超声弹性成像技术在儿童肾脏病中的应用进展

王羽晴 朱 琳 周 萍

超声弹性成像（ultrasonic elastography，UE）技术是一种定性描述及定量测量生物组织弹性的超声诊断技术，已在临床应用近三十年，最初用于无创性评价成人甲状腺［1］、乳腺［2］、肝脏［3］等器官。随着UE的不断创新与完善，其逐渐应用于成人慢性肾脏病［4］、糖尿病肾病［5］、肾移植［6］等肾脏疾病检查中。近年来，UE在儿童疾病中的应用日益增多，由于儿童皮下脂肪及肌肉较薄，提高了UE对肾脏检测的可行性和准确性。本文就UE在儿童肾脏病中的应用及进展进行综述。

一、UE的原理及分类

UE通过探头对不同组织施加一定的激励（动态或静态/准静态），依据生物力学、弹性力学等物理规律，组织将产生位移、速度及应变的分布等差异，通过采集被测组织某时间段内各种差异所产生的不同信号，并将其进行彩色编码成像或测量相应参数，从而直接或间接判断组织内部的弹性模量信息［7］。

参照2017年欧洲生物医学超声学会联盟发布的指南［8］，将UE分为动态弹性成像和准静态弹性成像。其中，动态弹性成像包括瞬时弹性成像（transient elastography，TE）、声辐射力脉冲弹性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）及剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）；临床较常用的准静态弹性成像技术则为实时组织弹性成像（real-time tissue elastography，RTE）。目前，应用于儿童肾脏的研究多采用ARFI和SWE。

二、正常儿童肾脏弹性参考值及影响因素

徐娟等［9］应用ARFI检测正常儿童肾皮质弹性，结果发现10岁前剪切波速度（shear wave velocity，SWV）随着年龄的增长而增加，具体为：0～28 d为（1.61±0.19）m/s，29 d～<1岁为（1.69±0.42）m/s，≥1岁～<3岁为（1.99±0.43）m/s，≥3～<6岁为（2.20±0.41）m/s，≥6～<10岁为（2.46±0.45）m/s；10岁之后SWV稍下降：≥10～<18岁为（2.34±0.42）m/s。Xu等［10］也得出相似结果，还发现右肾皮质SWV在测量中存在性别差异。Çalışkan等［11］研究发现左肾皮质SWV为2.1（2.0～2.8）m/s，右肾皮质SWV为2.0（1.6～2.8）m/s。Grass等［12］对264例健康儿童进行了ARFI检查，结果显示肾皮质SWV与年龄、身高和体质量均呈正相关（r=0.28、0.25、0.26，均P<0.001），与性别、体质量指数、肾脏体积无相关性，且SWV测值在高频与低频探头之间比较差异有统计学意义（P<0.05），高频探头仅适用于<10岁的儿童。随着年龄的增长，儿童肾脏在形态和功能上随之改变，因此成年人肾皮质的正常SWV值及其参考范围并不适用于儿童。UE技术有望成为评估儿童肾脏弹性的潜在工具。但目前关于正常儿童肾脏的弹性参考值尚无统一标准，且观察者间和观察者内的可靠性尚待全面评估。

三、UE在儿童肾脏病中的应用

1.UE在儿童慢性肾脏病中的应用

目前关于UE在慢性肾脏病应用的研究多集中在成人，关注重点是纤维化及血流灌注对肾脏的影响。与成人相比，慢性肾脏病患儿肾脏病变程度较轻，弹性模量值变化较小。高峰和蒋苏齐［13］应用SWE检查40例健康儿童和40例慢性肾脏病患儿，结果显示慢性肾脏病患儿的肾脏硬度大于健康儿童，且随着病情的发展，肾皮质杨氏模量值也随之增加。这与Leong等［14］和Thanaboonnipat等［15］分别在成人慢性肾脏病和动物实验中的研究结果一致，认为随着慢性肾脏病的病情进展，血管硬化、肾小球硬化和肾小管间质损伤程度加重，肾皮质杨氏模量值增加。然而，对于慢性肾脏病患儿的肾脏硬度变化，部分学者却得出截然相反的结论。Bilgici等［16］前瞻性评估了38例慢性肾脏病患儿和30例健康儿童的肾实质硬度，发现慢性肾脏病患儿在慢性肾脏病1～5期的肾实质SWV较健康儿童均显著降低（均P<0.05），表明健康儿童的肾脏硬度大于慢性肾脏病患儿。目前关于慢性肾脏病患儿肾脏硬度变化趋势尚无定论，但随着病情进展肾脏硬度下降的说法已经引起了较多学者的高度关注，因为这与慢性肝病纤维化后硬度变化的结论相悖。Gandhi等［17］对此进行了相关研究，认为纤维化是影响慢性肾脏病患者肾脏硬度的重要因素之一，但血流对肾脏硬度的影响可能超过纤维化。

