声辐射力脉冲成像对紫癜性肾炎的定量研究

骈林萍 PIAN Linping吴佳佳 WU Jiajia张玲莉 ZHANG Lingli李 超 LI Chao刘慧平 LIU Huiping刘 敏 LIU Min

作者单位河南中医药大学第一附属医院超声科 河南郑州 450000

声辐射力脉冲成像对紫癜性肾炎的定量研究

骈林萍 PIAN Linping吴佳佳 WU Jiajia张玲莉 ZHANG Lingli李 超 LI Chao刘慧平 LIU Huiping刘 敏 LIU Min

作者单位河南中医药大学第一附属医院超声科 河南郑州 450000

Department of Ultrasound， the First Affiliated Hospital of Henan College of Traditional Chinese Medicine， Zhengzhou 450000，China

Address Correspondence to： WU Jiajia E-mail： 531765851@qq.com

中国医学影像学杂志2016年 第24卷 第8期：604-607

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （8）： 604-607

目的 紫癜性肾炎是过敏性紫癜时出现肾实质受累的一种常见的继发性肾小球疾病，本研究探讨声辐射力脉冲成像对紫癜性肾炎的应用价值。资料与方法 选择经肾脏穿刺后病理证实的110例紫癜性肾炎患者，按照病理分型分为S1、S2、S3、S4、S5组，选择同期25例正常儿童作为对照组。采用声触诊组织定量分析并比较各组受检者肾组织横向剪切波速度（SWV）。结果 对照组及S1、S2、S3、S4、S5组肾组织横向SWV均为肾皮质＞肾髓质＞肾窦部，且与肾皮质比较，肾髓质、肾窦部横向SWV差异均有统计学意义（P＜0.05、P＜0.01）；随着紫癜性肾炎肾实质损害程度的加重，S1、S2、S3、S4、S5组患者肾皮质横向SWV逐渐降低；S1、S2、S3组患者肾皮质横向SWV与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；S4、S5组患者肾皮质横向SWV与对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；S1、S2、S3、S4、S5组过敏性紫癜肾炎患者肾髓质、肾窦部横向SWV与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 声触诊组织定量分析可以反映肾组织硬度及弹性异常，并有助于早期定量评估紫癜性肾炎患者的肾脏改变程度。

肾小球肾炎；紫癜；超声检查，多普勒，彩色；弹性成像技术；病理学，临床

紫癜性肾炎是过敏性紫癜时出现肾实质受累的一种继发性肾小球疾病，临床较为常见，可发生于任何年龄，尤以儿童多见。在过敏性紫癜患者中，33%以上可出现肾损害，而肾脏损伤程度是影响患者远期预后的重要因素［1］。传统超声往往到肾功能不全晚期才能做出诊断，声脉冲辐射力成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）是近年发展起来的无创评估肾脏组织硬度的超声弹性成像技术，本研究拟探讨ARFI对紫癜性肾炎肾脏损伤程度的定量评价能力。

1 资料与方法

1.1研究对象 收集2014年7月—2015年7月于河南中医学院第一附属医院经肾脏穿刺后病理证实的110例紫癜性肾炎患者，其中男72例，女38例；年龄3～12岁，平均（7.5±3.4）岁。按病理分型［2］分为5组：①S1组（I型、II型）：肾小球轻微异常及单纯性系膜增生，35例；②S2组（III型）：系膜增生伴新月体形成＜50%，23例；③S3组（IV型）：系膜增生伴新月体形成在50%～75%，20例；④S4组（V型）：系膜增生伴新月体形成＞75%，18例；⑤S5组（VI型）：膜性增殖性肾炎病变，14例。选择同期25例正常儿童为对照组，其中男16例，女9例；年龄3～12岁，平均（7.0±3.6）岁。本研究经我院伦理委员会批准，所有患儿家属均签署知情同意书。

1.2仪器与方法 采用Siemens Acusons2000彩色多普勒超声诊断仪，4C1凸阵探头，频率4.0～5.0 MHz，取样框大小1.0 cm×0.7 cm。受检者取仰卧位，先对双肾进行二维超声检查，观察肾脏大小、形态及内部回声。随后取肾脏冠状长轴切面，选择肾中极位置，对肾脏进行声触诊组织定量分析，保持探头固定且与扫查部位尽可能垂直，嘱患儿屏住呼吸，分别测量肾中极皮质、髓质、肾窦部区域的横向剪切波速度（shear wave velocity，SWV），同一部位至少测量5次以上，取平均值。当测值出现0或XXX时重新测量。操作过程中尽量保证取样框与探头之间最深距离＜8.0 cm，保存图像及结果以供分析。

