超声造影定量分析在早期原发性慢性肾病诊断中的应用价值

涂美琳 谢文佳 陈洪宇 姚洁 杭月萍

慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）是一种常见病和高发病，其病因复杂，疾病的进展过程也复杂多变[1]。随着对CKD病理生理机制的深入研究，其治疗方法也逐渐多样，能有效延缓肾实质纤维化的进展，因此在疾病早期识别CKD并准确评估治疗效果对于延迟CKD进展至关重要。目前实验室指标在早期评估肾功能损害方面缺乏灵敏度，肾穿刺活检是诊断肾病病理的主要手段和金标准，但有创性操作限制了其临床应用。超声造影结合定量分析可以无创评估脏器的血流灌注且无肾毒性，有效评估实质脏器的血流灌注变化[2-3]。本研究探讨超声造影定量参数与CKD肾功能及病理改变的相关性，为临床指导治疗和随访提供无创性评估方法。

1 对象和方法

1.1 对象 选取2016年1月至2019年1月我院肾内科住院患者80例为病例组，男44例，女36例，年龄18~49（42.3±8.7）岁；临床诊断为 CKD，参考美国 NKFK/DOQI工作组编写的《慢性肾脏病及透析的临床实践指南》（2012年版）[4]，且排除各种类型的继发性肾脏疾病、已行肾脏替代治疗患者、妊娠或哺乳期妇女。根据美国NKF-K/DOQI工作组定义进行CKD分期[5]。其中65例患者行肾穿刺活检术，男33例，女32例，其肾脏病理参数半定量积分参照Katafuchi半定量积分标准[6]（总分1~34分）适当改编：包括肾小球积分（1~19分），肾小管-间质积分（0~9分），血管积分（0~6分）。另选取正常志愿者10例作为对照组，男5例，女5例，年龄24~46（36.9±8.4）岁，均无泌尿系统和其他系统的基础疾病。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

1.2 方法 超声造影仪为美国PHILIPSEPIQ5彩色多普勒超声显像仪，C5-2凸阵探头。超声对比剂为Bracco公司生产的SonoVue，59mg/瓶。在使用前注入0.9%氯化钠注射液5ml，经过充分震荡后配置成均匀的混悬液。对比剂的微泡直径为2.5μm，且90%的微泡直径＜6μm，使其在血液中具有较高的稳定性。

所有受检者均进行实时超声造影肾脏灌注成像：取俯卧位，腹部小枕头垫高，使背部呈水平状，测量右肾最长径、叶间动脉阻力指数（RI），之后进行右肾实质造影，受检者取左半侧卧体位，将探头放置于侧腰部以观察右侧肾脏，待二维基波成像清楚地显示肾脏长轴后，保持探头位置不变，注射对比剂，每次使用剂量约为0.9~1.5ml（1ml/1.5m2体表面积），先经肘静脉团注，其后立刻推注0.9%氯化钠注射液5ml，同时启动造影程序和图像采集系统，动态观察3min内肾实质回声强度的变化。检查结束后，使用DICOM医学影像格式进行数据存储。在这整个过程中，始终不改变仪器的固定设置，包括机械指数0.06、灰阶增益80%、聚焦深度5cm。

1.3 超声造影图像定量分析 用仪器自带的QLAB分析软件对感兴趣区域（Region of Interest，ROI）进行超声造影图像的定量分析：先将ROI取样框（取样框为正方形，面积固定为25mm2）放置在包膜下肾脏皮质外层，与声束互相垂直，起动呼吸补偿技术，观察ROI内对比剂微泡的回声强度变化，经软件自动处理后，得到完整的时间-信号增强（TIC）曲线并进行拟合得出一系列反映肾脏血流灌注的参数，包括：上升支斜率（slope rate of ascending curve，A）、曲线下面积（area under curve，AUC）、达峰强度（derived peak intensity，DPI）、达峰时间（time to peak，TTP）、平均渡越时间（mean transit time，MTT）。

1.4 统计学处理 采用SPSS 19.0统计软件。正态分布的计量资料以表示，两组间比较采用独立样本t检验。多组间比较采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验。相关性分析采用Spearman相关。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病例组不同分期和对照组右肾长径和RI的比较 与对照组比较，病例组Ⅰ~Ⅱ期右肾的形态、大小无明显改变，皮质及髓质回声无明显变化，Ⅲ~Ⅴ期右肾长径出现逐渐变小、萎缩，差异均有统计学意义。病例组Ⅰ~Ⅲ期与对照组的RI均在正常范围无明显改变，Ⅳ~Ⅴ期出现增高趋势，差异有统计学意义。见表1。

表1 病例组不同分期和对照组右肾长径和R I的比较

2.2 两组实时超声造影肾脏灌注成像结果 所有受检者均顺利完成超声造影检查，无不良反应出现。注入对比剂后，对照组患者由肾动脉主干、段动脉、叶间动脉、弓形动脉、小叶间动脉、肾皮质、肾髓质依次明显增强，境界清晰光整，而病例组随着肾功能的下降，注射对比剂后肾脏实时造影显示其肾皮质增强速度不同程度较对照组略慢，峰值强度低，显影不均匀，包膜下边界不光整，见图1-2。

