本期病例是一位诊为宫颈癌的老年女性在放化疗前为肾功能评估行99mTc-DTPA肾血流及功能显像。第一次的GFR为22.8 ml/min(左肾GFR 10.7ml/min,右肾GFR 12.1 ml/min):
血流期(图像均经过左右翻转,下同)
功能期
肾图曲线(上图血流灌注曲线,下图功能期肾图曲线)
4天后第二次肾血流与功能显像GFR为74.6 ml/min(左肾GFR 35.0ml/min,右肾GFR 39.6 ml/min):
血流期
功能期
肾图曲线(上图血流灌注曲线,下图功能期肾图曲线)
两次间隔4天的检查为何GFR差异这么大?是患者的肾功能在这期间出现急剧变化,还是有其他原因?
肾血流及功能显像前的注意事项都有患者需饮水这一条。那么为什么需要水化?如果不水化,对结果有什么影响?肾脏有强大的自身调节能力,对于轻度的脱水导致的入球小动脉灌注不足,肾脏可以通过自身调节机制收缩出球小动脉维持正常的肾小球滤过压。2005年Annals of Nuclear Medicine上发表过一篇文章[1],实验的目的是通过比较在水化和不水化的条件下,99mTc-DTPA和99mTc-MAG3肾动态显像的各个定量参数有什么区别。实验入组了11位健康志愿者,每人分别在水化和不水化的条件下用99mTc-DTPA和99mTc-MAG3两种示踪剂进行显像(每人显像4次,水化:显像前30-60min饮水1500ml,测尿比重<1.010;无水化:显像前禁食水8h,测尿比重>1.025)。水化不充分的情况下(生理状态下轻度脱水)会引起肾脏排泄示踪剂减慢,具体表现为肾图高峰后移、肾图曲线排泄段变平坦,但是对GFR并无显著影响。2014年发表的另一项研究有不同的结果[2]:这个研究用的99mTc-DTPA双血浆法测定的GFR(这种方法比Gates法更准确),研究发现在11位健康志愿者中,与正常进食和标准水化(每小时饮水200ml)相比,禁食水12小时会使GFR下降约10%。结合这个病例,前后两次的GFR相差巨大(22.8 ml/min vs. 74.6 ml/min),即便再不水化,也不会对GFR产生这么大的影响。与是否“弹丸”注射有关吗?
我们知道在做肾血流及功能显像时要求“弹丸”注射,那么为什么需要弹丸注射呢?不弹丸注射会怎么样?弹丸注射的目的是观察显像头几秒的肾脏血流灌注(也可以计算一些血流灌注参数),但实际上除了移植肾的评估之外,头几秒的血流灌注期数据并不能给肾功能的评估提供额外的信息[3,4]。而且我们知道,Gates法计算GFR是取2-3min的肾脏计数来计算的,所以即便没有弹丸注射,也几乎不影响GFR计算。是注射剂量太小吗?
书上都会写肾血流及功能显像中99mTc-DTPA的注射剂量大概是10mCi。为什么是这个剂量?剂量少了有什么影响?在我们的日常工作中,每天的99mTc-DTPA是一次性标记或者送到医院的,同一批药可能从早上8点用到中午12点,这中间的衰变自然影响注射剂量。99mTc-DTPA的肾脏提取率(示踪剂每一次随循环经过肾脏时被肾脏摄取的比例)大概为20%,比肾小管排泌型的示踪剂要低。为了保证图像质量、肾图曲线和计数不受噪声干扰,需要保证有足够的注射剂量。那最低的注射剂量是多少? 这一点在我们之前的微课讲堂里曾详细讨论过,同样请戳上面的链接。有研究通过在剂量-时间曲线中加入符合泊松分布的随机噪声信号的方法来模拟注射剂量的差异对GFR准确性的影响,研究发现注射剂量从400MBq降低到50MBq,GFR的准确性几乎不受影响。2014年JNM的继续教育文章也指出,对于大部分患者而言,10 mCi的注射剂量完全不必要,99mTc-DTPA肾动态显像的注射剂量最好是1-5 mCi[3,4],这是充分平衡了检查质量和ALARA原则的推荐。所以这个患者的GFR前后差异不会是注射剂量的影响。虽然注射剂量即便只有1 mCi,也不影响99mTc-DTPA肾动态显像的结果,但如果是打漏了就不一样了,这将导致空满针测量出来的计数不是真正的注射剂量,将低估GFR计算。通过询问检查时注射的技师的操作和患者注射点有无疼痛、肿胀等都否认注射时打漏了,但我们还是来看看图像能告诉我们什么。先看血流期图像。两次的肾血流期图像看起来没有太大差别,腹主动脉显影后双肾显影清晰,血流期的灌注曲线形态也都正常,腹主动脉和双肾都有明显的灌注峰,提示双肾的血流灌注正常。仔细对比两次的灌注曲线,第一次的灌注曲线峰值接近200 counts/sec,第二次的峰值大约为450 counts/sec,相差2倍以上(但不同的满针剂量、不同灵敏度的机器和不同的满针采集时间会使峰值不一样,不能直接比较)。再对比第一次检查当天在同一台机器检查的另一位患者的空满针计数和灌注曲线,发现空满针计数相近的情况下,灌注曲线峰值仍然相差了2倍以上。所以这个病例很可能因为第一次检查注射时打漏了,造成测出来的空满针不是真正的注射剂量,低估了GFR。注射时打漏了可能渗漏在皮下,也可能漏在体外,如果出现皮下渗漏,99mTc-DTPA可能不断从软组织间隙渗入血管进而被肾脏摄取,灌注曲线可能会呈锯齿状或者双峰状,肾图曲线可能呈持续上升型(如下图)[5,6]。是采集时的探头或者能峰设错了吗?
