常规超声联合mSMI技术对肾脏肿瘤鉴别诊断的效能评估

刘 阳 阚艳敏 康绍叁 李 宁 王艺桦 刘 洋 张树华

近年来，肾肿瘤的偶然检出率逐年上升[1]。二维超声及彩色多普勒血流成像(color doppler flow imaging, CDFI)为检测肾肿瘤的首选方法，但CDFI对低速血流不敏感，在鉴别肾肿瘤性质方面有一定局限性[2]。超微血管成像技术(superb microvascular imaging，SMI)是一项无创微血管检测技术，能够在不使用对比剂的情况下显示病灶内100μm以上的微血管及低速血流信号，其灰度模式(mSMI)通过抑制背景信号而侧重于血管的显示，为肾肿瘤性质的精准预测提供了新方法[3]。因此，本研究旨在探讨常规超声联合mSMI技术评估肾脏肿瘤性质的诊断效能。

对象与方法

1.研究对象:选取2020年7月～2021年6月于华北理工大学附属医院诊治的肾肿瘤患者58例，其中男性35例，女性23例，患者年龄为33～79(60.33±10.10)岁，所有病例均为单发病灶，最大直径为0.85～9.16(3.54±1.93)cm。以病理结果为金标准，分为良性组及恶性组，良性组病灶最大径为0.85～7.71cm，恶性组病灶最大径为2.15～9.16cm。纳入标准：①非单纯囊性肾肿瘤者；②未行肾肿瘤干预治疗者；③术前行常规超声及mSMI检查者；④获得病理结果者。排除标准：①有严重精神障碍，不能配合完成检查者；②有手术禁忌证者。

2.仪器与方法：(1)仪器：采用Aplio i800彩色多普勒超声诊断仪，腹部探头i8CX1，频率(1.0～8.0) MHz。(2)检查方法：由1名经验丰富的超声医生分别在二维超声、CDFI及mSMI上嘱患者屏气多切面扫查病灶，将静态和动态图像存盘。(3)图像判读：由两名经验丰富的超声医生在不知道病理结果的情况下回顾性分析存储的静态和动态图像，记录病灶的二维特征、在CDFI、mSMI上的血流分布情况，二者分析结果不一致时，请高年资医生会诊至达成一致。肿瘤二维特征：位置(右肾、左肾)、最大径、边界(与周围组织分界清晰为是，否则为否)、形态(圆形或类圆形为规则，否则为不规则)、回声类别(低于周围正常肾实质为低回声，高于为高回声)、内部回声(均匀一致为均匀，否则为不均匀)、外凸(凸出于肾被膜外为是，否则为否)、钙化(出现强回声为有，否则为无)、无回声区(出现为有，否则为无)。CDFI及mSMI：参考Adler血流分级：0级：病灶内无血流；1级：病灶内见1～2个点状或细棒状血管；2级：病灶内见3～4个点状血管或1条较长血管(其长度可接近或超过病灶半径，下同)；3级：病灶内见5个及以上点状血管或2条较长血管[4,5]。血管形态参考标准：①无血流：病灶内无血流信号；②点线状：病灶内见星点状、短线样或条形血流信号；③树枝状：病灶内血管呈树枝样分布；④不规则形：病灶内血管走行迂曲、断裂、粗细不均、排列紊乱。周边血流判断标准：病灶周边探测到环形、半环形血流信号分别记为环形、半环形；其余情况记为无环形。

结 果

1.基线资料:共58个病灶，病理证实良性20个(肾嗜酸细胞腺瘤3个，血管平滑肌脂肪瘤17个)，恶性38个(透明细胞肾细胞癌31个，嫌色细胞肾细胞癌4个，乳头状肾细胞癌2个，透明细胞乳头状肾细胞癌1个)。良、恶性组患者年龄分别为36～75(58.35±9.71)岁、33～79(61.37±10.27)岁。两组患者年龄比较，差异无统计学意义(t=1.083，P=0.283)。良性组男性6例，女性14例，恶性组男性29例，女性9例，两组性别比较，差异有统计学意义(χ2=11.746，P=0.001)，恶性肿瘤多发生于男性(76.3%)，良性肿瘤多发生于女性(70.0%)。

2.二维超声特征比较：良、恶性组病灶最大径分别为1.97(1.11)cm、3.70(2.29)cm，两组病灶最大径分布比较，差异有统计学意义(z=4.466，P<0.001)，良性组病灶最大径较恶性组小。两组病灶在外凸、回声类别、内部回声及无回声区检出率方面比较，差异均有统计学意义(P均<0.05，表1)。

表1 两组患者二维超声特征比较[n(%)]

3.CDFI、mSMI血流特征比较:分别在CDFI和mSMI上，良性组及恶性组在血流分级、血管形态、外周血流检出率方面比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)，恶性组较良性组的血流分级、血管形态级别及环形血流检出率高；两组肾肿瘤在CDFI及mSMI上的血流特征比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)，mSMI较CDFI提升了良、恶性肾肿瘤的血流分级，提升了恶性肾肿瘤血管形态级别和环形血流检出率(表2、图1、图2)。

表2 两组患者CDFI、mSMI血流特征比较(n)

图1 血管平滑肌脂肪瘤A.二维超声显示右肾实性高回声，最大直径5.7cm，内部可见小无回声区；B.CDFI显示病灶内3～4个点状血流；C.mSMI显示病灶内多个点状及短条状血流，周边环形血流； D.病理显示肿瘤由梭形细胞、显著增生的厚壁血管及少量脂肪组织构成(HE，×200)

