超聲彈性成像技術在兒童腎臟病中的應用進展

王羽晴 朱 琳 周 萍

超聲彈性成像（ultrasonic elastography，UE）技術是一種定性描述及定量測量生物組織彈性的超聲診斷技術，已在臨床應用近三十年，最初用于無創性評價成人甲狀腺［1］、乳腺［2］、肝臟［3］等器官。隨著UE的不斷創新與完善，其逐漸應用于成人慢性腎臟病［4］、糖尿病腎病［5］、腎移植［6］等腎臟疾病檢查中。近年來，UE在兒童疾病中的應用日益增多，由于兒童皮下脂肪及肌肉較薄，提高了UE對腎臟檢測的可行性和準確性。本文就UE在兒童腎臟病中的應用及進展進行綜述。

一、UE的原理及分類

UE通過探頭對不同組織施加一定的激勵（動態或靜態/準靜態），依據生物力學、彈性力學等物理規律，組織將產生位移、速度及應變的分布等差異，通過采集被測組織某時間段內各種差異所產生的不同信號，并將其進行彩色編碼成像或測量相應參數，從而直接或間接判斷組織內部的彈性模量信息［7］。

參照2017年歐洲生物醫學超聲學會聯盟發布的指南［8］，將UE分為動態彈性成像和準靜態彈性成像。其中，動態彈性成像包括瞬時彈性成像（transient elastography，TE）、聲輻射力脈沖彈性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）及剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）；臨床較常用的準靜態彈性成像技術則為實時組織彈性成像（real-time tissue elastography，RTE）。目前，應用于兒童腎臟的研究多采用ARFI和SWE。

二、正常兒童腎臟彈性參考值及影響因素

徐娟等［9］應用ARFI檢測正常兒童腎皮質彈性，結果發現10歲前剪切波速度（shear wave velocity，SWV）隨著年齡的增長而增加，具體為：0～28 d為（1.61±0.19）m/s，29 d～<1歲為（1.69±0.42）m/s，≥1歲～<3歲為（1.99±0.43）m/s，≥3～<6歲為（2.20±0.41）m/s，≥6～<10歲為（2.46±0.45）m/s；10歲之后SWV稍下降：≥10～<18歲為（2.34±0.42）m/s。Xu等［10］也得出相似結果，還發現右腎皮質SWV在測量中存在性別差異。?al??kan等［11］研究發現左腎皮質SWV為2.1（2.0～2.8）m/s，右腎皮質SWV為2.0（1.6～2.8）m/s。Grass等［12］對264例健康兒童進行了ARFI檢查，結果顯示腎皮質SWV與年齡、身高和體質量均呈正相關（r=0.28、0.25、0.26，均P<0.001），與性別、體質量指數、腎臟體積無相關性，且SWV測值在高頻與低頻探頭之間比較差異有統計學意義（P<0.05），高頻探頭僅適用于<10歲的兒童。隨著年齡的增長，兒童腎臟在形態和功能上隨之改變，因此成年人腎皮質的正常SWV值及其參考范圍并不適用于兒童。UE技術有望成為評估兒童腎臟彈性的潛在工具。但目前關于正常兒童腎臟的彈性參考值尚無統一標準，且觀察者間和觀察者內的可靠性尚待全面評估。

三、UE在兒童腎臟病中的應用

1.UE在兒童慢性腎臟病中的應用

目前關于UE在慢性腎臟病應用的研究多集中在成人，關注重點是纖維化及血流灌注對腎臟的影響。與成人相比，慢性腎臟病患兒腎臟病變程度較輕，彈性模量值變化較小。高峰和蔣蘇齊［13］應用SWE檢查40例健康兒童和40例慢性腎臟病患兒，結果顯示慢性腎臟病患兒的腎臟硬度大于健康兒童，且隨著病情的發展，腎皮質楊氏模量值也隨之增加。這與Leong等［14］和Thanaboonnipat等［15］分別在成人慢性腎臟病和動物實驗中的研究結果一致，認為隨著慢性腎臟病的病情進展，血管硬化、腎小球硬化和腎小管間質損傷程度加重，腎皮質楊氏模量值增加。然而，對于慢性腎臟病患兒的腎臟硬度變化，部分學者卻得出截然相反的結論。Bilgici等［16］前瞻性評估了38例慢性腎臟病患兒和30例健康兒童的腎實質硬度，發現慢性腎臟病患兒在慢性腎臟病1～5期的腎實質SWV較健康兒童均顯著降低（均P<0.05），表明健康兒童的腎臟硬度大于慢性腎臟病患兒。目前關于慢性腎臟病患兒腎臟硬度變化趨勢尚無定論，但隨著病情進展腎臟硬度下降的說法已經引起了較多學者的高度關注，因為這與慢性肝病纖維化后硬度變化的結論相悖。Gandhi等［17］對此進行了相關研究，認為纖維化是影響慢性腎臟病患者腎臟硬度的重要因素之一，但血流對腎臟硬度的影響可能超過纖維化。

