影像學方法在預(yù)測腎癌保留腎單位手術(shù)后殘余腎功能中的應(yīng)用＊

黃 斌 武志芳 袁佩雯 郭彬威 李肖萌 趙京序 李亞淵 李陽蕾

山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院核醫(yī)學科(山西 太原 030001)

保留腎單位手術(shù)(nephron-sparing surgery，NSS)相對于根治性切除術(shù)而言，因其理想的控瘤效果和能夠保留更多的殘余腎功能，現(xiàn)已成為T1期腎癌患者治療的標準術(shù)式[1]，但術(shù)后仍有部分患者進展為慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)[2]。大量研究表明，術(shù)后CKD的發(fā)展會受到多種因素的影響，其中患者年齡，合并糖尿病，術(shù)前基線腎功能，術(shù)中缺血時間和術(shù)后保留的腎單位體積扮演了重要角色[3-4]。缺血時間影響術(shù)后短期腎功能，保留腎單位體積影響術(shù)后長期腎功能的觀點已被后續(xù)研究所證實[5-6]，有研究還發(fā)現(xiàn)術(shù)后患腎的正常腎組織比例若大于50%，則CKD的發(fā)生幾率會明顯降低[7-8]。此外，R.E.N.A.L，PADUA，C-index，CSA腫瘤復(fù)雜程度評分系統(tǒng)的研究表明，腎癌本身的特點(如大小、空間位置、毗鄰關(guān)系等)會影響手術(shù)的操作，繼而影響殘余腎功能[9-12]。隨著影像學新技術(shù)的不斷發(fā)展，影像學方法展現(xiàn)出了探測腎臟功能和解剖的雙重優(yōu)勢，因此，聯(lián)合上述影響因素，影像學方法對腎癌患者保留腎單位手術(shù)后殘余腎功能的術(shù)前預(yù)測有重要意義?，F(xiàn)綜述如下。

1 核素顯像

1.1 二維平面法早年一項研究利用 99mTc-DMSA腎靜態(tài)顯像，在術(shù)前的二維圖像上勾畫出非腫瘤區(qū)域，并計算出雙腎的總99mTc-DMSA攝取率，發(fā)現(xiàn)與NSS后1個月的雙腎99mTc-DMSA攝取率高度相關(guān)[13]，為后續(xù)殘余腎功能的預(yù)測研究奠定了基礎(chǔ)。

核素腎動態(tài)顯像是動態(tài)觀察腎臟血流、顯像劑攝取及排泄，并獲取分腎及總腎GFR的成像技術(shù)。多項研究利用核素腎動態(tài)顯像測定患者保留腎單位術(shù)前的基線腎功能和患者術(shù)后出院時的腎功能，發(fā)現(xiàn)與術(shù)后遠期的腎功能顯著相關(guān)[14-16]，其中Lane等人[15]發(fā)現(xiàn)若術(shù)前及術(shù)后1月左右基線GFR小于45mL/min/1.73m2，則術(shù)后5年進展為CKD的概率增加21%，近10年的死亡風險增加近20%?？梢娦g(shù)前利用核素腎動態(tài)顯像進行腎功能的檢測，不僅能夠了解雙腎功能的情況，輔助手術(shù)方案的選擇，還可以預(yù)測術(shù)后長期的殘余腎功能情況。

1.2 三維法常規(guī)核素腎動態(tài)顯像通過二維圖像上的放射性計數(shù)來計算GFR，其準確性會受到較多因素影響。隨著SPECT-CT融合技術(shù)的發(fā)展，Yeon-koo Kang等人[17]在三維融合圖像上，進行了腎部分切除術(shù)前1周和術(shù)后約3個月的定量SPECT/CT檢查。作者將顯像劑注射后2～3min作為測量的最佳時間，分別計算了單側(cè)腎臟的劑量攝取百分數(shù)(%ID)。同時以51Cr-EDTA腎動態(tài)顯像為參考標準，進行了19名志愿者的GFR測量及三維圖像上的%ID計算，利用線性回歸分析確立了%ID和GFR的轉(zhuǎn)換公式：GFR (mL/min)=(%ID×9.1462)+23.0653。結(jié)果發(fā)現(xiàn)患側(cè)腎術(shù)前GFR與術(shù)后3月殘余腎GFR有顯著差異，而健腎GFR無明顯變化，預(yù)示NSS術(shù)后雙腎未發(fā)生明顯代償作用。本研究在三維圖像上可得到相對更準確的術(shù)前腎功能測量，為術(shù)后殘余腎功能預(yù)測建立了必要條件。

