超声弹性成像评估移植肾术后状态的研究进展*

朱成诚 综述，肖春华 审校

(昆明市第一人民医院超声科，云南 昆明 650000)

肾移植手术已成为终末期肾病患者不可或缺的一项重要治疗手段，当前随着外科移植技术及新型免疫抑制剂的不断更新发展，移植肾短期存活率已得到显著改善，然而长期存活率的提升却相对较低[1]。由于肾移植术后患者自身的排斥作用、术前长期透析治疗、术后免疫抑制剂未能及时调整等因素导致术后并发症的发生十分常见，如排斥反应、慢性移植肾病、感染、出血等，其中亚临床排斥反应、慢性移植肾病等并发症在常规影像学及血清学检查中通常难以发现[2]，使移植肾寿命大为缩减，最终导致移植肾再次失去功能。临床研究证实，在病变早期即发现异常做出正确诊断并及时治疗能有效提升患者移植肾存活率[3]。目前，临床评估及诊断移植肾术后状态的“金标准”依旧为组织学活检，作为有创性操作，其侵入性检查方式使发生出血、动静脉瘘、血管损伤等并发症的风险升高[4]。因此，发现一种无创评估移植肾术后状态和鉴别诊断不同并发症的检查方式是近年来移植肾临床研究的热点之一。

超声检查具有无创、可重复性好、图像分辨率高等优点，已成为肾移植术后患者随访的首选影像学检查方式。随着超声新技术的发展，超声检查已经可以提供更加丰富的移植肾信息，其中弹性成像是一种新兴无创成像技术，能实时反映受检组织在正常或病理状态下的弹性力学特性，从而对组织病变进行诊断。近年来，超声弹性成像已开始用于甲状腺、乳腺、肝脏等器官的疾病诊断和鉴别诊断[5-6]；关于该技术用于评估及鉴别诊断移植肾术后状态的相关研究也在不断发展，但就超声弹性成像用于移植肾的有效性尚存在争议。现将近年来超声弹性成像在评估及鉴别诊断移植肾术后状态方面的研究及应用进展情况综述如下。

1 超声弹性成像的原理及分类

超声弹性成像目前主要包含准静态弹性成像和动态弹性成像，即应变弹性成像和剪切波弹性成像(SWE)[7]。应变弹性成像包括实时组织弹性成像(RTE)；SWE则分为瞬时弹性成像(TE)、声脉冲辐射力弹性成像(ARFI)、实时二维弹性成像(2D-SWE)等。

1.1RTE 其原理为在体表施加一定外力导致受检组织形态及大小发生变化，再将其变化前后的回声信号进行彩色编码比较，从而间接表示被检查组织的不同硬度，形变小的组织显示为蓝色，提示组织较硬；形变大的组织显示为红色，提示组织较软[7]。RTE与其他超声弹性成像方式不同，该技术是一种半定量测量组织硬度的检查方式，反映的是受检组织对比周围(正常)组织的相对硬度，无法给出确定的弹性值。

1.2TE 其原理为在体表由探头垂直发射机械激动产生向组织内部传导的剪切波脉冲，同时，通过一维超声系统收集剪切波脉冲向组织内部传播的振幅、相位、速度等信息，再计算出受检组织的弹性模量，反映受检组织的硬度，结果以弹性模量值表示[7]。但TE不能显示组织的实时二维图像，对移植肾等结构复杂的器官无法精准定位。因此，部分学者认为，该技术不适合用于移植肾的评估。目前，该技术主要用于评估诊断肝脏等结构较为均衡的器官病变。

1.3ARFI 其原理为利用探头发射多个声速聚集于组织对组织产生机械激励使组织发生纵向及横向位移，同时产生剪切波，通过检测剪切波传播速度间接反映组织的硬度，硬度以剪切波速度值(SWV)表示，组织硬度越大SWV越高[7]。ARFI具有二维图像系统，可准确定位，且不用人为施加压力，相对减少了因人为操作因素而产生的误差。

