声触诊弹性成像检测肾实质硬度的初步研究

卢 畅 付 静 黄禾菁

声触诊弹性成像（sound touch elastography，STE）基于二维剪切波弹性成像技术（2D-shear wave elastography，2D-SWE），可形成直观的彩色编码弹性图像，并对感兴趣区域组织硬度进行定量测量［1］。既往研究［2-4］成功应用STE对肝、脾、甲状腺及乳腺硬度进行定量检测，但尚无关于肾实质硬度的检测。本研究应用STE对健康志愿者双肾实质进行检测，旨在探讨其检测肾实质硬度的可行性、参考值范围及影响因素。

资料与方法

一、研究对象

招募2020年11～12月我院68例健康志愿者，其中男32例，女36例，年龄21～67岁，中位年龄33岁。纳入标准：①均无原发性或继发性肾脏疾病、糖尿病、高血压病、自身免疫病等病史；②尿常规、肾功能检查无异常；③常规超声检查肾脏大小、形态及结构无异常，且肾中部被膜距探头距离<60 cm。本研究经我院医学伦理委员会批准，受检者均知情同意。

二、仪器与方法

1.仪器：使用迈瑞Resona 7彩色多普勒超声诊断仪，SC6-1U凸阵探头，频率1～6 MHz；配备剪切波弹性成像功能。

2.方法：受检者取俯卧位，排空尿液，二维超声常规测量双肾实质厚度和左肾中部被膜距探头的距离。然后依次对双侧肾脏实质上极、中部和下极部位进行弹性操作。将图像调整至最清晰，使肾脏长轴尽量与皮肤平行，然后进入STE模式，调节取样框（大小为4 cm×3 cm）分别置于肾脏上极、中部和下极，使取样框包括该部位靠近探头侧的肾实质和肾包膜，嘱受检者平静呼吸时屏气4～6 s，待图像稳定后冻结，感兴趣区直径设定为10 mm，取样部位避开肾髓质并保持取样框位于图像中部，记录杨氏模量值（kPa）。每个部位重复测量5次取平均值，若测量失败则需记录失败的例数和原因。以上操作均由同一具有5年超声检查经验且接受过专业STE培训、独立完成50例以上弹性成像操作的医师完成。

3.STE检测成功标准：①同时满足呼吸运动指数≥4颗绿星（4星及5星表示感兴趣区内的组织位移幅度≤3 mm/s；绿色表示当前区域内的位移处于可接受范围内，位移不会对弹性成像的稳定性产生明显影响）和可信度指数≥95%（可信度指数代表弹性测量区域内数据的可信程度，数值越高可信性越强）的前提下检测取值，否则认为检测不成功。见图1。②每个部位检测5次，同时满足成功率≥60%且变异系数<30%。上述标准均满足时则认为STE检测成功。

图1 STE成功检测肾实质弹性示意图

4.一般资料获取：记录患者年龄、性别、身高、体质量，计算体质量指数。

5.比较参数：①双肾实质不同部位STE检测成功率和变异系数，公式为：变异系数=（标准差/平均值）×100%，其值越小代表重复性越好，<10%代表重复性较高，<5%代表重复性非常高；②双肾实质不同部位STE测值、参考值范围及观察者内重复性；③STE测量正常肾实质硬度的影响因素。

三、统计学处理

应用SPSS 22.0统计软件，计量资料以±s表示，行t检验。采用组内相关系数（ICC）评估观察者内重复性（I CC>0.75表示重复性较好）。连续变量比较采用独立样本t检验，二分类变量比较行χ2检验。多组间比较采用方差分析。相关性分析采用Spearman相关分析法。P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、STE检测成功率和变异系数

68例志愿者中7例图像无法满足呼吸运动指数≥4颗绿星且可信度指数≥95%，5例5次检测成功率<60%，最终检测失败12例。

左肾上极、中部、下极因变异系数>30%而检测失败者分别有7例、1例、6例，检测成功率分别为72.06%、80.89%、73.53%；右肾上极、中部、下极因变异系数>30%而检测失败者分别有5例、2例、6例，检测成功率分别为75.00%、79.41%、73.53%。双肾中部肾实质检测成功率高于上极和下极，但差异均无统计学意义。见表1。

表1 双肾不同部位STE检测成功率和变异系数

左肾中部实质STE检测成功者与检测失败者在年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、左肾中部被膜距探头距离、取样深度等方面比较，差异均无统计学意义，见表2。

表2 左肾中部STE检测成功者与失败者临床资料、STE参数比较

二、双侧肾实质不同部位STE测值

左肾上极、中部及下极实质的STE测值分别为（7.94±1.84）kPa、（8.06±1.71）kPa、（8.25±1.82）kPa；右肾上极、中部及下极实质的STE测值分别为（7.98±1.74）kPa、（8.03±1.48）kPa、（7.89±1.76）kPa，双侧肾实质不同部位STE测值比较，差异均无统计学意义（F左、右肾=0.68，P=0.41；F上、中、下极=0.10，P=0.90）。见表3。

表3 双肾不同部位STE测量成功数、测值及其95%可信区间

三、观察者内重复性检测

左肾上极、中部、下极和右肾上极、中部、下极实质在观察者内的I CC分别为0.86（0.73～0.94）、0.88（0.80～0.94）、0.78（0.62～0.88）和0.84（0.77～0.90）、0.82（0.73～0.89）、0.77（0.60～0.87），提示观察者内重复性较好。

