声脉冲辐射力成像技术对慢性肾病分期的诊断价值

王慧芬，张周龙，李新

(河南科技大学 临床医学院，河南科技大学第一附属医院 超声科，河南 洛阳 471003)

·论著·

声脉冲辐射力成像技术对慢性肾病分期的诊断价值

王慧芬，张周龙，李新

(河南科技大学 临床医学院，河南科技大学第一附属医院 超声科，河南 洛阳 471003)

目的应用声脉冲辐射力成像技术(ARFI)测量慢性肾病组和健康对照组的双肾肾皮质的剪切波速度(SWV)，探讨ARFI技术对慢性肾病定量分期的诊断价值。方法将健康体检者作为对照组，慢性肾病患者依据K/DOQI分级标准分为1～5期组，对80例慢性肾病患者及20例健康体检者肾脏分别进行ARFI测量获得SWV值并进行统计学分析比较。结果对照组和不同慢性肾病分期组受检者的SWV值差异有统计学意义(F=137.152，P<0.001)。不同分期组慢性肾病患者的SWV值均低于健康对照组，差异有统计学意义(P<0.001)。方差分析比较不同慢性肾病分期组患者的SWV值，F=82.038，P<0.001，表示不同分期组SWV整体间有差异。进一步多重比较，结果显示任意两个分期组间SWV值比较，差异均有统计学意义(P<0.001)。结论ARFI技术可以定性定量诊断慢性肾病；SWV值在慢性肾病的分期诊断方面敏感性高，可以作为慢性肾病分期的诊断依据。

慢性肾病； 声脉冲辐射力成像技术； 分期诊断； SWV值

2006年美国K/DOQI临床实践指南中将慢性肾病定义为：任何原因造成的肾脏损伤，包括肾小球滤过率(GFR)正常和不正常的病理损伤、血液或尿液成分异常，及影像学检查异常，或不明原因GFR下降(<60 mmol·min-1·1.73 cm-2)超过3个月，即为慢性肾病[1]。超声长期以来一直广泛应用于肾脏疾病的检查，但只限于对肾脏形态、大小、皮髓质回声以及血供的观察。近年来声脉冲辐射力成像(ARFI)技术在临床广泛应用，如ARFI肝纤维化分级，使得将该技术应用于慢性肾病分期成为可能。 本研究将ARFI技术应用于慢性肾病分期，希望为临床提供一种简便有效的慢性肾病分期方法。

1 对象与方法

1.1 研究对象

收集2015年11月至2016年8月肾脏内科、血液透析科等科室收治的经实验室相关检查及B超引导下穿刺病理证实为慢性肾病的患者80例，同时选择20例健康志愿者。患者中女35例，男45例，年龄6～78岁，平均(46±13)岁，按照K/DOQI分级标准分为CKD 1到5期组，CKD- 1期组15例，CKD- 2期组18例，CKD- 3期组20例，CKD- 4期组14例，CKD- 5期组13例。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 Siemens AcusonS2000彩色多普勒超声诊断仪，配置腹部探头4C1，频率4.0 MHz，内置VTQ定量分析软件。

1.2.2 方法 首先对受检者行常规二维超声检查，取仰卧位经腰部作冠状切面，必要时辅以俯卧位经背部矢状切面，记录双肾大小、皮质厚度，启用CDFI技术，观察受检者各级肾动脉血流灌注情况，测量双肾主干动脉的血流参数，包括收缩期峰值速度 (Vs )及阻力指数(RI)。然后取右肾矢状切面，启动ARFI技术进入VTQ模式，嘱病人屏住呼吸，待图像稳定后使取样框尽量与肾被膜垂直，测量右肾上极皮质区的剪切波速度(SWV)值，每次重复测量5次,取平均值作为最终SWV值。本仪器取样框大小为5 mm×6 mm，不能调节。对于皮髓质界限不清患者，将取样框放置于紧邻肾脏包膜下取值。在操作过程中保证取样框与探头的最深距离在5.5 cm之内。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 一般情况