1.3图像分析 所有图像由2名有经验的超声医师采用单盲法进行肾脏超声检查及SWV测量。

1.4统计学方法 采用SPSS 17.0软件，计量资料采用Shapiro-Wilk检验进行正态性检验，采用Levene法进行方差齐性检验，对照组与5组紫癜性肾炎患者肾皮质、髓质及肾窦部横向SWV比较采用方差分析，两两比较采用LSD法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 肾中极各区横向SWV组内比较 对照组及S1、S2、S3、S4、S5组患者肾组织横向SWV比较，均为肾皮质＞肾髓质＞肾窦部，差异均有统计学意义（P＜0.05、P＜0.01）；而且随着紫癜性肾炎肾实质损害程度加重，S1、S2、S3、S4、S5组患者肾皮质横向SWV逐渐降低。见表1及图1～3。

图1　男，8岁，紫癜性肾炎III型，S2组。SWV 2.74 m/s（A）；病理镜下示系膜增生伴少量新月体形成，小管间质未见明显异常（PAS，×200，B）

图2　男，7岁，紫癜性肾炎V型，S4组。SWV 2.35 m/s（A）；病理镜下示系膜弥漫增生伴大量新月体形成，小管间质急性炎症（PAS，×200，B）

图3　女，7岁，紫癜性肾炎VI型，S5组。SWV 2.02 m/s（A）；病理镜下示肾小球明显增生分叶，基底膜增厚、分层（PASM，×400，B）

2.2肾中极各区域横向SWV组间比较 S1、S2、S3组患者肾皮质横向SWV略低于对照组，但差异无统计学意义（P＞0.05）；S4、S5组患者肾皮质横向SWV低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；S1、S2、S3、S4、S5组患者与对照组比较，肾髓质、肾窦部横向SWV差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.3 组内SWV两两比较结果 各组内肾皮质与肾髓质、肾窦部SWV比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。两两比较结果显示，对照组及S1～S5组内肾皮质与肾髓质、肾皮质与肾窦部、肾髓质与肾窦部SWV比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

各组肾皮质横向SWV比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。两两比较结果显示，S4、S5组与对照组肾皮质SWV比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；其余组间差异无统计学意义（P＞0.05）。S1～S5组肾髓质、肾窦部与对照组SWV比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1　 各组受检者肾中极各区域横向SWV比较（m/s）

3 讨论

常规二维超声通过检测肾脏的体积大小、形态结构、皮质与髓质厚度及其回声等特征进行肾病的初步诊断。然而，肾脏具有较强的代偿能力，只有在长期慢性紫癜性肾炎患者出现大量肾小球受损、肾功能异常时，常规二维超声才能显示典型肾实质损伤的声像图表现［3］，故对紫癜性肾炎肾纤维化的定性或定量研究无明显价值。

超声弹性成像是近年发展起来的成像技术，能直接反映组织的纤维化程度及弹性的相关信息［4］，并已用于诸多器官，尤其在甲状腺、乳腺等浅表器官疾病检查方面，横向SWV检测已相对成熟［5］。ARFI利用声脉冲辐射成像和剪切波传播原理，对组织进行声辐射成像及声辐射组织定量检查（VTQ），不需施加外力，通过探头向组织发射低频脉冲和振动，使局部组织形变产生横向SWV，从而反映组织的硬度情况［6］，减少或避免因主观因素造成的漏诊与误诊。组织的弹性系数低，则顺应力强，横向SWV增高。若组织发生萎缩或纤维化导致其弹性系数增高，则组织的顺应力降低，横向SWV下降。由于ARFI可从弹性参数上间接反映组织的硬度，故ARFI结合常规超声影像可以间接评价肾纤维化的程度［7］。

本研究结果显示，各组肾中极区域横向SWV均为肾皮质＞肾髓质＞肾窦部，且随着肾实质损害程度加重，肾皮质区横向SWV逐渐降低，差异有统计学意义（P＜0.05），其主要原因可能为：肾皮质主要由富含弹性血管的肾小球组成，质地较软；而肾髓质多由肾小管构成，水分含量相对较多，相对于肾皮质部硬度较高，横向SWV相对较低；肾窦部是由肾盏、肾血管分支、神经、脂肪等结缔组织构成，其硬度更高，横向SWV更低。本研究中，随着紫癜性肾炎肾实质损害程度加重，组织硬度逐渐增加，S1、S2、S3、S4、S5组患者肾皮质横向SWV逐渐降低，这是由于随着紫癜性肾炎程度加重，肾小球系膜细胞逐渐增生及胶原纤维沉积［8］，导致新月体形成，肾小球弥漫性硬化或间质纤维化，弹性系数也随之增高。

