肾脏深度对肾动态显像测定肾小球滤过率的影响

韩萍萍，李玲，刘杰，王猛，金超岭，郑玉民

中日友好医院 核医学科，北京 100029

肾脏深度对肾动态显像测定肾小球滤过率的影响

韩萍萍，李玲，刘杰，王猛，金超岭，郑玉民

中日友好医院 核医学科，北京 100029

目的 根据肾侧位显像利用核医学方法测定肾脏深度，探讨肾深度、双肾深度差对Gates法肾动态显像测定肾小球滤过率（Glomerular Filtration Rate，GFR）的影响，探究侧位显像对肾动态显像的意义。方法 收集2015年2月～12月于我院行放射性核素肾动态显像的患者118名，行肾侧位显像测量肾深度及双肾深度差（D），获得校正后的GFR与分肾GFR。Gates法默认以Tonnesen公式法估算肾脏深度并得到未校正深度GFR与分肾GFR。分析未校正及校正后的GFR与血清肌酐清除率（Creatinine Clearance Rate，Ccr）的相关性及双肾深度差对分肾功能测量的影响。结果 与肾侧位显像比较，Tonnesen公式法低估了两肾深度及双肾深度差。未校正及校正的GFR均与Ccr有很好的相关性，相关系数r分别为0.760、0.755。未校正的GFR低于校正的GFR，但无统计学差异。双肾深度差与由此产生的分肾功能变化成正相关系（r=0.98，P<0.01），随着深度差的增加，Tonnesen公式法难以准确反映分肾功能的变化。在双肾深度差较小组（D<0.5 cm）校正和未校正GFR无统计学差异；而在深度差较大的组（D≥0.5 cm）校正与未校正GFR间存在统计学差异。结论 采用肾侧位显像测量肾脏深度进行校正，可以提高Gates法测量肾GFR的准确性，特别是对双肾深度差异较大的患者，能更准确的反应分肾功能的变化。

肾动态显像；肾小球滤过率；肾脏深度；Tonnesen公式；Gates法

引言

放射性核素肾动态显像测量肾小球滤过率（Glomerular Filtration Rate，GFR）因具有简便、准确、快速、无创等优点而得以在临床上广泛使用，特别是可以定量评估分肾功能，比菊粉持续灌注、多血浆法、收集24 h尿液等传统方法更加简便[1-3]。但是这种方法测定GFR受到多种因素影响，其中肾脏深度是重要的影响因素[4]。目前临床上多数GFR图像处理软件仍沿用Tonnesen公式法计算肾脏深度。然而，Tonnesen公式法是将超声测得的肾脏深度与体质量和身高的比值进行回归得到的，这种方法是根据欧美人的体型进行计算的，跟东方人会有差别，并且Gruenewald等[5]认为，采用此公式计算出的两侧肾脏深度差将会与实际的深度差存在一些误差。研究表明[3,5]，如果未对肾脏深度进行校正，就会对肾脏功能的定量造成误差。本研究以核医学侧位显像测定肾脏深度，并与Tonnesen法进行比较，探讨肾深度及双肾深度差对分肾功能的影响以及侧位显像对肾动态显像的意义。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2015年2月～12月于本院行放射性核素肾动态显像的患者118例，其中男性73例，女性45例，平均年龄（50.4±17.6）岁。排除有腹水、单肾或其他可能影响肾脏深度测量的患者。

1.2 放射性核素肾动态显像与肾侧位显像

患者显像前20 min饮水300 mL，先对盛有放射性核素示踪剂的注射器用SPECT进行6 s计数，患者仰卧位，双肾区及膀胱置于探头视野中央，一侧肘静脉“弹丸”式注射显像剂99mTc-DTPA（约185 MBq），同时开始双时相连续动态采集后位图像，采用单光子发射型计算机断层显像仪（Single Photon Emission Computed Tomography，SPECT）（西门子，仪器型号：Symbia T2）进行图像采集，共21 min，其中肾动脉血流灌注相以每1 s采集1帧，连续采集60 s；肾功能相每1 min采集1帧，连续采集20 min。采集条件：低能通用准直器，能峰140 kev，窗宽20%，矩阵64×64。动态图像采集结束后按前述方式采集注射后注射器残留计数；肾动态显像结束后即刻行肾侧位显像，采用计数采集，左右肾各采集计数300 K。

