学指标、尿液检查、影像学常规检查等,但上述方法对早期肾脏病变的诊断敏感性和特异性较低。而对肾脏病变的早期判断是早期发现病情、及早干预治疗的关键环节。声触诊组织定量分析(virtual touch quantification,VTQ)作为一种新的超声成像技术,具有简便、快捷、无创、可重复等特点,能早期发现肾脏硬度的改变,早期预测肾脏病变。现对VTQ技术在CKD无创性检测中的应用价值综述如下。

1 CKD的定义和分期

2002年美国国家肾脏病基金会《肾脏病预后质量指南(NKF-K/DOQI)》公布了CKD定义:①肾脏损伤(肾脏结构或功能异常)持续3个月以上,包括病理学异常,血、尿成分异常或影像学异常。②肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR) < 60 mL/(min· 1.73 m2)持续3个月以上。具备以上任意一条即可诊断[1]。CKD涵盖了临床上绝大多数的肾脏疾病,如肾小球肾炎、糖尿病肾病、IgA肾病、肾病综合征、膜性肾病、高血压肾病、红斑狼疮性肾炎等。除了急性肾炎和急性尿路感染等肾脏急性炎症性疾病外,其余基本都可归属CKD的范畴[2]。《NKF-K/DOQI指南》同时也对CKD进行了临床分期(表 1)[1]

表 1 慢性肾脏病的临床分期

2 CKD的发病率、发病特点及国内现状

CKD已经成为一个全球性的公共健康问题[3-4]。它既危害人体健康,影响人们生活质量,也给各国的卫生资源带来沉重的负担[5]。CKD在我国成年人中的发病率约11%,全国约1.2亿CKD患者,且发病率呈逐年上升趋势,发病年龄逐渐走低。CKD被称为“沉默的杀手”[6],起病较隐匿,进展相对缓慢,很多患者早期症状较轻或无症状,易忽视病情而未及时就诊,以致错失延缓或阻止病情进展的最佳时机,最终发展成肾功能衰竭,只能透析或行肾脏移植治疗,给患者造成沉重的经济负担。因此,早发现、早诊断、早治疗对CKD的防治尤为重要[2]

3 CKD的主要检测方法 3.1 肾功能的主要生化检查

CKD以弥漫性的肾实质损害、广泛的肾组织纤维化为病理特征[7]。GFR下降是判定其病变严重程度的最佳指标,但GFR无法直接测定,《NKF-K/DOQI指南》[1]推荐应用方程公式,根据血清肌酐来间接估算,然而血肌酐对肾功能的早期变化并不十分敏感和特异[2]。研究[8]显示,当GFR下降一半时,血肌酐上升幅度不到原来的2倍,且随着年龄的增长和肌肉量的减少,即使出现肾脏功能减退,血肌酐也常无明显变化,因此肾功能不全早期不宜用血肌酐来判断GFR的实际水平。且血肌酐受性别、蛋白质摄入量等多重因素影响,重复性差,敏感性有待提高。而临床上常见的尿素氮指标,虽可大致反映肾小球滤过功能,但肾小球滤过功能需降至正常一半,尿素氮才能升高,故也不能及时反映早期肾功能的减退。

3.2 肾脏组织病理检查

肾实质的组织病理学检查是诊断肾脏疾病的“金标准”,它能够直观反映肾脏病变程度,是衡量炎症活动度、纤维化程度及指导治疗、判断预后的最为有效及可靠的检查方法[9]。但肾穿刺活检术是创伤性检查,存在并发症风险,患者不易接受,难以重复进行,也无法动态观察和随访。

3.3 肾脏疾病传统的影像学检查方法

核医学中核素显像能够直接反映肾脏的滤过功能,也是确诊CKD分期的主要依据,但由于其具有放射性,且费用较高,临床使用受限。CT能显示肾脏的解剖结构,但也具有一定的放射性损害。静脉尿路造影(intra鄄venous urography,IVU)虽能同时提供肾脏解剖形态和功能状态的信息,但需应用具有肾毒性的对比剂,而严重肾衰竭患者禁忌使用,也限制了应用。超声可对肾脏行重复性检查,且无创伤、无辐射、方便快捷、费用低廉,是临床上诊断CKD的重要影像学检查方法[10]。但传统超声到肾功能不全晚期时才会显示肾脏形态结构及血流灌注学的明显改变。因此,急需一种无创、可靠、方便、敏感性高的检测方法以早期诊断CKD并评估肾脏的病变情况。

