小儿肾积水手术后分肾功能的相关因素分析及预测模型建立

林资咏 杨屹 殷晓鸣 刘鑫 赵谦

中国医科大学附属盛京医院小儿泌尿外科，沈阳 110000

小儿肾积水是泌尿系统常见疾病之一，先天性肾盂输尿管连接部梗阻(ureteropelvic junction obstruction,UPJO)是其常见病因。UPJO如不及时治疗，将导致肾功能进行性恶化和永久性肾脏损伤[1]。在临床治疗中，小儿泌尿外科医生把患侧肾脏分肾功能的变化作为术前观察的一个重要指标，通过分肾功能变化及时发现存在肾功能损害或损害风险的肾积水，进而及时予以手术治疗，使术后积水肾脏的分肾功能不再恶化或恢复至正常水平。目前分肾功能检查手段以肾核素检查为主。与肾核素检查相比，超声检查具有方便、无创等优势，是肾积水的重要检查手段。但目前尚没有一种影像学检查可以作为预估UPJO肾脏损伤情况的标准方法[2]。因此术前通过超声及肾核素肾功能检查的某些指标来预测哪些UPJO患儿的分肾功能通过手术治疗可以完全恢复至正常水平，引起了临床的关注。本研究旨在通过回顾性分析2011年1月1日至2017年8月1日在中国医科大学附属盛京医院诊断为单侧先天性肾盂输尿管连接部梗阻肾积水、并行手术治疗的患儿临床资料，总结分析术前超声及肾核素肾功能检查参数与术后分肾功能的相关性，提出预测模型，以指导小儿肾积水的随访及治疗，为探讨小儿肾积水手术后分肾功能变化提供参考依据。

材料与方法

一、一般资料

(一)研究对象

收集2011年1月1日至2017年8月1日由中国医科大学附属盛京医院诊断并行手术治疗的单侧肾积水患儿816例。病例纳入标准： ①术前诊断为单侧先天性肾盂输尿管连接部梗阻所致肾积水； ②术前完善超声及利尿性肾核素动态显像检查； ③术后完善利尿性肾核素动态显像检查； ④行肾盂输尿管成形术。排除标准： ①存在膀胱输尿管反流(n=6)； ②原发性巨输尿管(n=17)； ③泌尿系重复畸形(n=27)； ④有双侧肾积水(n=66)； ⑤其他泌尿生殖系统异常，包括后尿道瓣膜(n=5)、马蹄肾(n=2)、神经源性膀胱(n=2)； ⑥患侧肾功能>55%(n=51)； ⑦行再次手术，包括行患侧肾脏穿刺造瘘术、患侧再次肾盂输尿管成形术(n=6)； ⑧存在肾发育不良(n=20)以及检查数据缺失(n=478)。最终本研究共纳入136例单侧肾积水患儿作为研究对象。

(二)手术指征

存在肾积水相关临床症状，包括腹痛、泌尿系统感染；初次评价肾积水功能<40%，且 T1/2>20 min；如为梗阻性肾图，分肾功能(differential renal function,DRF)>40%，系列超声随访提示肾积水持续或加重，或根据美国胎儿泌尿协会(Society for Fetal Urology,SFU)分级显示肾积水3级变为4级，或肾盂分离增加10 mm或以上，无急性梗阻情况下，2～4周复查时仍保持积水加重状态或进一步加重伴有肾实质变薄，或肾核素显像DRF下降5%～10%。

二、相关检查

手术前1个月内行肾脏超声检查、3个月内行肾核素显像检查，手术后6～18个月内完善肾核素显像检查。

(一)肾脏超声检查

仪器为德国西门子公司的ACUSON Sequoia 512，探头频率为3.5 MHz和2.5 MHz，探头在前位及后位沿肾脏纵轴及横轴观察，分别测量患儿双侧肾脏横径。