2 CT

CT增強掃描可清晰顯示腎腫瘤與周圍正常腎組織關(guān)系，正常腎組織體積大小直接反映腎臟功能，因此基于術(shù)前相關(guān)體積方面的分析來預(yù)測術(shù)后殘余腎功能的研究頗為廣泛。

2.1 基于CT腫瘤復(fù)雜程度評分對殘余腎功能的預(yù)測國內(nèi)外報道了十多種腎腫瘤評分系統(tǒng)來預(yù)測患者圍術(shù)期并發(fā)癥和預(yù)后，有研究采用下述幾種臨床常用的評分系統(tǒng)對術(shù)后殘余腎功能做了預(yù)測分析。

2.1.1 R.E.N.A.L.和PADUA 最先提出的R.E.N.A.L.評分系統(tǒng)[9][R(radius):最大徑，E(exophytic/endophytic):外凸率，N(nearness):腫瘤內(nèi)緣與腎竇間距，A(anterior/posterior):腹側(cè)/背側(cè)(軸位)，L(location):與腎極線的關(guān)系)]和PADUA(preoperative aspects and dimensions used for an anatomical)評分系統(tǒng)[包括：腹側(cè)/背側(cè)(軸位)，在腎極線方向的位置，腫瘤距腎邊緣距離，腫瘤與腎靜脈竇和集合系統(tǒng)的關(guān)系，腫瘤深入腎實質(zhì)的百分比，腫瘤最大直徑)][10]，這兩個系統(tǒng)均從腎腫瘤的解剖學角度進行了半定量因素分析。一項研究發(fā)現(xiàn)R.E.N.A.L.評分及其單獨成分“R、E”與患側(cè)術(shù)后殘余腎功能相關(guān)，其中R增加1分，術(shù)后1年腎功能發(fā)生顯著下降(P＜0.05)[18]。

2.1.2 C指數(shù)(centrality index，C-index) C指數(shù)是基于腫瘤半徑和腫瘤邊緣與腎臟中心的距離相結(jié)合的評分方法，主要反映了腫瘤的向心性[11]。Samplaski等人[19]研究發(fā)現(xiàn)C指數(shù)臨界值＜2.5時，整體腎功能下降30%的概率增加2.2倍，且在預(yù)測殘余總腎功能方面優(yōu)于R.E.N.A.L.評分，與另一項研究結(jié)論一致[20]。

2.1.3 接觸表面積(contact surface area，CSA) Leslie[12]等人通過數(shù)學方法從CT圖像計算出腫瘤與正常腎實質(zhì)的接觸表面積(CSA)，從腫瘤大小和內(nèi)生百分比兩方面量化腫瘤的復(fù)雜性，該研究表明以CSA 20cm2作為臨界值，當CSA＞20cm2則術(shù)后3個月腎功能下降約10%。Hsieh[21]則發(fā)掘出計算CSA的簡化公式，發(fā)現(xiàn)CSA與術(shù)后1～10個月的腎功能明顯相關(guān)，當CSA＞20.4cm2術(shù)后GFR下降約10%，CSA＞26.1cm2，則術(shù)后GFR下降約20%，預(yù)測靈敏度大于R.E.N.A.L.評分。Haifler等人[22]則進一步驗證了該簡化公式的準確性。但有研究發(fā)現(xiàn)對于內(nèi)生百分比大的腫瘤來說，CSA與術(shù)后殘余腎功能相關(guān)性不大，預(yù)測結(jié)果可能會發(fā)生偏差[23]。

近期一項研究結(jié)合了手術(shù)時長，缺血時間，術(shù)后并發(fā)癥及術(shù)前及術(shù)后1年總腎GFR分析比較了上述四種評分系統(tǒng)的優(yōu)缺點，建議使用PADUA評分來評估手術(shù)的復(fù)雜性及預(yù)測缺血時間，同時發(fā)現(xiàn)CSA和C-index評分比R.E.N.A.L.和PADUA評分具有更強的預(yù)測殘余腎功能的能力[24]。

2.1.4 切除和缺血體積(resected and ischemic volume，RAIV) 基于部分腫瘤行NSS切除的同時可能會切除周圍薄層的正常腎組織，來保證陰性切緣，同時電凝止血和腎修補會損傷正常的腎單位，Shin[25]等人提出RAIV這個概念，該方法從腫瘤切緣和缺血區(qū)域的寬度、腫瘤的浸潤深度以及腫瘤半徑這三個參數(shù)進行考慮。在多變量分析中，RAIV與術(shù)后6個月的總GFR下降20%顯著相關(guān)，假如患者術(shù)前GFR約為80mL/min/1.73m2，如果增加RAIV，那么術(shù)后進展為CKD的風險就會增加，該研究結(jié)果展現(xiàn)出來的相關(guān)性優(yōu)于R.E.N.A.L.、PAUDA、C-index評分系統(tǒng)。作者在后續(xù)的研究中證明了NSS后RAIV與短期和遠期殘余腎功能的相關(guān)性[26]。Huang 等[27]進一步提出切除和缺血體積百分比(percentage of resected and ischemic volume,PRAIV),并證實了PRAIV 可以預(yù)測總腎功能在NSS后降低的百分比。