3.4 肾脏疾病新的无创检测方法

随着超声医学的快速发展,近年来VTQ技术逐渐成为超声领域研究的热点,它可无创性检测肾组织的硬度信息,进而评估肾病纤维化程度,对早期判断肾脏病变,具有很大的临床价值及应用前景[11]

4 VTQ的原理及方法 4.1 原理

生物组织的弹性或硬度在很大程度上依赖于组织内部的分子构成,以及这些分子构成在微观、宏观上的组织形式[12]。组织硬度的变化与其病理改变密切相关,当组织发生病理改变时,其弹性或硬度也随之发生相应改变[13]

VTQ成像即利用声脉冲辐射力成像原理及剪切波传播原理,由探头向ROI发射一系列脉冲波产生剪切波,后用特定的电子系统采集生物组织内剪切波信号,通过检测剪切波传播速度(shear wave ve鄄locity,SWV)进行组织弹性或硬度评估,估测出受检组织的弹性值,以声波速度单位(m/s)表示[14]。慢性肾损伤引起的肾脏内部组织结构的病理改变,可表现为组织弹性及硬度的变化,而SWV大小依赖于ROI组织的弹性顺应力[15],由此可通过SWV检测肾脏硬度的改变,进而推测内部病变程度。因此,VTQ可应用于CKD早期诊断及肾脏功能损害的间接评估。

4.2 方法

Siemens Acuson S3000可对全身多脏器多部位进行组织弹性及硬度量化成像。肾脏检测时,先在常规超声二维切面上大致确定肾脏内需行弹性及硬度检测的ROI,后启动VTQ模式,嘱受检者屏吸,保持探头的垂直及固定,待图像稳定后按键测量SWV值。所测得的SWV值可间接反映该区域肾脏组织的弹性程度。

VTQ作为一种超声成像新技术,可量化肾组织的质地或弹性,是对传统图像的补充。它可为临床提供客观的量化指标,避免诊断过程中主观因素的干扰,为临床早期评估肾脏功能提供新的思路和方法[16]

5 VTQ评估CKD的临床研究

VTQ技术应用于肝脏、乳腺、前列腺及其他疾病中的研究已有大量文献报道,但其应用于肾脏疾病的研究仍处于起步阶段[17]。不同专家学者对其在CKD中的研究结果也不尽一致。

5.1 SWV值与肾间质纤维化程度的相关性研究

在国内部分研究单位已开展VTQ技术对CKD患者纤维化程度检测的临床验证研究。傅宁华等[16]对350例肾病患者行VTQ得出,随着肾功能损害程度的加重,肾皮质区SWV降减,尿毒症期最低的结论。付慧君等[18]亦得出终末期肾病老年患者右肾实质SWV较肾功能正常老年人显著降低的观点。

而与此不同,Syversveen等[19]研究发现SWV值与肾间质纤维化评分间无统计学相关性,推测原因可能由于测量结果的变异性较大。詹嘉等[20]对122例健康受检者、81例疑似肾功能不全而行肾穿刺活检患者及58例已确诊尿毒症行血液透析治疗患者行VTQ,发现随着肾脏纤维化程度的加重,SWV升高;以SWV值1.64、1.75 m/s作为肾功能不全诊断界值,诊断的敏感度、特异度分别为84%、81%;以SWV值1.75 m/s作为界值时,其敏感度、特异度分别为75%、90%。薛立云[21]认为造成这种差异的原因可能是方法学不同,也可能是操作过程中声脉冲入射角度相对于垂直方向的偏转带来测量的误差。

