增強(qiáng)CT評(píng)估腎積水患者腎功能受損

夏建峰，黃澤和，陳松

腎臟是人體必不可少的生命器官，具有排泄、調(diào)節(jié)及內(nèi)分泌等重要的生理功能。腎功能不全時(shí)會(huì)出現(xiàn)內(nèi)分泌功能、水電解質(zhì)及酸堿平衡紊亂以及多種代謝產(chǎn)物、毒物稽留等危害。造成腎功能不全的原因很多，包括全身血液循環(huán)障礙、全身代謝障礙及腎臟疾病、尿路疾病等，其中，尿路疾病引起梗阻性腎積水是導(dǎo)致腎功能不全的重要原因之一[1,2]。腎小球?yàn)V過(guò)率(glomerular filtration rate,GFR)作為評(píng)估腎臟功能狀態(tài)的最佳指標(biāo)[2-9]，已廣泛應(yīng)用于臨床。GFR測(cè)定以菊粉清除率為金標(biāo)準(zhǔn)[3]，但其測(cè)定程序繁瑣、費(fèi)時(shí)，不適合臨床廣泛應(yīng)用。目前臨床上一直沿用改良的簡(jiǎn)化腎臟疾病飲食調(diào)整(MDRD)公式來(lái)估算腎小球?yàn)V過(guò)率(estimated glomerular filtration rate,eGFR)[4-6]，但其無(wú)法提供分腎功能情況。單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層成像(SPECT)腎動(dòng)態(tài)顯像方法可直觀反映分腎的GFR值及尿路排泄情況，具有較好的準(zhǔn)確性，已得到臨床認(rèn)可[7-9]，但在臨床實(shí)踐中存在昂貴、耗時(shí)、額外輻射、設(shè)備要求高及圖像空間分辨率低等局限性。CT檢查具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、少輻射、圖像分辨率高等優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于臨床。CT增強(qiáng)檢查獲得腎臟濾過(guò)功能信息并證實(shí)利用增強(qiáng)CT測(cè)定分腎GFR具有可行性[7-9]。增強(qiáng)CT檢查多被用于了解腎積水患者泌尿系梗阻情況，如果同時(shí)能評(píng)估腎臟功能則有可能成為臨床最信賴、便捷、安全的檢查手段。本研究通過(guò)分析增強(qiáng)CT多個(gè)參數(shù)與eGFR的相關(guān)性，探索增強(qiáng)CT在評(píng)估腎積水患者腎功能受損中的臨床價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析2017年1月-2020年2月到我院就診并行雙腎增強(qiáng)CT檢查74例患者(表1)，男44例，女30例，年齡21～89(55.61±14.96)歲，BMI 14.22～35.67(22.17±3.56)。雙腎積水患者38例(腎積水組)，雙腎無(wú)積水者36例(無(wú)腎積水組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：成年人，臨床疑似腎功能不全患者，已行雙腎增強(qiáng)CT檢查及血生化腎功能檢查者。排除標(biāo)準(zhǔn)：近期(行雙腎增強(qiáng)CT檢查前后2日內(nèi))未行腎功檢查者，有增強(qiáng)CT檢查禁忌癥者，增強(qiáng)CT圖像不清晰者，臨床資料不齊全者，單側(cè)腎積水者，重度腎積水、腎實(shí)質(zhì)明顯變薄者，巨大鑄狀腎結(jié)石患者，腎患巨大占位性病變者，急、慢性腎小球腎炎或腎臟結(jié)核患者，腎動(dòng)脈栓塞或腎梗死者，惡病質(zhì)患者，患有心功能不全、高血壓、全身性血液循環(huán)障礙、代謝障礙及免疫性疾病等影響腎功能的其他疾病患者。