轻型及早期紫癜性肾炎患者由于病理变化仅为单纯系膜局灶性增生，新月体形成较少，引起肾实质改变较轻，此时肾单位尚能代偿，因此，S1、S2、S3组患者肾皮质横向SWV虽略低于正常肾脏，但与健康肾脏相比差异无统计学意义（P＞0.05）。当过敏性紫癜病程较长出现中重度肾炎时，患者肾小球内足细胞凋亡，成纤维细胞及巨噬细胞浸润，肾小球硬化［9］，因此S4、S5组患者肾皮质横向SWV显著降低，与对照组相比差异有统计学意义（P＜0.05）。本研究结果表明，横向SWV可评估肾组织的硬度及弹性改变，从而在一定程度上间接反映紫癜性肾炎肾实质的损害程度，因此可依据横向SWV对紫癜性肾炎肾脏病变程度进行定量评估。

既往研究大多利用常规超声进行肾病的初步影像学诊断［10］。但当早期病变较轻时，诊断效果欠佳，且无法对肾脏的纤维化程度做出定量评价。也有部分研究运用传统弹性成像技术对肾组织硬度进行分析［11］，但实施过程受操作者的主观因素影响较大。本研究利用ARFI技术检测病变组织的SWV来评估其硬度，既克服了常规超声只能对中晚期肾病进行定性诊断的不足，同时克服了传统弹性成像需手动施压等主观因素。另外，ARFI在移植肾及慢性肾病中的应用报道较多，在紫癜性肾炎中的应用较少，本研究应用ARFI比较对照组和5组不同程度病理类型紫癜性肾炎患者的SWV变化，探讨其在肾脏不同部位及在不同程度紫癜性肾炎中的应用价值，从而依据SWV对紫癜性肾炎的肾脏病变程度进行定量评估。

目前关于肾脏ARFI应用的研究结果尚不统一，不同研究之间在测量重复次数、测量部位、测量结果及肾脏纤维化评估中的作用尚存在一定的差异［12-17］。Stock等［18］研究显示，肾脏组织的纤维化程度与其弹性呈正相关。Syversveen等［19］研究发现，肾组织的横向SWV与间质纤维化程度之间无明显相关性，这可能与测量结果产生的较大变异性有关。声触诊组织成像量化分析中，患者的年龄、呼吸运动、取样位置及深度等均可不同程度地影响横向SWV。本研究中，对照组与紫癜性肾炎组尽可能地选择年龄相近者进行测量，以降低年龄因素对肾脏生理结构的影响。在检查中嘱患者屏住呼吸，减少呼吸对测值的影响，同时为减少横向SWV的误差，同一患者同一部位至少检测5次以上取其平均值。本研究测量部位选取肾中极，较容易使入射声束与肾锥体长轴平行，可在一定程度上避免角度对VTQ测值的影响［20］。因此，采用ARFI测量肾组织弹性的同时，需注意测量部位宜选择肾中极，测量深度不宜过深，并使探头入射声束与肾锥体长轴平行，至少测量5～10次，从而最大程度地减少测量误差。

总之，本研究应用ARFI对紫癜性肾炎患者肾组织进行弹性量化测定的初步探索，可无创性地反映肾组织的弹性硬度，并可作为紫癜性肾炎疗效观察的参考指标之一，值得在临床工作中推广应用。由于本研究样本量较小，VTQ技术评价肾实质损伤程度还有待于大样本研究进一步深入探讨。此外，声触诊组织定量分析的最大测量深度为8.0 cm［21］，不利于较深位置脏器组织硬度的检测，是声触诊组织定量分析技术的不足之处。

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（本文编辑 张春辉）

Quantitative Study of Acoustic Radiation Force Impulse Imaging in Anaphylatic Purpura Nephritis

Purpose Anaphylatic purpura nephritis is a common kind of secondary glomerular disease involved renal parenchyma in patients with anaphylactoid purpura. The aim of this study is to investigate the significance of acoustic radiation force impulse imaging on assessing the renal elastic change in anaphylatic purpura nephritis. Materials and Methods A total of 110 patients with anaphylatic purpura nephritis confirmed by renal biopsy were divided into 5 groups （S1， S2， S3， S4， S5） according to the pathology type. 25 healthy volunteers were recruited as the control group. The shears wave velocity（SWV） of the kidney were measured and compared. Results The SWV of different renal parts showed as follows： cortex＞medulla＞sinus. The SWV of renal medulla and sinus were different from that of the renal cortex （P＜0.05， P＜0.01）. The cortex SWV of patients reduced with the renal damage. The cortex SWV of patients in group S1， S2 and S3 was not different from that of the control group （P＞0.05）， while the SWV of patients in group S4 and S5 was significantly lower than that of the control group （P＜0.05）. As to the SWV of medulla and sinus， there were no significant difference between the patient groups and the control group （P＞0.05）. Conclusion Acoustic radiation force impulse provides a new method for evaluating the renal elasticity of anaphylatic purpura nephritis patients， which may contribute to the early quantitative assessment of the renal damage.

Glomerulonephritis； Purpura； Ultrasonography， Doppler， color； Elasticity imaging techniques； Pathology， clinical

吴佳佳

R692.3+4；R445.1

2016-02-22

2016-04-18

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.08.013