慢性腎病的超聲新技術(shù)研究進(jìn)展

薛立云 綜述 黃備建 審校

慢性腎?。╟hronic kidney disease, CKD）是指各種原因引起的腎臟結(jié)構(gòu)或功能異常持續(xù)時(shí)間超過(guò)3個(gè)月。CKD是心血管疾病最主要和嚴(yán)重的危險(xiǎn)因子之一,即使早期CKD亦為構(gòu)成心血管事件和死亡的重要危險(xiǎn)因子之一[1]。CKD腎內(nèi)各級(jí)動(dòng)脈分支受累時(shí), 病變由末梢逐漸波及主干, 毛細(xì)血管床數(shù)量減少, 腎血流灌注減低, 腎灌注不足與腎受損程度呈正相關(guān)。CKD患者中多種病理因素可導(dǎo)致氧化應(yīng)激, 如尿毒素、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、慢性缺氧等。腎小管周圍毛細(xì)血管減少導(dǎo)致腎臟慢性缺氧是加速腎功能不全進(jìn)展的主要危險(xiǎn)因子之一, 并可導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)展[2]。長(zhǎng)期慢性損傷造成腎臟病理修復(fù)反應(yīng), 細(xì)胞外基質(zhì)在腎小球系膜區(qū)及腎小管間質(zhì)異常蓄積、降解減少, 最終導(dǎo)致間質(zhì)毛細(xì)血管喪失、小管萎縮、腎小球硬化和間質(zhì)纖維化。

1 慢性腎病血流評(píng)估方法的概述

評(píng)估腎病血流灌注對(duì)于了解CKD病情進(jìn)展、監(jiān)測(cè)藥物療效、判斷預(yù)后有重要意義。目前我國(guó)臨床上主要通過(guò)測(cè)定患者血清肌酐（serum creatinine, SCr）來(lái)粗略評(píng)估腎功能, SCr是反映腎臟濾過(guò)率的一項(xiàng)有效的內(nèi)源性標(biāo)志物, 但其測(cè)值對(duì)于女性和老年人往往偏低, 對(duì)輕中度慢性腎病不敏感。臨床普遍以99mTc-DTPA清除率作為測(cè)定腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate, GFR）的“金標(biāo)準(zhǔn)”, 這是唯一可以測(cè)定單個(gè)腎臟GFR功能的檢查方法, 但這種方法有必須使用放射性同位素、要對(duì)患者進(jìn)行短時(shí)間隔離、儀器設(shè)備要求較高、費(fèi)用昂貴、不能進(jìn)行床旁檢查等缺點(diǎn)[1]。腎穿刺活檢可觀察腎臟病理改變情況, 但有一定創(chuàng)傷和風(fēng)險(xiǎn), 且活檢只是一次靜止的記錄, 無(wú)法反應(yīng)疾病進(jìn)展情況, 患者往往不能接受多次腎活檢, 因此活檢不能作為常規(guī)監(jiān)測(cè)病情變化的指標(biāo)。

多年來(lái)常用灰階超聲分析腎臟的大小、形態(tài)、腎皮質(zhì)厚度、回聲強(qiáng)度、血流動(dòng)力學(xué)變化等來(lái)診斷彌漫性腎臟疾病。有學(xué)者進(jìn)行彩色多普勒超聲評(píng)價(jià)腎血流灌注方面的研究, 阻力指數(shù)（resistance index, RI）和收縮期峰值流速（peak systolic velocity, PSV）等半定量參數(shù)間接反應(yīng)了腎缺血程度, 具有較高敏感度及特異度[3]。但彩色多普勒對(duì)小動(dòng)脈的敏感度低, 不能準(zhǔn)確反應(yīng)微循環(huán)灌注情況, 因此在腎臟疾病診斷中的能力有限。超聲造影（contrast-enhanced ultrasound,CEUS）可定量評(píng)估腎臟微循環(huán)血流, 提供局部血流信息, 不僅能顯示大中血管, 而且能顯示微小血管甚至容量大的毛細(xì)血管床的血流, 因而比多普勒超聲更能精確反應(yīng)器官微循環(huán)情況; 在腎臟微小動(dòng)脈和較大動(dòng)脈的顯示、腎動(dòng)脈硬化、腎灌注缺損、生理或藥理刺激可能導(dǎo)致的腎動(dòng)脈血流改變等研究中具有潛在應(yīng)用價(jià)值[4]。此外, 根據(jù)腎病發(fā)展進(jìn)程, 腎小球及毛細(xì)血管床數(shù)量的減少、腎小球硬化及間質(zhì)纖維化導(dǎo)致腎臟硬度增加、順應(yīng)性減低、彈性系數(shù)增高及韌性下降, 為超聲彈性成像的應(yīng)用提供可能。本文就超聲造影及超聲彈性成像這兩項(xiàng)超聲新技術(shù)在慢性腎病診斷及監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展作一綜述。

