超声造影评价糖尿病肾病肾功能变化的临床研究

赵丽，李明星，陈园园，罗志建，陈柯文

（西南医科大学附属第一医院超声诊断科，四川泸州646000）

超声造影评价糖尿病肾病肾功能变化的临床研究

赵丽，李明星，陈园园，罗志建，陈柯文

（西南医科大学附属第一医院超声诊断科，四川泸州646000）

目的：探讨超声造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）显像技术诊断糖尿病肾病（DN）的临床价值。方法：选取Mogensen分期为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期的2型糖尿病住院患者45例，其中Ⅰ、Ⅱ期为A组，Ⅲ期为B组，Ⅳ期为C组，每组15例，选取10例健康志愿者为对照组（N组）。所有受试者行CEUS检查，并对感兴趣区域行时间-强度曲线（TIC）定量分析。结果：与N组比较，A组曲线下面积（AUC）增大，达峰时间（TTP）、平均渡越时间（MTT）延长，差异有统计学意义（P＜0.05），而B组AUC增大、C组AUC减小、B组和C组灌注峰值强度（PI）降低、TTP、MTT延长及C组Grad增大亦然（P＜0.05）。且上述TIC曲线定量参数与肾功能生化指标尿白蛋白排泄率（UAE）、肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）、尿酸（UA)直线相关。结论：CEUS技术能实时动态反映各期DN肾脏微循环血流灌注的变化，并在一定程度上反映DN肾功能的损害程度。

糖尿病肾病；超声检查，多普勒，彩色

现今糖尿病（Diabetic mellitus，DM）是全球的常见病和多发病，而糖尿病肾病（Diabetic nephropathy，DN）是DM的严重并发症，有三分之一的DM患者有发展为DN的可能[1]，DN也是导致慢性肾脏疾病及终末期肾脏疾病的高危原因之一，并与心血管疾病的高发病率及死亡率有关[2-3]，且随着DM发病率的上升DN患者也逐年增多[4]。因此临床需要寻找能够更早期、无创、敏感的评价DM肾功能损害的方法。本研究运用超声造影（Contrast-enhanced ultrasound，CEUS）显像技术监测DN患者各期肾脏血流灌注状态，探讨CEUS显像诊断DN的临床价值。

1 材料与方法

1.1 一般资料

病例组选取我院内分泌科2013年7月—2014年12月2型DM住院患者45例，男23例，女22例，年龄40～65岁，平均（50.3±6.7）岁。既往均有2型DM病史，无其他肾脏疾患（如急慢性肾小球肾炎、肾动脉狭窄等）或高血压、泌尿系感染、心脏功能衰竭等病变。根据Mogensen分期以尿白蛋白排泄率（Urinary albumin excretion rate，UAE）作为评价指标将患者分为3组，每组各15例：A组，UAE≤30mg/24h，DN为Ⅰ、Ⅱ期；B组，UAE在＞30～300 mg/24 h之间，DN为Ⅲ期；C组，UAE＞300 mg/24 h，此时临床出现明显的白蛋白尿，DN为Ⅳ期。选取年龄、身高、体质量相匹配的10例健康志愿者为对照组（N组）。

1.2 CEUS定量分析

1.2.1 实验仪器与方法

Philips IU22彩色多普勒超声诊断仪，谐波造影模式，选取C5-1超声探头，采用仪器内置的QLAB分析软件对肾皮质的造影结果进行定量分析。造影剂采用声诺维（SonoVue）。

受试者于CEUS前取血标本行血尿素氮（Blood urea nitrogen，BUN）、血肌酐（Creatinine，Cr）、尿酸（Uric acid，UA）及UAE等生化检查。随后均取俯卧位，将超声探头置于受试者背侧先行灰阶二维超声观察双肾位置、形态、大小、包膜、实质回声。并排除单侧肾脏差距较大者，如孤立肾、单侧肾萎缩、肾脏局灶或弥漫性病变等。并保持以上体位不变，在谐波造影模式下，取左肾最大切面后保持探头位置、方向恒定，并要求受试者屏气，尽量减小或避免呼吸导致的影响。

造影剂使用前向冻干粉中注入注射用生理盐水5 mL，用力振摇均匀，使其稀释为5 mL微泡混悬液。将抽取的1.2 mL造影剂微泡混悬液团注入肘静脉，同时启动图像采集，随后推注生理盐水5 mL。实时观察3 min内肾皮质造影剂回声强度的改变情况。不同研究对象造影时均固定超声仪器设置条件，即谐波发射频率固定在8 Hz，机械指数0.07，聚焦深度6 cm，增益85%。检查完成后，统一采用DICOM格式保存肾皮质灌注不同时间点的数据。

1.2.2 图像处理

用仪器内置的QALB软件分析感兴趣区域（Region of interest，ROI）内的造影剂微泡回声的量随时间的变化，生成造影剂时间-强度曲线（Timeintensity curve，TIC）。选用5 mm×5 mm的正方形ROI取样框，置于左肾中部皮质，且该区域应与声束垂直，不同研究对象之间ROI尽量维持在相同深度及位置，选取肾的固定结构为参照物。每部位的ROI重复分析3次，取其平均值。通过伽马拟合，TIC曲线可以得出一系列反映肾皮质血流灌注的定量参数，包括曲线下面积（Area under the curve，AUC）、灌注峰值强度（Peak intensity，PI）、平均渡越时间（Mean transit time，MTT）、达峰时间（Time to peak，TTP）、曲线上升支斜率（Gradient between start frame to peak frame，Grad）。