肾脏横径： ①测量切面：肾门部短轴切面或肾脏冠状切面； ②测量至肾门与肾脏最宽部两侧包膜处。

肾脏长径： ①测量切面：肾脏冠状切面或矢状面最长切面； ②测量至肾脏上、下级顶端包膜处。

肾盏大小： ①测量切面：肾脏冠状切面或矢状面切面； ②测量肾盏位置液性暗区最宽处； ③多个肾盏扩张时，取最大肾盏最宽处。

(二)肾核素显像检查

①二乙烯三胺五乙酸(diethylenetriamine pentaacetic acid,DTPA)：仪器为德国西门子公司的E.Cam Dual，显像剂为99Tcm-DTPA。检查前排空膀胱，经静脉以“弹丸”式快速注射显像剂，予呋塞米静脉注射，<1岁者1 mg/kg，>1岁者0.5 mg/kg，最大剂量40 mg。②乙二胺四乙酸乙酯(ethylenedicysteine,Tc-EC)：99mTc-EC肾动态显像方法，患儿于检查前通过饮水或补液方法，保证水负荷，显像前排空膀胱。显像仪器为Phillips SPECT/CT仪，配低能通用型准直器。99mTc-EC剂量为74～111 MBq (2～3 m Ci)，“弹丸”式静脉注射，显像10 min时静脉注射呋塞米，剂量为1 mg/kg。

通过内置软件计算出肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)、DRF，并绘制双肾肾图曲线。本研究中以术后患侧分肾功能≥45%为结果建立模型，将术后患侧DRF值45%～55%定义为肾功能正常[3-4]。

三、统计学处理

结 果

一、基本情况

136例患儿中，男101例(74.3%)，女35例(25.7%)，男女比例为2.9∶1；术后患侧分肾功能<45%者58例(42.65%)，术后患侧分肾功能≥45%者78例(57.35%)；手术年龄为1.3～139个月，平均年龄为36个月。

二、单因素分析结果

术后分肾功能≥45%组和术后分肾功能<45%组患儿术前患侧分肾功能差异有统计学意义(U=3685.000，P<0.001)，术前肾脏长径差异有统计学意义(U=2844.000，P=0.010)，术前肾脏横径比差异有统计学意义(U=3685.000，P=0.029)。

比较术后患侧分肾功能≥45%组和术后患侧分肾功能<45%组患儿手术年龄以及术前患侧APD、患侧肾盏大小、患侧肾皮质厚度、患侧肾皮质厚度与APD比值的差异，差异均无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

三、多因素分析结果

以患儿术前患侧分肾功能、术前肾脏横径比作为自变量，以术后分肾功能≥45%作为因变量，行二元Logistic回归分析发现，术前患侧分肾功能(OR=1.151,95%CI:1.093～1.212,P<0.01)、术前肾脏横径比(OR=2.565,95%CI:1.237～5.322,P=0.011)是患儿手术后分肾功能是否≥45%的相关因素(表2)。

预测模型公式为：Logit(P)=-5.846+0.141×术前患侧分肾功能+0.942×术前肾脏横径比。

四、ROC曲线分析结果

根据ROC曲线及临床实际意义分析术前患侧分肾功能、术前肾脏横径比，预测术后患肾分肾功能≥45%模型概率的AUC、灵敏度、特异度、约登指数分别为0.828、80.8%、70.7%、0.515，并计算出模型最佳临界值为-5.322；术前患侧分肾功能预测术后患肾分肾功能≥45%的AUC、灵敏度、特异度、约登指数、临界值分别为0.851、75.6%、77.6%、0.532、40.56%；术前肾脏横径比预测术后患肾分肾功能≥45%的AUC、灵敏度、特异度、约登指数、临界值分别为0.610、79.5%、46.5%、0.260、0.388；见图1。

