肾脏梗阻性疾病的剪切波弹性成像技术

(中南大学附属海口市人民医院 超声科，海口 570203)

肾脏梗阻性疾病指的是泌尿道结构或功能的改变使尿液排出受阻，进而导致肾脏皮质功能的损害[1]，是泌尿系统的常见病和多发病[2]，如不及时处理，最终可发展为肾衰竭。其常见病因有输尿管结石、输尿管狭窄、输尿管肿瘤、迷走血管或肿瘤压迫等，目前主要通过磁共振水造影(MRU)、电子计算机断层扫描(CT)尿路造影、静脉肾盂造影(IVP)和常规B超等技术来诊断，这些方法可以通过肾积水程度、肾皮质的厚薄初步推断肾功能，但是无法定量判断肾皮质的病变程度。人体组织的病变往往伴随着其硬度或组织弹性系数的变化。基于剪切波的超声弹性检测技术是通过超声波发射探头在人体组织内产生剪切波，根据剪切波在组织中的传播速度实现组织弹性模量或组织弹性系数的定量分析，从而判断组织的硬度和了解组织的纤维化情况[3]，进而定量评估其受损情况及功能状况。通过对比分析健康体检者和肾脏梗阻性病变患者的肾脏长径、皮质厚度与皮质的弹性模量，以探讨剪切波弹性成像技术在肾脏梗阻性疾病中的应用价值。

1 检测案例与方法

1.1 检测案例

选取2017年1月～2018年1月在笔者单位诊治的80例肾脏梗阻性疾病患者，主要临床表现为肾绞痛、血尿、腹部包块、反复泌尿系统感染等，病程长短不一，最短者3 d，最长者大于7 a。80例患者中，输尿管结石梗阻49例，先天性输尿管狭窄18例，膀胱癌侵犯输尿管末端5例，输尿管息肉3例，盆腔肿瘤压迫5例。对照组的80例健康体检者的尿常规和肾功能检查均无异常，无慢性肾脏内科疾病、无高血压及糖尿病史等。观察组和对照组的一般资料具有可比性(见表1)，差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 观察组和对照组一般资料比较

1.2 检测仪器与方法

采用Supersonic Imagine公司生产的AixPlore型全数字化彩色多普勒超声诊断仪，探头频率为3.5～5.5 MHz。检查方法如下所述。

(1) 常规超声检查：嘱患者憋尿后取俯卧位、侧卧位或仰卧位，进行双侧肾脏、输尿管、膀胱的常规扫查，观察并记录双侧肾脏长径、形态、皮质厚度及回声强度、肾脏血流分布、积水情况、膀胱及输尿管情况等。

(2) 超声剪切波检测：在常规超声检测的基础上，患者侧卧位，取肾脏长轴切面，调节探头使声束与肾脏包膜界面垂直，待图像稳定后，启动声触诊组织定量分析(VTQ)模式，嘱咐患者吸气后屏住呼吸，取样框置于肾中部包膜下的皮质内，并将其调至最小的方形，定量取样框(Q-Box)也做相应设置(约调为6.0 mm)，对于重度积水患者，若其肾皮质较薄，则根据具体情况适当变换体位或调整取样框位置，以避免取样框内包含部分肾盂液体，保持探头与感兴趣区的最深距离小于7.0 cm及取样框要避开皮质的钙化、囊肿等，待系统自动计算出的Q-Box区域内肾皮质的最大弹性模量、平均弹性模量和最小弹性模量后把图像传至工作站，重复测量肾皮质同一区域3次，取平均值。

1.3 判断标准

正常肾脏长径为(113.4±8.6) mm，小于80 mm时提示肾脏缩小，大于125 mm时提示肾脏增大。正常肾脏肾盂分离宽度小于10 mm，肾盂分离在1020 mm间,伴肾盏轻度扩张为轻度积水，肾盂分离在2040 mm之间伴肾盏扩张为中度积水，肾盂分离大于40 mm伴肾盏明显扩张，肾盏穹顶消失及肾实质明显受压时为重度积水。正常肾脏皮质厚度为(6.45±1.63) mm，当肾皮质小于4.35 mm时，提示皮质变薄。正常肾脏皮质弹性模量为(3.45±0.89) kPa，当肾脏皮质弹性模量>5.45 kPa时判断为增高。

1.4 统计学分析

采用SPSS19.0统计学软件进行数据统计分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用LSD-t检验，多组间比较采用单因素方差进行分析；计数资料以率(%)表示，采用x2检验。概率P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组和观察组结果比较

① 肾脏长径：对照组肾脏长径为(98.7±13.3) mm，观察组梗阻侧肾脏长径为(126.6±21.2)mm，两组差异有统计学意义(P<0.05)；② 肾脏皮质厚度：对照组肾脏皮质厚度为(6.61±1.93) mm，观察组肾脏皮质厚度为(4.05±0.91) mm，两组差异有统计学意义(P<0.05)。③ 肾脏皮质弹性模量：对照组肾脏皮质弹性模量为(3.5±1.1) kPa，观察组梗阻肾皮质部的弹性模量为(8.3±2.3) kPa，比较两组数据，差异有统计学意义(P<0.05)。观察组和对照组肾脏长径、皮质厚度及弹性模量比较如表2所示,某正常体检者的肾皮质弹性模量测量值如图1所示。

