超聲彈性成像評估移植腎術后狀態的研究進展*

朱成誠 綜述，肖春華 審校

(昆明市第一人民醫院超聲科，云南 昆明 650000)

腎移植手術已成為終末期腎病患者不可或缺的一項重要治療手段，當前隨著外科移植技術及新型免疫抑制劑的不斷更新發展，移植腎短期存活率已得到顯著改善，然而長期存活率的提升卻相對較低[1]。由于腎移植術后患者自身的排斥作用、術前長期透析治療、術后免疫抑制劑未能及時調整等因素導致術后并發癥的發生十分常見，如排斥反應、慢性移植腎病、感染、出血等，其中亞臨床排斥反應、慢性移植腎病等并發癥在常規影像學及血清學檢查中通常難以發現[2]，使移植腎壽命大為縮減，最終導致移植腎再次失去功能。臨床研究證實，在病變早期即發現異常做出正確診斷并及時治療能有效提升患者移植腎存活率[3]。目前，臨床評估及診斷移植腎術后狀態的“金標準”依舊為組織學活檢，作為有創性操作，其侵入性檢查方式使發生出血、動靜脈瘺、血管損傷等并發癥的風險升高[4]。因此，發現一種無創評估移植腎術后狀態和鑒別診斷不同并發癥的檢查方式是近年來移植腎臨床研究的熱點之一。

超聲檢查具有無創、可重復性好、圖像分辨率高等優點，已成為腎移植術后患者隨訪的首選影像學檢查方式。隨著超聲新技術的發展，超聲檢查已經可以提供更加豐富的移植腎信息，其中彈性成像是一種新興無創成像技術，能實時反映受檢組織在正常或病理狀態下的彈性力學特性，從而對組織病變進行診斷。近年來，超聲彈性成像已開始用于甲狀腺、乳腺、肝臟等器官的疾病診斷和鑒別診斷[5-6]；關于該技術用于評估及鑒別診斷移植腎術后狀態的相關研究也在不斷發展，但就超聲彈性成像用于移植腎的有效性尚存在爭議。現將近年來超聲彈性成像在評估及鑒別診斷移植腎術后狀態方面的研究及應用進展情況綜述如下。

1 超聲彈性成像的原理及分類

超聲彈性成像目前主要包含準靜態彈性成像和動態彈性成像，即應變彈性成像和剪切波彈性成像(SWE)[7]。應變彈性成像包括實時組織彈性成像(RTE)；SWE則分為瞬時彈性成像(TE)、聲脈沖輻射力彈性成像(ARFI)、實時二維彈性成像(2D-SWE)等。

1.1RTE 其原理為在體表施加一定外力導致受檢組織形態及大小發生變化，再將其變化前后的回聲信號進行彩色編碼比較，從而間接表示被檢查組織的不同硬度，形變小的組織顯示為藍色，提示組織較硬；形變大的組織顯示為紅色，提示組織較軟[7]。RTE與其他超聲彈性成像方式不同，該技術是一種半定量測量組織硬度的檢查方式，反映的是受檢組織對比周圍(正常)組織的相對硬度，無法給出確定的彈性值。

1.2TE 其原理為在體表由探頭垂直發射機械激動產生向組織內部傳導的剪切波脈沖，同時，通過一維超聲系統收集剪切波脈沖向組織內部傳播的振幅、相位、速度等信息，再計算出受檢組織的彈性模量，反映受檢組織的硬度，結果以彈性模量值表示[7]。但TE不能顯示組織的實時二維圖像，對移植腎等結構復雜的器官無法精準定位。因此，部分學者認為，該技術不適合用于移植腎的評估。目前，該技術主要用于評估診斷肝臟等結構較為均衡的器官病變。

1.3ARFI 其原理為利用探頭發射多個聲速聚集于組織對組織產生機械激勵使組織發生縱向及橫向位移，同時產生剪切波，通過檢測剪切波傳播速度間接反映組織的硬度，硬度以剪切波速度值(SWV)表示，組織硬度越大SWV越高[7]。ARFI具有二維圖像系統，可準確定位，且不用人為施加壓力，相對減少了因人為操作因素而產生的誤差。