2 超聲造影

2.1 超聲造影及其定量分析技術(shù)的原理

經(jīng)過(guò)不斷地更新與發(fā)展, 微泡作為一種超聲造影劑已研究成熟, 并得到較廣泛的臨床應(yīng)用, 其發(fā)展開(kāi)拓了許多超聲診斷的新領(lǐng)域。微氣泡內(nèi)包裹球狀氣體,在血液中溶解度甚低, 生物可溶性物質(zhì)構(gòu)成的薄層包殼使其具有良好的穩(wěn)定性。微氣泡的直徑約2～5 μm,比紅細(xì)胞略小, 但比CT、MRI造影劑微粒大得多, 是一種純粹的血管內(nèi)造影劑。其作用是增加超聲波背向散射信號(hào), 從而增強(qiáng)血流的散射回聲。造影劑注射10～15 min后微泡內(nèi)氣體由肺呼出體外, 微囊物質(zhì)由肝臟分解, 通過(guò)腎臟濾出。超聲造影劑無(wú)腎毒性, 對(duì)人體副反應(yīng)少, 過(guò)敏反應(yīng)發(fā)生率明顯低于CT及MRI造影劑,因此其安全性較高。目前我國(guó)批準(zhǔn)的臨床最常用的造影劑是SonoVue, 內(nèi)含六氟化硫（SF6）氣體, 直徑約2.5 μm, 每毫升造影劑中約含5×108個(gè)微泡[5-7]。

應(yīng)用超聲造影的目的是檢測(cè)和分離超聲回聲成分, 在組織灌注水平形成實(shí)時(shí)血流分布圖。在血液流速高的部位以往可利用超聲多普勒檢測(cè), 然而腎實(shí)質(zhì)絕大部分血液流速較低, 無(wú)法將其與組織運(yùn)動(dòng)分開(kāi)[4-5]。靜脈注射微泡造影劑可估計(jì)感興趣區(qū)內(nèi)的相對(duì)血流多少和微循環(huán)的部分血容量。組織增強(qiáng)程度的高低依賴于微泡背向散射信號(hào)與靜止背景信號(hào)間的差異。當(dāng)靜脈注射造影劑濃度達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí), 利用高機(jī)械指數(shù)脈沖破壞照射區(qū)內(nèi)的微泡, 再轉(zhuǎn)換為低機(jī)械指數(shù)模式記錄造影劑再充盈過(guò)程; 根據(jù)指數(shù)方程 Y =A (1 - e-βt)生成背向散射積分隨時(shí)間變化的曲線, 得到與組織灌注值相關(guān)的半定量數(shù)據(jù), 式中A為再充盈曲線的最高強(qiáng)度（maximum amplitude at the asymptote of the re fi lling curve, A）, 代表部分血容量; β為曲線的起始斜率（the initial slope of the refill curve, β）, 代表血流速度。這種利用間歇成像方式獲得再充盈曲線的方法具有局限性, 如費(fèi)時(shí)、易受呼吸影響、灌注數(shù)據(jù)僅來(lái)源于單個(gè)組織層面、不能準(zhǔn)確反映局部組織灌注等[7]。另一種方法為新型的低能量成像模式它基于脈沖反向技術(shù), 不破壞造影劑微泡, 低機(jī)械指數(shù)脈沖束發(fā)射到體內(nèi)后, 接收造影劑和組織反射的回聲, 再向同一部位發(fā)射第二脈沖, 這一脈沖反向復(fù)制第一脈沖, 隨即將兩次回聲疊加, 組織產(chǎn)生的線性回聲互相抵消, 回聲的非線性成分相互加強(qiáng), 產(chǎn)生較強(qiáng)的諧頻信號(hào)。此即相位調(diào)制技術(shù)的最常用方法: 脈沖反向諧頻成像[4-5]。之后可利用定量軟件分析時(shí)間-強(qiáng)度曲線（time-intensity curve, TIC）, 得到兩組參數(shù)信息, 一組是與時(shí)間有關(guān)的定量參數(shù): 到達(dá)時(shí)間（arrival time,AT）和達(dá)峰時(shí)間（the time to peak enhancement,TTP）; 另一組與增強(qiáng)程度有關(guān), 包括峰值強(qiáng)度（the peak intensity,PI）和曲線下面積（the area under the curve,AUC）等, 從而定量分析微循環(huán)灌注情況[4]。

