超微血流成像與CDFI在慢性腎臟病腎血流灌注中的應用*

胡曉莉 明志強 顧鵬 屈茜萍 郭亮 呂秋月

(1.自貢市第一人民醫院超聲科,四川 自貢 643000；2.自貢市第一人民醫院放射科，四川 自頁 643000；3.川北醫學院附屬醫院超聲科，四川 南充 637000；4.自貢市第一人民醫院腎病內科，四川 自貢 643000)

慢性腎臟病(Chronic kidney disease，CKD)是臨床常見病，且該疾病的發病比例逐年升高，目前已成為全球公共衛生健康問題[1]。據統計，2017年全球CKD患者超過6億，而我國CKD患病率高達18.96%，患病人數已超過1億[2]。由于CKD起病隱匿，在早期往往無明顯癥狀，隨著病情進展，腎臟各級腎血管逐級受累而導致腎血流灌注逐漸降低，最終發展為不可逆的慢性腎功能衰竭甚至終末期腎病，導致人們的生活質量嚴重下降，甚至威脅到人們的生命安全。為有效延緩CKD腎功能損害進程，降低終末期腎病的發生率及疾病死亡率，臨床需盡早對CKD各期進行診斷并及時治療。研究[3]表明，腎臟的血流灌注改變與腎功能的損害具有一定的相關性，因此，準確評價腎臟血流灌注改變可以作為評估CKD患者腎功能損害程度的參考依據。超微血流成像(Super microvascular imaging，SMI)是近年來興起的可較靈敏地檢測出微細血流的新技術。其采用獨特的自適應算法以及新的雜波抑制技術，可高幀頻、高分辨率地探測出常規超聲無法探測到的微細血管及低速血流[4-5]。近年來，SMI以其獨特的優勢在臨床上得到廣泛應用，且在乳腺、甲狀腺、頸動脈粥樣斑塊及腫瘤等方面的應用研究較多[6-9]，但應用于腎臟疾病的研究相對較少。本研究以臨床不同階段的CKD患者作為研究對象，運用彩色多普勒超聲(CDFI)和SMI檢測各期CKD患者腎血流灌注情況，探討SMI診斷慢性腎臟病的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2020年3月～2021年1月于自貢市第一人民醫院臨床確診為慢性腎臟病患者73例為病例組，并收集同期于我院體檢腎臟正常者34例為對照組。病例組共選取73例146個腎臟，年齡17～84歲，平均(52.63 ±14.37)歲。其中男41例82個腎臟，平均年齡(52.90±15.01)歲，女32例64個腎臟，平均年齡(52.28±13.73)歲。以美國腎臟病基金會制定的K/DOQI指南為CKD分期標準[10]，將CKD患者分成CKD1期組(12例)、CKD2期組(14例)、CKD3期組(17例)、CKD4期組(14例)、CKD5期組(16例)共5組。對照組：共選取34例68個腎臟，年齡17～84歲，平均(52.82±16.87)歲。其中男17例34個腎臟，平均年齡(54.59±18.16)歲，女17例34個腎臟，平均年齡(53.31±13.23)歲。對照組中所有受檢者腎臟影像學檢查無異常，腎功能各項指標均正常，且無各種腎臟疾病病史及可能影響腎功能的其他疾病史。病例組中所有受檢者均應排除以下情況：①腎良惡性腫瘤、多囊腎疾病史。②急性腎損傷患者。③配合度差、氣體干擾明顯的患者。本研究經我院醫學倫理委員會批準，受檢者均知情同意。

1.2 CKD分期標準 參照美國腎臟病基金會制定的K/DOQI指南[10]，以腎小球濾過率估算值(eGFR)作為CKD分期標準將其分成1～5期：CKD1期：≥90 mL·min-1·1.73 m-2；CKD2期：60～89 mL·min-1·1.73 m-2；CKD3期：30～59 mL·min-1·1.73 m-2；CKD4期：15～29mL·min-1·1.73 m-2；CKD5期：<15 mL·min-1·1.73 m-2或透析。