2.2 建立預(yù)測公式一項研究將腫瘤體積、患側(cè)正常腎實質(zhì)體積、健側(cè)腎實質(zhì)體積、年齡及術(shù)前基線腎功能等為參考因素，以術(shù)后6個月的eGFR為參照標準，建立了預(yù)測公式制作出線上計算工具[28](https://kidneycancersurgery.shinyapps.io/webapp/)，而且作者在另一項研究中驗證了該工具的準確性，表明能夠很好的預(yù)測NSS和RN后6個月的殘余腎功能[29]。

Yosuke Mitsui等人[30]根據(jù)術(shù)前患腎體積，術(shù)后病理組織體積(包括腫瘤及正常腎組織切緣)和術(shù)中電凝止血和腎修補術(shù)損傷的2mm缺血邊緣的腎體積，定義了術(shù)后殘余腎實質(zhì)體積。并推導(dǎo)出：預(yù)測腎功能=健側(cè)腎功能+患側(cè)腎功能×(患腎皮質(zhì)體積-手術(shù)損傷的正常腎組織)/患腎皮質(zhì)體積，據(jù)公式所得的predicted-GFR與術(shù)后1,3,6,12個月的總GFR有良好的相關(guān)性。

Liu等人[31]根據(jù)術(shù)前患腎實質(zhì)體積(Vpre)和預(yù)計切除的腫塊體積(Vdef)定義了參數(shù)FI,FI=0.5×[(Vpre-Vdef)/Vpre+1],最終建立預(yù)測術(shù)后總腎功能的公式：預(yù)測腎功能=術(shù)前總腎功能×FI,發(fā)現(xiàn)FI影響術(shù)后遠期腎功能的獨立影響因素，且術(shù)前預(yù)測的腎功能與術(shù)后12月的殘余腎功能顯著正相關(guān)。

3 MRI

MRI腎功能成像技術(shù)可利用腎臟血流灌注和含水量豐富，以及血氧代謝活躍的特點，來檢測腎功能狀態(tài)及應(yīng)用于NSS后腎功能的預(yù)測。

3.1 基于MRI測量體積參數(shù)對殘余腎功能的預(yù)測MRI能清晰顯示腫瘤解剖結(jié)構(gòu),相對于CT而言，減少了對病人的輻射和造影劑的使用，因此研究方法可同上述CT類似[9,18,25]通過對相關(guān)體積參數(shù)的測量來進行腫瘤復(fù)雜程度評分和建立相關(guān)公式，從而對殘余腎功能進行預(yù)測。

3.2 基于BOLD技術(shù)對殘余腎功能的預(yù)測血氧水平依賴技術(shù)(blood oxygen level dependent，BOLD)是以去氧血紅蛋白的順磁性來短時間獲得腎組織氧化水平的一項技術(shù)[32]。Wu G等人[33]在腎臟矢狀圖上，采用該技術(shù)計算出術(shù)前患腎正常腎皮質(zhì)、髓質(zhì)和腫瘤周圍腎實質(zhì)的BOLD T2值，以及相對應(yīng)部位的健腎BOLD T2值，與術(shù)后3個月，12個月的Gates-GFR做相關(guān)分析。發(fā)現(xiàn)患腎正常腎組織高T2腎皮質(zhì)及低T2腎髓質(zhì)與術(shù)后腎功下降有關(guān)，而腫瘤周圍腎皮質(zhì)T2值無關(guān)，原因可能是術(shù)中缺血及腎修補術(shù)對腫瘤周圍腎單位的損害。但該研究通過一個掃描層面獲得BOLD T2值，不能反映腎臟整體的氧化水平，而且信號受年齡、血液供應(yīng)、耗氧量等多種因素的影響，所以準確性需進一步驗證。

4 結(jié)語

綜上所述,隨著核醫(yī)學及CT/MRI技術(shù)的發(fā)展，影像手段無創(chuàng)評價及預(yù)測腎癌術(shù)后殘余腎功能展現(xiàn)出一定優(yōu)勢，從而為臨床手術(shù)提供相應(yīng)指導(dǎo)。但以上方法需更進一步改進，比如多中心或大樣本量驗證，或通過進一步簡化測算方法、人工智能來提高準確性，為臨床提供更可靠的殘余腎功能評估及預(yù)測的依據(jù)。