表1 基本資料

2.CT掃描參數(shù)及圖像后處理

使用德國(guó)西門子炫速雙源CT掃描儀(Somatom Definition Flash)。常規(guī)腹盆部CT平掃后行增強(qiáng)掃描，掃描范圍自膈上至盆底水平。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流采用自動(dòng)毫安技術(shù)，重建層厚0.6 mm，螺距為1。使用高壓注射器經(jīng)右肘前靜脈團(tuán)注對(duì)比劑碘克沙醇注射液(320 mg I/mL)，用量1.5 mL/kg，注射流率3 mL/s，之后以相同流率注射生理鹽水20 mL。皮質(zhì)期采用閾值觸發(fā)掃描，選取雙側(cè)腎門水平的腹主動(dòng)脈為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，觸發(fā)閾值設(shè)為100 HU，皮質(zhì)期掃描結(jié)束后25 s啟動(dòng)髓質(zhì)期掃描。由兩位具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。具體測(cè)量方法：①選取測(cè)量層面：各期測(cè)量均選用腎靜脈入腎門層面。②腎大小測(cè)量：穿腎門測(cè)腎前后徑，并與之垂直測(cè)腎內(nèi)外徑。③腎皮質(zhì)厚度測(cè)量：于皮質(zhì)期腎前后徑方向測(cè)腎后皮質(zhì)厚度，腎內(nèi)外徑方向測(cè)腎內(nèi)、外皮質(zhì)厚度，避開(kāi)腎柱，取三者均值為最終測(cè)量值。④腎實(shí)質(zhì)厚度測(cè)量：于髓質(zhì)期腎前后徑線方向測(cè)腎后實(shí)質(zhì)厚度，腎內(nèi)外徑線上測(cè)腎內(nèi)、外實(shí)質(zhì)厚度，取三者均值為最終測(cè)量值。⑤主動(dòng)脈CT值：腎門層面各期測(cè)1個(gè)圓形ROI，ROI面積為100～150 mm2。⑥腎皮質(zhì)CT值測(cè)量：腎門層面各期相同位置測(cè)5個(gè)平均分布的圓形ROI，ROI面積為10～15 mm2，取平均值為最終測(cè)量值。⑦腎髓質(zhì)CT值測(cè)量：腎門層面各期相同位置測(cè)3個(gè)不同腎錐體(近腎錐體底部區(qū)域)的圓形ROI，ROI面積為20～30 mm2，取平均值為最終測(cè)量值。⑧計(jì)算各期分腎強(qiáng)化值及腹主動(dòng)脈強(qiáng)化值：強(qiáng)化值=CT增強(qiáng)-CT平掃。⑨計(jì)算各期雙腎強(qiáng)化均值：雙腎強(qiáng)化均值=左右兩腎強(qiáng)化值之和/2。⑩計(jì)算各期雙腎強(qiáng)化率：雙腎強(qiáng)化率=雙腎強(qiáng)化均值/同期腹主動(dòng)脈強(qiáng)化值。⑾.計(jì)算雙腎髓質(zhì)期CT升高均值：雙腎髓質(zhì)期CT升高均值=雙腎髓質(zhì)期CT均值-雙腎皮質(zhì)期CT均值。⑿.計(jì)算雙腎皮質(zhì)、實(shí)質(zhì)厚度均值：厚度均值=左右兩腎厚度值之和/2。⒀.參考腎積水0～4級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[10]進(jìn)行分組：腎積水0級(jí)歸為無(wú)腎積水組，腎積水Ⅰ～Ⅳ級(jí)均歸為腎積水組(圖1、2)。

圖1 測(cè)量方法。a)腎實(shí)質(zhì)前后、內(nèi)外徑測(cè)量方法；b)腎皮質(zhì)厚度測(cè)量方法；c)腎實(shí)質(zhì)厚度測(cè)量方法；d～f)平掃、皮質(zhì)期、髓質(zhì)期腹主動(dòng)脈CT值測(cè)量方法；g～i)平掃、皮質(zhì)期、髓質(zhì)期腎皮質(zhì)CT值測(cè)量方法；j～l)平掃、皮質(zhì)期、髓質(zhì)期腎髓質(zhì)CT值測(cè)量方法。

3.臨床指標(biāo)

記錄每例受試者一般臨床情況：性別、年齡、身高、體重及eGFR，eGFR在CT掃描前后2d內(nèi)測(cè)量。據(jù)身高、體重計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(BMI)，計(jì)算公式：BMI(kg/m2)=體重(kg)/身高2(cm2)。

4.統(tǒng)計(jì)分析

結(jié) 果

1.腎積水組與無(wú)腎積水組間的差異分析

腎積水組eGFR、皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值、髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)CT升高均值、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值、皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率、髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化率、雙腎皮質(zhì)厚度均值及雙腎實(shí)質(zhì)厚度均值都低于無(wú)腎積水組，而髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)CT升高均值高于無(wú)積水組。以上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,圖3、表2)。

圖2 腎積水分級(jí)方法。a)無(wú)腎盂腎盞擴(kuò)張，0級(jí)；b)僅腎盂擴(kuò)張，Ⅰ級(jí)；c)腎盂腎盞輕度擴(kuò)張Ⅱ級(jí)；d)腎盂腎盞重度擴(kuò)張，Ⅲ級(jí)；e)腎盂腎盞擴(kuò)張并腎實(shí)質(zhì)萎縮，Ⅳ級(jí)。

圖3 兩組增強(qiáng)CT各項(xiàng)參數(shù)差異比較

表2 腎積水組與無(wú)積水組間的差異分析

2.腎積水組雙腎增強(qiáng)CT參數(shù)與eGFR的相關(guān)性分析

本研究腎積水組eGFR與皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值(r=0.663，P<0.001)、皮質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值(r=0.344，P<0.05)、髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值(r=0.562，P<0.001)、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)CT升高均值(r=0.489，P<0.01)、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值(r=0.601，P<0.001)、皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率(r=0.720，P<0.001)、髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率(r=0.725，P<0.001)、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化率(r=0.607，P<0.001)均具有相關(guān)性。其中皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值、髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值、皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率、髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率及髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化率均為強(qiáng)相關(guān)(圖4)，尤以髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率(r=0.725，P<0.001)為最(表3)。

