超声造影评估慢性肾病1-3期病人临床及病理改变的应用价值研究

张梦瑞 张妍 王芹 赵静雯 张竞亓 张杰

慢性肾病(chronic kidney disease，CKD)已成为全球性的公共健康问题，我国成人CKD的发病率高达10.8%[1]。CKD的发生、发展与肾脏血流灌注减低密切相关，但目前尚缺乏安全、有效的影像学检查手段对其进行评估。超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）可以动态观察靶器官的微循环灌注情况，并能对血流信息进行定量评价。既往研究对CKD早期病人的肾皮质血流状况进行CEUS定量分析，显示CEUS参数有助于区分对照组与CKD早期病人[2-3]，但使用CEUS参数评估CKD病理改变并从临床和病理两方面对CKD综合评估的研究仍然较少。本研究通过对CKD不同分期病人CEUS参数的比较分析，旨在探讨CEUS评估CKD临床及病理改变的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性选取2020年8月—2022年1月天津医科大学总医院肾内科住院的CKD 1-3期病人60例，男31例，女29例，年龄18~78岁，平均（40.3±14.3）岁。均经肾脏穿刺活检明确病理结果且拟行穿刺侧肾脏CEUS检查。纳入标准：①体质量指数（BMI）为18.5~28.0 kg/m2；②病人实验室检验指标包括血清肌酐（serum creatinine，SCr）、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）；③无对比剂过敏、严重的心肺疾病、妊娠或哺乳期等CEUS检查禁忌证。排除标准：①呼吸配合不佳者；②影像质量较差者。本研究经医院伦理委员会批准（IRB2021-YX-159-01），CEUS检查前所有病人均知情同意。

1.2 病人分期 使用2009年发布的基于SCr的CKD流行病学合作（CKD－EPI）公式估算肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）[4]，并根据美国国家肾脏基金会-肾脏病预后质量倡议（NKF-K/DOQI）中的CKD分期标准[5]对病人进行分期，其中1期39例、2期13例、3期8例。

1.3 设备与方法 采用GE LOGIQ E8彩色超声诊断仪，探头型号C 1-6。常规超声检查选取朝向肾门的最大纵切面为观察切面，测量穿刺侧肾脏长径及肾皮质厚度（肾锥体前缘与肾被膜之间的距离）。CEUS检查在穿刺侧肾脏完成，将机械指数调至0.12，增益值设置为30～33。嘱病人平稳缓慢呼吸，开启造影模式，经肘静脉团注法手动推注2 mL对比剂（声诺维：SonoVue，瑞士Bracco Suisse SA，国药准字号J20180005；配比：59 mg/5 mL盐水），之后立即推注5 mL生理盐水冲管，记录动态图像。

1.4 CEUS参数分析 采用SonoLiverR定量分析软件（德国Tomtec公司和意大利Bracco公司合作开发）对CEUS动态资料进行后处理。在CEUS影像上选取兴趣区（ROI）（图1）：①边界ROI，界定分析ROI与参考ROI的选取范围；②分析ROI，选取在与探头垂直的肾皮质区域；③参考ROI，选取在肾包膜上方无灌注区域。必要时使用运动补偿以减少呼吸对ROI位置的影响。采用机器内置函数获得分析ROI的时间-强度曲线（time-intensity curve，TIC）并测量相关定量参数，包括上升时间（rise time，RT）、达峰时间（TTP）、峰值强度(maximum intensity，Imax)、平均通过时间（MTT）、曲线下面积（AUC）、曲线上升支斜率（A）、曲线下降支斜率（α）。每个参数均测量3次取平均值，拟合质量（quality of fit，QOF）需≥75%。

图1 ROI的选取。图中蓝色、绿色和黄色曲线内区域分别为边界ROI、分析ROI和参考ROI。

1.5 病理学评分 组织学标本由2名病理科医师根据肾小球硬化、肾小管萎缩/间质纤维化程度进行评分，意见不一时协商确定。①肾小球硬化（病变占总小球的比例）评分：0分，未见明显硬化；1分，＜25%；2分，25%～50%；3分，＞50%。②肾小管萎缩/间质纤维化（病变占总小管/间质的比例）评分：0分，未见明显萎缩与纤维化；1分，＜25%；2分，25%～50%；3分，＞50%。