本研究共100例检查对象，其中对照组有20例，CKD- 1期组15例，CKD- 2期组18例，CKD- 3期组20例，CKD- 4期组14例，CKD- 5期组13例。各组患者的病理类型见表1。

表180例CKD患者病理结果

分组病例数病理类型CKD-1期组15IgA肾病2例,微小病变4例,膜性肾病5例,糖尿病肾病4例CKD-2期组18IgA肾病3例,微小病变4例,膜性肾病5例,糖尿病肾病4例,狼疮性肾病1例,紫癜性肾病1例CKD-3期组20IgA肾病2例,微小病变2例,膜性肾病3例,糖尿病肾病6例,狼疮性肾病2例,高血压肾病5例CKD-4期组14IgA肾病2例,糖尿病肾病4例,狼疮性肾病3例,糖尿病肾病5例CKD-5期组13糖尿病肾病5例,高血压肾病4例,慢性间质性肾炎2例,IgA肾病2例

2.2 受检者SWV分析

收集每位受检者的SWV值并统计，结果见表2。分析结果显示，对照组和不同慢性肾病分期组受检者的SWV值差异有统计学意义(F=137.152，P<0.001)。不同分期的慢性肾病患者的SWV值均低于对照组，差异有统计学意义(P<0.001)。

表2 不同受检者的SWV情况 m·s-1

与对照组比较，aP<0.001

2.3 不同慢性肾病分期和SWV值相关性分析

对研究对象的不同慢性肾病分期和SWV值作相关分析，慢性肾病分期为等级资料，所以选择Spearman秩相关，分析结果显示不同慢性肾病分期与SWV的Spearman相关系数为-0.949，P<0.001(双侧)；可见慢性肾病分期与SWV呈负相关，慢性肾病分期越高，SWV值越低。

2.4 不同慢性肾病分期的SWV比较分析

使用方差分析比较不同分期组慢性肾病患者的SWV值，结果显示F=82.038，P<0.001，表示SWV整体间有差异。进一步进行多重比较，结果显示任意两个分期组间的SWV值差异均有统计学意义(P<0.001)，见表3。

表3不同慢性肾病分期的SWV比较(LSD法)结果

慢性肾病分期1期2期3期4期2期P<0.0013期P<0.001P<0.0014期P<0.001P<0.001P<0.0015期P<0.001P<0.001P<0.001P<0.001

2.5 SWV值对不同慢性肾病分期的诊断价值分析

使用ROC曲线分析来预测不同慢性肾病分期的诊断临界值，ROC曲线以不同临界值的1-特异度为横轴，灵敏度为纵轴，曲线下面积越大，诊断价值越大。根据不同慢性肾病分期的诊断曲线确定SWV诊断临界值。慢性肾病1～5期的ROC曲线见图1～5。

由SWV值对不同慢性肾病分期的诊断曲线可知，SWV对慢性肾病不同分期具有较好的诊断价值(P<0.001)。通过ROC曲线分析确定SWV值对慢性肾病分期诊断的临界点，见表4。

AUC=0.927，SE=0.041，P<0.001，95%CI0.846～1.000

图1SWV值对慢性肾病1期的诊断ROC曲线

AUC=0.948，SE=0.030，P<0.001，95%CI0.890～1.000

图2SWV值对慢性肾病2期的诊断ROC曲线

AUC=0.949，SE=0.024，P<0.001，95%CI0.902～0.995

图3SWV值对慢性肾病3期的诊断ROC曲线

AUC=0.953，SE=0.024，P<0.001，95%CI0.906～1.000

图4SWV值对慢性肾病4期的诊断ROC曲线

AUC=0.969，SE=0.023，P<0.001，95%CI0.925～1.000

图5SWV值对慢性肾病5期的诊断ROC曲线

通过SWV值对慢性肾病的分期的诊断结果可见SWV值在慢性肾病分期诊断中具有较高的诊断价值，可获得较好的预测诊断结果。

3 讨 论

慢性肾脏疾病近年来发病率逐年升高。在我国，目前约有1.195亿人受影响，约占我国人口的1/10。慢性肾脏病具有隐匿性高、发现晚的特点，我国成人慢性肾脏病的知晓率只有12.5%[2]，有的慢性肾病发现时已经进入肾病终末期。慢性肾病早期发现、科学分期、早做治疗，在肾病不同时期采取相应的治疗方法，可以延缓疾病的进展，有效提高患者的生存质量。

