声学密度定量技术配合彩色多普勒在早期肾病中的诊断价值

[关键词] 声学密度定量技术；彩色多普勒；早期肾病

[中图分类号]R445 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210（2008）10（a）-072-02

背向散射积分（integratedbackscatter,ISB）是一项近年来发展起来的声学密度定量分析新技术，通过获取组织射频信号并加以分析处理，从而定量分析组织特征。它检测的是直径小于波长的微小粒子的散射信号，蕴藏了丰富的组织微细结构所产生的信息，目的在于协助研究者将超声图像中的亮度（强度）进行定量化[1]。声学密度技术（acoustic densitometry,AD）是以背向散射积分为基础的超声组织定量方法。国内外已有关于ISB技术在心肌疾病的心肌组织学特征的定量研究，关于ISB技术在慢性肾功能不全各期应用也可见报道[2]。但是对于其在肾病早期诊断中的应用价值及其与肾脏病理的关系少见报道。本研究采用AD技术联合彩色多普勒超声对早期肾病组织学及血流动力学进行研究，以获取肾病早期声学密度及血流动力学的动态变化定量信息。并与肾活检病理资料比较，以获取肾脏疾病无创性早期诊断的理论依据。

1资料与方法

1.1 研究对象

正常组21例（肾脏42只）男11例、女10例 、年龄18～60岁、肝肾功能正常、无高血压、糖尿病及长期服用肾毒性药物史；早期肾病组选取生化检查肾功能正常，临床上出现肾病综合征，肾小球源性蛋白尿、血尿而行超声引导下肾组织活检患者36例（男性25例、女性11例，年龄17～65岁），其中微小病变3例，IgA肾病10例，系膜增生性肾小球肾炎11例，狼疮性肾炎5例，膜性肾病4例，紫癜肾炎2例，乙肝相关性肾炎1例。

1.2仪器

HPSONOS5500彩色超声诊断仪，该机配有完整的声密度-背向散射积分（AD-IBS）联机采样分析软件包。

1.3实验方法

1.3.1 AD测定 选用该机S4相控阵探头，频率范围2～4 MHz,被检患者取俯卧位，总增益调至55 db,深度14 cm，开启声学密度（AD）装置，将椭圆形取样框（21×21像素）置于肾实质和肾窦进行采样分析，仪器对取样框内的像素数自动采样62次，检测完毕后开启AD分析键，显示三项AD参数：峰峰值（PPI）、平均值（AII）、离散度(SDI)。本研究以AII作为IBS值，以肾实质与肾髓质IBS的比值作为标化值（IBS%）.

1.3.2彩色多普勒血流参数测定 选用该机C4-2 MHz探头，患者侧卧位，嘱患者屏气，显示肾长轴彩色多普勒血流灌注图像，脉冲多普勒取样容积1～3 mm，壁滤波low档，取样线声束夹角≤20℃。脉冲多普勒分别获取肾主动脉（MRA）、段动脉（SRA）、叶间动脉（IRA）的血流频谱后，测得三个连续波形测量参考值，取得平均值数据和图像后，以JPEG压缩方式存储于超声图文工作站。

1.4 统计学处理

采用SPSS11.0统计软件包进行结果分析，计量资料采用x±s表示，两组间比较采用q检验。

2结果

2.1 正常组与早期肾病组肾皮质、髓质IBS、IBS%比较

早期肾病组IBS及IBS%均明显高于正常组，P＜0.05,差异有显著性（表1、2）。

2.2 彩色多普勒结果

正常组与早期肾病组的肾脏彩色血流图显示均为血流丰富型即肾内血流信号从肾主动脉至包膜下呈树枝状分布，采用频谱多普勒测量并计算肾主动脉、段动脉、叶间动脉RI;正常组和早期肾病组各组动脉RI值比较发现：两组MRA、SRA的RI值比较无显著差异；IRA比较有统计学意义，P＜0.01（表3、图1~3）。

3讨论

早期肾病诊断主要依赖于血尿生化检查和肾活组织穿刺病理检查。灰阶超声检查肾脏图像缺乏具有特征性的定量的客观依据，超声诊断易受主观因素的影响，而声学密度定量技术配合彩色多普勒的应用对临床诊断有一定的参考价值。

与传统的超声成像不同，背向散射成像由非常小的散射体的回声构成，因而能通过对背向散射信号的分析，推断出组织结构和功能的变化[3]。有学者认为在低频超声（2.5~5.0 MHz），肾实质内肾小球为主要的散射源[4]。影响超声背向散射强度的因素很多，主要有散射体的浓度（单位体积散射体的多少）、大小、排列方式及其与周围组织间的声抗差（决定于散射体及其周围组织的组成成分）、散射体的弹性（即可压缩性）和发射能量、超声频率等[5]。因此病变时组织中微细结构或称为散射体的改变，有可能使其IBS值发生变化，从而提高超声诊断的敏感性。同时，彩色多普勒血流显像（CDFI）的应用，增加了肾病患者肾脏微血管病变检测的信息量，对早期肾病的诊断具有一定意义。

