实时剪切波弹性成像在儿童过敏性紫癜肾炎诊断中的应用价值

李雪娇，高虹，郭峻梅，左琼，樊伟

(昆明市儿童医院超声科，昆明 650228)

过敏性紫癜肾炎(Henoch-Schönlein purpura nephritis,HSPN)是儿科常见的继发性肾小球疾病，近年来发病率呈升高趋势[1]。虽然HSPN有一定的自限性，但仍有部分患儿病程迁延，约20%进展为肾脏纤维化及肾衰竭[2]。常规超声早期评价肾实质损害无特异性，仅可从肾脏的大小、形态、回声及血流动力学等方面对肾脏进行定性评价，而不能定量分析肾组织有无受损及受损程度。目前，临床主要以肾穿刺活组织检查病理结果为诊断“金标准”，肾穿刺活组织检查属于有创操作，取样标本有限，存在禁忌证、麻醉等风险，难作为随访、疗效观察及评价预后的重要指标[3-4]。研究表明，生物组织的弹性与其生物学特性密切相关，组织器官发生病理改变后，其弹性特征也随之改变。实时剪切波弹性成像(shear wave elastrography,SWE)是一种全新的弹性成像技术，通过定量测量组织弹性，间接评价组织的病理状态，拓宽了超声诊断思路[5]。本研究通过SWE对HSPN患儿肾脏实质进行检测，评价其弹性模量平均值(mean elastic modulus,Emean值)与病理分级的相关性，以提高对该病的认识。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2017年1月至2019年6月昆明市儿童医院肾内科收治的150例均行肾穿刺活组织检查病理证实的HSPN患儿作为观察组，其中男83例、女67例，男女比例1.4∶1，年龄3～14岁，平均(7.0±2.9)岁。所有患儿均符合中华医学会儿科分会肾脏病学组《紫癜性肾炎的诊治循证指南(2016)》[2]制订的诊断标准，除有确切的皮肤紫癜病史外，还有不同程度的血尿和(或)蛋白尿，并排除其他儿童原发及继发性肾小球疾病。HSPN病理分级[6]：Ⅰ级0例，肾小球轻微异常；Ⅱ级34例，单纯性系膜增生；Ⅲ级66例，局灶性节段性或弥漫性系膜增生，伴新月体形成或硬化性病变<50%；Ⅳ级23例，系膜增生伴新月体形成或硬化性病变在50%～75%；Ⅴ级16例，系膜增生伴新月体形成或硬化性病变>75%；Ⅵ级11例，膜性增殖性肾炎病变。选择同期性别、年龄相匹配的50名健康体检的正常儿童为对照组，既往均无肝、肾及其他慢性病史，实验室检查无血尿、蛋白尿等肾损害症状，肾功能检查结果均正常。其中男29例、女21例，男女比例1.4∶1，年龄3～14岁，平均(6.8±3.0)岁。两组受试者性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经昆明市儿童医院医学伦理委员会批准，所有患儿家属均签署知情同意书。

1.2方法 所有受试者在肾活组织检查前,避开肝脏遮挡采取俯卧位，利用Supersonic Imagine Aixplorer型的剪切波弹性成像超声诊断仪(法国声科公司)，L4-15线阵探头，频率为4～15 MHz的高频探头先进行常规二维超声检查，记录双肾的大小、形态、实质厚度回声及肾血量灌注情况，做出常规超声诊断。随后取肾脏纵切面，吸气后屏住呼吸，待图像稳定后，启动弹性成像模式，测量右肾实质下极的杨氏模量值，仪器中的软件会自行计算出Q-Box区域内的杨氏模量平均值(Emean值)，同一位置分别测量5次，取平均数。检查完毕，为了使弹性值尽可能与取材病理一致，观察组患儿在测量部位进行超声引导下穿刺取材[7]。

1.3观察指标 比较各组SWE获取的右肾实质下极Emean值，以肾活组织检查病理结果为金标准，确定各组病理分级肾实质Emean值的阈值，以及HSPN患儿病理分级与肾实质Emean值的相关性。

2 结 果

2.1观察组各病理分级与对照组肾实质SWE检测结果比较 观察组各病理分级与对照组的Emean值比较差异有统计学意义(P<0.01)，其中观察组病理Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级Emean值高于对照组(P<0.05)，观察组病理Ⅱ级与对照组Emean值比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。肾实质Emean值由小到大依次为对照组、观察组病理Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级，见图1a～e。

2.2SWE检测HSPN患儿各病理分级肾实质Emean值ROC曲线分析 以穿刺病理结果为金标准，绘制HSPN病理Ⅲ～Ⅵ级患儿肾实质Emean值的ROC曲线图，见图2。ROC曲线分析结果显示：以Emean 8.80 kPa作为诊断HSPN病理Ⅲ级的临界值，AUC为0.966，灵敏度、特异度和准确度分别为94.8%、95.7%、90.5%；以Emean 17.55 kPa作为诊断HSPN病理Ⅳ级的临界值，AUC为0.886，灵敏度、特异度和准确度分别为80.8%、85.1%、65.9%；以Emean 18.80 kPa作为诊断HSPN病理Ⅴ级的临界值，AUC为0.924，灵敏度、特异度和准确度分别为90.9%、82.0%、72.9%；以Emean 25.15 kPa作为诊断HSPN病理Ⅵ级的临界值，AUC为0.979，灵敏度、特异度和准确度分别为100.0%、92.7%、92.7%。见表2。