2.UE在兒童紫癜性腎炎（HSPN）中的應用

目前關于UE在兒童HSPN中應用的研究一致肯定了UE在兒童HSPN病理分級中的應用價值。南彩玲等［18］應用ARFI對HSPN患兒腎臟彈性進行初步研究，發現不同病理類型HSPN患兒腎皮質SWV與健康兒童及其組間比較，差異均有統計學意義（均P<0.05），還發現腎皮質SWV值與腎小球濾過率呈負相關（r=-0.85，P=0.000），與血清肌酐呈正相關（r=0.86，P=0.000）。此外，南彩玲等［19］其他研究結果顯示，分別以1.70 m/s、1.97 m/s、2.33 m/s、2.62 m/s、2.85m/s作為診斷HSPN患兒病理分級Ⅰ～Ⅳ級的截斷值，其敏感性分別為90%、100%、100%、90%、80%，特異性分別為87%、74%、84%、70%、80%。提示ARFI可為鑒別診斷HSPN不同病理類型提供較可靠的信息。李雪嬌等［20］對150例HSPN患兒和50例健康兒童均行SWE檢查，結果發現HSPN患兒病理分級Ⅲ～Ⅵ級的腎皮質彈性模量值顯著高于健康兒童，且HSPN患兒HSPN病理分級與腎皮質彈性模量值呈正相關（r=0.779，P<0.001）。駢林萍等［21］研究得出了相似的結果，病理分級Ⅲ～Ⅵ級的HSPN患兒腎皮質SWV逐漸降低。由此可見，ARFI和SWE在診斷兒童HSPN病理分級方面有一定的價值，但無法評估病理分級Ⅰ～Ⅱ級，原因可能是病理分級較低時患兒腎臟彈性未發生明顯改變。

3.UE在兒童腎病綜合征中的應用

UE在兒童腎病綜合征中應用的研究有限。楊雪等［22］應用聲觸診組織定量分析技術測量了150例原發性腎病綜合征患兒和50例健康兒童的腎皮質SWV，結果發現中、重度纖維化組患兒腎皮質SWV均高于對照組（均P<0.05），以2.84 m/s和3.02 m/s分別作為診斷中、重度纖維化的截斷值，其受試者工作特征曲線的曲線下面積高達0.93和0.96，敏感性分別為89.5%、92.9%，特異性分別91.3%、88.2%。Yang等［23］應用SWE技術評估成人原發性腎病綜合征患者腎臟彈性和類固醇治療的有效性，發現類固醇敏感組腎實質楊氏模量值均高于對照組和類固醇耐藥組（均P<0.05）。由此可見，SWE技術是一種潛在的無創定量檢測腎臟硬度的方法，可用于評估成人原發性腎病綜合征患者腎臟實質的病理變化，評價類固醇治療的有效性，但其在兒童原發性腎病綜合征方面的應用還有待進一步探索。

4.UE在兒童泌尿系畸形中的應用

與其他腎臟疾病相比，UE在兒童泌尿系畸形中的應用相對較多。Reddy等［24］應用ARFI檢查發現腎盂輸尿管連接部梗阻患兒的腎實質SWV明顯高于健康兒童（P<0.05），且SWV在好轉、靜止、惡化這三種結局中呈遞增關系。Yoon等［25］研究發現，與對側腎臟相比，SWE測得腎盂輸尿管連接部梗阻側腎皮質彈性值更高。而Habibi等［26］采用ARFI對25例經手術治療的腎盂輸尿管連接部梗阻患兒、15例經保守治療的腎盂輸尿管連接部梗阻患兒及16例健康兒童進行前瞻性評估，結果顯示，與腎盂輸尿管連接部梗阻患兒比較，健康兒童腎實質SWV值更高。分析其原因，可能與血液灌注和腎臟本身的復雜結構有關。蔣映豐等［27］研究顯示腎盂輸尿管連接部狹窄、膀胱輸尿管返流和輸尿管結石這三種病因的患兒腎盂積水側腎實質平均楊氏模量值比較差異有統計學意義（P<0.05），而其他病因患兒腎實質平均楊氏模量值比較差異無統計學意義。Dillman等［28］研究表明SWE無法鑒別兒童非梗阻性腎積水和梗阻性腎積水。由此可見，ARFI和SWE在兒童泌尿系畸形中的臨床應用有待進一步深入研究。

5.UE在兒童腎腫瘤中的應用

目前，國內外尚無應用UE對單獨兒童腎腫瘤的研究，已有報道均以兒童和成人共同作為研究對象。G?ya等［29］在評估ARFI鑒別腎臟良、惡性病變診斷性能的前瞻性研究中，應用ARFI測量了60例（1～83歲）腎臟腫瘤患者的腎實質SWV，結果表明腎臟良性病變與惡性病變的腎實質SWV比較差異有統計學意義（P<0.05）。Onur等［30］進行了相似的研究，發現正常組織與腫瘤組織間的腎實質彈性差異較大，且惡性腫瘤的彈性是良性腫瘤的2.8倍。分析其原因，可能是有絲分裂增加而導致細胞增多。但Aydin等［31］研究發現腎臟惡性腫瘤的腎實質彈性值略高于良性腫瘤（約1.6倍），可能與不同研究所使用的設備不同有關。由此可見，ARFI和SWE在區分腎臟良性病變與惡性病變方面有一定的優勢，今后有待更多研究來證明UE在兒童腎腫瘤中的應用可靠性及準確性。

四、UE在兒童腎臟病中應用的局限性

UE在兒童腎臟病中的應用有一定局限性：①檢測腎臟硬度受諸多因素干擾，包括肥胖、呼吸運動幅度大、大血管搏動等，有關UE的臨床應用研究有待進一步探討，減少相關因素的影響；②在研究對象方面，UE要求患兒配合度較高，而部分年齡較小的兒童無法配合醫師檢查，限制了UE對兒童的應用；③研究疾病種類有限，且多集中于小樣本量患者或動物實驗中，期望后續大樣本的前瞻性臨床研究可以提供更多信息。

綜上所述，UE技術在兒童腎臟疾病中的應用尚處于初步研究階段，如何規范其腎臟超聲彈性值的測量、建立兒童腎臟彈性正常參考值是亟待解決的問題。盡管UE在評估兒童腎臟彈性上還存在諸多不足，但在兒童腎臟硬度測量中具有獨特優勢，可以定量反映腎臟的彈性特征。相信隨著研究的深入和技術的改進，UE在兒童腎臟疾病方面的評估勢必會擁有良好的應有前景。