趙麗，李明星，陳園園，羅志建，陳柯文

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲診斷科，四川瀘州646000）

超聲造影評(píng)價(jià)糖尿病腎病腎功能變化的臨床研究

趙麗，李明星，陳園園，羅志建，陳柯文

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲診斷科，四川瀘州646000）

目的：探討超聲造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）顯像技術(shù)診斷糖尿病腎?。―N）的臨床價(jià)值。方法：選取Mogensen分期為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期的2型糖尿病住院患者45例，其中Ⅰ、Ⅱ期為A組，Ⅲ期為B組，Ⅳ期為C組，每組15例，選取10例健康志愿者為對(duì)照組（N組）。所有受試者行CEUS檢查，并對(duì)感興趣區(qū)域行時(shí)間-強(qiáng)度曲線（TIC）定量分析。結(jié)果：與N組比較，A組曲線下面積（AUC）增大，達(dá)峰時(shí)間（TTP）、平均渡越時(shí)間（MTT）延長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而B組AUC增大、C組AUC減小、B組和C組灌注峰值強(qiáng)度（PI）降低、TTP、MTT延長(zhǎng)及C組Grad增大亦然（P＜0.05）。且上述TIC曲線定量參數(shù)與腎功能生化指標(biāo)尿白蛋白排泄率（UAE）、肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）、尿酸（UA)直線相關(guān)。結(jié)論：CEUS技術(shù)能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映各期DN腎臟微循環(huán)血流灌注的變化，并在一定程度上反映DN腎功能的損害程度。

糖尿病腎病；超聲檢查，多普勒，彩色

現(xiàn)今糖尿?。―iabetic mellitus，DM）是全球的常見病和多發(fā)病，而糖尿病腎?。―iabetic nephropathy，DN）是DM的嚴(yán)重并發(fā)癥，有三分之一的DM患者有發(fā)展為DN的可能[1]，DN也是導(dǎo)致慢性腎臟疾病及終末期腎臟疾病的高危原因之一，并與心血管疾病的高發(fā)病率及死亡率有關(guān)[2-3]，且隨著DM發(fā)病率的上升DN患者也逐年增多[4]。因此臨床需要尋找能夠更早期、無創(chuàng)、敏感的評(píng)價(jià)DM腎功能損害的方法。本研究運(yùn)用超聲造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）顯像技術(shù)監(jiān)測(cè)DN患者各期腎臟血流灌注狀態(tài)，探討CEUS顯像診斷DN的臨床價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 一般資料

病例組選取我院內(nèi)分泌科2013年7月—2014年12月2型DM住院患者45例，男23例，女22例，年齡40～65歲，平均（50.3±6.7）歲。既往均有2型DM病史，無其他腎臟疾患（如急慢性腎小球腎炎、腎動(dòng)脈狹窄等）或高血壓、泌尿系感染、心臟功能衰竭等病變。根據(jù)Mogensen分期以尿白蛋白排泄率（Urinary albumin excretion rate，UAE）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)將患者分為3組，每組各15例：A組，UAE≤30mg/24h，DN為Ⅰ、Ⅱ期；B組，UAE在＞30～300 mg/24 h之間，DN為Ⅲ期；C組，UAE＞300 mg/24 h，此時(shí)臨床出現(xiàn)明顯的白蛋白尿，DN為Ⅳ期。選取年齡、身高、體質(zhì)量相匹配的10例健康志愿者為對(duì)照組（N組）。

1.2 CEUS定量分析

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法

Philips IU22彩色多普勒超聲診斷儀，諧波造影模式，選取C5-1超聲探頭，采用儀器內(nèi)置的QLAB分析軟件對(duì)腎皮質(zhì)的造影結(jié)果進(jìn)行定量分析。造影劑采用聲諾維（SonoVue）。

受試者于CEUS前取血標(biāo)本行血尿素氮（Blood urea nitrogen，BUN）、血肌酐（Creatinine，Cr）、尿酸（Uric acid，UA）及UAE等生化檢查。隨后均取俯臥位，將超聲探頭置于受試者背側(cè)先行灰階二維超聲觀察雙腎位置、形態(tài)、大小、包膜、實(shí)質(zhì)回聲。并排除單側(cè)腎臟差距較大者，如孤立腎、單側(cè)腎萎縮、腎臟局灶或彌漫性病變等。并保持以上體位不變，在諧波造影模式下，取左腎最大切面后保持探頭位置、方向恒定，并要求受試者屏氣，盡量減小或避免呼吸導(dǎo)致的影響。