表3 腎積水組雙腎增強(qiáng)CT各項(xiàng)參數(shù)與eGFR間的相關(guān)性分析

圖4 a)髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率與eGFR的相關(guān)性散點(diǎn)圖(r=0.725,P<0.001)；b)皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化率與eGFR的相關(guān)性散點(diǎn)圖(r=0.720,P<0.001)；c)皮質(zhì)期雙腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值與eGFR的相關(guān)性散點(diǎn)圖(r=0.663,P<0.001)；d)髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化率與eGFR的相關(guān)性散點(diǎn)圖(r=0.607,P<0.001)；e)髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值與eGFR的相關(guān)性散點(diǎn)圖(r=0.601,P<0.001)。

討 論

單側(cè)腎積水只要對(duì)側(cè)腎完好可功能代償而無(wú)腎功能受損，但雙側(cè)尿路梗阻性腎積水可致急性腎損傷引起腎小球?yàn)V過(guò)功能障礙，導(dǎo)致腎功能不全甚至腎功能衰竭[1,2]。非離子型碘對(duì)比劑在腎臟代謝過(guò)程與菊粉相似[3,7,9]，主要通過(guò)腎臟排泄，可用于eGFR的測(cè)量標(biāo)志物[3,5-9]。CT-GFR與Gates-GFR具有顯著相關(guān)性[7-9]。這使得增強(qiáng)CT可成為了解腎積水尿路梗阻情況及評(píng)估腎功能受損程度的一站式檢查項(xiàng)目。

增強(qiáng)CT腎功能測(cè)算主要基于Patlak法將腎臟分為血管空間(腎小球)和腎小管空間的腎臟模型[9]。本研究發(fā)現(xiàn)平掃、皮質(zhì)期及髓質(zhì)期3期腎皮質(zhì)強(qiáng)化呈輕度上升趨勢(shì)，其中腎積水組上升幅度(髓質(zhì)期雙腎皮質(zhì)CT升高值)大于無(wú)腎積水組；腎髓質(zhì)強(qiáng)化呈明顯上升趨勢(shì)，其中腎積水組上升幅度(髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)CT升高值)小于無(wú)腎積水組。腎皮質(zhì)富含血管，主要由腎小體及腎小管構(gòu)成。血流經(jīng)過(guò)腎臟主要分布于腎皮質(zhì)，腎皮質(zhì)強(qiáng)化反映了腎皮質(zhì)(血管空間)的灌注。腎積水時(shí)腎小管受壓變窄可以引起腎小球囊內(nèi)壓升高，造成腎小球有效濾過(guò)壓降低，阻礙腎小球?yàn)V過(guò)，影響腎皮質(zhì)灌注。故腎積水組皮、髓兩期腎皮質(zhì)強(qiáng)化均值及強(qiáng)化率均低于無(wú)腎積水組并與eGFR正相關(guān)。另外由于皮質(zhì)灌注在皮質(zhì)期受影響比髓質(zhì)期明顯，所以腎積水組皮質(zhì)強(qiáng)化程度在皮質(zhì)期降低比髓質(zhì)期更顯著，故腎積水組髓質(zhì)期腎皮質(zhì)CT升高值大于無(wú)腎積水組；然而髓質(zhì)期腎皮質(zhì)CT升高值只反映腎皮質(zhì)在髓質(zhì)期灌注狀態(tài)是否持續(xù)，并不影響腎小球?yàn)V過(guò)，故與eGFR無(wú)相關(guān)性。腎髓質(zhì)含血管較少，主要腎錐體構(gòu)成，其內(nèi)含較多細(xì)小管道，主要有腎小管及集合管。腎髓質(zhì)強(qiáng)化反映了對(duì)比劑進(jìn)入腎髓質(zhì)(腎小管空間)的量，由于對(duì)比劑通過(guò)腎小球?yàn)V過(guò)后不被腎小管及集合管吸收或分泌，所以也可反映腎小球的濾過(guò)功能[2,3,6-9]，故腎髓質(zhì)強(qiáng)化與GFR具有相關(guān)性。但在皮質(zhì)期，腎髓質(zhì)僅有少量對(duì)比劑流入，不能全面的反映腎髓質(zhì)的強(qiáng)化表現(xiàn)，故本研究中皮質(zhì)期腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值及強(qiáng)化率在兩組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，腎積水組皮質(zhì)期腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值與eGFR僅具有弱相關(guān)性。髓質(zhì)期腎髓質(zhì)強(qiáng)化呈明顯上升趨勢(shì),主要由于對(duì)比劑在腎臟血管空間(腎小球)濾過(guò)到腎小管空間的過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)血管外空間(鮑曼囊)，而這個(gè)過(guò)程是不可逆的[9]。當(dāng)腎積水時(shí)腎盂腎盞因壓力增大而擴(kuò)張，進(jìn)而引起腎集合管及腎小管受壓變窄，引起腎小球有效濾過(guò)壓降低，從而降低腎小球?yàn)V過(guò)功能，故髓質(zhì)期對(duì)比劑流入腎髓質(zhì)的量減少，表現(xiàn)為腎積水組髓質(zhì)期腎髓質(zhì)強(qiáng)化值及強(qiáng)化率低于無(wú)腎積水組，并與eGFR正相關(guān)。此外因皮質(zhì)期雙腎髓質(zhì)強(qiáng)化均值在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，所以腎積水組髓質(zhì)期雙腎髓質(zhì)CT升高值亦低于無(wú)積水組。雙腎皮質(zhì)厚度反映了腎單位的數(shù)量，腎積水腎盂腎盞壓力增大，造成腎小管及腎血管受壓引起腎單位壞死丟失致腎皮質(zhì)變薄。雙腎實(shí)質(zhì)厚度包括腎皮質(zhì)及腎髓質(zhì)，前者已分析，而后者反映了腎錐體的體積。腎積水腎盂腎盞擴(kuò)張，壓力增大直接壓迫腎錐體造成腎錐體縮小甚至壞死進(jìn)而導(dǎo)致腎實(shí)質(zhì)變薄。