2.2 超聲造影定量分析技術(shù)在腎病中的應(yīng)用

超聲造影最初在心臟及肝臟疾病診斷中取得突破性進(jìn)展, 這一技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到腎臟、乳腺、胰腺、前列腺等器官的占位性病變?cè)\斷及肝臟腫瘤局部治療效果評(píng)估等領(lǐng)域, 取得顯著成果, 但對(duì)腎臟彌漫性病變灌注的研究還處于探索階段。

Tsuruoka等[2]運(yùn)用第二代超聲造影劑Sonazoid對(duì)85名CKD患者和5名健康志愿者（對(duì)照組）行超聲造影檢查。對(duì)照組造影劑注射后從腎門開(kāi)始, 依次沿葉間動(dòng)脈、弓形動(dòng)脈、小葉間動(dòng)脈向外周擴(kuò)散, 腎皮質(zhì)隨之從腎被膜側(cè)向腎錐體方向增強(qiáng), 造影劑注射15～20 s后皮質(zhì)達(dá)最大增強(qiáng)。數(shù)秒后腎髓質(zhì)從皮質(zhì)側(cè)向內(nèi)髓增強(qiáng), 皮質(zhì)完全增強(qiáng)10～20 s后髓質(zhì)最大程度增強(qiáng)。10～12分鐘內(nèi)皮髓質(zhì)增強(qiáng)消退。而晚期腎病患者葉間動(dòng)脈和小葉間動(dòng)脈灌注總時(shí)間延長(zhǎng), 小葉間動(dòng)脈顯示不清。皮髓質(zhì)增強(qiáng)程度較對(duì)照組減低, 消退加快, 3～5 min內(nèi)廓清。分析TIC曲線, CKD患者TIC曲線的初升強(qiáng)度減小（上升支斜率減?。?、達(dá)峰時(shí)間延長(zhǎng)、峰值強(qiáng)度減低、皮髓質(zhì)增強(qiáng)減退較早（下降支斜率增大）。研究還顯示上升支斜率、峰值強(qiáng)度及下降支斜率三個(gè)參數(shù)與根據(jù)血肌酐水平估算的腎小球?yàn)V過(guò)率(estimated glomerular filtration rate, eGFR)明顯相關(guān), 髓質(zhì)下降支斜率與eGFR相關(guān)性最強(qiáng)。董怡等[8]對(duì)Ⅲ～V期（采用美國(guó)NKF-K/DOQI工作組對(duì)CKD的分期方法）慢性腎功能不全患者的研究也得出相似結(jié)論, CKD腎皮質(zhì)定量灌注參數(shù)中曲線下面積(AUC)增大, 達(dá)峰強(qiáng)度絕對(duì)值(derived peak intensity, DPI)減低, 曲線上升支斜率(slope rate of ascending curve, A)減小, 達(dá)峰時(shí)間(TTP)延長(zhǎng), AUC、DPI、A、TTP診斷慢性腎功能不全Ⅲ～V期的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確性均明顯高于彩色多普勒超聲中的RI指標(biāo)。進(jìn)一步分析后[9]發(fā)現(xiàn)其中AUC的診斷準(zhǔn)確性、靈敏度最高, 以腎穿刺病理組織學(xué)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn), DPI<12 dB、TTP>12 s、A>2.40 dB/s、AUC>1740 dB·s為慢性腎功能不全的最佳診斷點(diǎn)。且得出結(jié)論[10]慢性腎功能不全患者99mTc-DTPA腎動(dòng)態(tài)核素顯像測(cè)得的GFR與超聲造影定量參數(shù)中的曲線下面積、曲線上升支斜率呈正相關(guān), 因此CEUS灌注定量參數(shù)能反映慢性腎功能不全腎皮質(zhì)血流灌注改變。苗立英等[11]用CEUS定量評(píng)價(jià)腎病組與對(duì)照組血流灌注, 也發(fā)現(xiàn)腎病組的皮質(zhì)達(dá)峰時(shí)間ATc、髓質(zhì)達(dá)峰時(shí)間ATm顯著延長(zhǎng), 皮質(zhì)TIC斜率βc下降, 說(shuō)明病例組腎臟血流灌注速度即造影劑進(jìn)入腎微毛細(xì)血管床的時(shí)間延長(zhǎng), 這可能與腎缺血或免疫復(fù)合物積聚導(dǎo)致腎毛細(xì)血管血流阻力增加有關(guān)。病例組皮質(zhì)峰值強(qiáng)度變化（△AT）較對(duì)照組有延長(zhǎng)趨勢(shì), ATm, △AT與 BUN,Cr呈正相關(guān), 說(shuō)明超聲造影可較敏感反應(yīng)彌漫性腎病血流灌注變化。王健等[12]建立兔慢性腎功能衰竭模型后行CEUS檢查, 發(fā)現(xiàn)腎皮質(zhì)血流灌注4周起減低, 表現(xiàn)為TIC參數(shù)中峰值強(qiáng)度減低; 同時(shí)灌注速度和廓清速度均降低, 表現(xiàn)為達(dá)峰時(shí)間和峰值強(qiáng)度減半時(shí)間延遲, 而血肌酐、尿素氮自6周起才明顯升高。因此超聲造影結(jié)合時(shí)間－強(qiáng)度曲線可定量分析慢性腎衰竭不同階段腎皮質(zhì)血流灌注情況, 腎血流灌注的下降早于常規(guī)實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)的異常。