1.3 儀器與方法

1.3.1 檢查儀器 使用佳能 Aplio i800彩色多普勒超聲診斷儀，選用凸陣探頭，探頭頻率為1～8 MHz，配備SMI和CDFI技術軟件。

1.3.2 檢查方法 取仰臥位或側臥位，囑受檢者屏氣，在二維灰階模式下，先于一側獲取最清晰的腎臟長軸圖像后，先后啟動CDFI及SMI模式，分別觀察CDFI及SMI模式下腎臟從腎主動脈至小葉間動脈的血流分布及各血管充盈情況，獲得滿意圖像后進行CDFI及SMI腎血流分級并記錄。再檢查對側腎臟。血流參數設置：CDFI速度標尺為12～20 cm/s，彩色增益范圍為35～45 dB；SMI速度標尺為 1.2～2.0 cm/s，彩色增益范圍為30～40 dB。依照受檢對象體型差異對其濾波和深度進行適當的調節，圖像清晰滿意以顯示各級血管且無血流外溢為準。

1.4 圖像分析 SMI以及CDFI腎血流灌注分級指標：結合腎臟血流分布相關特征[11]，將腎臟SMI和CDFI血流灌注情況分為六個級別，0 級：整個腎臟無血流顯示；1級：僅腎主動脈內血流稀疏顯示；2 級：腎主動脈血流清晰顯示，腎段動脈血流不連續呈星點狀顯示，實質內無血流顯示；3級：腎主動脈、腎段動脈血流連續顯示，葉間動脈血流不連續呈星點狀顯示，弓形動脈及包膜下小葉間動脈無血流顯示；4級：腎主動脈、腎段動脈、葉間動脈血流清晰顯示，弓形動脈不連續呈短線狀顯示，包膜下小葉間動脈不顯示或稀疏顯示；5級：整個腎臟從腎主動脈至小葉間動脈血流連續顯示呈樹枝狀分布，且血流信號充盈、飽滿。根據該評級標準，由兩位具有豐富經驗的超聲醫師對所有圖像進行分析，并對CDFI及SMI圖像進行分級、記錄，如意見不統一，則由第3位具有10年以上工作經驗的高年資醫師參與分析、討論，3人共同商討得出最終結果。

1.5 統計學分析 采用SPSS 25.0軟件數據包分析，計數資料以頻數或構成比表示，行卡方檢驗。多組間的等級資料兩兩比較行Kruskal-Wallis秩和檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組CDFI和SMI檢測腎臟血流灌注的組內比較 在214個腎臟中，SMI顯示為4～5級157個(73.4%)，顯示為0～3級57個(26.6%)；CDFI顯示為4～5級118個(55.1%)，顯示為0～3級96個(44.9%)。同一組別CDFI與SMI腎血流灌注分級構成比進行比較，各組差異均有統計學意義(P<0.05)，且對照組、CKD1期組～CKD3期組SMI顯示4～5級的構成比均高于CDFI(P<0.05);CKD4期組、CKD5期組SMI顯示3～4級的構成比均高于CDFI(P<0.05)。結果顯示各組CDFI與SMI腎血流灌注分級隨CKD分期的增高呈下降趨勢，且SMI檢測出細微血管及低速血流的能力高于CDFI，SMI尤其對弓形動脈和小葉間動脈的顯示更清晰。見表1。

2.2 對照組與病例組各組CDFI檢測腎臟血流灌注分級的組間兩兩比較 對照組與CKD1期組、CKD2期組，CKD1期組與CKD2期組、CKD3期組，CKD2期組和CKD3期組，CKD3期組和CKD4期組，CKD4期組和CKD5期組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，余組間兩兩進行對比，差異均有統計學意義(P<0.05)。結果提示，CDFI腎血流灌注顯像中，CDFI能在CKD4期檢測出腎血流灌注的改變，CKD分期越高，CDFI檢測出腎血流灌注越低。見表1。

