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CT、MRI及常规超声技术则必须在肾脏形态学改变以后才可以对肾脏大小及实质回声、血流方面等做出诊断,不能在病变早期发现肾脏病变。SWE是一种新型的超声检查技术,通过探头向所选组织发射超声辐射脉冲,从而对不同深度的所选组织连续聚焦使其产生剪切波,根据测量的剪切波在组织中的传播速度进一步得到YM值,值越大就代表组织质地越硬,使超声从定性时代进入定量时代。本文回顾并总结了以往应用SWE定量评估CKD 方面的研究,探讨SWE在CKD 评估中的诊断效能及面临的局限性。
1. SWE 操作测量问题
测量目标区域的选择及截断值。肾脏本身结构复杂,肾皮质、肾髓质、肾窦各部位组织弹性也明显不同,所以应慎重选择测量目标区域。侯迎迎等对105例CKD患者及50例健康志愿者利用SWE测量其右肾皮质区,结果显示CKD组YM值均大于正常组,Emax=5.565 kPa作为诊断正常组与CKD组的临界值特异度为97.1%。CHEN等前瞻性纳入了124例接受肾活检的CKD 患者。进行SWE 测量肾皮质硬度,对于病理受损分级,中度和重度受损组的SWE参数明显低于轻度组。
在血管壁增厚等级方面,中度(33.04 ± 9.86)kPa 和重度(31.42 ± 9.16)kPa患者的弹性值明显低于轻度组(39.58 ± 9.67)kPa。随着 CKD 患者肾纤维化的病理分级或血管壁增厚分级的进展,SWE的弹性值降低,这可能归因于肾灌注不足而不是肾小管间质纤维化进展。WANG等通过测量成人肾皮层弹性值来探讨SWE 在CKD 肾纤维化早期检测中的作用,结果显示左肾(4.2 ± 2.3)kPa、右肾(4.3 ± 2.5)kPa,双肾的平均kPa值(4.3 ± 2.4)kPa与左肾和右肾的平均kPa值在统计学上没有差异。
健康男性和女性肾脏的kPa值没有差异,CKD1-3分期之间存在差异,基于年龄的差异具有统计学意义。为SWE评估CKD患者的早期肾损伤提供基础。LEONG等对75例接受肾活检的CKD 患者进行了SWE评估。显示YM 值与肾小管间质评分和肾小球评分显著相关。平均YM值随着间质纤维化和肾小管萎缩百分比的增加而增加。SWE 使用≥5.81 kPa 的最佳截断值可以准确检测由肾小球硬化,间质纤维化和肾小管萎缩引起的慢性肾损伤。
种静等研究结果显示
一项前瞻性研究得出使用YM值4.95 kPa的截止值区分CKD和正常肾脏,与正常肾脏相比,CKD患者的肾皮层弹性显著降低。YM值、肾小球滤过率与肾阻力指数之间存在显著相关性。YM值在糖尿病组和非糖尿病组之间没有显著差异,表明其无法得出CKD的发病机制。以上研究说明SWE应用于肾脏中部皮质部的测量重复性及准确性更高,临床意义更大。
因为超声仪器厂家及型号的不同,SWE的成像原理及测量方法也可能不同,因此针对不同超声仪器的研究测量诊断CKD的截断值也有差异,目前尚缺乏统一的标准,但如果能确定正常肾皮质和患病肾皮质之间的截断值将有助于 CKD 的早期诊断和管理。测量部位的深度应匹配合适,因为深度影响超声波的衰减,进而影响测量的准确性,研究建议测量目标区域的深度应限制在 8 厘米以内,因此对于肥胖患者应慎重选择。
另测量部位应将肿瘤、囊肿、钙化等因素排除。因呼吸时肾脏移动明显,故应屏气测量以排除呼吸对测量的干扰,对不能配合屏气的患者应慎重选择SWE 测量,这也使得SWE受限于不能屏气的患者。因为检查者的个体差异也会对测量结果造成影响,故应多次测量以减少误差,研究建议为提高测量的质量应至少测量十次,并使用四分位数间距与中位数比报告结果,相较于以往的应变弹性成像而言,SWE无需操作者手动施加额外的压力,重复性较好,一定程度上减少了检查者主观性的影响,可以对组织弹性进行客观的定量评估。
2. SWE评估慢性肾病纤维化
虽然现在有很多关于肾脏SWE的研究,结论也不尽相同,但部分研究证实SWE可以通过测量肾脏的YM值来评估肾纤维化,以进一步评价CKD的病理病变情况。
2.1 SWE能够评估慢性肾病纤维化
SUN 等研究晚期糖尿病肾病肾纤维化患者SWE成像中的皮质厚度和皮质硬度参数与健康人不同。不同CKD分期患者的参数也存在显著差异,可用于糖尿病肾病肾纤维化的诊断。结果显示年龄、性别和 BMI 没有显着差异,SWE可以量化健康个体和糖尿病肾病肾纤维化患者的皮质厚度和硬度等参数水平,并进一步帮助区分3 期和4 期CKD。这些发现意味着SWE可以作为一种无创、简单、低成本和可靠的成像技术来定量测量晚期糖尿病肾病中皮质纤维化的程度。