表1 观察组各病理分级与对照组肾实质Emean值比较

SWE：实时剪切波弹性成像; 1a：对照组(Emean值6.0 kPa); 1b：观察组病理Ⅲ级(Emean值17.8 kPa); 1c：观察组病理Ⅳ级(Emean值21.0 kPa); 1d：观察组病理Ⅴ级(Emean值28.8 kPa); 1e：观察组病理Ⅵ级(Emean值36.74 kPa)

HSPN：过敏性紫癜肾炎；ROC：受试者工作特征曲线

表2 HSPN患儿各病理分级肾实质Emean值的ROC曲线分析

2.3HSPN患儿病理分级与肾实质Emean值的相关性 Spearman等级相关分析结果显示，HSPN患儿病理分级与肾实质Emean值呈正相关(rs=0.779，P<0.001)。

3 讨 论

超声弹性成像最早由Ophir等[8]在1991年提出，经历了传统静态应力型弹性成像、单点剪切波速度测量、SWE几个发展阶段，最新的SWE技术具有实时定量、量程大、提供的参数多等优点，弹性模量值越大，组织越硬，反映的组织弹性变化与疾患病理变化程度有较好的一致性[9-10]。加之儿童肾脏比较表浅，皮下脂肪及肌肉菲薄，提高了SWE对肾脏检测的准确性，有助于发现HSPN病变。HSPN的病理改变以肾小球系膜增生及毛细血管袢和系膜区显著的IgA沉积为特征，临床表现与病理损伤程度不完全一致，后者更能准确地反映疾病程度[11]。

临床上病理Ⅰ级HSPN症状轻微，很少行病理检查，故本研究缺乏HSPN病理Ⅰ级病例。本研究结果显示，观察组病理Ⅱ～Ⅵ级的Emean值均高于对照组,相关性结果也显示，Emean值与病理分级呈正相关。随着肾损害严重程度的加重，肾皮质的弹性指标Emean值逐渐增高，表明SWE检测的弹性硬度变化与HSPN病理发展相对应，轻型及早期HSPN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，故观察组病理Ⅱ级肾实质Emean值与对照组比较差异无统计学意义。HSPN病理Ⅲ级以上肾实质的弹性指标Emean值逐渐增高，分析原因是随着肾脏受累程度加重，多种致病因素作用于肾脏，在肾小球逐渐出现纤粘连蛋白渗出、免疫复合物沉积形成新月体、节段性坏死硬化及肾小球纤维化；肾小管也发生萎缩、间质增生；正常肾单位的丢失，取而代之以大量成纤维细胞及肌纤维细胞增生，最终肾脏纤维化，导致肾组织弹性下降和硬度增加[12-14]，组织顺应性进一步降低，SWE检测到的肾实质Emean值随着病理分级的加重而增加，说明HSPN的病理分级与SWE技术检测的Emean值关系密切，且呈正相关，也间接提示SWE技术有助于判断HSPN患儿肾功能损害程度，使用该技术检测得到的Emean值诊断HSPN有一定的科学依据[15-16]。本研究以穿刺病理结果为金标准，绘制肾实质Emean值诊断HSPN病理Ⅲ～Ⅵ级的ROC曲线，AUC为0.8～0.9，其特异度、灵敏度均在80%以上，提示SWE技术对HSPN的分级诊断具有较高的诊断价值，与王惠等[14]的研究结果一致。可见，SWE 技术区分HSPN病理分级的特异性、敏感性和准确性均较高，可以较好地判断HSPN肾实质硬化程度，对肾损害有较好的诊断效能，能够为临床诊断HSPN肾实质损害提供理论及技术支持，克服了单纯使用二维超声及传统弹性成像需手动施压等主观因素，具有无创、准确的优点，可反映不同病理分级HSPN的病理差异，弥补常规超声对HSPN诊断特异性的不足，从而指导临床上更加个体化的针对患者病情程度进行治疗，观察疗效，减少活组织检查次数，降低肾损害进展，改善预后[17]。

虽然本研究显示SWE可以判断HPNS肾实质损害程度，但仍存在不足：①病理Ⅲ～Ⅴ级Emean值部分重叠、诊断敏感性不如Ⅵ级，可能与肾组织内结构不均质导致各向异性、血管生成尿液压力、操作上探头对腹壁的压力等因素有关[18]，克服这些影响因素有待于SWE检查技术进一步提高。②本研究由于儿童肾脏比较表浅，皮下脂肪及肌肉菲薄，选择高频探头进行检查，获得的对照组和观察组的Emean值较吴淑华[19]采用凸阵探头6-1，频率3.5～5.5 MHz检测正常儿童和儿童慢性肾病获得Emean值高，探头的选择是否对弹性值有影响还待进一步研究。③样本量少，在流行病学上不具有代表性，期待进一步开展多中心前瞻性随机对照进行更加全面的临床研究。HSPN临床表现多样化，与肾功能损害不平行[20]，早期发现和诊断肾实质损害并及早进行干预是预防进展的关键。

综上所述，SWE技术通过定量检测HSPN患儿肾皮质硬度，能反映与病理的关系，具有辅助诊断HSPN，间接提示肾实质损害的潜能，为HSPN的诊断思路和方法提供更多借鉴，有望为肾实质损害早期诊断、预后判断及疗效评价提供新指标。