1.42D-SWE 其原理为超声探头多处发出声束并聚焦成局部声辐射力再利用产生的超高速声辐射脉冲剪切波创建一个接近圆柱形的剪切波锥剪，即“马赫锥”现象，通过超高速成像技术捕捉剪切波，并经过彩色编码技术实时反映组织弹性，还可通过定量分析系统计算该组织的硬度，硬度以弹性模量值表示，组织越硬弹性模量值越大[7]。 2D-SWE同样不需要人为施加压力，具有客观评价组织硬度的优点，而且拥有良好的可重复性。目前，该技术在多个器官已得到应用，临床应用前景广泛。

2 超声弹性技术在移植肾排斥反应中的研究进展

免疫排斥反应依旧是影响术后移植肾长期存活率的主要因素之一，其中急性排斥反应是最常见的排斥反应类型[8]，而亚临床排斥反应发生时通常没有明显症状，临床早期发现较为困难，从而造成移植肾功能损害，甚至完全失去功能而再次接受透析治疗。

GHONGE等[9]对60例肾移植术后患者进行了研究，依据研究对象肾小球滤过率、血清肌酐、蛋白尿情况分为功能稳定组、急性功能障碍组(包括急性排斥)和慢性功能障碍组，均对移植肾进行SWE检查，结果显示，3组患者弹性值分别进行两两比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。表明SWE能评估及鉴别诊断移植肾术后状态；同时，移植肾功能稳定、急性功能障碍的阈值为10.11 kPa，灵敏度为73.68%，特异度为80.00%。然而，该研究分组依据为肾小球滤过率等实验室检测指标，不能排除分组误差，其研究结果相较病理对照缺少可信度。樊韵玲等[10]使用ARFI对95例移植肾患者进行检查发现，肾功能稳定患者段间动脉和叶间动脉阻力指数(RI)与肾功能障碍患者(包括急性排斥、病毒感染、药物毒性等)比较，差异无统计学意义(P>0.05)；而急性排斥患者SWV明显高于移植肾功能稳定者，差异有统计学意义(P<0.05)，表明超声弹性成像较RI更能有效诊断移植肾急性排斥反应。此外，樊韵玲等[11]还对170例移植肾患者的临床资料进行了回顾性分析，探讨了ARFI对肾移植术后不同时期急性排斥反应的诊断效能，结果显示，术后4周内、4周后采用RI诊断急性排斥反应的受试者工作特征曲线的曲线下面积(AUC)分别为0.729、0.478，而采用SWV诊断急性排斥反应的 AUC分别为 0.803、0.794。表明移植肾组织硬度早于血流动力学出现变化，更进一步提出与RI比较，ARFI能有效诊断不同时期移植肾急性排斥反应。目前，对亚临床排斥反应的相关研究较少见。KIM等[12]对移植肾功能稳定的95例患者进行了ARFI检查，依据病理检查结果分为亚临床排斥组和非亚临床排斥组，结果显示，亚临床排斥组患者组织弹性(31.0 kPa)明显大于非亚临床排斥组(24.5 kPa)，差异有统计学意义(P=0.016)；而2组患者叶间动脉RI比较，差异无统计学意义(P=0.112)。对移植肾功能异常患者超声弹性成像可有效区分急性排斥反应，在移植肾功能稳定患者中该技术也能有效诊断是否发生亚临床排斥反应，尤其适用于门诊随访的移植肾患者。然而，GOKALP等[13]对34例终末期肾病患者分别进行了移植前、移植时、移植术后6个月SWE检查，结果显示，与非急性排斥组比较，急性排斥组患者RI、搏动指数均明显增高，而2组患者SWV比较，差异无统计学意义(P>0.05)，与上述研究结论不同[10-12]，其认为移植肾血流动力学的改变在预测急性排斥反应中可能发挥了更为重要的作用，同时还发现，急性排斥组患者弹性值与肾移植术后6个月弹性值的差值与急性排斥反应的诊断呈正相关，因此，其认为在移植肾术后血流动力学趋于稳定的状态下术后不同时间移植肾弹性值的差值可预测移植肾急性排斥反应。但该研究纳入样本量较少，其准确性尚需更大样本量的研究进一步验证。

