楊征宇，楊光，袁小東

解放軍第309醫(yī)院 a. 西山門診部；b. 放射科，北京 100091

引言

99mTc-DTPA腎動態(tài)顯像的Gates法是目前測定腎小球?yàn)V過率（Glomerular Filtration Rate，GFR）的臨床標(biāo)準(zhǔn)（Gates-GFR）。在Gates法中，靜脈注射放射性藥物99mTc-DTPA一段時(shí)間后檢測藥物在腎臟的放射性計(jì)數(shù)從而計(jì)算GFR[1]。CT增強(qiáng)檢查所用碘對比劑，如碘普羅胺或碘海醇的腎臟排泄，與99mTc-DTPA相似，即自由濾過鮑曼氏膠囊，在腎小管沒有分泌或重吸收[2-3]。因此，碘對比劑也是很好的GFR示蹤劑。由于碘對比劑濃度與CT值呈線性關(guān)系[4-5]，腎臟內(nèi)碘對比劑的數(shù)量可通過腎體積和CT的強(qiáng)化值的乘積（Products of Volume and Enhancement，VE）來估算，該乘積即有可能被用來評估腎小球?yàn)V過率[6]。以往基于Patlak圖形分析法的CT腎功能成像原理復(fù)雜、測量結(jié)果可靠性差并且輻射劑量大，一直未能用于臨床[7-10]。常規(guī)增強(qiáng)CT通常包括動脈期、靜脈期和實(shí)質(zhì)期，本研究旨在比較這三期CT圖像在描述腎功能時(shí)的準(zhǔn)確性。

1 研究方法

1.1 受試對象

該前瞻性研究經(jīng)我院機(jī)構(gòu)審查委員會批準(zhǔn)，并獲得所有患者的書面知情同意書。在2016年9月至2017年2月期間，先前曾接受過超聲檢查或CT平掃的56例候選患者被前瞻性納入本項(xiàng)研究。納入標(biāo)準(zhǔn)為：① 存在腎臟疾病，并申請CT增強(qiáng)評估和99mTc-DTPA動態(tài)顯像檢查；② 無碘對比劑應(yīng)用禁忌。排除標(biāo)準(zhǔn)為：① CT檢查時(shí)無法合作（1名受試者）；②99mTc-DTPA動態(tài)成像未在CT檢查前24 h內(nèi)未進(jìn)行（2名受試者）；③ 存在明顯的對比劑外滲（1名受試者）。最終52例患者（26個(gè)病變腎臟）被納入本項(xiàng)研究進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 平均年齡 （42.7±10.3）歲，范圍25～74歲，男性33例，女性19例。26個(gè)病變腎臟包含：17例腎臟腫瘤（10例腎透明細(xì)胞癌，2例乳頭狀腎細(xì)胞癌，5例腎血管平滑肌脂肪瘤），6例結(jié)石，3例腎結(jié)核。

1.2 C T掃描協(xié)議

所有患者在CT檢查前30 min被要求排空膀胱并飲用600 mL水。本研究采用320排CT掃描儀（Aquilion ONE，東芝醫(yī)療系統(tǒng)公司，日本Otawara）。首先，從左側(cè)膈頂?shù)綈u骨聯(lián)合處獲得腹部的平掃CT。然后，以0.5 mL/s的劑量通過肘靜脈注射0.8 mL/kg的注射劑，接著以相同的速率注射20 mL的鹽溶液（Iopromide，370 mgI/mL，Bayer Schering，德國柏林）。開始注射對比劑后大約10 s，以2 s為間隔進(jìn)行跟蹤掃描，監(jiān)測腹主動脈管腔中對比劑的濃度。觸發(fā)閾值預(yù)設(shè)為250 HU，當(dāng)主動脈管腔內(nèi)CT值大于或等于250 HU時(shí)，進(jìn)行動脈期圖像采集（屏氣采集）。動脈期采集30 s后采集靜脈期圖像。然后，腎實(shí)質(zhì)期在動脈期采集后100 s進(jìn)行采集。CT掃描參數(shù)如下：0.5 mm×64檢測器，螺距因子=0.828，100 kV，自動管電流調(diào)制，0.35 s旋轉(zhuǎn)時(shí)間，F(xiàn)OV=350 mm，3 mm厚度，3 mm間隔用于圖像重建。原始數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代重建（AIDR3D）以在劑量減少情況下保持較好的圖像質(zhì)量。記錄每位患者的輻射劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP）。