1.3 统计方法

该研究所得数据采用SPSS 13.0统计软件分析，各参数值符合正态分布，并以均数±标准差（x±s）表示，多组数据间的比较采用单因素方差分析。各组间TIC定量参数值及其对应的肾功能指标的相关性采用直线相关分析，并计算其相关系数r值，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料结果

A、B、C组UAE与N组比较，A组差异无统计学意义，B、C组差异有统计学意义；A、B、C组BUN、Cr、UA与N组比较，A、B组差异无统计学意义，C组差异有统计学意义（表1）。

2.2 CEUS检查各组肾皮质血流灌注观察结果及

TIC曲线定量参数分析

所有受试者顺利完成CEUS检查并无任何不良反应。

2.2.1 CEUS检查各组肾皮质血流灌注观察结果

注入声诺维后肾动脉、肾皮质、肾髓质依次增强，至全肾呈“火球样”改变。肾皮质灌注的TIC曲线为有上升支、峰值及下降支的不对称单峰曲线，但N组肾皮质TIC曲线上升陡直，并迅速到达峰值强度（图1）。注射造影剂后，与N组相比，A组肾皮质TIC曲线视觉上未见明显差异（图2）；B、C组TIC曲线上升平缓、圆钝（图3，4）。

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

图1 N组TIC曲线上升陡直并迅速达到峰值强度。图2A组TIC曲线上升陡直并迅速达到峰值强度。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 肾皮质CEUS各定量灌注参数分析

A、B、C组肾皮质TIC曲线定量参数与N组相比，TTP、MTT延长，B、C组PI减小，A、B组AUC增大，C组AUC减小及Grad增大，差异均有统计学意义（表2）。

2.3 各组间TIC曲线定量参数及与其对应的肾功

能指标的直线相关分析

TIC曲线定量参数与肾功能生化指标存在直线相关，TTP、MTT、Grad与UAE、Cr、BUN、UA正相关，AUC、PI与UAE、Cr、BUN、UA负相关（表3）。

图3 B组TIC曲线上升平缓，并缓慢到达峰值强度。图4C组TIC曲线上升更平缓，到达峰值强度更缓慢。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 讨论

DN是DM的严重微血管并发症之一，其也是导致慢性肾脏疾病及终末期肾脏疾病的高危原因之一。目前常用的监测方法有生化检查、肾组织穿刺活检、肾图、二维及彩色血流显像技术等，但其临床作用均受到不同程度的限制。如生化指标BUN、Cr等只能反映总体肾功能的情况，不能分别体现单肾的功能情况，且本研究中也发现在生化指标BUN、Cr等出现改变之前，UAE已经明显升高，据报道当UAE＜200 mg/min时，及时正确的治疗可以使肾功能恢复正常[5]。

DM早期肾脏受损的重要机制是肾脏的高灌注、高滤过[6-7]，因此，肾脏微小血管结构和功能损伤在DN的发生发展中具有重要作用[8]，而CEUS是一种无创的新技术，其在显示肾脏微小血管血流灌注方面有明显优势而被应用于各种肾脏疾病中[9-11]，采用超声造影剂做为红细胞示踪剂，实时动态地显示肾实质微循环血流灌注充盈-廓清的过程，且通过其内置的定量软件分析ROI内的造影剂微泡回声的量随时间的变化，生成TIC，并获得TIC定量参数，以量化的方式客观准确反映肾皮质血流动力学改变[12]。Dong等[13]、Dai等[7]、Wang等[14]的研究也表明CEUS技术是通过肾皮质TIC曲线参数的变化来监测DN患者肾功能改变。

本研究将UAE正常的DM患者也纳入分组进行研究，发现当UAE≤30 mg/24 h时，CEUS技术就能区分N、A组，即反映肾皮质血流动力学改变，此时A组AUC增大，TTP、MTT延长，可能是因为DNⅠ、Ⅱ期时，肾小球滤过膜屏障还并未受损，但肾内小血管阻力已有所增高，进入肾皮质的造影剂微泡因单位时间内血流灌注速率及清除速度有所减慢，灌注时间延长而部分淤积于肾脏毛细血管内。在B组，即UAE出现异常时，PI降低明显，AUC增大及TTP、MTT延长明显，可能是因为肾小球滤过膜屏障受损，高滤过高灌注更加明显，以致单位时间内血流灌注速率及清除速度减慢，灌注时间延长，血流逐渐淤积，从而致局部血容量增多，此时大量造影剂微泡也淤积于肾脏细小血管内导致。而在C组，即UAE、Cr、BUN、UA均出现异常时，此时临床上已经出现明显白蛋白尿，AUC反而降低，Grad增大，表明随着DN的进展，进入肾脏微循环造影剂的数量减少，造影剂灌注速度明显减慢，局部血流量也明显减少。

综上，CEUS技术能较灵敏地反映DN肾脏微循环血流灌注变化，并能在一定程度上反映肾功能的损害程度，且TIC曲线定量参数TTP、AUC、MTT可能是反映DNⅠ、Ⅱ期肾脏血流灌注改变的特异性指标，此为临床早期诊断DN提供新思路。但目前该技术缺乏统一的参数指标，还需加大样本量及结合DN病理改变进一步分析、研究。

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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

赵丽（1987-），女，四川眉山人，医师。E-mail：18308312786@163.com

李明星，西南医科大学附属第一医院超声诊断科，646000。E-mail：lmx526@sina.com

四川省科技厅与泸州市人民政府、泸州医学院联合科研基金（编号14JC0187）。