3 超声弹性成像在慢性移植肾纤维化中的研究进展

导致移植肾功能丢失的主要原因之一是慢性移植肾病[14]，也称为慢性移植肾纤维化，病理检查表现为移植肾间质纤维化/肾小管萎缩(IF/TA)，依照 Banff分级标准[15]可将其分为Banff 0～3级。

2010年ARNDT等[16]就已经应用TE技术对57例移植肾患者(其中组织活检20例)进行了研究，TE检查成功率为96.5%，结果表示，移植肾实质弹性硬度与移植肾纤维化程度呈正相关，认为TE有助于关于移植肾纤维化的诊断。随后NAKAO等[17]也对31例(其中组织活检27例)慢性移植肾病患者进行了TE检查，并进行了Banff分级，结果显示，Banff 1、2级患者移植肾皮质弹性值明显高于Banff 0级者，表明TE测值与移植肾纤维化呈高度正相关，且与Banff分级相关，认为该技术是一种有效诊断移植肾纤维化的无创检查方式。但有学者认为，TE技术缺乏实时二维超声图像引导，通常依靠移植肾距皮肤深度进行定位，认为该技术扫描区域可能包含移植肾外组织，并不认可TE技术评估移植肾术后状态的准确度。杨道朋等[18]则依据病理检查结果及Banff分级将80例移植肾患者分为轻度纤维化组(IF/TA 0～1级)和中重度纤维化组(IF/TA 2～3级)，结果显示，2组患者弹性值、弓形动脉RI、血清肌酐、肾小球滤过率比较，差异均有统计学意义(P<0.001、0.022、0.001、0.001)，AUC分别为0.827、0.655、0.791、0.773(95%可信区间：0.733～0.921、0.525～0.785、0.682～0.900、0.667～0.880)，提示超声弹性成像诊断效能优于血清肌酐、弓形动脉RI、肾小球滤过率等常规检查方式。CHHAJER等[19]则对172例移植肾患者进行了2D-SWE检查发现，Banff评分与移植肾皮质平均弹性值明显相关，其中除Banff 0级与1级比较，差异无统计学意义(P=1.000)外，其他各级两两比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；同时，将4.4 kPa作为轻度纤维化与中重度纤维的阈值时灵敏度和特异度分别为78.9%、91.0%，将5.2 kPa作为Banff 2级与3级的阈值时灵敏度和特异度则分别为83.0%、92.0%，因此，其认为2D-SWE不仅有望成为肾移植早期检测纤维化的可靠检查方式，对移植肾纤维化进行分期也具有一定的鉴别诊断价值。然而，MARTICORENA等[20]进行的研究得出了不一样的结论，其对20例移植肾患者(25个移植肾)进行ARFI检查发现，慢性移植肾病患者SWV[(3.75±0.82)m/s]较肾功能正常者[(2.79±0.73)m/s]更低，移植肾弹性值与慢性移植肾纤维化呈负相关。有学者认为。其原因可能与移植肾功能障碍时血流灌注减少，从而掩盖由肾纤维化导致的肾硬度增加[21]相关。

多种弹性检查方式均能有效诊断慢移植肾纤维化，乃至评估慢性移植肾纤维化发展程度，然而当前各种弹性检查方式对移植肾的应用多为单中心研究，且各项研究应用弹性成像技术方式多样、总体数据及样本量偏少，部分研究缺少病理对照、对各级纤维化程度的阈值研究结果差异较大，导致部分学者持反对意见，认为超声弹性成像不能预测移植肾纤维化。KENNEDY等[22]对 13例移植肾患者进行研究发现，移植肾功能正常者弹性值与慢性移植肾纤维化患者比较，差异无统计学意义(P>0.05)。因此，其不能作为评估移植肾术后状态的可靠工具。LEE等[23]则认为，弹性成像技术不能有效对慢性移植肾纤维化患者进行Banff分级，其使用ARFI对91例移植肾患者进行了研究，结果显示，SWV值与Banff分级无关，差异无统计学意义(P=0.592)，而是与肾移植术后时间明显相关，差异有统计学意义(P<0.001)；同时，通过调整时间的混合模型分析发现，SWV与血清肌酐值无关。但该项研究缺少重度移植肾纤维化(Banff 3级)患者，尚无法证实弹性成像技术对重度移植肾纤维化的诊断效能。

