移植肾弹性成像检查时需注意的问题

2018-01-06 00:00 来源:丁香园 作者:傅乐
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肾移植术后早期发现移植肾功能异常对于优化免疫抑制治疗、延长移植肾存活期有着重要的意义,目前临床评估的金标准为肾活检,但此有创检查具有许多潜在并发症,包括出血、假性动脉瘤、动静脉瘘等(图 1)。剪切波弹性成像(SWE)可早期发现肾组织纤维化,为患者临床评估提供参考。美国的 McGahan 等对 SWE 在移植肾评估中的应用及挑战进行综述,该文章发表于 2017 年第 9 期的 J Ultrasound Med 上。

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图 1 移植肾活检后动静脉瘘(箭头处)

SWE 是一种通过介质中剪切波速度检测组织硬度的影像学方法,超声 SWE 最早可追溯至 20 世纪 70 年代。超声 SWE 通过间歇高强度、聚焦超声波来引发、追踪组织中的剪切波,进而测量组织硬度。剪切波传播方向与超声波方向垂直(图 2 和图 3)。组织硬度越大,剪切波传播速度越大。作者使用具有 SWE 功能的凸阵探头,增益设置为 80db,深度设置为 2~6 cm(图 4)。SWE 检查前先行灰阶超声及 CDFI 检查,评估移植肾及其周边情况,包括移植肾大小、肾周积液、血肿、血管畸形等。CDFI 区分皮髓质,部分患者可行 B-flow 检查进一步明确皮髓质界限(图 5)。

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图 2 剪切波传播原理示意图。超声波短暂脉冲产生剪切波,后者在组织内以与超声波垂直的方向进行传播,剪切波的传播速度为 m/s,可转化为定量的硬度评分-杨氏模量,以 kPa 计量

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图 3 超声波脉冲产生剪切波,剪切波传播方向与超声波方向垂直

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图 4 移植肾的定性及定量 SWE 结果。图 A 示肾皮质感兴趣区(ROI)选择(皮质中的黄圈);图 B 示肾髓质 ROI 选择(髓质中的黄圈),注意测量肾髓质弹性时,需将 ROI 置于肾锥体处,避开肾柱

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图 5 SWE 检查前超声检查。图 A 示灰阶超声明确移植肾大小及形态特征,评估肾周情况;图 B 示 CDFI 检查明确弓状动脉、区分肾皮髓质;图 C 示 B-flow 成像进一步区分肾皮髓质

SWE 检查时通常患者仰卧,检查过程中保持静止。由于移植肾通常受呼吸影响不大,若检查过程中未出现呼吸导致的运动伪像(图 6),患者无需屏住呼吸。操作者应尽量轻压探头,保证彩色框填满,理想的 SWE 成像如图 7 所示。由于后期定量分析需分别检测肾皮质及髓质感兴趣区的剪切波弹性值,矩形取样框应包括尽量多的肾皮质及髓质。

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图 6 运动伪像。SWE 取样框中的运动伪影可表现为 A 图中的深蓝色平行条纹(黑色箭头)或 B 图中成像框中颜色缺失(白色箭头)

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图 7 理想的 SWE 取样框彩色填充。图 A 和 B 中的取样框彩色均填满至框边缘,且彩色分布不均匀,无运动伪像、无显著探头加压及解剖学异常

移植肾 SWE 成像主要影响因素

1. 组织的各向异性

组织的各向异性是由超声束和组织间相对方向不同所致。肾组织中,肾皮质方向差异不大,其对 SWE 的影响不显著。而肾锥体方向可显著不同,继而导致不同肾锥体与超声束及剪切波的相对方向不同,进而提高或降低剪切波速度,影响 SWE 数值(图 8)。肾脏 SWE 检查中剪切波传播方向与超声束方向垂直,而超声束方向与肾锥体方向可平行、垂直或倾斜(图 9),这导致剪切波在不同肾锥体中传播速度的差异。

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图 8 肾脏 SWE 成像的各向异性。肾皮质、肾锥体与超声束的相对方向不同,垂直于超声束的剪切波在其中的传播速度不同

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图 9 剪切波在肾髓质中的各向异性。剪切波与超声束方向垂直,由于肾锥体的方向不同,剪切波可与肾锥体垂直、平行或倾斜。图 A 示剪切波传播方向与肾锥体相对方向各异;图 B 剪切波传播方向(黑色箭头)与肾锥体 1 方向垂直,而与肾锥体 2 方向平行

2. 血管及尿道压力

肾皮质及髓质血供丰富,因此肾实质受血流灌注影响较大。Gennisson 等证实,猪肾动脉闭塞后 SWE 值显著下降,而猪肾静脉淤血导致 SWE 值显著升高。Grenier 等证实,尿道压力和 SWE 之间呈线性关系:SWE 值随着尿道压力增大而上升。因此,SWE 检查前,需行 CDFI 检查了解有无肾血管畸形,明确肾动脉、肾静脉及弓状动脉阻力指数,区分肾皮髓质。此外,患者 SWE 检查前需排空尿液,尽量减少肾盂肾盏可能对 SWE 的影响。

3. 探头压力

由于移植肾位于盆腔较浅表的位置,其受探头压力的影响较大(图 10)。在较瘦的患者中,由于移植肾距皮肤非常近,探头加压显著影响 SWE 数值。

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图 10 探头加压时 SWE 成像。图 A 示定量分析彩色框中的深暗红色区,系统识别为重度纤维化区。移植肾在皮下较表浅部位,前方无覆盖结构,这使得探头压力可直接传播至移植肾上。因此,操作者在做 SWE 成像时需轻柔加压;图 B 示探头加压的局部弹性值定量 E4 = 27.86kPa。该移植肾距皮肤深度<2 cm,未处于仪器 SWE 检测时的最优深度 2-6 cm。因此,该患者对来自探头局部压力更为敏感。黄色箭头处位于取样框表面,组织受力变形明显

4. 体质指数(BMI)

尽管目前尚无研究对 BMI 与 SWE 的关系进行报道,但作者发现 BMI 指数高的患者 SWE 值总体偏低(图 11)。在 BMI>30 的患者中,SWE 取样框彩色无法填满,或彩色成像质量较差,进一步的定量分析证实 SWE 值较低。作者认为,在向心性肥胖患者中,剪切波到达移植肾前,穿透的组织深度较大,可导致剪切波信号强度显著减弱。因此,肥胖患者的 SWE 值可信度不高。

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图 11 肥胖导致取样框彩色填充缺失。腹部肥胖使皮肤距移植肾距离增加,超声信号减弱,后方结构显示不清等。与之类似,SWE 值在肥胖患者中均下降。图 A 示肾皮质及髓质 SWE 值均下降,取样框深度为 6~8.5 cm,非检测的最优深度 2~6 cm;图 B 示该肥胖患者皮质中感兴趣区 SWE 值减小,由于剪切波信号减弱,取样框彩色填充缺失

综上所述,患者本身特征(肥胖等)、肾脏固有属性(肾脏组织差异、血流动力学特征、血供及尿道压力等)、移植肾位置表浅(易受探头压力影响)均会影响 SWE 检查的准确结果,进而影响操作者对纤维化的判断。

临床实践中,实时超声可及时排除肾盂积水、肾周积液,明确 SWE 成像中取样框位置。CDFI 检查可发现肾动、静脉异常,排除血管狭窄或血栓形成,明确肾皮髓质界限。而由于 SWE 并非适用于所有移植肾患者,因此,SWE 检查前需对患者进行全面的评估。随着经验的积累,SWE 成像在移植肾患者中必将具有广阔的应用前景。

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编辑: 刘德泉

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