造影劑使用前向凍干粉中注入注射用生理鹽水5 mL，用力振搖均勻，使其稀釋為5 mL微泡混懸液。將抽取的1.2 mL造影劑微泡混懸液團(tuán)注入肘靜脈，同時(shí)啟動(dòng)圖像采集，隨后推注生理鹽水5 mL。實(shí)時(shí)觀察3 min內(nèi)腎皮質(zhì)造影劑回聲強(qiáng)度的改變情況。不同研究對(duì)象造影時(shí)均固定超聲儀器設(shè)置條件，即諧波發(fā)射頻率固定在8 Hz，機(jī)械指數(shù)0.07，聚焦深度6 cm，增益85%。檢查完成后，統(tǒng)一采用DICOM格式保存腎皮質(zhì)灌注不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

1.2.2 圖像處理

用儀器內(nèi)置的QALB軟件分析感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI）內(nèi)的造影劑微泡回聲的量隨時(shí)間的變化，生成造影劑時(shí)間-強(qiáng)度曲線（Timeintensity curve，TIC）。選用5 mm×5 mm的正方形ROI取樣框，置于左腎中部皮質(zhì)，且該區(qū)域應(yīng)與聲束垂直，不同研究對(duì)象之間ROI盡量維持在相同深度及位置，選取腎的固定結(jié)構(gòu)為參照物。每部位的ROI重復(fù)分析3次，取其平均值。通過伽馬擬合，TIC曲線可以得出一系列反映腎皮質(zhì)血流灌注的定量參數(shù)，包括曲線下面積（Area under the curve，AUC）、灌注峰值強(qiáng)度（Peak intensity，PI）、平均渡越時(shí)間（Mean transit time，MTT）、達(dá)峰時(shí)間（Time to peak，TTP）、曲線上升支斜率（Gradient between start frame to peak frame，Grad）。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

該研究所得數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，各參數(shù)值符合正態(tài)分布，并以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，多組數(shù)據(jù)間的比較采用單因素方差分析。各組間TIC定量參數(shù)值及其對(duì)應(yīng)的腎功能指標(biāo)的相關(guān)性采用直線相關(guān)分析，并計(jì)算其相關(guān)系數(shù)r值，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 臨床資料結(jié)果

A、B、C組UAE與N組比較，A組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，B、C組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；A、B、C組BUN、Cr、UA與N組比較，A、B組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，C組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

2.2 CEUS檢查各組腎皮質(zhì)血流灌注觀察結(jié)果及

TIC曲線定量參數(shù)分析

所有受試者順利完成CEUS檢查并無任何不良反應(yīng)。

2.2.1 CEUS檢查各組腎皮質(zhì)血流灌注觀察結(jié)果

注入聲諾維后腎動(dòng)脈、腎皮質(zhì)、腎髓質(zhì)依次增強(qiáng)，至全腎呈“火球樣”改變。腎皮質(zhì)灌注的TIC曲線為有上升支、峰值及下降支的不對(duì)稱單峰曲線，但N組腎皮質(zhì)TIC曲線上升陡直，并迅速到達(dá)峰值強(qiáng)度（圖1）。注射造影劑后，與N組相比，A組腎皮質(zhì)TIC曲線視覺上未見明顯差異（圖2）；B、C組TIC曲線上升平緩、圓鈍（圖3，4）。

Table 1Analysis of indexes of renal function in each group(x±s)

圖1 N組TIC曲線上升陡直并迅速達(dá)到峰值強(qiáng)度。圖2A組TIC曲線上升陡直并迅速達(dá)到峰值強(qiáng)度。Figure1.TICofgroupNascended steeply and reached to peak intensity quickly.Figure 2.TIC of group A ascended steeply and reached to peak intensity quickly.

2.2.2 腎皮質(zhì)CEUS各定量灌注參數(shù)分析

A、B、C組腎皮質(zhì)TIC曲線定量參數(shù)與N組相比，TTP、MTT延長(zhǎng)，B、C組PI減小，A、B組AUC增大，C組AUC減小及Grad增大，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

2.3 各組間TIC曲線定量參數(shù)及與其對(duì)應(yīng)的腎功

能指標(biāo)的直線相關(guān)分析

TIC曲線定量參數(shù)與腎功能生化指標(biāo)存在直線相關(guān)，TTP、MTT、Grad與UAE、Cr、BUN、UA正相關(guān)，AUC、PI與UAE、Cr、BUN、UA負(fù)相關(guān)（表3）。

圖3 B組TIC曲線上升平緩，并緩慢到達(dá)峰值強(qiáng)度。圖4C組TIC曲線上升更平緩，到達(dá)峰值強(qiáng)度更緩慢。Figure 3.TIC of group B ascended gently,and reached to peak intensity slowly.Figure 4.TIC of group C ascended more gently, and reached to peak intensity more slowly.