1.3 图像处理和GFR计算

应用图像处理工作站自带软件进行双肾和本底感兴趣区（Region of Interest，ROI）的勾画，输入身高与体质量，记录由Tonnesen公式法生成的肾脏深度值，并得到未校正深度GFR与分肾GFR；肾侧位显像测量肾上极中心距离后背体表垂直距离，计算每位患者的双肾深度差（D）（图1）；将测得的肾深度输入处理软件，获得校正的GFR与分肾GFR；以相对肾功能（R）评价分肾功能的变化，相对肾功能等于分肾GFR与总肾GFR的比值，分别计算肾侧位显像测量与Tonnesen公式法得到的（左/右）肾的相对肾功能，获得两种方法得到的相对肾功能差(左/右)的绝对值|R（侧位）-R（Tonn）|，并计算每位患者双肾分肾功能变化的总和|R（侧位）-R（Tonn）|和。

图1 肾侧位显像测量肾深度

所有患者均在行肾动态显像前后1周内采集血液标本行内生肌酐清除率试验，计算肌酐清除率（Creatinine Clearance Rate，Ccr）。

1.4 统计学分析

应用SPSS 19.0进行统计分析，采用配对t检验比较两种方法测得肾深度及两肾深度差间的差异，比较校正与未校正GFR的差异，采用Pearson相关性分析校正与未校正GFR与Ccr的相关性，分析深度差和由此产生的分肾功能变化的相关性，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 侧位显像测量肾深度、双肾深度差与Tonnesen公式的比较

共118例患者，与核医学肾侧位显像测量比较，Tonnesen公式法低估了双肾的深度及双肾深度差（P值均<0.01）（表1）。

表1 两种方法测得的肾深度与深度差 (x-±s，cm)

2.2 校正肾深度对测量GFR的影响

以肾侧位显像所测肾深度校正得到的分肾GFR与总GFR平均值以及以默认Tonnesen公式法（未予校正）得到的分肾GFR与总GFR平均值的详细结果见表2。经肾深度校正的分肾GFR及总GFR均高于未校正者，但其差异无统计学差异（P=0.65）。经Pearson相关性分析，未校正及校正的GFR均与Ccr有很好的相关性，相关系数r值分别为0.760、0.755，P值均<0.01。

表2 校正GFR及相对肾功能与未校正GFR及相对肾功能 (x-±s)

2.3 双肾深度差对分肾功能的影响

肾侧位显像校正后及Tonnesen公式法得到的相对肾功能分别见表2。以两种方法测得的双肾相对肾功能差的绝对值之和|R（侧位）-R（Tonn）|和表示分肾功能的变化程度，具体数据见表2。

经Pearson相关性分析，侧位显像测得的双肾深度差越大，双肾相对肾功能的差异|R（侧位）-R（Tonn）|和就越大，二者成正相关关系（r=0.98，P<0.001）（图2）。即深度差越大，分肾功能变化越大，这表明随着深度差的增加，Tonnesen公式法难以准确反映分肾功能的变化。

图2 双肾深度差与分肾功能变化的关系

2.4 双肾深度差与肾深度校正的关系

将患者按照侧位显像所测双肾深度差（D）分为两组，第一组D<0.5 cm，第二组D≥0.5 cm。采用SNK多重比较发现，2组未校正GFR均低于校正GFR，第1组校正GFR和未校正GFR之间的差异，无统计学意义（P>0.05）；而在第2组校正GFR和未校正GFR之间存在统计学差异（P<0.05）（表3）。

表3 双肾深度差对肾深度校正肾功能的影响

3 讨论

Gates法作为肾动态显像测量GFR的经典方法，可以迅速有效地测定总肾和分肾GFR，是目前临床使用较广泛的无创检查法[6]。但是这种方法测定GFR受到包括血浆蛋白结合率、患者年龄、感兴趣区及本底的选择、肾脏深度以及仪器的选择等多种因素的影响[7-9]，其中肾脏深度是重要的影响因素[4]。依照99mTc在软组织的衰减系数为0.153计，肾脏深度变化l cm，GFR就会产生14%～16%的偏差[10]，因此，在肾动态显像时需要精确测量肾脏深度。目前Gates法图像处理软件中普遍采用Tonnesen公式计算肾脏深度，该公式是利用超声测量55例处于坐位的西方人肾脏深度推导出来的，存在显著的缺点：① 样本量偏小；② 体位与肾动态显像法不同；③ 其研究基础是西方人，与中国人之间存在人种差异。已有研究指出，Tonnesen公式法会低估肾脏的深度，导致GFR值偏低[5,8,11]，特别是身体质量指数（Body Mass Index，BMI）不在正常范围者[12]。同时这个公式，任何“体质量/身高”值，都不可能得到>0.1 cm的两肾深度差[5]。在本研究中，发现Tonnesen公式计算的肾深度要低于肾侧位显像所测量肾深度，其计算的双肾深度差平均值更显著低于侧位显像所测量的双肾深度差。