四、STE测量正常肾实质硬度的影响因素及相关性分析

不同年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、左肾中部被膜距探头距离、取样深度的健康志愿者左肾中部实质STE测值比较差异均无统计学意义，见表4。

表4 不同临床特点志愿者左肾中部实质STE测值比较

健康志愿者左肾中部实质STE测值与年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、左肾中部被膜距探头距离、取样深度均无相关性，见表5。

表5 左肾中部实质STE测值与各因素的相关性分析

讨 论

STE是由国内厂商自主研发的新型剪切波弹性成像技术，分属于2D-SWE，通过探头发射声辐射脉冲，在组织内产生大范围的剪切波，并以超宽波束追踪检测技术精准捕捉追踪剪切波，计算出目标区剪切波传播速度，进而获得弹性参数分布图像，对组织硬度进行定量评估。STE独具域扫描技术，成像速度更快，穿透性更强，且不受腹水等影响，目前已成熟应用于肝脏纤维化的评估，但其在肾脏应用的可行性目前尚无报道。

本研究评估了STE检测肾实质不同部位弹性的成功率，结果显示左肾中部实质检测成功率为80.88%，略低于既往研究［5］应用2D-SWE检测肾实质的成功率（90.2%～94.0%），高于脾脏的检测成功率（76.3%），低于肝脏的检测成功率（99.2%）。本研究发现，左肾中部实质STE测值不受年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、左肾中部被膜距探头距离、取样深度的影响，且观察者内重复性较好（均I CC>0.75），提示应用STE检测肾实质弹性较为稳定、可靠。本研究中正常左、右肾中部实质STE测值分别为（8.06±1.71）kPa、（8.03±1.48）kPa。既往研究［5-6］应用2D-SWE测得正常人群肾实质范围分别为4.40（3.68，5.70）kPa、23.87（11.73，45.34）kPa。由此可见，即便技术原理相似，不同仪器的测值结果差异仍然较大。本研究结果显示健康志愿者左肾中部实质弹性测值与年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、左肾中部被膜距探头距离、取样深度均无相关性。

慢性肾脏病（CKD）在全球不同地区的发病率为10%～15%，已成为突出的公共卫生问题，但目前对其监测水平远远不够［7］，因此迫切需要及时、简便、客观、无创的筛查方法。超声检查是监测CKD的重要手段，可通过肾脏二维结构、实质回声强度及肾内动脉血流的改变为临床提供肾实质损害信息，但由于肾脏为腹膜后器官，其解剖位置及结构特点导致影响肾脏弹性测量的因素较多，且易受操作者主观因素和仪器条件影响等局限［8］。近年来，应用SWE测量肾组织硬度成为CKD新的研究热点。Grosu等［9］发现2D-SWE测得正常人群双侧肾脏杨氏模量值与年龄、体质量、高血压均呈负相关（r右肾=-0.5、-0.4、-0.5，r左肾=-0.4、-0.3、-0.5，均P<0.05）。Radulescu等［10］认为正常人群中杨氏模量值受肾脏长度、体质量指数影响，不受性别、年龄、取样框直径影响。既往研究［11］认为CKD患者肾实质杨氏模量值显著高于健康肾实质（均P<0.05）。Leong等［12］研究发现肾实质杨氏模量值与肾小球滤过率呈显著负相关，SWE对CKD的早期诊断效能显著优于二维超声。本研究应用STE对健康志愿者肾实质硬度进行检测，初步评估了其检测成功率、观察者内重复性、弹性参考值范围及影响因素。结果显示，STE测量肾实质杨氏模量值成功率较高，操作者内具有良好的可重复性，健康人群的左肾中部实质STE测值不受年龄、性别、身高、体质量、体质量指数、肾中部被膜距探头距离、取样深度的影响，与付慧君等［13］研究结果一致，但仍需进一步大样本的研究明确STE测值的相关影响因素。本研究结果认为STE可以作为一种可靠的无创评估肾脏弹性的方法，为进一步确定社会大群体生理与病理状态下肾脏实质硬度提供参考。

总结本研究经验：①从检查体位来看，可分别从侧腹壁、背部及腹部肋间隙进行扫查，主要途径分别经过脂肪、肌肉和肝脏。笔者在前期摸索中发现，通过背部扫查，成像稳定度高于侧腹壁和腹部。②关于肾脏同一部位弹性测值次数的问题。根据文献［14］报道，测量肾脏弹性时大多测量5次，测量10次的成功率反而低于5次（82.6%vs.94.0%）［15］。结合本研究，在实际测值中要求受试者反复屏气，最后几次检测的图像稳定性及成功率低于之前。因此，对于肾脏同一部位测量5次即可，多次测量反而影响最终结果。③本研究显示双肾上极、中部、下极实质的弹性值比较差异均无统计学意义，且肾脏中部实质的检测成功率略高于上极和下极。原因可能为肾脏上极易受肋骨等遮挡，而肾脏下极位置有时较深，影响图像质量稳定性。此外，由于受检者取俯卧位扫查，测量左肾中部实质的弹性值更为方便。因此，笔者建议对于正常双肾或双肾弥漫性改变的疾病，若仅进行一个部位的检测，推荐选取左肾中部实质。

综上所述，肾脏STE检测成功率、稳定性均较佳，可作为评估肾脏弹性的可靠检查方法，具有较好的临床可行性。