图2 透明细胞肾细胞癌(WHO/ISUP Ⅲ级)A.二维超声显示左肾实性低回声，最大直径5.0cm，内部可见多个无回声区；B.CDFI显示病灶内部多个点线状血流，周边半环形血流；C.mSMI显示病灶内多条粗细不均、排列紊乱的血管，周边环形血流；D.病理显示肾结构破坏，见片状透明细胞浸润伴出血(HE,×200)

4.常规超声、mSMI及二者联合对鉴别诊断肾肿瘤良、恶性的效能比较:常规超声、mSMI及二者联合鉴别诊断肾肿瘤良、恶性的ROC曲线下面积分别为0.757、0.821和0.899(表3、图3)，联合检测诊断效能较单一检测方法高。

表3 常规超声、mSMI及二者联合对鉴别诊断肾肿瘤良、恶性的效能比较

图3 常规超声、mSMI及常规超声联合mSMI诊断肾肿瘤的ROC曲线图

讨 论

不同性质肾肿瘤的治疗方式不同，恶性肿瘤常需手术切除，良性肿瘤则可随访观察，因此，精准预测肿瘤性质尤为重要。mSMI技术可在常规超声显示肿瘤基本特征的基础上，显示肿瘤内部及周边的微血管及低速血流分布情况[3,6]。因此，本研究旨在探索常规超声联合mSMI技术对肾肿瘤良、恶性的诊断效能。

本研究结果显示良性肾肿瘤多发生于女性，恶性肾肿瘤多发生于男性，这与良、恶性肾肿瘤的流行病学一致[3]。恶性组病灶最大径多数较良性组大，这可能与恶性肿瘤多呈低回声，较小时不易被发现，而良性肿瘤多呈高回声，体积较小时在偶然检查中易被发现相关。

本研究良性组病灶凸出于肾被膜外的比例低于恶性组，可能与良性组病灶多位于肾实质内且体积较小，恶性组病灶多位于肾被膜下且体积较大有关。与周围正常肾实质回声比较，两组病灶的回声及无回声检出率比较，差异有统计学意义。原因可能与肿瘤性质及组织成分有关，良性组以体积较小的富脂肪性血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma,AML)为主(85%)，回声较高，生长速度慢，缺血、坏死发生较少，内部回声较均匀[7]；恶性组以含肿瘤细胞较多的透明细胞肾细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, CCRCC)为主(81.6%)，回声较低，生长迅速，随着肿瘤体积增加，瘤内新生血管不能提供肿瘤生长所需营养，肿瘤组织发生缺氧、缺血、坏死，内部回声多不均匀，形成透声欠佳的不规则无回声区[8]。

本研究显示，mSMI呈现出了CDFI未能检测到的微血流信息，较CDFI提升了肿瘤的血流分级，明显提升了恶性组的环形血流检出率。环形血流为肿瘤与受压肾组织之间的纤维组织和密集毛细血管的体现[9]。在CDFI和mSMI上，恶性组较良性组的血流分级、血管形态级别及环形血流检出率高，这与Chen等[3]及Mao等[10]的研究表明恶性肾肿瘤的血流分级高于良性肾肿瘤结果一致。原因可能与肿瘤的直径及肿瘤的新生血管相关，恶性肿瘤体积相对较大，肿瘤内部新生血管数量增多，管径增大，呈伴有大量二级分支血管的不规则形血管，甚至部分伴动静脉瘘形成，肿瘤内部血流信息容易被检出；而良性肿瘤体积较小，肿瘤新生血管及血管分支相对较少，肿瘤内部血流信息不易被检出[11]。依据世界卫生组织/国际泌尿病理会议(WHO/ISUP)分级，本研究恶性组中Ⅰ级和Ⅱ级CCRCC占77.4%，核分级较低，而mSMI上环形血流检出率较高，与既往报道一致[12,13]。在mSMI上血流分级、血管形态及环形血流可作为预测肾肿瘤性质的有效指标，环形血流可为预测肿瘤核分级提供影像依据。

本研究结果显示，常规超声、mSMI及二者联合鉴别诊断肾肿瘤良恶性的ROC曲线下面积分别为0.757、0.821和0.899，与单一检测方比较，联合检测提高了对肾肿瘤的鉴别诊断能力。通常在常规超声上表现为边界清晰、形态规则的均匀高回声、CDFI上未检出血流的病灶常倾向于诊断为良性，而表现为不均匀低回声，内部出现无回声区、CDFI上血流分级较高的病灶常倾向于诊断为恶性，但一些不典型的良、恶性肾肿瘤在超声表现上存在重叠，不易鉴别。mSMI技术可使肿瘤内部及周边的细微血流信号被清晰呈现出来，可以实时反映肿瘤的血供状态、新生血管数量、走行及肿瘤周边血流情况，有助于肿瘤性质的判断。常规超声联合mSMI技术能综合病灶的二维及CDFI特征进行判断，提升了鉴别诊断的敏感度和准确性。

本研究存在的局限性：①本研究为回顾性研究，存在仪器操作者操作方法和水平差异的混杂偏倚；②良性肾肿瘤的数量较少，且以体积较小的AML为主，可能会造成选择偏倚；③因样本量较小，未分析常规超声联合mSMI对不同直径及不同病理类型的肾肿瘤的鉴别诊断价值，今后将继续增大样本量开展进一步研究。

综上所述，mSMI能显示更多肿瘤的细微血流信息，常规超声联合mSMI可能对提高诊断肾肿瘤的准确性有一定帮助，在鉴别诊断肾脏肿瘤方面具有广阔应用前景。