在醫學領域，急性腎損傷（AKI）一直是一個備受關注的難題。它發病率高、危害大，嚴重威脅著患者的健康和生命。近年來，超聲超分辨率成像（USSRI）技術的出現，為AKI的診斷帶來了新的曙光。下面，讓我們一起深入了解這項技術在AKI診斷中的奧秘。

研究背景與技術挑戰
急性腎損傷
急性腎損傷（AKI）是一種常見的臨床綜合征，在住院患者中的發病率高達20%。AKI的病因多樣，機制復雜，具有高發病率、高死亡率的特點。研究發現，腎組織微循環障礙是AKI發生和發展的重要原因，準確評估腎微循環并及時干預，是防治AKI的關鍵策略。從病理生理角度來看，腎臟作為人體重要的排泄和代謝器官，其微循環系統負責為腎實質細胞提供充足的氧氣和營養物質，同時帶走代謝廢物。當微循環出現障礙時，腎細胞會因缺血、缺氧而發生損傷，進而影響腎臟的正常功能。而且，AKI的發生往往較為隱匿，早期癥狀不明顯，容易被忽視，一旦病情進展，治療難度將大大增加。

現有成像技術的困境
目前，增強計算機斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）等多種成像技術可用于評估腎臟微血管和灌注情況，但基于碘的造影劑會加重AKI患者的腎損傷。因為AKI患者的腎臟本身功能已經受損，對造影劑的代謝和排泄能力下降，碘造影劑可能會在腎臟內積聚，進一步損傷腎臟細胞，導致腎功能惡化。

超聲成像（US）雖然具有安全、無創、經濟、便捷等優勢，但傳統腎臟超聲只能評估腎小葉間動脈以上分支的血流參數，難以評估腎皮質血流。腎皮質是腎臟進行濾過和重吸收等重要功能的部位，其血流情況對于判斷腎臟功能至關重要，傳統超聲的這一局限使得其在評估腎臟功能方面存在不足。新興的超聲造影（CEUS）技術雖能半定量評估腎微循環，但二維超聲成像受聲波衍射限制，無法顯示微小血管，在無創評估腎臟微血管變化方面仍存在局限性。聲波衍射會使超聲信號發生散射和干擾，導致微小血管的成像模糊或無法顯示，這就限制了超聲造影對腎臟微血管的精細觀察。

技術創新與應用
超聲超分辨率成像技術原理
超聲超分辨率成像（SRI）技術應運而生，它受光學超分辨率成像啟發，通過對血管內超聲造影劑的精確定位，實現對微血管的無創顯示。SRI技術能夠以極高的速度在極短時間內捕捉圖像并追蹤微泡運動軌跡，自動生成活體組織微血管圖像，其空間分辨率可達100μm，能識別微米級血管，為腎微循環的評估提供了新途徑。SRI技術利用了超聲造影劑微泡在血管內的獨特聲學特性。當微泡受到超聲激發時，會產生強烈的散射信號，通過對這些信號的精確檢測和分析，結合先進的算法，能夠確定微泡的位置，從而重建出微血管的圖像。這種技術突破了傳統超聲分辨率的限制，使得對微小血管的觀察成為可能。

SRI在多種疾病診斷中的探索
近年來，SRI技術在多種疾病診斷中展現出潛力。在甲狀腺結節和乳腺腫塊的鑒別診斷中，能夠清晰顯示病變微血管特征，輔助醫生判斷病變性質。甲狀腺結節和乳腺腫塊的良惡性鑒別一直是臨床診斷的難點，傳統檢查方法存在一定的誤診率。SRI技術通過觀察病變組織內微血管的分布、形態和密度等特征，可以為醫生提供更多的診斷信息，提高診斷的準確性。

對于腎臟疾病，SRI可以無創評估AKI時腎臟微血管的變化，為疾病診斷和治療提供重要依據。而且，造影劑微泡的核心是惰性氣體，可通過肺部呼出，無需經腎臟排泄，對重癥患者無腎毒性，還能在床邊進行檢查，更適合危重癥患者。這一特點使得SRI技術在危重癥患者的腎臟功能監測中具有獨特的優勢，能夠及時、準確地評估腎臟微循環情況，為臨床治療提供及時的指導。