5.2 SWV值与CKD临床分期的相关性研究

胡巧等[22]应用VTQ技术测量120例CKD患者双侧肾实质SWV,发现不同临床分期CKD患者肾实质的SWV测值差异有统计学意义(P < 0.000 1),肾实质SWV测值与CKD临床分期呈负相关(r=-0.616,P < 0.000 1),以2.52、2.46、2.24和2.21 m/s为界值诊断≥Ⅱ期、≥ Ⅲ期、≥Ⅳ期及Ⅴ期CKD的敏感度分别为84.4%、88.4%、84.9%及82.4%,特异度分别为70.0%、64.7%、68.7%及62.8%。王文伟等[23]通过对84例慢性肾功能不全患者行VTQ检测,发现慢性肾功能不全Ⅰ期SWV值与Ⅱ期比较,差异无统计学意义(P>0.05);Ⅰ、Ⅱ期SWV值与Ⅲ、Ⅳ期比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。王亮等[24]对45例经肾组织活检证实的CKD患者行VTQ检测显示, 肾皮质SWV值与CKD分期无相关性。这提示SWV的影响因素复杂,临床意义尚待揭示。

5.3 SWV值与CKD病理因素相关性的研究

周雪雁[10]对85例CKD患者行VTQ定量分析,比较引起肾小球病变的4种常见病理类型(系膜增生性肾小球肾炎、系膜毛细血管性肾小球肾炎、膜性肾病、局灶节段性肾小球硬化)的VTQ值,得出4组间VTQ值差异均无统计学意义(均P>0.05),认为肾脏VTQ值在慢性肾病肾小球病变病因诊断方面无明显价值。Wang等[25]对45例需肾活检的患者行VTQ检查以测定其肾皮质SWV值,结果显示SWV与肾纤维化的任何病理指标无相关性。

上述关于VTQ评估CKD的研究,结果不一致的原因包括操作者经验不同、样本容积大小、取样深度及取样时的操作角度等;此外,实际操作过程中多次反复测量也无法完全避免呼吸动度的干扰。因此,应用VTQ技术对CKD测量分析时,宜制订统一标准,确立更科学的研究方法来减小差异[26]

6 VTQ在CKD诊断方面的独特优势

肾脏作为人体新陈代谢赖以维系的基础器官,具有很强的储备能力。肾病的早期阶段,尽管肾结构已经改变,患者却常无症状且血清肌酐正常。只有正常GFR下降>20%才有可能导致氮血症和肾损害的超声改变[27]。目前,CKD超声检查主要是传统彩色多普勒超声,其反映肾脏改变时,提供的信息主要是皮髓质分界不清、肾实质回声增强、肾皮质萎缩等,但这些描述性信息不能成为一种量化标准。VTQ作为一种有别于传统超声的量化技术,可通过测量SWV值定量评估组织弹性,能够在早期敏锐地捕捉到常规超声很难检测的肾脏轻微变化。如能将VTQ技术和常规超声相结合,将极大提高超声诊断CKD的准确率,临床应用前景广阔。

7 VTQ的局限性

VTQ作为一种新兴的简便无创的检查技术,目前尚存在一定不足:①该技术极易受呼吸运动的干扰,年老体虚的患者常不能很好地屏吸配合,成像质量相对较差,对检查结果的准确性造成一定影响。②仪器设备的取样框设计为固定大小,无法因人而异地调节大小。尿毒症患者晚期肾脏体积明显萎缩,肾实质显著变薄,此时取样框相对偏大,ROI可能包括肾实质周围成分,对测量结果可能会造成一定误差[3]。③VTQ在检测病变的深度上有一定要求,无法很好地检测深度>8 cm的病变。因此,对体型过于肥胖、脏器位置相对较深者可能会限制其应用[6]

综上所述,VTQ作为一种新型超声弹性成像技术,能够无创、简便、快捷地检测因组织内部结构改变所产生的组织弹性改变信息,客观评估肾脏组织的硬度,进而协助诊断、治疗方案的选择及评估预后,弥补了传统声像图的不足,使现代超声技术更为完善[28],具有极大的临床应用价值和广阔的发展前景[16]

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