本研究结果显示：肾脏发生病理改变但是肾功能仍正常的患者的肾皮质及髓质的IBS及IBS%均已发生改变，高于正常组，差异有显著性（P＜0.05），其原因可能为：①对于肾皮质而言，其IBS%的改变主要由肾小球的改变引起。各种原因引起的肾脏损害使肾实质减少，剩余肾单位的肾小球发生代偿性变化，即肾小球毛细血管内压力和流量增加，导致单个肾小球滤过压增加和过度滤过，从而导致肾小球硬化或者纤维化。随着残存肾单位的不断减少，形成恶性循环。同时在肾脏的慢性损害中，不仅肾脏的固有细胞受到损害，并可产生多种细胞因子、生长因子及趋化黏附因子，而且肾脏病变过程中浸润的单核细胞、淋巴细胞及中性粒细胞等亦可产生多种细胞及生长因子等，从而加重肾小球的硬化及纤维化[6]。以上作用的结果使得肾小球的形态、分布、弹性与周围组织的结构关系发生变化，因此它作为散射体使病变肾皮质的声学特征发生改变，使得IBS%增加。②肾小球病变通过多种方式引起肾小管间质的损害，开始为细胞介导的炎症反应，继之出现纤维化病变，炎症细胞的浸润可诱导细胞外基质的产生，致使间质纤维化，继而血运障碍等因素导致肾小管萎缩。肾小管的病理表现为：间质水肿、间质细胞浸润、间质纤维化、肾小管基底膜增厚、小管萎缩、管腔增宽等[7]。在以上改变中，与正常结构相比，胶原纤维和肾小管作为散射体，他们之间的正常比例发生了变化，形态位置关系发生改变，而引起病变区与正常区局部声阻抗的不匹配，使病变IBS%增加。此外，间质水肿、细胞浸润等因素也加重了这一结果。

由于肾具有强大的代偿功能，因此这一病变阶段虽然肾功能并未出现变化，但是肾脏的组织结构已经发生了改变，进而能够通过IBS%值的改变而检测出来。AD以背向散射积分成像技术为基础，监测组织微细结构的背向散射信号的强度，且数据未经检波、对数压缩等处理，故理论上能最大限度地利用组织声学特征来研究组织病理特征[8] 。

本研究采用彩色多普勒各级肾动脉RI定量的方法检测早期肾病的肾脏血流动力学变化，发现小叶间动脉RI变化与正常组有明显差异（P＜0.05）对早期肾病有一定的诊断价值。有报道[9]肾小球肾炎患者Ccr＞50 ml/min进行双核素测定肾小球滤过率（GFR）和肾血流灌注量（ERPF）发现GFR仅轻度下降，但ERPF稍增高，致使滤过分数（EF）明显减少。本组病例中早期肾病肾功能正常Ccr＞50 ml/min。叶间动脉RI偏低，与肾脏血流灌注量稍高相符，早期肾病肾动脉损伤较轻，代偿功能良好，叶间动脉靠近肾实质，容易反映血流灌注变化，原发肾病综合征患者由于大量蛋白尿使血浆胶体渗透压降低，有效血循环量减少，肾血管充盈不足，RI降低。

该研究表明，肾脏功能的差异在于病理类型的差异，在肾小球病变早期，病理变化多种多样，使单位体积内的散射源明显增多。应用AD技术会在一定程度上区分生理和病理状态的差异，从而有利于临床诊断，而彩色多普勒的联合应用作为一种无创、灵敏的超声检查手段，对早期肾病诊断具有一定意义。

[参考文献]

[1]Balen FG, Allen CM, Less WR, et al. Review ultrasound contrast agents [J].clinical Radiology,1994，(2):77.

[2]黄晓玲，陈受田，钟晓明，等.超声背向散射积分对急慢性肾病的诊断价值[J].中华超声影像学杂志，2001，10（2）：89.

[3]Perez JE, Miller JG, Wiciline SA ,et al. Quantitative ultrasonic imaging: Tissue characterization and instantaneous quantification of cardiac function[J].AM J cardiol, 1992,69(20):104.

[4]InsanaMF, Wood JG,Hall TJ.Identifying acoustic scattering surces in normal renal parenchyma in vivo by varying arterial and urethral pressures[J].Ultrasound Med Biol,1992，18(67):587.

[5]朱永胜，钱蕴秋，刘博，等.超声组织定征的仿体研究：不同浓度淀粉悬液的声学密度定量分析[J].中国超声医学杂志，1999，15（11）：801-803.

[6]王海燕.肾脏病学[M].第2版.北京：人民卫生出版社，1996.1630.

[7]陈楠.肾小管间质疾病的诊疗新技术[M].北京：人民军区出版社，2002.91-92.

[8]顾再荣，李军，陈宇翔，等.背向散射积分超声组织定征在尿毒症检测中的初步应用[J].中华超声影像学杂志，1998，7（4）:220-222.

[9]潘中允.临床核医学[M].北京：原子能出版社，1999.316.

（收稿日期：2008-04-21）

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