表1 单侧肾积水患儿手术前超声检查参数及分肾功能与术后分肾功能≥45%的单因素分析[M(P25,P75)]Table 1 Univariate analysis of preoperative ultrasonic parameters,preoperative DRF and postoperative DRF ≥45%[M(P25,P75)]分组手术年龄(月)术前患侧分肾功能(%)术前患侧APD(cm)术前患侧肾盏大小(cm)术前患侧肾皮质厚度(cm)术前长径比术前横径比术前患侧肾皮质厚度与APD比值术后分肾功能≥45%组10.22(3.98,62.92)45.92(40.94,49.53)3.10(2.40,3.90)1.85(1.40,2.30)0.30(0.26,0.40)0.37(0.24,0.53)0.67(0.42,1.04)0.11(0.07,0.16)术后分肾功能<45%组17.16(3.21,48.10)33.12(26.16,39.19)3.00(2.35,4.00)1.55(1.10,2.30)0.40(0.30,0.50)0.26(0.08,0.49)0.51(0.21,0.79)0.10(0.06,0.16)Z值2200.5003685.0001673.5001059.0001462.0002844.0002757.5001809.500P值0.787<0.0010.8490.2940.3720.0100.0290.583

表2 单侧肾积水患儿术前各项指标对于术后分肾功能≥45%的二元Logistic回归分析Table 2 Binary Logistic regression analysis of each parameter on postoperative DRF ≥45% 变量B值标准误wald χ2值P值OR值OR值95%置信区间下限上限术前患侧肾功能 0.1410.02628.498<0.0011.1511.0931.212术前横径比 0.9420.3726.403 0.0112.5651.2375.322常量-5.8461.16425.217<0.0010.003

图1 预测术后患肾分肾功能≥45%的ROC曲线 注 A：回归方程对术后分肾功能≥45%的预测； B：术前患侧肾功能、术前肾脏横径比对术后分肾功能≥45%的预测

讨 论

儿童外科在提高手术成功率的同时，医生与家属共同期望治疗中能尽量减少创伤性检查和治疗。超声检查诊断小儿泌尿系统畸形简便易行，无辐射，无创伤，对肾积水诊断的敏感性、特异性及准确性高，可反复检查及定期复查，并能通过测量肾实质厚度、肾盂分离宽度和肾脏形态与大小来判断肾积水梗阻程度，并初步判断肾功能，是治疗的重要依据[5]。目前依据超声检查结果有多种分级系统，包括APD、SFU、Onen以及泌尿系统扩张(urinary tract dilation,UTD)分级系统。超声在儿童肾积水诊治中广泛使用是未来的趋势。超声能提供的重要信息包括肾盂分离、肾盏扩张和肾皮质、肾实质情况。虽然它们可能有助于全面判断肾功能状态并预测结局，但独立预测肾功能的价值均不高[4]。因此本研究将术前分肾功能纳入联合分析。

本研究结果显示，结合术前肾脏超声检查中肾脏横径比参数和术前分肾功能检查结果，可预测患侧肾脏手术后分肾功能可否恢复正常(≥45%，准确性为74.3%)。目前将分肾功能45%～55%定义为肾功能正常[3-4]。本研究在模型预测中以分肾功能≥45%为因变量进行分析，得出预测模型公式为：Logit(P)=-5.846+0.141×术前患侧分肾功能+0.942×术前肾脏横径比。当模型结果Logit(P)<-5.322时，术后患肾分肾功能<45%的可能性增大；当模型结果Logit(P)≥-5.322时，术后患肾分肾功能≥45%的可能性增大。由于肾核素显像检查操作较为复杂，需要婴幼儿镇静后检查，受检者需接受一定量的辐射，且仅综合医院有检查条件，因此限制了其临床应用[6-9]。本研究得到的预测模型可在一定程度上减少患儿术后使用肾核素显像检查随访的频率。