GFR作為評(píng)估腎功能程度最常用的臨床指標(biāo)之一。前人在CT-GFR研究中多以研究腎皮質(zhì)[2,6]或腎實(shí)質(zhì)為主[7-9]，而腎髓質(zhì)研究較少文獻(xiàn)報(bào)道。本研究發(fā)現(xiàn)髓質(zhì)期腎髓質(zhì)各增強(qiáng)CT參數(shù)在腎積水組與無(wú)腎積水組間差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；eGFR與腎積水組髓質(zhì)期腎髓質(zhì)各增強(qiáng)CT參數(shù)及皮質(zhì)期腎髓質(zhì)強(qiáng)化值均具有相關(guān)性。證明了腎髓質(zhì)參數(shù)可能是增強(qiáng)CT評(píng)估腎功能的可靠指標(biāo)。由于腎小球?qū)Ρ葎V過(guò)流入腎小管的過(guò)程不可逆，以及腎髓質(zhì)存在滲透濃度梯度現(xiàn)象，故在一定時(shí)間內(nèi)腎髓質(zhì)強(qiáng)化處于上升階段，而該階段持續(xù)時(shí)間比皮質(zhì)長(zhǎng)，掃描時(shí)容易捕捉。楊征宇等[9]認(rèn)為實(shí)質(zhì)體積和強(qiáng)化值乘積(VE)與Gates-GFR相關(guān)系數(shù)在實(shí)質(zhì)期(延時(shí)120s)比動(dòng)脈期、靜脈期(延時(shí)30s)高，而延時(shí)120s的腎臟強(qiáng)化以腎髓質(zhì)為主，表明適當(dāng)延遲掃描腎髓質(zhì)的價(jià)值更高，同時(shí)也證明了腎髓質(zhì)在評(píng)估腎功能中具有可觀的研究?jī)r(jià)值。

本研究中皮質(zhì)期腎皮質(zhì)強(qiáng)化程度與eGFR呈正相關(guān)，與相關(guān)文獻(xiàn)一致[2,6]；髓質(zhì)期皮質(zhì)強(qiáng)化均值與eGFR呈正相關(guān)(r=0.562,P<0.001)與相關(guān)文獻(xiàn)(r=0.104,P=0.286)不一致[6]。分析原因可能是該文獻(xiàn)所研究引起腎功能受損的病因是肝硬化而非梗阻性腎積水所造成的；另該文獻(xiàn)的掃描方案與本研究不同，亦有可能造成一定影響。

本研究具有一些局限性：①本研究的樣本量較小，部分?jǐn)?shù)據(jù)存在偏差，需進(jìn)一步加大樣本量。②所有腎臟數(shù)據(jù)采用手工測(cè)量存在人為誤差，后續(xù)研究將圍繞如何通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)獲取各項(xiàng)參數(shù)。③GFR沒(méi)有采用菊粉清除率為金標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢驗(yàn)。④沒(méi)有采集單側(cè)腎積水患者樣本。

總之，腎積水患者雙腎增強(qiáng)CT檢查不僅能提供腎臟解剖結(jié)構(gòu)信息，還能對(duì)早期腎功能受損程度進(jìn)行評(píng)估，為臨床診治提供參考信息。