Table 2Comparison of parameters of TIC of renal cortex in each group(x±s)

Table 3The correlation between parameters of TIC of renal cortex and the indexes of renal function

3 討論

DN是DM的嚴(yán)重微血管并發(fā)癥之一，其也是導(dǎo)致慢性腎臟疾病及終末期腎臟疾病的高危原因之一。目前常用的監(jiān)測(cè)方法有生化檢查、腎組織穿刺活檢、腎圖、二維及彩色血流顯像技術(shù)等，但其臨床作用均受到不同程度的限制。如生化指標(biāo)BUN、Cr等只能反映總體腎功能的情況，不能分別體現(xiàn)單腎的功能情況，且本研究中也發(fā)現(xiàn)在生化指標(biāo)BUN、Cr等出現(xiàn)改變之前，UAE已經(jīng)明顯升高，據(jù)報(bào)道當(dāng)UAE＜200 mg/min時(shí)，及時(shí)正確的治療可以使腎功能恢復(fù)正常[5]。

DM早期腎臟受損的重要機(jī)制是腎臟的高灌注、高濾過[6-7]，因此，腎臟微小血管結(jié)構(gòu)和功能損傷在DN的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用[8]，而CEUS是一種無創(chuàng)的新技術(shù)，其在顯示腎臟微小血管血流灌注方面有明顯優(yōu)勢(shì)而被應(yīng)用于各種腎臟疾病中[9-11]，采用超聲造影劑做為紅細(xì)胞示蹤劑，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示腎實(shí)質(zhì)微循環(huán)血流灌注充盈-廓清的過程，且通過其內(nèi)置的定量軟件分析ROI內(nèi)的造影劑微泡回聲的量隨時(shí)間的變化，生成TIC，并獲得TIC定量參數(shù)，以量化的方式客觀準(zhǔn)確反映腎皮質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)改變[12]。Dong等[13]、Dai等[7]、Wang等[14]的研究也表明CEUS技術(shù)是通過腎皮質(zhì)TIC曲線參數(shù)的變化來監(jiān)測(cè)DN患者腎功能改變。

本研究將UAE正常的DM患者也納入分組進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)UAE≤30 mg/24 h時(shí)，CEUS技術(shù)就能區(qū)分N、A組，即反映腎皮質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)改變，此時(shí)A組AUC增大，TTP、MTT延長(zhǎng)，可能是因?yàn)镈NⅠ、Ⅱ期時(shí)，腎小球?yàn)V過膜屏障還并未受損，但腎內(nèi)小血管阻力已有所增高，進(jìn)入腎皮質(zhì)的造影劑微泡因單位時(shí)間內(nèi)血流灌注速率及清除速度有所減慢，灌注時(shí)間延長(zhǎng)而部分淤積于腎臟毛細(xì)血管內(nèi)。在B組，即UAE出現(xiàn)異常時(shí)，PI降低明顯，AUC增大及TTP、MTT延長(zhǎng)明顯，可能是因?yàn)槟I小球?yàn)V過膜屏障受損，高濾過高灌注更加明顯，以致單位時(shí)間內(nèi)血流灌注速率及清除速度減慢，灌注時(shí)間延長(zhǎng)，血流逐漸淤積，從而致局部血容量增多，此時(shí)大量造影劑微泡也淤積于腎臟細(xì)小血管內(nèi)導(dǎo)致。而在C組，即UAE、Cr、BUN、UA均出現(xiàn)異常時(shí)，此時(shí)臨床上已經(jīng)出現(xiàn)明顯白蛋白尿，AUC反而降低，Grad增大，表明隨著DN的進(jìn)展，進(jìn)入腎臟微循環(huán)造影劑的數(shù)量減少，造影劑灌注速度明顯減慢，局部血流量也明顯減少。

綜上，CEUS技術(shù)能較靈敏地反映DN腎臟微循環(huán)血流灌注變化，并能在一定程度上反映腎功能的損害程度，且TIC曲線定量參數(shù)TTP、AUC、MTT可能是反映DNⅠ、Ⅱ期腎臟血流灌注改變的特異性指標(biāo)，此為臨床早期診斷DN提供新思路。但目前該技術(shù)缺乏統(tǒng)一的參數(shù)指標(biāo)，還需加大樣本量及結(jié)合DN病理改變進(jìn)一步分析、研究。

[1]Fiorentio L,Cavalera M,Menini S,et al.Loss of TIMP3 underlies diabetic nephropathy via FoxO1/STAT1 interplay[J].EMBO Mol Med,2013,5(3):441-455.