1.6统计学方法 采用SPSS 20.00软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以（±s）表示，3组间比较采用单因素方差分析；非正态分布的计量资料以中位数[M（P25，P75）]表示，3组间比较采用Kruskal-Wallis H检验；进一步两两比较均采用Bonferroni校正。计数资料以例（%）表示。CEUS参数与实验室指标、病理评分的相关性分析采用Pearson或Spearman秩相关分析。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 3 期CKD病人实验室指标及超声测量结果比较1-3期CKD病人的实验室指标差异均有统计学意义（P<0.05）。随着CKD分期增高，SCr、BUN均逐渐增高，eGFR逐渐减低（均P＜0.05）。1-3期CKD病人的CEUS测量结果中Imax和A值的差异均有统计学意义（均P＜0.05），2、3期病人的Imax值均低于CKD 1期（P＜0.05），3期病人的A值低于1期病人（P＜0.05）。1-3期病人的其他超声测量结果间差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。

表1 不同分期CKD病人的实验室指标及超声测量结果比较

2.2 CKD病人Imax、A值与实验室指标的相关性分析Imax值与SCr、BUN呈负相关（分别r=-0.350，P=0.006；r=-0.476，P<0.001），与eGFR呈正相关（r＝0.485，P<0.001）；A值与eGFR呈正相关（r＝0.278，P=0.031）。见图2。

图2 Imax、A值与实验室指标的相关性分析散点图

2.3 CKD病人Imax、A值与病理评分的相关性分析CEUS参数中，Imax值与肾小球硬化评分呈负相关（r＝-0.493，P<0.001），见表2。Imax、A值与肾小管萎缩/间质纤维化评分呈负相关（分别r=-0.398，P=0.002；r=-0.283，P=0.029），见表3。

表2 肾小球硬化评分与Imax、A值的相关性

表3 肾小管萎缩/间质纤维化评分与Imax、A值的相关性

3 讨论

CKD指各种原因导致的肾脏损伤或肾功能下降，随着病情的进展，部分病人甚至发展为终末期肾病。因此，对CKD进行有效监测、合理干预有助于减缓疾病进程，降低终末期肾病的发生率。目前，临床常用的无创评价肾病进展的方法中，实验室指标存在一定的滞后性[6-7]，核医学检查有放射性，CT、MRI对比剂有肾毒性。超声具有无创、无辐射等优点，但常规超声测量的指标，如肾脏大小、皮质厚度等特异性较差。本研究中，不同分期CKD病人之间的常规超声测量结果无明显差异。

近年来，CEUS技术的进步推动超声由形态学成像向功能性成像发展[8]。在一定浓度范围内，对比剂的信号强度能真实反映组织器官内的血流灌注水平。CEUS技术能够量化血流灌注信息，显示灌注水平之间的差异，因而被广泛应用于各种肾脏疾病的评估[9]。既往研究使用CEUS评估肾脏血流灌注情况的对比剂剂量多为1~1.7 mL[2，10-11]，但本研究使用的机型为GE LOGIQ E8，采用CHI技术，造影参数中机械指数为0.12，破泡率较高，为满足定量分析的需要，参考李等[12]的研究，使用了2 mL对比剂。

3.1 CEUS参数评估不同分期CKD病人的价值 肾病的发生发展与肾脏血流灌注的异常密切相关。随着病情的发展，肾小球硬化程度加重，有效肾单位的数量减少，肾皮质血流灌注进一步降低[13-16]。峰值强度Imax表示ROI内所能达到的对比剂最大强度。本研究发现CKD 2期、3期病人的Imax值低于1期，提示随着肾病的发展，肾皮质血流灌注量逐渐减低，对比剂灌注量减少。庞等[2]、Dong等[3]研究发现CKD早期病例组的Imax明显低于对照组，提示CKD早期肾皮质即发生灌注量减少，与本研究结果一致。