1.42D-SWE 其原理為超聲探頭多處發出聲束并聚焦成局部聲輻射力再利用產生的超高速聲輻射脈沖剪切波創建一個接近圓柱形的剪切波錐剪，即“馬赫錐”現象，通過超高速成像技術捕捉剪切波，并經過彩色編碼技術實時反映組織彈性，還可通過定量分析系統計算該組織的硬度，硬度以彈性模量值表示，組織越硬彈性模量值越大[7]。 2D-SWE同樣不需要人為施加壓力，具有客觀評價組織硬度的優點，而且擁有良好的可重復性。目前，該技術在多個器官已得到應用，臨床應用前景廣泛。

2 超聲彈性技術在移植腎排斥反應中的研究進展

免疫排斥反應依舊是影響術后移植腎長期存活率的主要因素之一，其中急性排斥反應是最常見的排斥反應類型[8]，而亞臨床排斥反應發生時通常沒有明顯癥狀，臨床早期發現較為困難，從而造成移植腎功能損害，甚至完全失去功能而再次接受透析治療。

GHONGE等[9]對60例腎移植術后患者進行了研究，依據研究對象腎小球濾過率、血清肌酐、蛋白尿情況分為功能穩定組、急性功能障礙組(包括急性排斥)和慢性功能障礙組，均對移植腎進行SWE檢查，結果顯示，3組患者彈性值分別進行兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。表明SWE能評估及鑒別診斷移植腎術后狀態；同時，移植腎功能穩定、急性功能障礙的閾值為10.11 kPa，靈敏度為73.68%，特異度為80.00%。然而，該研究分組依據為腎小球濾過率等實驗室檢測指標，不能排除分組誤差，其研究結果相較病理對照缺少可信度。樊韻玲等[10]使用ARFI對95例移植腎患者進行檢查發現，腎功能穩定患者段間動脈和葉間動脈阻力指數(RI)與腎功能障礙患者(包括急性排斥、病毒感染、藥物毒性等)比較，差異無統計學意義(P>0.05)；而急性排斥患者SWV明顯高于移植腎功能穩定者，差異有統計學意義(P<0.05)，表明超聲彈性成像較RI更能有效診斷移植腎急性排斥反應。此外，樊韻玲等[11]還對170例移植腎患者的臨床資料進行了回顧性分析，探討了ARFI對腎移植術后不同時期急性排斥反應的診斷效能，結果顯示，術后4周內、4周后采用RI診斷急性排斥反應的受試者工作特征曲線的曲線下面積(AUC)分別為0.729、0.478，而采用SWV診斷急性排斥反應的 AUC分別為 0.803、0.794。表明移植腎組織硬度早于血流動力學出現變化，更進一步提出與RI比較，ARFI能有效診斷不同時期移植腎急性排斥反應。目前，對亞臨床排斥反應的相關研究較少見。KIM等[12]對移植腎功能穩定的95例患者進行了ARFI檢查，依據病理檢查結果分為亞臨床排斥組和非亞臨床排斥組，結果顯示，亞臨床排斥組患者組織彈性(31.0 kPa)明顯大于非亞臨床排斥組(24.5 kPa)，差異有統計學意義(P=0.016)；而2組患者葉間動脈RI比較，差異無統計學意義(P=0.112)。對移植腎功能異常患者超聲彈性成像可有效區分急性排斥反應，在移植腎功能穩定患者中該技術也能有效診斷是否發生亞臨床排斥反應，尤其適用于門診隨訪的移植腎患者。然而，GOKALP等[13]對34例終末期腎病患者分別進行了移植前、移植時、移植術后6個月SWE檢查，結果顯示，與非急性排斥組比較，急性排斥組患者RI、搏動指數均明顯增高，而2組患者SWV比較，差異無統計學意義(P>0.05)，與上述研究結論不同[10-12]，其認為移植腎血流動力學的改變在預測急性排斥反應中可能發揮了更為重要的作用，同時還發現，急性排斥組患者彈性值與腎移植術后6個月彈性值的差值與急性排斥反應的診斷呈正相關，因此，其認為在移植腎術后血流動力學趨于穩定的狀態下術后不同時間移植腎彈性值的差值可預測移植腎急性排斥反應。但該研究納入樣本量較少，其準確性尚需更大樣本量的研究進一步驗證。