4 超声弹性成像的影响因素

移植肾多放置于髂窝，十分适用于超声弹性成像诊断评估移植肾术后状态，但肾脏结构组成复杂且位置过于表浅，使该技术的实际应用易受各种因素的影响[24]。有学者认为，体重指数(BMI)、供体年龄、移植肾深度、移植时间、性别、年龄、探头给予的压力等均可对超声弹性成像的应用造成较大影响。

JARV等[25]对100例移植肾功能相近的患者进行研究发现，移植肾深度、BMI与平均弹性值均呈负相关(r=-0.4、-0.3，P<0.05、0.01)，认为与皮下过多的脂肪组织导致信号衰减有关；另外，有学者将患者依据BMI进行分组研究发现，BMI<25 kg/m2组内比较，供体年龄偏低的移植肾弹性值更高，但存活率更高，认为可能是因供体年龄偏低的移植肾相对健康，移植肾皮质高度血管化，从而导致弹性值偏高。陈少娜等[26]对272例移植肾进行研究得出了类似结果，其认为BMI、移植肾深度是影响弹性成像质量的主要因素。但也有研究得出了不同结果，如樊韵玲等[27]对105例移植肾患者进行了ARFI检查发现，SWV与性别、测量深度、移植时间等无关，但与移植肾患者年龄相关(r=0.243，P=0.012)。

近年来，关于探头给予压力影响作用的研究相对较少见。SYVERSVEEN等[28]对31例移植肾患者进行ARFI检测时由相同操作者对探头施加不同的力进行重复检查，结果显示，弹性值随探头施加力的增加而增加，可能与移植肾位置表浅有关。也有学者认为，不同扫描部位也会影响弹性值。BOLBOACA等[29]使用SWE技术对83例移植肾进行了研究，分别在皮质和髓质各进行10次测量，结果显示，皮质弹性值具有更高的诊断价值。EARLY等[30]使用ARFI技术对70例移植肾患者进行研究却发现，移植肾髓质中位弹性值与移植肾纤维化程度呈正相关，移植肾皮质弹性值则与移植肾纤维化程度无关。MARTICORENA等[20]则进一步将扫描部位细分为皮质、髓质及肾盂，其AUC分别为0.841、0.831、0.666，提示髓质与皮质弹性值的应用价值基本相当。

在进行超声弹性成像诊断评估移植肾术后状态时由于上述各种因素的影响常导致数据测量存在误差。因此，在设计研究方案时应充分考虑各种影响因素，控制变量；在样本量充足的情况下可采取分层实验设计，从而获得更加准确、可信的结果。

5 小结与展望

近年来，大部分学者对超声弹性成像评估移植肾术后状态的有效性和准确性持积极态度，虽然不可否认超声弹性成像目前对移植肾的相关研究时间尚短，而且不同阶段移植肾纤维化阈值的争议仍较大，该技术尚不能取代肾移植组织活检，但大量研究结果也证实，超声弹性成像能有效地对移植肾术后状态进行诊断评估，特别是考虑到移植肾组织活检的潜在风险，超声弹性成像作为一种非侵入性检查方法更适合指导诊断及后续治疗，避免不必要的移植肾活检，尤其适合门诊随访患者。因此，尚需开展更系统、更科学、更深一步的研究，从而促进超声弹性成像在移植肾术后状态评估中的临床应用。