CKD时，炎性免疫复合物沉积于肾小球基底膜及系膜区，导致细小动脉玻璃样变，管壁增生硬化，血管阻力增加，进而肾脏血流灌注量减少。为维持血流量的稳定，肾素-血管紧张素系统被激活，从而进一步增加小动脉的血管阻力，造成恶性循环[2]。曲线上升支斜率A、曲线下降支斜率α可反映ROI内对比剂微泡浓度随时间变化的快慢情况。本研究中，CKD 3期病人的A值低于CKD 1期，这提示随着纤维化程度加重，肾内血管阻力增加，对比剂的流入受阻，进而造成流速减低，因而A值发生变化。本研究中，α值随CKD分期的升高有降低趋势，但各组间差异无统计学意义，与梁等[17]的研究结果一致。α值能否作为有意义的指标还有待今后进一步探讨。

RT和TTP指对比剂到达最大强度所需的时间，MTT指灌注起点到峰值强度下降一半所需的时间。本研究中，RT、TTP、MTT值在不同分期CKD病人之间差异无统计学意义，分析其原因可能是由于个体间微循环速度不同、CEUS检查的同步采集时间存在误差所致。TIC-AUC虽一定程度上可代表肾脏总体血容量情况，但其受峰值强度、时间、对比剂灌注速率等多因素的影响，且文献提示不同研究之间的一致性较差[2,12]，CKD早晚期变化趋势也不尽相同[18]。本研究中不同分期CKD病人的AUC值差异没有统计学意义。相比之下，在对比剂注射剂量一定时，Imax值能直观反映ROI内对比剂的信号强度，或许具有更好的应用前景。

CEUS参数比较显示，Imax、A值在不同分期CKD病人之间具有差异性，故本研究进一步将Imax、A值与CKD病人实验室指标和病理评分进行了相关性分析。

3.2 Imax、A值与实验室指标的相关性 本研究结果发现Imax值与SCr、BUN呈负相关，与eGFR呈正相关，表明肾功能下降与肾皮质血流灌注减低呈同步发展。同时，A值与eGFR呈正相关，说明肾实质病变不仅导致肾功能的下降，还会改变肾内血管状态，使肾内血管阻力增加，血液流入受阻，A值降低。CKD早期病人的肾功能多数未发生明显改变，若仅依赖于临床化验指标，则可能错失最佳治疗时机，未来CEUS有可能作为CKD临床评估的辅助手段。

3.3 Imax、A值与病理评分的相关性 肾脏长期处于缺血、缺氧状态使肾组织受损，启动肾脏纤维化进程。纤维化将导致肾小管萎缩及毛细血管减少，进而引起相应的肾小球硬化。随着肾小球硬化、肾小管萎缩/间质纤维化程度的加重，毛细血管内的血容量不断下降，肾皮质灌注减低。本研究显示Imax值与肾小球硬化、肾小管萎缩/间质纤维化程度呈负相关，与Yang等[19]研究结果一致。此外，本研究中，A值与肾小管萎缩/间质纤维化呈负相关，考虑与肾小管萎缩、间质纤维化导致对比剂灌注受阻有关。与本研究结果类似，Yang等[11]的研究结果也显示，重度肾小管/间质损伤病人的A值低于对照组的。

3.4 局限性 本研究具有如下局限性：①糖尿病肾病和高血压肾病病人在多数情况下不行肾穿刺，且两者均为全身性疾病，全身血管状态可能会对肾脏的血流灌注情况产生影响，因此本研究未纳入以上肾病类型；②本研究病例数较少，且为横断面分析。未来需要扩大样本量、纵向研究进一步探索CEUS评估CKD的应用价值。

3.5 小结CEUS能够评估CKD病人肾脏血流灌注的改变，且与临床及病理改变具有一定的相关性。随着CEUS技术的发展以及对肾脏病理改变认识的深化，有望在CKD的评估及随访中发挥更重要作用。