3 超聲彈性成像在慢性移植腎纖維化中的研究進展

導致移植腎功能丟失的主要原因之一是慢性移植腎病[14]，也稱為慢性移植腎纖維化，病理檢查表現為移植腎間質纖維化/腎小管萎縮(IF/TA)，依照 Banff分級標準[15]可將其分為Banff 0～3級。

2010年ARNDT等[16]就已經應用TE技術對57例移植腎患者(其中組織活檢20例)進行了研究，TE檢查成功率為96.5%，結果表示，移植腎實質彈性硬度與移植腎纖維化程度呈正相關，認為TE有助于關于移植腎纖維化的診斷。隨后NAKAO等[17]也對31例(其中組織活檢27例)慢性移植腎病患者進行了TE檢查，并進行了Banff分級，結果顯示，Banff 1、2級患者移植腎皮質彈性值明顯高于Banff 0級者，表明TE測值與移植腎纖維化呈高度正相關，且與Banff分級相關，認為該技術是一種有效診斷移植腎纖維化的無創檢查方式。但有學者認為，TE技術缺乏實時二維超聲圖像引導，通常依靠移植腎距皮膚深度進行定位，認為該技術掃描區域可能包含移植腎外組織，并不認可TE技術評估移植腎術后狀態的準確度。楊道朋等[18]則依據病理檢查結果及Banff分級將80例移植腎患者分為輕度纖維化組(IF/TA 0～1級)和中重度纖維化組(IF/TA 2～3級)，結果顯示，2組患者彈性值、弓形動脈RI、血清肌酐、腎小球濾過率比較，差異均有統計學意義(P<0.001、0.022、0.001、0.001)，AUC分別為0.827、0.655、0.791、0.773(95%可信區間：0.733～0.921、0.525～0.785、0.682～0.900、0.667～0.880)，提示超聲彈性成像診斷效能優于血清肌酐、弓形動脈RI、腎小球濾過率等常規檢查方式。CHHAJER等[19]則對172例移植腎患者進行了2D-SWE檢查發現，Banff評分與移植腎皮質平均彈性值明顯相關，其中除Banff 0級與1級比較，差異無統計學意義(P=1.000)外，其他各級兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；同時，將4.4 kPa作為輕度纖維化與中重度纖維的閾值時靈敏度和特異度分別為78.9%、91.0%，將5.2 kPa作為Banff 2級與3級的閾值時靈敏度和特異度則分別為83.0%、92.0%，因此，其認為2D-SWE不僅有望成為腎移植早期檢測纖維化的可靠檢查方式，對移植腎纖維化進行分期也具有一定的鑒別診斷價值。然而，MARTICORENA等[20]進行的研究得出了不一樣的結論，其對20例移植腎患者(25個移植腎)進行ARFI檢查發現，慢性移植腎病患者SWV[(3.75±0.82)m/s]較腎功能正常者[(2.79±0.73)m/s]更低，移植腎彈性值與慢性移植腎纖維化呈負相關。有學者認為。其原因可能與移植腎功能障礙時血流灌注減少，從而掩蓋由腎纖維化導致的腎硬度增加[21]相關。