本研究预测模型的建立前提是患儿的手术指征需要根据《先天性肾盂输尿管交界处梗阻诊疗专家共识》提出的标准： ①存在肾积水相关临床症状(疼痛、泌尿系感染)； ②初次评价肾积水DRF<40%、并且T1/2>20 min； ③梗阻性肾图，且DRF>40%；行系列超声随访，积水加重或积水持续并伴有肾实质变薄、或复查肾核素显像DRF下降超过5%～10%；严重双侧肾积水(SFU 3～4级)或孤立肾严重肾积水，需要更积极治疗[10-12]。随访中肾积水加重的定义为：SFU分级升高一级，或肾盂前后径增加10 mm或以上，无急性梗阻情况下，2～4周后复查时仍呈积水加重状态或进一步加重。DRF下降通常被列为行肾盂成形术的指征，但DRF有时会出现异常升高，有研究发现个别情况下肾积水侧DRF>55%[13-14]。研究者推测这一发现并不能反映真实的肾功能，而是反映了梗阻情况下的肾小球超滤过状态[11]。因此在本研究中未将患侧分肾功能>55%的患儿资料纳入统计范围，从而提高了模型预测的准确性。

近年Rickard等[15-16]报道了肾积水面积和肾实质面积的比值与肾功能具有相关性，且用客观强度较高的数据支持了这一结论。Han等[17]在数据分析中再次提出小儿肾积水面积与肾脏实质的比值较高，则手术前肾功能下降的可能性更大。以上研究分析体现了同侧数据的相关性，而本研究提出肾脏横径比是通过个体健侧与患侧对比得出的相关数据，这与分肾功能的DRF健侧、患侧对比结果相一致，这种方法在应用上更简单便捷。

目前大多数医疗中心能依据儿童肾积水诊疗规范，结合众多检查方法对小儿肾积水进行较为精准的诊断，并进行及时的手术治疗，还能按照个体差异进行定期随访。但由于我国地方经济存在明显差异、肾核素检查费用高昂以及放射线损伤的缘故，很多小儿肾积水的诊断及随访不能常规应用肾核素检查。随着超声的发展，地区医院均拥有超声设备及超声医师，超声更能在诊断及随访过程中发挥其经济、方便的特点，在儿童肾积水诊断随访中具有较大优势。

此外，在连续行超声监测的患儿中发现部分超声数据出现较大偏倚，虽然本研究剔除了这些数据，但是在临床中，这种偏倚可能影响小儿外科医生对于疾病的诊断。究其原因，缺乏标准化的超声测量方法是重要因素，测量过程中错误的操作使得测量切面不规范，从而导致检查结果不准确。其次，患儿配合程度也十分重要，儿童在检查过程中依从性较差，也是影响超声诊断准确性的原因之一。受这些因素的制约，将超声检查结果作为最主要的手术指征存在很大的局限性。因此，应周期性多次复查超声，从而减少以上因素的限制，提高诊断的准确性。未来研究患儿肾功能变化的影响因素还需要更多病例资料和多中心合作的支持。术后超声随访与分肾功能的相关性研究有重要的临床意义。

本研究的局限性在于需要严格遵循手术指征进行手术治疗，而临床工作中，小儿泌尿外科医生会灵活评估手术指征，因此在其他儿童医疗中心应用本预测模型将影响其准确性。本研究的另一个局限在于肾积水的类型，即肾内型与肾外型肾积水可影响肾功能的恢复，该变量在本研究中未进行区分，测量横径为肾门处最外层肾实质上下连线之间至肾外侧最宽处[18]。

综上所述，利用术前超声检查指标及术前分肾功能指标，可预测术后分肾功能恢复情况及肾积水的转归，这将有助于小儿泌尿外科医生评估与预测患儿病情，有利手术患儿的肾脏保护与监测。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明文献检索为林资咏、殷晓鸣，论文调查设计为林资咏、殷晓鸣，数据收集与分析为林资咏、刘鑫、赵谦，论文结果撰写林资咏，论文讨论分析为杨屹、林资咏、殷晓鸣、刘鑫