此外, CEUS在診斷慢性移植腎損傷(chronic allograft injury,CAI)中也發(fā)揮重要作用。移植腎灌注情況與其功能密切相關(guān), 移植腎功能不全者伴隨腎灌注改變。Kay等[13]研究了腎移植患者超聲造影TIC曲線數(shù)據(jù)的可重復(fù)性, 結(jié)果示腎上極、中部皮髓質(zhì)測(cè)量值在觀察者之間一致性較好, 將中部測(cè)量值作為研究對(duì)象, 與移植術(shù)后3個(gè)月的預(yù)后有較好相關(guān)性, 微泡灌注與eGFR有較好一致性。Schwenger等[14]發(fā)現(xiàn)CEUS評(píng)估的移植腎血流量與血肌酐水平明顯相關(guān), CEUS可提高CAI診斷的敏感度和準(zhǔn)確性, 其灌注參數(shù)可評(píng)估腎移植患者微循環(huán)的整體性, 預(yù)測(cè)移植腎功能不全, 比普通超聲提高了對(duì)CAI的早期診斷率。

綜上, 超聲造影技術(shù)評(píng)價(jià)彌漫性腎病的血流灌注具有相對(duì)無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便實(shí)用、無(wú)腎毒性、敏感度高、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn), 有較大的臨床應(yīng)用潛力與研究?jī)r(jià)值。

3 超聲彈性成像

器官或組織病變往往伴隨硬度的改變。觸診是體格檢查發(fā)現(xiàn)異常硬度的一項(xiàng)重要檢查手段, 但觸診有很大的主觀性, 且很難定量, 因此需要一種定量的影像方法測(cè)量病變硬度改變[15]。彈性成像是無(wú)創(chuàng)性評(píng)估組織彈性特征的一種新型成像方法, Sporea等[16]將用于評(píng)估肝纖維化的超聲彈性成像方法分為以下幾種: 瞬時(shí)彈性成像(transient elastography), 實(shí)時(shí)組織彈性成像(real-time tissue elastography), 聲輻射力脈沖成像(acoustic radiation force impulse), 剪切波彈性成像(shear wave elastography)。目前這些方法已廣泛應(yīng)用于多種器官組織, 而不僅僅局限于肝臟病變。Tanter等[15]將彈性成像技術(shù)分為: 靜態(tài)彈性成像(static elastography)（即實(shí)時(shí)組織彈性成像）, 瞬時(shí)彈性成像, 聲輻射力脈沖成像, 超音速剪切成像(supersonic shear imaging)和磁共振彈性成像(magenetic resonance elastography)。這些方法都有大致相同的三個(gè)步驟: ⑴組織在外部或內(nèi)部壓力下受到機(jī)械性壓迫; ⑵超聲或MRI測(cè)量壓力引起的組織位移; ⑶根據(jù)組織位移定性或定量估計(jì)組織彈性。以下介紹常用的幾種超聲彈性成像技術(shù): 聲輻射力脈沖成像、瞬時(shí)彈性成像、實(shí)時(shí)組織彈性成像與超音速剪切成像。

