剪切波定量超聲彈性成像技術對正常雙腎彈性測定

張英偉　周琦　姜玨

【摘要】 目的 進行剪切波技術下正常雙腎彈性的測量， 探討其對臨床診療的意義。方法 68例體檢志愿者， 男32例， 女36例， 使用法國聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀對其進行雙腎中上部彈性模量測量。結果 楊氏模量男性右腎（7.2±1.3）kPa， 男性左腎（7.2±1.1）kPa；女性右腎（7.5±1.8）kPa， 女性左腎（7.2±2.0）kPa；雙腎楊氏模量比較， 差異無統計學意義（P>0.05）。結論 剪切波可以得到雙腎彈性模量， 左右雙腎彈性模量、性別比較， 差異無統計學意義（P>0.05）， 楊氏模量為（7.3±1.5）kPa。

【關鍵詞】 剪切波；定量超聲彈性成像技術；雙腎彈性；楊氏模量

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.02.031

人體不同組織器官具有不同的硬度或彈性， 如何獲得其客觀數據一直是人們的追求。1991年由Ophir等[1]提出通過超聲波去獲得這一物理屬性， 之后開發的彈性成像技術均無法定量測量這一物理屬性。目前法國聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀成功地實現了實時剪切波彈性成像（shear wave elastrography， SWE）， 通過它可以實時得到組織的楊氏模量， 即組織彈性的客觀數據。組織楊氏模量的數值越大， 說明剪切波在該組織中傳播的速度越快， 組織的硬度就越大即彈性越小。

由于剪切波在不同組織中的傳播速度各不相同， 本文通過分析實時剪切波在雙腎之間的楊氏模量差異， 以探討剪切波定量超聲彈性成像技術在腎臟超聲診斷中的應用價值?，F報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取本院2013年11月25～28日的體檢志愿者68例， 其中男32例， 女36例， 年齡18～73歲， 平均年齡（45.7±14.0）歲， 體質量指數（23.1±3.27）kg/m2。所有志愿者既往病史無糖尿病、高血壓、腎炎；實驗室檢查尿素氮、肌酐正常。所有志愿者均獲得詳細告知。

1. 2 儀器與方法 采用法國聲科影像（Supersonic Imagine） 公司生產的Aixplorer?聲威型彩色多普勒超聲診斷儀， 凸陣探頭6-1， 頻率3.5～5.5 MHz， 在“Renal”下選取專門優化條件“RENAL”選項。

志愿者均采取仰臥位， 上肢上舉放于頭兩側， 經配合訓練后聽醫囑屏氣或平靜呼吸。常規腎臟縱切面掃查， 圖像清晰后， 啟動彈性成像模式（SWE）， 取樣框大小包含腎實質、部分腎竇及部分腎周組織， 囑志愿者屏住呼吸3～4 s待圖像色彩均勻且穩定后， 凍結， 啟動定量取樣框（Q-Box）， 直徑設置為2.0 mm， 將其置于腎臟中上部包膜下約1 mm處腎實質， 系統自動計算出ROI區域內組織楊氏模量平均值， 單位kPa， 重復操作3次， 取3次結果進行統計分析。

1. 3 統計學方法 采用SPSS20.0統計學軟件進行數據統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗；計數資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

68例志愿者中， 男性右腎楊氏模量（7.2±1.3）kPa， 男性左腎楊氏模量（7.2±1.1）kPa；女性右腎楊氏模量（7.5±1.8）kPa， 女性左腎楊氏模量（7.2±2.0）kPa。右腎楊氏模量在性別上比較， 差異無統計學意義（t=0.138， P=0.890）， 左腎楊氏模量在性別上比較， 差異無統計學意義（t=0.631， P=0.531）。整體右腎楊氏模量（7.2±1.3）kPa， 整體左腎楊氏模量（7.2±1.5）kPa， 右腎和左腎楊氏模量相比， 差異無統計學意義（t=1.419， P=0.161）；所有志愿者腎臟楊氏模量統計學分析為（7.3±1.5）kPa。