表2 观察组和对照组肾脏长径、皮质厚度及

2.2 不同病因所致梗阻的结果比较

① 输尿管结石梗阻，肾脏长径为(119.4±11.5) mm，皮质厚度为(5.05±0.73) mm，皮质部弹性模量为(5.9±2.3) kPa；② 先天性输尿管狭窄，肾脏长径为(130.3±21.8) mm，皮质厚度为(3.52±0.81) mm，皮质部弹性模量为(10.3±3.8) kPa；③ 膀胱癌侵犯输尿管末端致使梗阻，肾脏长径为(122.4±10.3) mm，皮质厚度为(4.64±0.83) mm，皮质部弹性模量为(7.8±1.9) kPa；④ 输尿管息肉，肾脏长径为(103±11.6) mm，皮质厚度为(5.31±0.74) mm，皮质部弹性模量为(6.3±2.2) kPa；⑤盆腔肿瘤压迫，肾脏长径为(120±13.6) mm，皮质厚度为(5.82±0.87) mm，皮质部弹性模量(8.1±2.9) kPa。不同病因所致梗阻的肾脏长径、皮质厚度及皮质弹性模量比较如表3所示，不同病因所致肾积水的肾脏皮质弹性模量比较如表4所示，某患者左肾皮质部的弹性模量测量结果如图2所示。

表3 不同病因所致梗阻的肾脏长径、皮质厚度及皮质弹性模量比较

图1 某正常体检者的肾皮质弹性模量测量值

图2 某患者左肾皮质部的弹性模量测量结果

表4 不同病因所致肾积水的肾脏皮质

3 讨论与结论

剪切波弹性成像(SWEI)是弹性成像技术的一种类型，是新近发展出来的对组织弹性进行检测和评价的新技术[4]。其原理是探头发射的脉冲对组织产生激励，使组织内部发生局部形变并产生横向运动的剪切波，再通过超高速成像技术探测剪切波，以彩色编码技术实时显示组织的弹性图，通过定量分析系统测量组织的弹性模量[5]。组织的弹性模量越高则剪切波在该组织中传播的速度越快，组织的硬度就越大[6]。剪切波弹性成像技术能较准确地对组织硬度进行定性及定量评估，无需操作者施加外力,检测结果不易受操作者的影响，同时其具有实时显示、定量测量、可重复性好等优点，能提供常规超声检查之外的额外诊断信息[7]，可以帮助诊断者通过肾脏皮质的硬度了解其病理组织学的改变，从而间接评价肾脏功能的改变[8]。

肾脏梗阻性疾病的尿液排出受阻，使肾脏集合系统扩张和肾内的压力增高，从而使髓质过度伸长断裂、肾皮质受压缺血、肾小球的萎缩和间质的纤维化，最终导致肾功能不全[9]。通过测量肾脏梗阻性疾病患者的梗阻侧肾脏长径、皮质厚度及皮质的弹性模量，并与正常健康体检者进行对比研究发现，梗阻侧肾脏平均体积较正常肾体积明显增大，皮质较正常者明显变薄，皮质的平均弹性模量明显高于正常肾皮质部的平均弹性模量，两组数据差异有统计学意义(P<0.05)。同时，不同病因的病程长短不一样，所测量到的肾脏长径、皮质厚度和皮质的弹性模量也不一样。输尿管结石所致梗阻的肾脏皮质厚度在正常范围内，皮质的弹性模量比正常者略高，这主要是由于输尿管梗阻有典型的肾绞痛症状，患者能及时就诊，病程短，肾皮质受损较轻；膀胱肿瘤侵犯输尿管末端所致狭窄和盆腔肿瘤压迫所致狭窄者也有较明显的临床症状，患者肾积水时间不长，其肾皮质受损程度也较轻；而输尿管先天性狭窄患者由于缺乏典型症状，病程较长，发现时肾脏多已经发生明显损害，肾脏皮质明显变薄，平均弹性模量在几组病例中最高。这说明随着病情的进展，肾脏损害程度不断加重，肾脏纤维化程度加深，肾皮质的硬度增加，弹性模量也增加[10]，这与SAMIR[11]、郭海燕[12]、李深福[13]等学者的研究结果一致。

梗阻病程的长短是肾脏梗阻性疾病导致肾衰竭的一个危险因素，有报道[14]认为梗阻时间超过6 d，患者肾衰竭的发病率会明显升高。在肾脏梗阻性疾病早期，其病理生理进程大部分是可逆的，如能及时发现并解除梗阻及使肾脏尿液成分引流，则梗阻对肾脏皮质造成的损伤可部分或全部恢复[15]。所以，早期诊断和治疗对患者的后期有重要的临床意义，而剪切波弹性成像技术能够通过肾皮质剪切波速度的改变反映肾脏早期的损害情况[16-17]，从而向临床医师提供肾脏受损程度的量化指标，对患者病情的判断及治疗方案的制定有重要的参考意义。