3.1 聲輻射力脈沖成像技術(shù)（acoustic radiation force impulse, ARFI）

3.1.1 ARFI的基本原理

ARFI技術(shù)將軟件整合于常規(guī)超聲檢查系統(tǒng)中, 可在患者進(jìn)行常規(guī)超聲檢查后在相同深度層面進(jìn)行彈性測(cè)定[16-18]。目前廣泛應(yīng)用的聲觸診組織量化技術(shù)(virtual touch tissues quantification, VTQ)就是基于ARFI原理, 其基本原理是: 行實(shí)時(shí)B型超聲成像時(shí), 利用感興趣區(qū)光標(biāo)對(duì)組織區(qū)域進(jìn)行彈性測(cè)量。由短暫的（～262 μsec）、固定傳播頻率（2.67 MHz）的聲脈沖對(duì)感興趣區(qū)組織進(jìn)行機(jī)械激發(fā), 產(chǎn)生局部組織位移, 導(dǎo)致受激發(fā)部位產(chǎn)生垂直于發(fā)射脈沖的剪切波, 并由超聲相關(guān)方法追蹤。超聲追蹤束測(cè)量組織的橫向最大位移, 可得到組織剪切波速度(Vs)。剪切波速度與組織彈性系數(shù)的平方根成比例, 結(jié)果以m/s表示[19]。可測(cè)量的剪切波速度是組織固有的特性, 測(cè)值具可重復(fù)性[20]。一般來(lái)說(shuō), 越硬的組織, 通過(guò)這一區(qū)域的剪切波速度越快。由此可根據(jù)剪切波速度反應(yīng)組織的彈性特征。

ARFI技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn): 一是ARFI整合于傳統(tǒng)超聲系統(tǒng)中, 患者行常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)超聲檢查時(shí)即可進(jìn)行彈性測(cè)定。二是ARFI成像可自行選擇測(cè)量位置, 避開(kāi)鄰近結(jié)構(gòu)（比如血管）的干擾。而瞬時(shí)彈性成像只能通過(guò)M型圖像來(lái)定位測(cè)量位置, 因無(wú)聲像圖的引導(dǎo), 具有一定盲目性[19]。另外, 對(duì)于腹水和肥胖患者, 無(wú)法利用FibroScan進(jìn)行肝臟彈性成像剪切波重建, 但可在超聲直接監(jiān)測(cè)下利用ARFI進(jìn)行肝臟彈性測(cè)定[16,18,21]。

3.1.2 ARFI在腎病方面的臨床應(yīng)用

研究表明ARFI測(cè)值與肝纖維化分期有很好的相關(guān)性[22], ARFI還應(yīng)用于肝臟局灶性病變、指導(dǎo)及評(píng)價(jià)肝臟射頻消融、腎腫瘤等研究, 目前也有學(xué)者致力于移植腎損傷的ARFI研究。Cosgrove等[23]較早提出可用高能量聲束形成組織應(yīng)變, 產(chǎn)生快速的剪切波, 從而評(píng)估移植腎實(shí)質(zhì)硬度。Stock等[24]對(duì)18個(gè)腎移植患者進(jìn)行ARFI檢查, 顯示ARFI值與腎纖維化程度之間呈中度正相關(guān), 且與BANFF分級(jí)（2007年新版BANFF分級(jí)法）也呈正相關(guān)關(guān)系, 通過(guò)彈性測(cè)定可準(zhǔn)確診斷程度較重的纖維化, 而對(duì)于早期纖維化尤其如BANFF 1、2級(jí)之間的ARFI值存在部分重疊, 運(yùn)用此技術(shù)較難鑒別。Syversveen等[25]利用ARFI技術(shù)對(duì)30名腎移植患者進(jìn)行彈性測(cè)定, 并與腎活檢纖維化分級(jí)（BANFF 97分級(jí)法）對(duì)比。顯示未發(fā)生纖維化的移植腎和纖維化的移植腎之間, 剪切波速度無(wú)明顯差別, 觀察者內(nèi)部和兩個(gè)觀察者之間的變異度較大。然而Arndt等[26]報(bào)道20名腎移植患者用瞬時(shí)彈性成像（TE）測(cè)得的腎實(shí)質(zhì)硬度與間質(zhì)纖維化程度有明顯相關(guān)性。曾有報(bào)道[20]對(duì)于嚴(yán)重肝纖維化和肝硬化來(lái)說(shuō), ARFI與TE診斷準(zhǔn)確度相似,但對(duì)于早期肝纖維化, TE更具優(yōu)勢(shì)。另外, 與ARFI研究不同的是Arndt等的TE研究中只有一個(gè)觀察者執(zhí)行操作, 且未排除急性排異期的病例, 加之兩種方法在技術(shù)上的差異, 因此可能導(dǎo)致結(jié)果的不同[25]。