1.3 圖像后處理和C T腎功能評估

將CT三期增強(qiáng)圖像和平掃圖像一并發(fā)送至Vital Workstation（Vitrea version 6.0，Vital Images，Minnetonka，MN，USA）。對每一期CT圖像均進(jìn)行如下處理：使用器官選擇工具自動選擇整個(gè)腎臟（包括腎實(shí)質(zhì)，腎內(nèi)收集系統(tǒng)和腎盂），然后在必要時(shí)手動編輯，使用編輯工具在軸向圖像上排除病變（腫瘤，結(jié)石和囊腫）、鄰近器官以及腎門血管[5]。每個(gè)腎的體積（Volk）和平均CT值（HUnephr）由軟件自動確定。腎臟的基線CT值（HUprecontr）是通過在腎門水平處對腎臟輪廓的手繪感興趣區(qū)域（ROI）在軸位CT平掃圖像上測量。計(jì)算各期掃描腎臟中碘對比劑的累積量（CMk）為 Volk×（HUcontrast-HUprecontr），來評估腎功能。這個(gè)過程由兩位分別有10年和8年經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立完成。兩名觀察者都不知道對方的處理結(jié)果和Gates-GFR的結(jié)果。最終結(jié)果是兩位觀察者的平均值。

1.4 Gates-GFR測量

所有患者在腎動態(tài)顯像前30 min被要求排空膀胱并飲水600 mL。在靜脈推注175 MBq的99mTc-DTPA之前，進(jìn)行注射器的6 s放射性計(jì)數(shù)。使用SPECT單元（通用電氣公司GE醫(yī)療系統(tǒng)千兆MPR，美國通用電氣公司）用低能量通用平行孔準(zhǔn)直器進(jìn)行腎動態(tài)成像，使用20%窗寬，140 keV能量峰值和128×128矩陣。坐位采集腎臟動態(tài)圖像。注射后采集注射器的放射性計(jì)數(shù)。手動繪制雙腎感興趣區(qū)，新月形背景區(qū)被放置在腎臟的外下側(cè)區(qū)域。輸入患者的體重和身高數(shù)據(jù)后使用Gates法計(jì)算單腎Gates-GFR[1]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本項(xiàng)研究中，統(tǒng)計(jì)分析的單位是腎臟。統(tǒng)計(jì)分析包括52名患者的52個(gè)病變腎臟。首先對Gates-GFR，動脈期、靜脈期、實(shí)質(zhì)期腎臟體積和增強(qiáng)CT值的乘積（A-VE、V-VE和P-VE）進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)（Shapiro-Wilk檢驗(yàn)）。分別對Gates-GFR和CT腎功能評估值（A-VE、V-VE和P-VE）做Pearson相關(guān)分析，以前者為參考標(biāo)準(zhǔn)來評估后三者的準(zhǔn)確性。使用商業(yè)統(tǒng)計(jì)軟件（SPSS 17.0，Chicago IL）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。P＜0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。

2 結(jié)果

52名患者的52個(gè)病變腎臟被納入數(shù)據(jù)分析。這52個(gè)病變腎臟的Gates-GFR為（30.06±11.70）mL/min，動脈期、靜脈期、實(shí)質(zhì)期腎臟體積和增強(qiáng)CT值的乘積（A-VE、V-VE、P-VE）分別為：A-VE：（10475.34±5335.65）mL·HU，V-VE：（8862.42±4071.02）mL·HU，P-VE：（10697.87±4410.89）mL·HU。Shapiro-Wilk檢驗(yàn)結(jié)果顯示上述數(shù)據(jù)均呈正態(tài)分布。Gates-GFR和A-VE的相關(guān)系數(shù)r=0.793，95%CI （0.669, 0.884），P＜0.001。Gates-GFR和V-VE的相關(guān)系數(shù)r=0.848，95%CI （0.722, 0.924），P＜0.001。Gates-GFR和P-VE的相關(guān)系數(shù)r=0.927，95%CI（0.886, 0.959），P＜0.001（圖1）。對于52名患者，CT檢查的DLP為（391.2±71.8）mGy·cm。有效輻射劑量為（5.87±1.11）mSv。