多種彈性檢查方式均能有效診斷慢移植腎纖維化，乃至評估慢性移植腎纖維化發展程度，然而當前各種彈性檢查方式對移植腎的應用多為單中心研究，且各項研究應用彈性成像技術方式多樣、總體數據及樣本量偏少，部分研究缺少病理對照、對各級纖維化程度的閾值研究結果差異較大，導致部分學者持反對意見，認為超聲彈性成像不能預測移植腎纖維化。KENNEDY等[22]對 13例移植腎患者進行研究發現，移植腎功能正常者彈性值與慢性移植腎纖維化患者比較，差異無統計學意義(P>0.05)。因此，其不能作為評估移植腎術后狀態的可靠工具。LEE等[23]則認為，彈性成像技術不能有效對慢性移植腎纖維化患者進行Banff分級，其使用ARFI對91例移植腎患者進行了研究，結果顯示，SWV值與Banff分級無關，差異無統計學意義(P=0.592)，而是與腎移植術后時間明顯相關，差異有統計學意義(P<0.001)；同時，通過調整時間的混合模型分析發現，SWV與血清肌酐值無關。但該項研究缺少重度移植腎纖維化(Banff 3級)患者，尚無法證實彈性成像技術對重度移植腎纖維化的診斷效能。

4 超聲彈性成像的影響因素

移植腎多放置于髂窩，十分適用于超聲彈性成像診斷評估移植腎術后狀態，但腎臟結構組成復雜且位置過于表淺，使該技術的實際應用易受各種因素的影響[24]。有學者認為，體重指數(BMI)、供體年齡、移植腎深度、移植時間、性別、年齡、探頭給予的壓力等均可對超聲彈性成像的應用造成較大影響。

JARV等[25]對100例移植腎功能相近的患者進行研究發現，移植腎深度、BMI與平均彈性值均呈負相關(r=-0.4、-0.3，P<0.05、0.01)，認為與皮下過多的脂肪組織導致信號衰減有關；另外，有學者將患者依據BMI進行分組研究發現，BMI<25 kg/m2組內比較，供體年齡偏低的移植腎彈性值更高，但存活率更高，認為可能是因供體年齡偏低的移植腎相對健康，移植腎皮質高度血管化，從而導致彈性值偏高。陳少娜等[26]對272例移植腎進行研究得出了類似結果，其認為BMI、移植腎深度是影響彈性成像質量的主要因素。但也有研究得出了不同結果，如樊韻玲等[27]對105例移植腎患者進行了ARFI檢查發現，SWV與性別、測量深度、移植時間等無關，但與移植腎患者年齡相關(r=0.243，P=0.012)。

近年來，關于探頭給予壓力影響作用的研究相對較少見。SYVERSVEEN等[28]對31例移植腎患者進行ARFI檢測時由相同操作者對探頭施加不同的力進行重復檢查，結果顯示，彈性值隨探頭施加力的增加而增加，可能與移植腎位置表淺有關。也有學者認為，不同掃描部位也會影響彈性值。BOLBOACA等[29]使用SWE技術對83例移植腎進行了研究，分別在皮質和髓質各進行10次測量，結果顯示，皮質彈性值具有更高的診斷價值。EARLY等[30]使用ARFI技術對70例移植腎患者進行研究卻發現，移植腎髓質中位彈性值與移植腎纖維化程度呈正相關，移植腎皮質彈性值則與移植腎纖維化程度無關。MARTICORENA等[20]則進一步將掃描部位細分為皮質、髓質及腎盂，其AUC分別為0.841、0.831、0.666，提示髓質與皮質彈性值的應用價值基本相當。

在進行超聲彈性成像診斷評估移植腎術后狀態時由于上述各種因素的影響常導致數據測量存在誤差。因此，在設計研究方案時應充分考慮各種影響因素，控制變量；在樣本量充足的情況下可采取分層實驗設計，從而獲得更加準確、可信的結果。

5 小結與展望

近年來，大部分學者對超聲彈性成像評估移植腎術后狀態的有效性和準確性持積極態度，雖然不可否認超聲彈性成像目前對移植腎的相關研究時間尚短，而且不同階段移植腎纖維化閾值的爭議仍較大，該技術尚不能取代腎移植組織活檢，但大量研究結果也證實，超聲彈性成像能有效地對移植腎術后狀態進行診斷評估，特別是考慮到移植腎組織活檢的潛在風險，超聲彈性成像作為一種非侵入性檢查方法更適合指導診斷及后續治療，避免不必要的移植腎活檢，尤其適合門診隨訪患者。因此，尚需開展更系統、更科學、更深一步的研究，從而促進超聲彈性成像在移植腎術后狀態評估中的臨床應用。