杨道朋等通过对80 例移植肾进行SWE 检测,以移植肾穿刺病理为标准,结果显示剪切波弹性值可以很好地对应移植肾纤维化分期。吴晓曼等通过97例慢性肾病患者为观察组,56例体检健康志愿者为对照组;发现观察组患者的杨氏模量值明显高于对照组(P<0.05),进一步说明在慢性肾病患者早期检测中,超声剪切波弹性成像参数具有明显的诊断价值。
CHEN等前瞻性纳入了 162 例接受肾活检和SWE检查的CKD患者。根据病理结果将患者分为轻度或中度-重度受损组,使用多变量Logistic 回归分析构建包含所选特征的诊断列线图。已建立的 SWE 列线图表明 SWE 值是评估中重度肾功能损害的有价值的标志物。所提出的SWE列线图在确定 CKD 患者中重度肾病理损害的个体化风险方面显示出良好的性能,这将有助于促进临床决策。
一项荟萃分析评估SWE对CKD患者肾纤维化分期的诊断效能。CKD分为轻度、中度和重度纤维化的分类是基于肾活检病理学。检索了2009年1 月1 日至2022 年4 月20 日期间共有来自14 项研究的1 394名患者被纳入最终分析。对于轻度、中度和重度肾纤维化,SWE的敏感性为0.79、0.73和0.87,特异性为0.82、0.72 和0.83,SWE 是诊断轻度和重度肾纤维化的良好技术,也是诊断中度纤维化的公平技术。卿建兵等的研究显示CKD组患者杨氏模量值均高于对照组,说明CKD 患者肾实质硬度增加,提示SWE 可鉴别纤维化和正常肾组织。
时俊羽等对糖尿病肾病的评估中发现糖尿病肾病组肾实质杨氏模量值及小叶间动脉血流阻力指数均高于健康对照组,提示糖尿病肾病肾损害可引起肾实质硬度增加。另一项荟萃分析纳入405例患者用于评估SWE 诊断CKD 伴肾纤维化的诊断准确性,结论是SWE具有高度的准确性,对评估肾纤维化具有临床意义,特别是当使用较高的剪切模量阈值时,可为临床判断提供参考,具有很大的应用前景。
2.2 SWE对CKD分期的诊断价值低
CE等系统综述超声弹性在CKD患者中的临床应用,并定量研究健康个体与CKD患者弹性值的差异,共涉及6 728名患者。结果显示CKD患者和对照组之间的横波速度差异无统计学意义,由于结果的异质性和技术挑战,SWE大规模应用于CKD患者仍存在争议。一项关于组织纤维化和微血管密度对CKD基于SWE的影响的研究,纳入54名疑似CKD患者的肾组织切片进行了免疫组织化学的检测,肾穿刺之前,使用SWE检查两个肾脏。比较分析用于评估SWE与微血管密度之间以及SWE与纤维化程度之间的相关性,结果未发现SWE与CKD分期之间存在相关性,SWE对CKD分期的诊断价值非常低。这一结果可能与病变程度有关。
3. 问题与展望
目前全世界每10 名成年人中就有1 名患有CKD,随着CKD的进展,应针对肾纤维化的不同程度实施不同的干预措施及治疗方案,以防止病程的进展及并发症的发生,因此临床需要一种易于操作且值得信赖的评价肾纤维化的手段,能够在早期有效准确地检测 CKD 的存在,这引起了广泛关注。由于与肝脏、乳腺等其他实质性器官相比,肾脏本身具有更高的组织异质性和各向异性及肾脏疾病病因及病理机制的复杂性,因此SWE在CKD的应用就面临更多的挑战与局限性。
近年来不断有学者对SWE检测CKD 的影响因素进行探索,肾脏的血流动力学、组织的粘弹性、患者的年龄、
SWE可以帮助发现肾功能障碍的早期变化这一点已被多项研究证实,SWE有望成为发现肾损伤早期病理变化的无创评估手段。机器学习近年来发展迅速,有研究开发一种基于SWE和临床特征的多层感知器(MLP)模型,该模型在CKD患者肾纤维化的无创评估中具有较好的诊断性能和临床实用性,可以帮助医师在治疗过程中不断重新评估肾纤维化损害的严重程度以完善临床决策,并提供有关疾病风险的信息。这使得临床医师能够及时调整治疗方案,最终优化临床决策,从而为每位患者实现最合适的治疗效果。
虽然SWE广泛应用于临床还很艰巨,但同时也给我们带来了机会,SWE很可能成为国内外学者研究的热点,使其在现有技术的基础上得到长足的发展。综上所述,国内外已有很多针对SWE在CKD应用方面的研究,很多研究结果也有很大的异质性,虽然关于SWE评价CKD患者肾脏硬度的诊断效能尚无共识,但多项研究证实了SWE可能是评价CKD纤维化分期的有效方法。
来源:刘浩,梁波,冯山丹,等.超声剪切波弹性成像定量评估慢性肾病的应用进展[J].医学影像学杂志,2025,35(04):150-153.DOI:10.20258/j.cnki.1006-9011.2025.04.037.