3 討論

常用的CT對比劑，如碘普羅胺或碘海醇的腎臟排泄與菊糖類似，即自由濾過鮑曼氏膠囊，在腎小管沒有分泌或重吸收[11-13]。因此，CT對比劑也可用于測量腎功能，即腎小球?yàn)V過率。在這種情況下，腎小球?yàn)V過率相當(dāng)于CM的腎清除率。同樣，由于CT衰減值與其濃度之間具有良好的線性關(guān)系，CT掃描儀是研究碘對比劑腎臟過濾的可靠工具，并且由于這種線性關(guān)系的存在腎臟體積和CT強(qiáng)化值的乘積（VE）可以用來描述CM的濾過量，也就是說VE有可能用來評估腎臟功能[2,6]。然而腎臟CT值的增加不僅來自對比劑的過濾，還來自腎臟的血流灌注，并且不同的采集時(shí)相血流灌注和濾過效應(yīng)對腎臟CT值的增加會有不同的貢獻(xiàn)[2,6]，從而影響CT評估腎臟功能的準(zhǔn)確性。本研究發(fā)現(xiàn)動脈期、靜脈期、實(shí)質(zhì)期腎臟VE和參考標(biāo)準(zhǔn)Gates-GFR之間的相關(guān)性不盡相同，P-VE的相關(guān)性最好，V-VE次好，A-VE略差，這可以解釋為A-VE受血流灌注的影響最大，V-VE受影響次之，P-VE受血流灌注的影響最小，而其濾過效應(yīng)最高。

圖1 增強(qiáng)CT腎臟體積和CT強(qiáng)化值的乘積（V-VE）與腎圖Gates-GFR的相關(guān)性

以往的研究通常采用Patlak法或其改良法來進(jìn)行CT腎功能的測量，Patlak法的實(shí)現(xiàn)基于如下假設(shè)：① 示蹤劑從血管內(nèi)空間（腎小球）到血管外細(xì)胞外空間（鮑曼囊）的轉(zhuǎn)移過程為不可逆，且轉(zhuǎn)移速度（Ktrans）相對恒定；②對比劑在數(shù)據(jù)采集時(shí)局限于感興趣區(qū)內(nèi)[14-16]。相對恒定的轉(zhuǎn)移速度（Ktrans）需要在相對恒定的對比劑濃度梯度下才能實(shí)現(xiàn)。因此，主動脈中CM濃度的快速變化會影響Ktrans的穩(wěn)定性和可靠性。關(guān)于后一種假設(shè)，通常難以評估示蹤劑是否局限于某個(gè)感興趣區(qū)。因此Patlak方法在GFR評估中有其局限性。此外，Patlak法通常需要幾分鐘時(shí)間對整個(gè)腎臟進(jìn)行動態(tài)掃描，導(dǎo)致輻射劑量增加，而且結(jié)果經(jīng)常會受到移動偽影的干擾。

局限性：本研究發(fā)現(xiàn)腎臟動脈期、靜脈期和實(shí)質(zhì)期體積和強(qiáng)化值乘積（A-VE、V-VE、P-VE）均與Gates-GFR有相關(guān)性，Pearson相關(guān)系數(shù)r值分別為0.793 （0.669, 0.884），0.848 （0.722, 0.924），0.927 （0.886, 0.959）。P-VE的r值最大，提示腎臟實(shí)質(zhì)期CT圖像用來評估腎功能可能更為準(zhǔn)確，但是這三個(gè)相關(guān)系數(shù)的95%的置信區(qū)間尚有重疊，因此需要大樣本研究來進(jìn)一步鞏固我們的結(jié)論。

由本文得出，腎臟增強(qiáng)CT三期掃描均可用來評估腎功能，實(shí)質(zhì)期可能更為準(zhǔn)確。