为提高肾脏深度测量的准确性，已经研究过多种方法，其中CT、超声等方法较为准确。CT法的空间分辨率最高，测定最可靠，且可重复性好[13-14]，缺点是会增加不必要的辐射剂量。超声不会增加辐射剂量，但同样操作繁琐。目前，临床工作中大部分仍使用经验公式，利用身高、体重计算肾脏深度[15]。李乾等[16]选择成年中国人为研究对象，使用CT测定的肾脏深度作为参考值，得出新的国人肾脏深度的预测方程，并证实其准确性优于Tonnesen公式。张旭初等[17]通过比较性研究得出利用此公式可以提高GFR测定的准确性，但是由于存在个体差异，此法对肾脏深度及两肾深度差估算的误差仍然不可避免。

左、右两侧肾脏深度的差异对GFR测定值也是有影响的。肾脏深度的误差为1 cm时，肾脏功能的测定值就会产生14%的偏差，临床认为这种偏差是很小的，故认为1 cm以下的深度误差不太重要，所以左右两侧肾脏深度的差异<1 cm时，可以认为两肾深度近似。在报道过的文献[5,8,11]中，两肾深度差异>1 cm的患者比例在7.5%～42%。本研究发现，32.5%的患者双肾深度差≥0.5 cm，8.5%的患者双肾深度差≥1 cm，由此造成的对分肾功能的影响不应该被忽略。而双肾深度的差异，是任何一个计算公式都容易低估的。肾侧位显像测量肾深度，是在肾动态显像结束后利用动态显像所注射放射性显像剂显影进行图像采集，患者体位与肾动态显像保持完全一致，操作简便、用时短，仅相当于在肾动态显像后增加10 s左右的显像时间，且不会增加患者所接受的额外辐射剂量，同时可以精确反映双肾深度的差异[18]。Gruenewald等[5]对150例病人用B超测量肾脏深度，又对其中100例用核医学方法根据侧位显像，测定肾脏深度，同时记录病人的体重、身高，用Tonnesen法计算肾脏深度。结果表明，B超测定肾脏深度最为准确，侧位显像次之，Tonnesen法最差。

在本研究中，对侧位显像测量肾深度与Tonnesen法进行比较，Tonnesen公式计算法低估了肾深度，但两种方法GFR的计算结果并没有统计学差异。但是侧位显像测量32.5%的患者双肾深度差≥0.5 cm，8.5%的患者双肾深度差≥1 cm，进一步分析发现双肾深度差越大，校正后分肾功能的变化就越大。将患者根据双肾深度差进行分组，差异较小组（双肾深度差<0.5 cm）校正前、后的GFR没有统计学差异，但是在差异较大组（双肾深度差≥0.5 cm）校正前、后的GFR差异较大，深度校正后的GFR更能准确反映肾功能的变化。之前的研究认为1 cm以下的深度差，对分肾功能的影响较小，可忽略不计。但在本研究中，我们认为0.5 cm以上的深度差即需要进行校正。

综上所述，我们认为，在肾动态显像时加做侧位显像，可以简单快捷的对肾脏深度及双肾深度差进行测量，这一校正虽然在双肾深度差较小的患者，对GFR的影响可以忽略不计，但是，在双肾深度差异较大的患者，深度校正可以帮助提高Gates法测量GFR及分肾功能的准确性。

[1] Nishida H,Kaida H,Ishibashi M,et al.Evaluation of exerciseinduced acute renal failure in renal hypouricemia using Tc-99m DTPA renography[J].Ann Nucl Med,2005,19(4):325-329.

[2] Carlsen O.The gamma camera as an absolute measurement device: determination of glomerular filtration rate in 99mTc-DTPA renography using a dual head gamma camera[J].Nucl Med Commun,2004,25(10):1021-1029.

[3] Delpassand ES,Homayoon K,Madden T,et al.Determination of glomerular filtration rate using a dual-detector gamma camera and the geometric mean of renal activity: correlation with the Tc-99m DTPA plasma clearance method[J].Clin Nucl Med,2000,25(4):258-262.

[4] 李乾,张春丽,王荣福.肾动态显像测定肾小球滤过率的影响因素[J].中国医学影像技术,2004,20(6):962-964.

[5] Gruenewald SM,Collins LT,Fawdry RM.Kidney depth measurement and its influence on quantitation of function from gamma camera renography[J].Clin Nucl Med,1985,10(6):398-401.

[6] Prigent A.Monitoring renal function and limitations of renal function tests[J].Semin Nucl Med,2008,38(1):32-46.