2.UE在儿童紫癜性肾炎（HSPN）中的应用

目前关于UE在儿童HSPN中应用的研究一致肯定了UE在儿童HSPN病理分级中的应用价值。南彩玲等［18］应用ARFI对HSPN患儿肾脏弹性进行初步研究，发现不同病理类型HSPN患儿肾皮质SWV与健康儿童及其组间比较，差异均有统计学意义（均P<0.05），还发现肾皮质SWV值与肾小球滤过率呈负相关（r=-0.85，P=0.000），与血清肌酐呈正相关（r=0.86，P=0.000）。此外，南彩玲等［19］其他研究结果显示，分别以1.70 m/s、1.97 m/s、2.33 m/s、2.62 m/s、2.85m/s作为诊断HSPN患儿病理分级Ⅰ～Ⅳ级的截断值，其敏感性分别为90%、100%、100%、90%、80%，特异性分别为87%、74%、84%、70%、80%。提示ARFI可为鉴别诊断HSPN不同病理类型提供较可靠的信息。李雪娇等［20］对150例HSPN患儿和50例健康儿童均行SWE检查，结果发现HSPN患儿病理分级Ⅲ～Ⅵ级的肾皮质弹性模量值显著高于健康儿童，且HSPN患儿HSPN病理分级与肾皮质弹性模量值呈正相关（r=0.779，P<0.001）。骈林萍等［21］研究得出了相似的结果，病理分级Ⅲ～Ⅵ级的HSPN患儿肾皮质SWV逐渐降低。由此可见，ARFI和SWE在诊断儿童HSPN病理分级方面有一定的价值，但无法评估病理分级Ⅰ～Ⅱ级，原因可能是病理分级较低时患儿肾脏弹性未发生明显改变。

3.UE在儿童肾病综合征中的应用

UE在儿童肾病综合征中应用的研究有限。杨雪等［22］应用声触诊组织定量分析技术测量了150例原发性肾病综合征患儿和50例健康儿童的肾皮质SWV，结果发现中、重度纤维化组患儿肾皮质SWV均高于对照组（均P<0.05），以2.84 m/s和3.02 m/s分别作为诊断中、重度纤维化的截断值，其受试者工作特征曲线的曲线下面积高达0.93和0.96，敏感性分别为89.5%、92.9%，特异性分别91.3%、88.2%。Yang等［23］应用SWE技术评估成人原发性肾病综合征患者肾脏弹性和类固醇治疗的有效性，发现类固醇敏感组肾实质杨氏模量值均高于对照组和类固醇耐药组（均P<0.05）。由此可见，SWE技术是一种潜在的无创定量检测肾脏硬度的方法，可用于评估成人原发性肾病综合征患者肾脏实质的病理变化，评价类固醇治疗的有效性，但其在儿童原发性肾病综合征方面的应用还有待进一步探索。

4.UE在儿童泌尿系畸形中的应用

与其他肾脏疾病相比，UE在儿童泌尿系畸形中的应用相对较多。Reddy等［24］应用ARFI检查发现肾盂输尿管连接部梗阻患儿的肾实质SWV明显高于健康儿童（P<0.05），且SWV在好转、静止、恶化这三种结局中呈递增关系。Yoon等［25］研究发现，与对侧肾脏相比，SWE测得肾盂输尿管连接部梗阻侧肾皮质弹性值更高。而Habibi等［26］采用ARFI对25例经手术治疗的肾盂输尿管连接部梗阻患儿、15例经保守治疗的肾盂输尿管连接部梗阻患儿及16例健康儿童进行前瞻性评估，结果显示，与肾盂输尿管连接部梗阻患儿比较，健康儿童肾实质SWV值更高。分析其原因，可能与血液灌注和肾脏本身的复杂结构有关。蒋映丰等［27］研究显示肾盂输尿管连接部狭窄、膀胱输尿管返流和输尿管结石这三种病因的患儿肾盂积水侧肾实质平均杨氏模量值比较差异有统计学意义（P<0.05），而其他病因患儿肾实质平均杨氏模量值比较差异无统计学意义。Dillman等［28］研究表明SWE无法鉴别儿童非梗阻性肾积水和梗阻性肾积水。由此可见，ARFI和SWE在儿童泌尿系畸形中的临床应用有待进一步深入研究。

5.UE在儿童肾肿瘤中的应用

目前，国内外尚无应用UE对单独儿童肾肿瘤的研究，已有报道均以儿童和成人共同作为研究对象。Göya等［29］在评估ARFI鉴别肾脏良、恶性病变诊断性能的前瞻性研究中，应用ARFI测量了60例（1～83岁）肾脏肿瘤患者的肾实质SWV，结果表明肾脏良性病变与恶性病变的肾实质SWV比较差异有统计学意义（P<0.05）。Onur等［30］进行了相似的研究，发现正常组织与肿瘤组织间的肾实质弹性差异较大，且恶性肿瘤的弹性是良性肿瘤的2.8倍。分析其原因，可能是有丝分裂增加而导致细胞增多。但Aydin等［31］研究发现肾脏恶性肿瘤的肾实质弹性值略高于良性肿瘤（约1.6倍），可能与不同研究所使用的设备不同有关。由此可见，ARFI和SWE在区分肾脏良性病变与恶性病变方面有一定的优势，今后有待更多研究来证明UE在儿童肾肿瘤中的应用可靠性及准确性。

四、UE在儿童肾脏病中应用的局限性

UE在儿童肾脏病中的应用有一定局限性：①检测肾脏硬度受诸多因素干扰，包括肥胖、呼吸运动幅度大、大血管搏动等，有关UE的临床应用研究有待进一步探讨，减少相关因素的影响；②在研究对象方面，UE要求患儿配合度较高，而部分年龄较小的儿童无法配合医师检查，限制了UE对儿童的应用；③研究疾病种类有限，且多集中于小样本量患者或动物实验中，期望后续大样本的前瞻性临床研究可以提供更多信息。

综上所述，UE技术在儿童肾脏疾病中的应用尚处于初步研究阶段，如何规范其肾脏超声弹性值的测量、建立儿童肾脏弹性正常参考值是亟待解决的问题。尽管UE在评估儿童肾脏弹性上还存在诸多不足，但在儿童肾脏硬度测量中具有独特优势，可以定量反映肾脏的弹性特征。相信随着研究的深入和技术的改进，UE在儿童肾脏疾病方面的评估势必会拥有良好的应有前景。