綜上所述, ARFI可敏感反映組織彈性變化, 可無(wú)創(chuàng)、安全地反映肝臟、腎臟等多種器官組織的纖維化程度, 而不僅限于淺表器官。雖然目前的研究還不足以將ARFI作為腎纖維化的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)指標(biāo), 但其廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景還是很值得期待與研究的。

3.2 瞬時(shí)彈性成像（transient elastography）

3.2.1 TE的基本原理

FibroScan（法國(guó)Echosens公司研制的一維瞬時(shí)彈性成像系統(tǒng)）設(shè)備由探頭、專用電子系統(tǒng)和控制器組成。探頭上裝有低頻振動(dòng)器, 振動(dòng)器軸線上安裝超聲換能器。單個(gè)超聲換能器可同時(shí)用作超聲波發(fā)射器和接收器, 并作為低頻活塞樣振動(dòng)器產(chǎn)生瞬時(shí)振動(dòng)。振動(dòng)器向組織發(fā)射振動(dòng)波, 組織產(chǎn)生位移并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)互相關(guān)技術(shù)（standard cross-correlation technique）測(cè)得。同時(shí)產(chǎn)生低頻彈性波（主要是剪切波）, 通過(guò)測(cè)量剪切波速度以反映組織硬度的高低[27]。

TE與ARFI兩種彈性測(cè)量方法之間無(wú)本質(zhì)性的區(qū)別, 因?yàn)閮烧哌\(yùn)用相同的數(shù)學(xué)公式——Young方程[17]。二者的主要區(qū)別在于ARFI利用高強(qiáng)度聲脈沖產(chǎn)生剪切波, 而TE則利用振動(dòng)波來(lái)加壓[18,25]。兩種技術(shù)均測(cè)量與組織硬度相關(guān)的速度值, ARFI測(cè)量橫向剪切波的速度, 以m/s表示; TE測(cè)量低頻振動(dòng)波的速度, 在算法上轉(zhuǎn)換成壓強(qiáng), 表示為kPa[18]。另外ARFI可在改進(jìn)的普通超聲儀上進(jìn)行可視化管理的操作, 而TE需要特定的儀器,不能進(jìn)行可視化管理的操作[17,22]。

3.2.2 TE在腎病方面的臨床應(yīng)用

TE評(píng)估肝纖維化的作用已在不同的肝臟疾病得到驗(yàn)證, 也有關(guān)于評(píng)估動(dòng)脈壁彈性等研究的文獻(xiàn)報(bào)道。如前所述, Arndt等[26]對(duì)57個(gè)腎移植患者利用FibroScan設(shè)備進(jìn)行TE檢查, 顯示腎實(shí)質(zhì)硬度與間質(zhì)纖維化程度密切相關(guān), 與eGFR呈負(fù)相關(guān), 慢性移植損傷0～1級(jí)與2、3級(jí)患者硬度值有明顯區(qū)別。TE可鑒別亞臨床進(jìn)展性間質(zhì)纖維化, 其最有前景的應(yīng)用是監(jiān)測(cè)移植腎實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間發(fā)生的變化。Westhoff等[28]的研究也得出了與之相同的結(jié)論: 41個(gè)腎移植患者的腎臟硬度與間質(zhì)纖維化程度明顯相關(guān), 與eGFR呈負(fù)相關(guān), 移植腎損傷BANFF分級(jí)不同組間的硬度值差異顯著(grade I vs.grade II p=0.014, grade I vs. grade III p<0.001, grade II vs. grade III p=0.005)。TE作為一種新型的快捷、無(wú)創(chuàng)性技術(shù), 具有較好的患者接受性, 較高的可重復(fù)性, 并能獲得即時(shí)結(jié)果。以上研究顯示TE在檢測(cè)腎移植患者間質(zhì)纖維化方面具有良好的應(yīng)用前景。