2.3 對照組與病例組各組SMI檢測腎臟血流灌注分級的組間兩兩比較 對照組與CKD1期組、CKD2期組，CKD1期組與CKD2期組，CKD3期組與CKD4期組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。余組兩兩對比，差異均有統計學意義(P<0.05)。結果提示，SMI腎血流灌注顯像中，SMI能在CKD3期檢測出腎血流灌注的改變，且能夠區分CKD4期與CKD5期血流灌注的變化，CKD分期越高，SMI檢測出腎血流灌注越低。見表1、圖1。

圖1 正常腎臟與CKD1～5期患者 SMI腎血流灌注圖Figure 1 SMI renal blood perfusion map of normal kidney and CKD 1～5 patients注：A.正常腎臟 ：整個腎臟血流分布呈樹枝狀，可連續充盈至小葉間動脈，包膜下可見毛細血管網，血流分級5級；B.CKD 1 期患者：血流從腎主動脈連續充盈至小葉間動脈，血流分級5級；C.CKD2 期患者：血流連續充盈，且大部分延續至小葉間動脈，血流分級5級；D.CKD3 期患者：腎主動脈、腎段動脈血流連續，且與大部分葉間動脈連續，弓形動脈部分顯示，血流分級4級；E.CKD4 期患者：腎主動脈、腎段動脈及葉間動脈連續性欠佳，葉間動脈稀疏顯示，血流分級3級；F.CKD5 期患者：腎主動脈與腎段動脈斷續顯示，實質內無血流信號，血流分級2級

表1 對照組及CKD各分期患者CDFI和SMI腎血流灌注分級情況(個)Table 1 Grading of CDFI and SMI renal blood perfusion in control group and CKD patients

3 討論

腎臟作為人體的富血供器官，其血流灌注維持著腎功能狀態。研究[12-13]表明，CKD慢性進展的主要病理改變是腎小球硬化、腎小管萎縮以及腎間質纖維化，可引起腎內各級動脈血管由小到大逐級受損，導致血管狹窄、閉塞，血流緩慢而形成微血栓、微血瘤，血流阻力增加，致使腎臟的血流灌注逐級降低，最終腎功能完全喪失。因此臨床對于CKD患者需要早期診斷、早期治療，盡早干預，延緩疾病進展，以降低終末期腎病的發生率，減少血液透析，提高患者生活質量。臨床上目前以腎穿刺活檢作為評估CKD腎功能受損的金標準，但因其有創、操作復雜，重復性差，不適合病情的動態監測[14]。而超聲造影對于無癥狀患者的使用也因其為有創操作而受限。因此臨床需要尋求一種無創、操作簡便、隨訪性強的方法對CKD患者進行動態監測。

根據K/DOQI指南對 CKD各期的治療計劃中提示[15]，CKD早期患者腎臟輕度受損，經有效治療后有逆轉的可能，而病情發展到中晚期時，大部分患者腎臟受損已不可逆轉，其中，CKD3期是慢性腎臟病損傷是否可逆發展的轉折點[16]，此時患者可出現明顯的并發癥，CKD病情進展加速，同時心血管疾病的發生和死亡的風險增加，影響患者的生存質量，因此有效區分并盡早診斷CKD各期對于指導臨床治療及改善其預后具有重要意義。