[2]Bhalla V,Velez MG,Chertow GM.A transcriptional blueprint for human and murine diabetic kidney disease[J].Diabetes,2013,62 (1):31-33.

[3]Agarwal R,Duffin KL,Laska D A,et al.A prospective study of multipleproteinbiomarkerstopredictprogressionindiabetic chronic kidney disease[J].Nephro Dial Transplant,2014,29(12): 2293-2302.

[4]de Boer IH,Rue TC,Hall YN,et al.Temporal trends in the prevalence of diabetic kidney disease in the united states[J].JAMA,2011,305(24):2532-2539.

[5]Jerums G,Premaratne E,Panagiotopoulos S,et al.New and old markers of progression of diabetic nephropathy[J].Diabetes Res Clin Pract,2008,82(Suppl 1):30-37.

[6]Lee JH,Kim SS,Kim IJ,et al.Clinical implication of plasma and urine YKL-40,as a proinflammatory biomarker,on early stage of nephropathy in type 2 diabetic patients[J].J Diabtes Complications,2012,26(4):308-312.

[7]Dai HY,Zheng M,Tang RN,et al.Effects of angiotensin receptor blocker on phenotypic alterations of podocytes in early diabetic nephropathy[J].Am J Med Sci,2011,341(3):207-214.

[8]Ma F,Cang Y,Zhao B,et al.Contrast-enhanced ultrasound with SonoVue could accurately assess the renal microvascular perfusion in diabetic kidney damage[J].Nephrol Dial Transplant,2012,27 (7):2891-2898.

[9]Mcarthur C,Baxter GM.Current and potential renal applications of contrast-enhanced ultrasound[J].Clin Radiol,2012,67(9): 909-922.

[10]Xu HX.Era of diagnostic and interventional ultrasound[J].World J Radiol,2011,3(5):141-146.

[11]李明星，羅志建，陳曉梅，等.超聲造影與核素腎動(dòng)態(tài)顯像在評(píng)價(jià)兔腎缺血再灌注損傷中的對(duì)比研究[J].瀘州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，34（5）：607-611.

[12]Farina R,Pennisi F,La Rosa M,et al.Functional study of the transplanted kidney with power Doppler US and time/intensity curves[J].Radiol Med,2007,112(1):64-73.

[13]Dong Y,Wang WP,Lin P,et al.Assessment of renal perfusion with contrast-enhanced ultrasound:Preliminary results in early diabetic nephropathies[J].Clin Hemorheol Microcirc,2015，62（2016）:229-238.

[14]Wang L,Wu J,Cheng JF,et al.Diagnostic value of quantitative contrast-enhanced ultrasound for early detection of renal hyperperfusion in diabetic kidney disease[J].J Nephrol,2015, 28(6):669-678.

The clinical research of contrast-enhanced ultrasound in assessment of renal function of diabetic nephropathy

ZHAO Li,LI Ming-xing,CHEN Yuan-yuan,LUO Zhi-jian,CHEN Ke-wen
(Department of Ultrasound Diagnosis,First Affiliated Hospital of Southwest Medical University,Luzhou Sichuan 646000,China)

Objective:To investigate the clinical value of contrast-enhanced ultrasound(CEUS)imaging technique in diabetic nephropathy(DN).Methods:Forty-five patients with type 2 diabetes mellitus were divided into group A with DN stagesⅠandⅡ,group B with DN stageⅢand group C with DN stageⅣ.There were fifteen patients in each group.Ten volunteers were enrolled as control group(group N).All subjects underwent CEUS examination,and quantitative analysis was performed on time-intensity curves(TIC)of region of interest.Results:Compared with group N,AUC,TTP,MTT in group A were increased.AUC in group B was increased and in group C was decreased,PI in group B and C were decreased,TTP and MTT were increased,and Grad in group C was increased(All P＜0.05).And there were linear correlation between parameters of TIC and indexes of renal function which included UAE,Cr,BUN,UA.Conclusion:CEUS could observe the changes of renal microvascular perfusion of DN in a real-time and dynamic manner,and reflect the extent of the injury of renal function of DN to a certain extent.

Diabetic nephropathies;Ultrasonography,Doppler,color

R692；R587.1；R445.1

A

1008-1062（2016）10-0732-04

2016-02-03

趙麗（1987-），女，四川眉山人，醫(yī)師。E-mail：18308312786@163.com

李明星，西南醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院超聲診斷科，646000。E-mail：lmx526@sina.com

四川省科技廳與瀘州市人民政府、瀘州醫(yī)學(xué)院聯(lián)合科研基金（編號(hào)14JC0187）。