3.3 實(shí)時(shí)超聲彈性成像（real-time tissue elastography, RTE）

Hitachi公司開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)組織超聲彈性成像技術(shù)采用壓迫式彈性成像方法, 可在常規(guī)超聲檢查中利用傳統(tǒng)超聲探頭采集、對(duì)比和分析組織壓縮前后的回聲信號(hào)來(lái)估計(jì)組織硬度。用于測(cè)量組織彈性應(yīng)變的方法有三種: 空間相關(guān)方法（the spatial correlation method）,相位移動(dòng)追蹤方法（the phase-shift tracking method）和復(fù)合自相關(guān)方法（the combined autocorrelation method,CAM）?？臻g相關(guān)方法的處理時(shí)間較長(zhǎng)。相位移動(dòng)追蹤方法測(cè)量較大位移時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲, 且不能對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。復(fù)合自相關(guān)方法能快速、準(zhǔn)確地探測(cè)縱向位移, 且不產(chǎn)生噪聲, 因而得到廣泛應(yīng)用。Hitachi設(shè)備采用了基于復(fù)合自相關(guān)方法和3D組織模型二者結(jié)合的實(shí)時(shí)彈性成像方法, 實(shí)時(shí)探測(cè)組織位移, 且避免噪聲的產(chǎn)生[29]。

RTE的基本原理: 用探頭向組織施加輕微壓力, 這個(gè)壓力能保持探頭與皮膚接觸, 并使圖像上壓力強(qiáng)度與應(yīng)變基本成比例。再通過(guò)超聲儀獲取回聲信號(hào), 運(yùn)用CAM法計(jì)算組織應(yīng)變。首先, 計(jì)算壓縮造成的組織位移分兩步進(jìn)行, 先利用對(duì)比壓縮前后的射頻信號(hào)粗略估計(jì)組織位移, 然后利用壓縮前后兩種回聲信號(hào)的相位差異（CAM法）精確計(jì)算組織位移。較硬的組織應(yīng)變位移較小, 較軟的組織壓縮程度大、組織位移大。其次, 通過(guò)位移分布的空間差異估計(jì)應(yīng)變分布, 經(jīng)重建并以彩色圖像的形式顯示。彈性圖像上最硬的組織標(biāo)記為深藍(lán)色, 較硬為藍(lán)綠色, 軟硬適中為綠色, 較軟為黃色, 最軟為紅色。彩色彈性圖像轉(zhuǎn)化為半透明影像并疊加于B型超聲圖像上, 兩種圖像同時(shí)顯示在屏幕上, 便于操作者分辨出應(yīng)變分布與組織病變的解剖關(guān)系[30, 31]。

RTE評(píng)價(jià)組織硬度的方法包括定性和半定量?jī)煞N。定性方法即根據(jù)感興趣區(qū)內(nèi)的顏色比例進(jìn)行分級(jí), 再與活檢分級(jí)等比較評(píng)價(jià)[32]。半定量方法為得到彩色圖像后, 將圖像內(nèi)的所有像素值轉(zhuǎn)化為直方圖（histogram）[33]和二進(jìn)制圖(binary image)[30], 前者可進(jìn)行直方圖的均數(shù)（mean）、標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation)的量化, 后者可計(jì)算二進(jìn)制圖內(nèi)白色區(qū)域（高硬度組織）所占面積的比例和復(fù)雜性（area and complexity）。還有一種半定量方法是在病灶區(qū)與周圍正常組織（或周圍血管區(qū)）分別選擇感興趣區(qū), 計(jì)算兩者應(yīng)變比值（strain ratio）, 從而間接反映組織彈性變化[34,35]。

彈性成像現(xiàn)已用于診斷和描述與正常組織硬度不同的各種類型的局灶性或彌漫性病變, 到目前為止,RTE作為一種實(shí)時(shí)應(yīng)變成像模式已應(yīng)用于乳腺[15,31]、甲狀腺[32]、前列腺、胰腺[33]和肝臟[29,30]等多種器官病變的研究, 表現(xiàn)出較大的臨床應(yīng)用發(fā)展?jié)摿? 但目前尚無(wú)關(guān)于腎病或腎移植損傷的文獻(xiàn)報(bào)道, 在這方面亟待深入研究。