正常的肾脏位置靠后,所以肾动态显像时用后位探头采集。如果误设为前位探头采集,软组织衰减更明显,而Gates法计算GFR的公式中,肾脏深度是用Tonnesen经验公式估算出的后位肾脏深度,错误的深度校正会低估GFR。是否误设为前位探头采集,可以通过看采集的图像中肝、脾、心血池影的位置判断左右侧是否反了来判断,也可以重新打开采集时的程序检查。我们在采集99mTc的图像时,能峰设置的是140±10% kev,如果能峰设置错误,比如误设为115±10%kev,那么采集到的主要信息就不是99mTc的能峰,而是康普顿散射峰的信息,图像明显会变糊(比如下图骨显像的后位图像),计数自然也不准。这一点可以通过看血流和功能期的图像,肾脏显示是不是正常来除外。是因为ROI勾画的问题吗?
在勾画ROI时,如果双肾的ROI勾画过小,会导致ROI以外的肾脏计数没有被计算进去,低估GFR。所以指南中明确指出肾脏ROI勾画时要尽可能的generous,不要紧贴肾脏边缘勾画(因为可能漏掉周边散射的计数)[7]。对比两次的ROI会发现第一次检查的肾脏ROI(下图左)比第二次的(下图右)要小。但即便如此,ROI以外被漏掉的计数只占很少一部分,不会那么大幅度的影响计算的GFR。我们再次对第一次检查时的ROI进行了相对generous的勾画,得到的GFR为26.2 ml/min(之前为22.8 ml/min)。与患者使用降压药有关吗?
降压药对肾动态显像的影响主要包括两个方面:可能血压过低导致肾脏灌注不足;当存在肾血管性高血压时ACEI类药物会抑制RAAS系统进而降低GFR。询问病史,患者确实有高血压,但并非肾血管性高血压,并且患者长期服用降压药(具体种类不详)血压稳定在130/80 mmHg左右,两次检查前都在当天早上服用了降压药,自测血压无异常。
患者真实的肾功能到底有变化吗?
我们前面对比了两次检查的血流灌注期图像和曲线。再对比功能期图像会发现,第一次检查时肾脏实质的放射性浓聚比较慢,直到5min肾盏才有显影;20min时肾实质的显影仍然在不断加深。从肾图中也可以看出这一点,血流期之后,示踪剂摄取段曲线斜率小,肾图曲线持续上升,没有出现排泄段。
而第二次检查时肾实质的放射性浓聚更快更明显,3min可见肾盏显影,到功能期末时肾实质内示踪剂已经大部分排出,肾图曲线形态正常,浓聚高峰明显。
考虑到第一次检查时双肾实质示踪剂浓聚慢,从肾小球滤过后排入集合系统的过程也变慢,所以患者当时的肾功能确实在一定程度上有受损,只是并非像计算出的GFR反应的“受损”程度那么重。我们再次查阅病历发现患者在第一次检查前2天进行了胸腹盆增强CT+CTA,考虑造影剂肾病可能也是第一次检查时影响患者肾功能的因素之一。对于无危险因素如慢性肾功能不全、糖尿病的患者,造影剂肾病的风险很低(≤1%)[8],但对于存在风险的患者(尤其是糖尿病和CKD),造影剂肾病的风险为10%-30%[9]。碘造影剂一般分为非离子型和离子型,又可以根据渗透压分为低渗型、等渗型、高渗型。一般来说,高渗型造影剂的肾毒性更大[10],造影剂剂量越大肾毒性也越大。
| 结构 | 名称 | 渗透压 |
第1代(高渗) | 离子型单体 | 泛影葡胺 | 血浆的5-6倍 |
第2代(低渗) | 非离子型单体 | 碘海醇 碘帕醇 碘佛醇 | 血浆的2-3倍 |
离子型二聚体 | 碘克酸 |
第3代(等渗) | 非离子型二聚体 | 碘克沙醇 | 血浆等渗 |
造影剂肾病一般可逆,肾功能会在数日内恢复。造影剂肾病的肾动态显像可表现为血流灌注正常或稍差、肾功能急性损伤等。有研究报道了肾脏功能不全的患者(Cr>133μmol/ L)对造影剂的反应,发现患者的GFR在使用造影剂后均降低(从44.2 ± 4.6 ml/min降至32.6 ±3.9 ml/min),但降低幅度不超过25%[11]。
所以这个病例中,第一次检查时患者真正的肾功能确实有受损,但计算出的GFR显著降低更主要的因素很可能是注射时打漏了,另外ROI的勾画也对GFR有一点点影响(基本可以忽略)。
最基础的肾血流和功能显像可以很简单,但深挖起来它也可以很复杂。搞懂每一个技术细节背后的原因,才真的懂了。
病例提供:北京协和医院核医学科 金从军
作 者:北京协和医院核医学科 李佳忆
作 者:北京协和医院核医学科 罗亚平
参考文献:
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