目前，临床上依据生化检查、影像学检查以及病理学诊断来判断肾脏的损害程度，监测病情的发展，但都会受到一些条件的限制。超声诊断肾脏疾病操作简便、无需特殊准备，可以快速检查出病情，普通常规二维超声只是通过肾脏形态学的观察对疾病的进展进行评估；在此基础上的彩色多普勒及能量多普勒超声虽然可以通过观察肾脏各级血管的血流灌注以及相关血管参数的测量判断慢性肾病的进展，但仍无法定量诊断，也无法分期诊断慢性肾病。超声的ARFI技术通过探头向组织发射低频声脉冲，组织受到机械应力后产生纵向压缩和横向运动，对组织的这些位移变化进行收集和量化可间接反映组织的弹性程度[3- 5]。VTQ技术就是利用ARFI技术开发而来的，它用量化的SWV值来反映组织的弹性[6]， ARFI技术在临床的应用也日益广泛，已经用于乳腺[7- 9]、前列腺[10]、甲状腺[11- 12]等良恶性结节的鉴别诊断；在血管方面，可以应用ARFI技术判断血管内斑块的软硬度，区分不稳定的软斑块及稳定的硬斑块，更好地预测心肌梗死和脑卒中发病的风险[13]；在淋巴结方面，可以应用ARFI技术测量淋巴结的硬度，从而鉴别淋巴结病变的良恶性[14]；通过ARFI的VTQ技术可以定量检测肝纤维化程度，从而对肝硬化的进展程度进行定量的判断，指导临床及预后[15- 17]。国内外学者也对ARFI技术能否应用于肾脏疾病诊断进行了研究，付慧君等[18]通过研究证实了ARFI技术的VTQ测量在不同操作者间，以及同一部位或不同部位的可重复性。田飞等[19]通过大样本的研究较客观地分析了受试者性别、年龄、身高、体重、取样深度及取样角度对Vs值的影响，证实了在垂直于肾被膜状态下受试者的性别、年龄、身高、体重、取样深度对测量结果无明显影响。周雪雁等[20- 21]报道，慢性肾病不同时期，SWV值也会随之出现变化。

表4SWV检测值对慢性肾病1～5期的预测诊断汇总表

慢性肾病分期例数临界值/m·s-1敏感度/%特异度/%准确率/%AUC1期153.4285.080.065.00.9272期183.2385.794.480.20.9483期202.9288.785.073.70.9494期142.7584.992.977.80.9535期132.4793.192.385.40.969