3.4 超速聲剪切波成像(supersonic shear imaging,SSI)

超速聲剪切波成像是一種新型的測(cè)量聲輻射力產(chǎn)生的剪切波速度的組織彈性成像方法。用時(shí)間分割后的低強(qiáng)度聲脈沖產(chǎn)生“馬赫錐”形成多個(gè)發(fā)射聚焦區(qū), 并用瞬時(shí)彈性成像的超速影像采集系統(tǒng)（5000幀/秒）整合為一種超聲序列, 使之成為一種定量超聲彈性成像方法, 與靜態(tài)彈性成像相比, 明顯減少了操作者依賴性。常規(guī)超聲探頭發(fā)射的聚焦超聲束產(chǎn)生遠(yuǎn)程聲輻射力（remote radiation force）或稱之為推動(dòng)聲束（pushing beam）, 時(shí)間分割法中每一推動(dòng)聲束的聲強(qiáng)（ISPTA）均可符合國(guó)際采用的AIUM EDA 510(K)標(biāo)準(zhǔn)。組織發(fā)生位移并產(chǎn)生瞬時(shí)剪切波在介質(zhì)中傳播。超聲裝置轉(zhuǎn)換到超速成像模式, 快速獲取原始射頻數(shù)據(jù)。利用經(jīng)典斑點(diǎn)追蹤算法（classic speckle-tracking algorithms）比較連續(xù)超聲圖像, 計(jì)算出剪切波在組織內(nèi)傳播產(chǎn)生的軸向位移。再利用一維互相關(guān)算法（one-dimensional cross-correlation algorithm）計(jì)算局部剪切波群速度, 運(yùn)用公式E=3ρc2推導(dǎo)出Young模量E, 產(chǎn)生二維組織彈性圖。其中ρ為局部組織密度（視為常數(shù)1000 kg·m-3）, c為剪切波速度[36-37]。

SSI方法已應(yīng)用于乳腺癌研究, 有助于鑒別良惡性乳腺腫塊。大多數(shù)乳腺惡性腫瘤, 比如浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,通常表現(xiàn)為較高的Young模量值(E＞100 kPa), 而許多良性病變?nèi)缋w維囊性結(jié)節(jié)的E＜60 kPa, 比乳腺實(shí)質(zhì)略高。惡性病灶的彈性值E的均數(shù)為146.6～179.0 kPa, 良性病變E均數(shù)為45.3～55.0 kPa。由于剪切波在液體中不能傳播, B型超聲圖像上的單純型或復(fù)雜型囊腫, 其彈性值均為0kPa, 由此可與實(shí)性腫塊鑒別[15,37]。SSI方法在評(píng)估肝臟彈性方面具有快速、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn),可在肝纖維化分期和肝炎病變影像中為B型超聲提供形態(tài)學(xué)信息的補(bǔ)充[36]。SSI還應(yīng)用于骨骼肌、角膜等彈性研究, 目前尚無(wú)腎臟疾病方面的文獻(xiàn)報(bào)道。

4 展望

近年來(lái)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展迅速, 不僅可以連續(xù)、實(shí)時(shí)、重復(fù)地觀察腎皮質(zhì)血流情況, 且對(duì)腎臟的血流灌注研究也逐漸從形態(tài)學(xué)檢測(cè)向功能學(xué)評(píng)價(jià)發(fā)展, 從定性診斷發(fā)展到定量研究, 大大提高了對(duì)腎臟疾病的診斷和鑒別診斷能力。超聲造影可實(shí)時(shí)探測(cè)局部微循環(huán)灌注信息, 結(jié)合定量分析技術(shù)大大增加了客觀評(píng)價(jià)腎臟血流灌注的能力。彈性成像技術(shù)能根據(jù)組織硬度改變得到關(guān)于組織彈性的信息, 彌補(bǔ)了常規(guī)聲像圖的不足, 開(kāi)拓了成像模式的新領(lǐng)域, 具有極大的臨床應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。兩者作為超聲診斷技術(shù)的新秀, 正逐漸顯現(xiàn)出它們?cè)谀I病診斷及隨訪方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

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