[7] 毕监利,程维荷,张军,等.核素肾动态显像测定肾小球滤过率的影响因素分析[J].Guide of China Medicine,2014,12(15): 54-56.

[8] Taylor A,Lewis C,Giacometti A,et al.Improved formulas for the estimation of renal depth in adults[J].J Nucl Med, 1993,34(10):1766-1769.

[9] 司宏伟,王明明,赵学峰,等.肾动态显像法肾小球滤过率的估算及其主要影响因素[J].中国医学装备,2013,10(12):64-66.

[10] Awdeh M,Kouris K,Hassan IM,et al.Factors affecting the Gates’measurement of glomerular filtration rate[J].Am J Physiol Imaging,1990,5(1):36-41.

[11] Maneval DC,Magill HL,Cypess AM,et al.Measurement of skinto-kidney distance in children: implications for quantitative renography[J].J Nucl Med,1990,31(3):287-291.

[12] 陈曙光,石洪成,胡鹏程.Tonnesen公式计算肾脏深度的准确性与BMI的关系[J].中华核医学与分子影像杂志,2012, 32(6):430-433.

[13] Lopez-Gaitan J,Ebert MA,Robins P,et al.Radiotherapy of abdomen with precise renal assessment with SPECT/CT imaging (RAPRASI): design and methodology of a prospective trial to improve the understanding of kidney radiation dose response[J].BMC Cancer,2013,13:381.

[14] 杨仪,刘增礼,唐军,等.SPECT/CT直接测量肾脏深度在肾小球滤过率测定中的应用[J].中华核医学与分子影像杂志, 2012,32(4):255-258.

[15] Guo X,Qin Y,Zheng K,et al.Improved glomerular filtration rate estimation using new equations combined with standardized cystatin C and creatinine in Chinese adult chronic kidney disease patients[J].Clin Biochem,2014,47(13-14):1220-1226.

[16] 李乾,张春丽,付占立,等.肾动态显像法计算中国人肾脏深度[J].中国医学影像技术,2007,23(2):288-291.

[17] 张旭初,王荣福,李乾.肾脏深度对影像法测定肾小球滤过率的影响[J].标记免疫分析与临床,2010,17(1):30-34.

[18] Granerus G,Moonen M.Effects of extra-renal background subtraction and kidney depth correction in the measurement of GFR by gamma camera renography[J].Nucl Med Commun, 1991,12(6):519-527.

本文编辑 聂孝楠

Effect of Kidney Depth in Glomerular Filtration Rate Measured by Kidney Dynamic Imaging

HAN Ping-ping, LI Ling, LIU Jie, WANG Meng, JIN Chao-ling, ZHENG Yu-min
Department of Nuclear Medicine, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China

Objective According to the kidney scintigraphy, the depth of the kidney was measured by the method of nuclear medicine. The effects of kidney depth and the difference of double kidney depth on glomerular filtration rate (GFR) measured by Gates renal dynamic imaging were explored. Investigate the significance of renal dynamic imaging. Methods 118 patients who underwent radionuclide kidney dynamic imaging from February to December 2015 were selected, and the depth of the kidney and the difference of the depth of the double kidneys (D) were measured by renal side imaging, the corrected GFR and renal GFR were obtained. The Gates method defaults the Tonnesen formula to estimate the depth of the kidney and obtains uncorrected depth GFR and renal GFR. The correlation between uncorrected and corrected GFR and creatinine clearance rate (Ccr) were anlysed, and the effect of the double renal depth difference on the renal function was measured. Results Compared with renal lateral imaging, the renal depth and the depth difference were underestimated by Tonnesen formulation. The uncorrected GFR by Tonnesen formulation and GFR corrected by renal lateral imaging were positively correlated with Ccr (r=0.760 and 0.755, respectively). The uncorrected GFR was lower than corrected GFR, but without statistical significance difference. The variant of split function estimated by renal lateral imaging compared to Tonnesen formulation was positively correlated with the depth difference (r=0.98, P<0.01), with the increase of the depth difference, Tonnesen formulation was difficult to accurately reflect the variant of split function. In the group with a smaller difference (D<0.5 cm), the uncorrected and corrected GFR had no statistically significant difference. While in the group with a larger difference (D≥0.5 cm), the two were significantly different. Conclusion Direct measurement of renal depth from renal lateral imaging can improve the accuracy of split renal GFR, especially in patients with a remarkable difference between double renal depth.

kidney dynamic imaging; glomerular filtration rate; renal depth; tonnesen method; gates meth

R817.4

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.06.017

1674-1633(2017)06-0066-04

2017-01-5

2017-03-06

作者邮箱：hanjiangpingping@163.com