3 討論

彈性成像作為一個新興的技術， 短時間內得到了迅猛的發展， 一個重要原因就是它實現了聲波下的“觸診”。

以往的超聲彈性成像技術是根據人體組織間硬度或彈性的不同， 在同一區域受力后產生不同的應變及應變率， 從而人工按照一定頻率施壓或超聲脈沖交變振動后接收被測區域反饋信號后， 采用復合互相關法分析后以灰階或彩色編碼方式成像[2-4]， 得到該區域硬度的分布圖譜；或者通過計算得出組織間硬度的相對值或者以剪切波在組織中傳播的速度間接表達該組織的硬度。顯然以上方法都不能直觀得到組織硬度或者彈性這一物理屬性的客觀表述數據。

1996年Sarvazyan等[5]提出可利用聲波輻射產生的剪切波來探測生物體組織的彈性程度。目前該技術已發展至實時剪切波彈性成像（SWE）。SWE是一項安全的聲輻射脈沖控制技術[6]。聲科影像（Supersonic Imagine）公司Aixplorer?聲威超聲診斷儀器通過快速成像系統捕獲、追蹤剪切波得到實時的彈性成像圖的同時通過系統定量分析系統（Q-Box）測量反映該組織彈性的數值——楊氏模量絕對值。根據胡克定律， 在組織的彈性限度內， 組織的楊氏模量是僅取決于組織本身的物理特性。即組織的楊氏模量數值越大， 則說明該組織的硬度越大即彈性越低。SWE與以往的彈性成像相比， 具有無需人為施壓、實時成像、定量測量以及重復性佳的優點。測量獲得的組織楊氏模量絕對值， 可為該組織的彈性做出定量的判斷。

關于腎臟SWE成像的報道相對少見， 2011年徐建紅等[7]曾報道， 俯臥位用SWE方法測量男性體檢者的左腎下段皮髓質楊氏模量分別為（4.440±2.445）、（3.971±2.659）kPa。2013年郭海燕[8]曾報道雙腎中部腎皮髓質楊氏模量分別為（3.92±0.56）、（3.70±0.59）kPa， 以上報道均沒有對腎臟中上部彈性做楊氏模量分析。

本次實驗所得楊氏模量均值高于徐建紅等[7]及郭海燕[8]的報道。由于所獲得郭海燕[8]文章為摘要且無體位及取樣方式等內容詳細描述， 故僅與徐建紅等[7]文獻對比?？紤]影響因素為：①檢測深度。本次實驗考慮到避免肋骨聲影及避免按壓影響采用相對較深的腎臟中上部， 據姚春曉等[9]使用同款設備SWE彈性成像檢測正常成人肝的影響因素探討中報道， 楊氏模量不受體位、ROI大小影響， 但是隨著深度的增加逐漸增加；②取樣框Q-Box大小， 本次實驗采用包含腎周至腎竇的大ROI， 該方法只是為了增加圖像更多的穩定性， 由于Q-Box是取該圓形范圍內的平均值， 根據郭萬學《超聲診斷學》第6版腎皮質正常厚度為10 mm， 因此Q-Box采用最小范圍直徑2 mm， 盡可能減少腎周組織及腎髓質的影響。徐建紅等[7]文獻中為ROI及Q-Box均為7 mm。2009年姚春曉等[9]曾報道通過聲觸診組織定量分析（VTQ）技術探查腎臟皮質、髓質及腎竇中剪切波傳播速度得出各部分硬度順序為腎皮質>腎髓質>腎竇；③年齡。本次實驗年齡均數為徐建紅等[10]報道病例均數22歲的2倍。據相關學者報道正常人腎小球增大及硬化隨年齡增加而增加， 其不受性別影響[11]；④其他因素。本次實驗受條件限制無法得到志愿者明確血壓、血脂、血糖等生化指標， 無法盡可能對志愿者腎臟的潛在病變進行進一步排除；且無法詳盡核實志愿者既往病史。

腎臟在人體新陳代謝維持內環境穩定中起著重要作用， 對腎臟的損傷原因也是多種多樣， 而影響腎功能的主要區域位于皮質。以往對腎臟疾病的早期超聲診斷中， 能提供的參考數據僅為某切面的面積及腎臟體積的測定[12， 13]， 實時剪切波彈性成像SWE可以通過楊氏模量的測量為腎臟疾病的早期診斷提供新的客觀超聲參考信息。

參考文獻

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[收稿日期：2015-09-17]