图1 正常肾实质肾实质灌注峰值显像

图2 慢性肾病肾实质灌注峰值显像

2.3 肾实质TIC曲线形态结果 所有检查者肾皮质TIC曲线可观察到曲线上升支陡直，到最高峰后略下降，时长约10s，立即反弹产生第二个高峰，低于第一峰，同时形成一个凹陷的切迹，之后逐渐缓慢下降，直至对比剂排空消失。对照组第一高峰尖锐，高峰后切迹小而浅，下降支平缓，病例组高峰毛糙，切迹相对深大，下降支略斜率增大，对比剂消失增快，见图3-4。

图3 对照组肾实质灌注T I C曲线

图4 慢性肾病肾实质灌注T I C曲线

2.4 肾脏超声造影定量参数与CKD分期、病理积分关系 病例组不同分期CKD患者的AUC值比较差异有统计学意义（P＜0.05）。随着病情加重，AUC逐渐降低。病例组Ⅲ期和Ⅳ期DPI、A较对照组降低，TTP大于对照组，差异有统计学意义。详见表2。

病例组中65例行肾实质穿刺活检，Spearman检验显示AUC、DPI、A与Katafuchi积分均呈负相关（r=-0.363、-0.344、-0.28，均P＜0.05）；AUC、DPI与肾小球积分均呈负相关（r=-0.421、-0.376，均P＜0.05）；AUC 与肾小管-间质积分呈负相关（r=-0.318，P＜0.05）；AUC、DPI、A 与肾血管积分呈负相关（r=-0.3、-0.243、-0.317，均P＜0.05）；TTP 与肾血管积分呈正相关（r=0.239，P＜0.05）。其中，AUC 与肾小球积分、Katafuchi积分，DPI与肾小球积分的相关性最好。

表2 超声造影参数与C K D分期的相关性

3 讨论

随着超声造影技术的广泛开展，肾脏血流灌注的研究逐步向肾实质定量参数发展[6-7]，简便、无创、敏感、有效地评价慢性肾病早期肾功能改变是目前研究的一个难点，慢性肾病会导致肾小球内微血管瘤与微血栓形成，增加肾小球通透性，继而导致肾小球硬化，产生微血管的血流动力学变化，常规二维超声监测肾脏大小和实质回声，多普勒仅能反映较大动脉血管和血流阻力指数，本研究中病例组Ⅰ~Ⅱ期右肾长径和RI差异无统计学意义，Ⅲ期以后才逐步可以反映出异常，但多项研究认为超声造影和定量参数可以反映早期肾病或缺血性肾病肾实质微血管变化[8-9]。

本研究显示病例组超声造影曲线形态由于肾实质增强不均匀，同时由于呼吸作用取样框在实质内轻微移动导致曲线下降支呈现明显强弱变化，呈毛刺样改变，峰值后凹陷切迹不同程度加深，这可能是由于肾实质纤维化后血流的灌注减少，阻力增大，排空增快所致。这与其他学者研究结果较相近，虽然对切迹的描述不尽相同，可能是由于描记法有差异[10]。

通过对肾皮质灌注参数与肾病分期地相关性分析，得出超声造影参数AUC、TTP最能敏感地反映肾实质血流灌注地变化，在CKDI-Ⅱ期可显示其统计学意义，这可能是因为在肾脏受损的早期，肾皮质灌注的降低与肾微血管的阻力增加有关，肾内小血管管壁增厚、硬化及血流阻力增高，肾实质内毛细血管血流动力学发生改变，血流灌注较正常肾脏减少，相同时间内进入肾皮质内的微泡数量显著减少，AUC也随之减少，而且随着病情进展，DPI和A也能反映肾血流量的持续改变，这说明超声造影能发现早期肾病肾实质的损伤，并能作为病情进展的监测手段之一。

本组病例对65例患者进行了肾活检穿刺，CKDV期患者由于肾实质萎缩、出血风险大均未实施肾活检穿刺，通过病理结果和造影参数相关性分析显示，AUC与肾小球积分、Katafuchi积分，DPI与肾小球积分均呈负相关，认为随着肾小球损害程度加重，肾小管萎缩，间质炎性细胞浸润和间质纤维化，维持正常血流动力学的肾脏结构和功能发生改变，导致肾皮质血流灌注阻力增大，血流灌注量减少，单位时间内进入肾组织的对比剂含量减少，AUC、PI下降。由此可知，AUC、PI是反映肾小球病变程度较为敏感的指标。

超声造影可无创反映早期慢性肾脏血流动力学的改变，提示早期肾功能损害及病理改变程度，但本组病例数有限，病理类型未能细分，造影参数还可能存在一定的偏差，如果加大样本量，细分病理，超声造影将对临床产生更大的应用价值。