成像實驗與結果分析
研究對象與實驗流程
研究62例膿毒癥患者，其中38例患有膿毒癥相關AKI（AKI組），24例膿毒癥但未發生AKI（對照組）。AKI的診斷依據腎臟病改善全球預后標準，排除了AKI 3-5期、既往有慢性腎臟病等患者。對照組患者的血清肌酐（Scr）、腎小球濾過率（eGFR）等指標均在正常范圍，且無泌尿系統疾病史和泌尿系統超聲檢查正常。選擇膿毒癥患者作為研究對象，是因為膿毒癥是導致AKI的常見病因之一，通過對這部分患者的研究，可以更有針對性地探討SRI技術在AKI診斷中的應用價值。

研究中，所有患者均接受二維超聲（2D-US）、彩色多普勒血流成像（CDFI）和超聲造影（CEUS）檢查，檢查時，患者取俯臥位，測量腎臟大小、實質厚度、皮質厚度和葉間動脈血流阻力指數等參數，并對腎血流灌注進行半定量分級。在首次超聲造影檢查15分鐘后，待造影劑基本消失，再次經肘靜脈注射進行SRI檢查，采集4秒動態圖像，計算腎皮質微血管密度。詳細而規范的實驗流程確保了研究結果的準確性和可靠性，各個檢查環節和參數測量都經過精心設計，以最大程度地獲取有價值的信息。

實驗結果解讀
在超聲和超聲造影參數方面，AKI組與對照組的腎臟大小、實質厚度、皮質厚度和腎血流灌注無顯著差異，但AKI組葉間動脈RI升高。TIC參數顯示，AKI組的達峰時間平均通過時間高于對照組，峰值強度和曲線下面積低于對照組。這表明AKI患者腎臟雖無明顯形態異�；蜓�流減少，但腎皮質微循環灌注顯著降低。葉間動脈血流阻力指數升高反映了腎臟血管阻力增加，可能是由于腎臟微循環障礙導致血管收縮或狹窄。達峰時間和平均通過時間延長，峰值強度和曲線下面積降低，進一步說明了腎皮質微循環血流速度減慢，灌注量減少，腎臟的血液供應和代謝功能受到影響。

SRI檢查結果顯示，AKI組腎皮質微血管密度顯著低于對照組，且AKI組腎皮質微血管密度與血清肌酐呈顯著負相關。這意味著SRI技術能夠直觀、定量地評估AKI患者腎皮質微循環障礙的嚴重程度，且腎皮質微血管密度越低，血清肌酐越高，病情可能越嚴重。腎皮質微血管密度的降低直接反映了腎臟微血管的損傷和減少，這與AKI的病理生理過程相符合。而微血管密度與血清肌酐的負相關關系為臨床醫生提供了一個重要的量化指標，有助于更準確地判斷患者的病情和預后。

總結與展望
與傳統超聲、彩色多普勒血流成像、超聲造影相比，超聲超分辨率成像結合超聲造影，能以約100微米分辨率無創顯示AKI患者腎微循環特征，輔助鑒別膿毒癥患者是否患AKI。當前AKI診斷依賴的血清肌酐并非敏感指標，SRI可在血清肌酐升高前發現腎微循環障礙，為早期診斷提供新途徑，利于早期干預，改善患者預后，因為早期腎臟損傷可逆，及時治療能保護腎功能。不過，SRI圖像生成耗時、數據采集困難，限制其臨床廣泛應用，需優化技術和設備。未來還需更多隨訪超聲檢查，通過大規�？v向研究和長時間隨訪，進一步驗證SRI價值，推動其更好地服務臨床。

論文信息
聲明：本文僅用作學術目的。
Huang, X.; Zhang, Y.; Zhou, Q.; Deng, Q. Value of Ultrasound Super-Resolution Imaging for the Assessment of Renal Microcirculation in Patients with Acute Kidney Injury: A Preliminary Study. Diagnostics 2024, 14, 1192.

DOI:10.3390/diagnostics14111192.