本研究结果显示，随着慢性肾病分期的增高，SWV值减低，这可能与肾脏特殊的结构有关，血浆中某些成分滤出时必须通过由肾小球毛细血管内皮细胞、基膜和肾小囊脏层上皮细胞构成的滤过膜[22]。随着慢性肾病的进展，出现肾小球高灌注、高压力和高滤过[23]，发生肾小球纤维化及硬化，导致肾小管和间质细胞损伤及间质纤维化，并伴有肾小管萎缩[24]。随着肾小球的硬化纤维化、肾小管的坏死及肾间质的受累范围逐渐增大，最终导致肾血管的灌注量越来越少，导致肾缺血，从而促使球旁体细胞分泌肾素增加，通过肾素、血管紧张素的作用，使全身小动脉收缩[25]。由于人体肾小动脉的退行性变是从远端向近端发展的，肾动脉分支越细，越接近皮质，对肾血流变化的反应越敏感。有研究发现，当肾动脉结扎后肾组织弹性测值明显降低[26]，声触诊组织定量分析技术发射推进脉冲到组织或器官内的指定位置，致使组织局部产生微小形变位移，同时应用敏感的探测技术检测到因组织形变而产生的横向剪切波传导速度，该速度反映出被测组织或器官的质地或弹性[27]，不同的组织对脉冲波发出的瞬间反应是不同的，组织相对位移大，SWV值就高，组织相对位移小，SWV值就小[28]。本研究仅将肾皮质作为观察对象，是因人体肾小动脉的退行性变是从远端向近端发展的，肾动脉分支越细，越接近皮质，对肾血流变化的反应越敏感，即肾皮质对血流灌注比较敏感。且各向异性的影响，肾皮质低于肾髓质，将肾皮质作为观察对象，可以对慢性肾病的进展有阶梯性的判断。王文伟等[29- 30]也认为肾实质的 SWV 值可正确反映出肾脏的硬度，在慢性肾脏病变时，SWV 值变化最明显。在实际操作中，由于随着慢性肾病进展，皮髓质分界在二维超声无法分辨，为了更接近肾皮质，取样时尽量将取样框放置在紧邻包膜下。

因本研究选取患者例数不多，同时由于慢性肾病病理类型不统一，没有对同一病理类型的不同分期慢性肾病患者进行统计分析，对结果可能也有一定影响，期望将来可以扩大样本量，对同一病理类型的慢性肾病进行研究。

本研究借鉴肝纤维化分期的诊断思路，尝试为临床提供一种简单、快捷、经济无创的慢性肾病分期方法，可以早期发现慢性肾病，对病情的严重程度进行评估，指导下一步治疗。本研究的结果显示，随着慢性肾病分期的增高，SWV值减低，证明ARFI技术在慢性肾病的诊断中具有较高的诊断价值，可获得较好的预测结果。

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Diagnosticvalueofacousticradiationforceimpulseonthechronickidneydiseasestage

WANGHui-fen,ZHANGZhou-long，LIXin

(ClinicalMedicineofHenanUniversityofScienceandTechnology,DepartmentofUltrasound,theFirstAffiliatedHospitalofHenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003,China)

Objective: Through the measurement of the shearing wave speed with chronic kidney disease in the different stages by acoustic radiation force impulse(ARFI), to analyze the feasibility of diagnosing chronic kidney disease in the different stages.MethodsThe health persons were treated as the control group, patients with chronic kidney disease on the basis of K/DOQI classification standard were divided into phase 1 to 5 groups. The SWV of 80 patients with chronic kidney disease and 20 health checkers were measured, the results were then analyzed statistically.ResultsComparison results showed that SWV of healthy controls and different stages chronic kidney disease group were different, the difference was statistically significant (F= 137.152,P<0.001). The SWV of different stages of chronic kidney disease patients were lower than that of healthy control group, the difference was statistically significant (P<0.001). Compared the SWV of different stages of chronic kidney disease patients, the analysis results showed thatF=82.038,P<0.001, there were differences between different stages patients. Further multiple comparison showed that the SWV between any two groups had statistical significance (P<0.001).ConclusionARFI technology is not only qualitative but also quantitatively in diagnosing chronic kidney disease. The sensitivity of SWV in chronic kidney disease staging diagnosis is high, it can be used as a diagnostic basis for chronic kidney disease.

chronic kidney disease; acoustic radiation force impulse; staging diagnosis; SWV value

2016- 12- 04

2017- 06- 14

王慧芬(1977-)，女， 河南洛阳人，主治医师，医学硕士。E- mail:53735654@qq.com

张周龙 E- mail: m15838593156@163.com

王慧芬， 张周龙，李新. 声脉冲辐射力成像技术对慢性肾病分期的诊断价值[J].东南大学学报:医学版,2017,36(5)：717- 722.

R692；R445.1

A

1671- 6264(2017)05- 0717- 06

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.05.007

(本文编辑：何彦梅)