超聲血流檢查技術因其能夠無創、直觀、可視化地檢測腎血流灌注，且操作便捷、重復性好，一直以來受臨床青睞。既往研究[17]證實CDFI可以通過評價腎臟的血流灌注情況來反映腎功能情況，然而由于CDFI對于微小血管和低速血流敏感性低，不能檢測出內徑<0.2 mm的血管，也無法檢測出流速<1cm/s的血流信號[18]。同時CDFI定向分辨率較低,易出現血管外溢，其對于評價慢性腎臟損害血流灌注改變的能力有限[19-20]。而SMI是近年來興起的具有高靈敏度、高分辨率的新型彩色血流成像技術，其捕捉微細血管和低速血流較常規超聲更加敏感，該技術無需造影劑便可檢測到內徑>0.1 mm及流速低至0.8 cm/s的血管,同時還具備無創、運動偽像少等優點[21-22]。在本研究中發現，214個腎臟中，SMI顯示4～5級157個(73.4%)，而CDFI顯示4～5級118個(55.1%)；同一組別CDFI與SMI血流灌注分級構成比進行比較，各組差異均有統計學意義，且對照組、CKD1期～CKD3期組SMI顯示4～5的構成比均高于CDFI;CKD4期組、CKD5期組SMI顯示3～4級的構成比均高于CDFI。說明相對于傳統CDFI，SMI對微細、低速的血流信號檢出能力更強，尤其是顯示腎實質內的弓形動脈及小葉間動脈更具優勢，因此，SMI能為臨床提供更豐富的影像信息，有助于臨床更精確的評估腎功能受損程度進而更準確的診斷疾病。

在本研究中，對照組與病例各組CDFI及SMI腎血流灌注分級隨著分期增加呈下降趨勢，提示兩種顯像技術所顯示的腎血流灌注均與CKD患者病情進展有一定的相關性，對于診斷CKD及提示病情嚴重程度均有一定的臨床價值，但經組間兩兩比較發現，在CDFI顯像及SMI顯像中，對照組與CKD1期組、CKD2期組比較均無統計學差異，表示二者均未能反映出CKD早期血流灌注的改變，尚不能對CKD早期的診斷提供參考意見。進一步研究發現，在CDFI顯像中，CKD4期組、CKD 5期組與CKD1期組、CKD2期組比較差異均有統計學意義，但CKD3期組與CKD1期組、CKD2期組比較以及CKD4期組與CKD 5期組比較，均無統計學差異；而在SMI顯像中，CKD3期組、CKD4期組、CKD 5期組與CKD1期組、CKD2期組比較以及CKD4期組與CKD 5期組比較，差異均有統計學意義。說明SMI較CDFI能更早反映CKD患者腎血流灌注的改變，同時能夠反映晚期腎血流灌注的改變。表明SMI可以更早提示CKD患者腎功能的改變，在區分CKD早中期、晚期的應用價值高于CDFI，可為臨床盡早診斷CKD并及時治療提供重要參考依據。

本研究中，CDFI及SMI腎血流灌注顯像中，CKD1期組、CKD2期組與對照組血流分級比較無差異，這與潘志平[23]的研究結果較為一致，原因可能是CKD1期、CKD2期為腎臟受損初期，殘余腎單位可利用其儲備功能及代償功能來進行自身調節，使得腎皮質區血流灌注能夠維持充盈狀態，導致皮質區血流灌注改變不明顯。此階段臨床主要為積極預防及評估病情，腎臟功能有恢復的可能性。同時本研究還顯示CKD3期組、CKD4期組血流分級比較無差異，可能是CKD4期患者的腎小球纖維化處于CKD3期、CKD4期的病理改變的過渡階段，其代償功能尚未完全喪失，萎縮腎單位血供尚未完全減少，使得腎臟代償功能與失代償功能存在交叉，后期將加大樣本量進一步研究。

本研究樣本量少，結果可能存偏移；SMI技術操作依賴性強，且易受醫生主觀經驗影響，可能會影響血流的準確判斷；本課題未對不同病理類型的CKD患者腎血流灌注進行分析，需要進一步研究其存在區別與否。不同年齡、性別、體型以及不同患病年限的CKD患者腎臟血流灌注未在本研究中探討，有待進一步研究。

4 結論

超微血流成像技術在評價慢性腎臟病腎血流灌注中具有較高應用價值，其顯示微細血流的能力優于CDFI，能夠在疾病更早診斷、病情監測、指導治療以及評價療效等方面為臨床提供重要的參考信息，可以作為評價CKD腎血流灌注改變的重要影像方法。