自20世纪50年代初国外学者 Oeser等在柏林首次用放射性示踪剂测定肾功能以来,肾脏核医学不断地发展和完善。特别是60年代以来,应用放射性示踪法定量测定人体许多生理量,检测血流中一些有形成分的生存率,以及某些物质在机体或组织器官内的代谢状况,如摄取、分泌和排泄等,从而使肾脏核医学有更大的进展,其临床应用日趋广泛。
放射性核素检查法对于肾脏疾病的临床诊断具有重要价值。主要用于测定两肾各自的功能状态,总有效肾血浆流量,肾小球滤过率,膀胱输尿管返流与膀胱残余尿量;应用核素肾显像技术能综合反映肾脏血供、功能与形态的情况,以及尿流过程的异常表现;此外,核诊断技术在移植肾术后的监护中有一定的应用价值,放射性微球灌注法判断移植前冷藏肾的活力也取得了新的进展;应用体外放射分析法测定某些激素类的生理活性物质,如肾素-血管紧张素-醛固酮系统的活性,有助于肾源性高血压病人的诊治。
肾脏核素检查具有方法简便,使用安全,易于随访观察等优点,各种检查方法受肾功能状态的限制性影响较小。但是,有些方法存在着敏感性和特异性的问题,来自探测仪器、放射性药物、操作技术、数据处理等方面的因素可直接影响方法的标准化和质量控制。因此,分析各种检查结果需密切结合临床。近年来,随着新的放射性药物的出现和计算机技术的发展,γ相机、单光子发射型计算机断层仪(SPECT)及正电子断层仪(PET)相继问世,有关泌尿系的诊断方法也日趋增多,对病变的检出和定位、定量诊断都有了很大地发展和提高,成为临床受欢迎的检测项目。
一、肾动脉灌注及肾动态显像
(一)原理
静脉注入由肾小球滤过或肾小管上皮细胞分泌而不被回吸收、迅速经尿排出的快速通过型显像剂,用γ照相机或SPECT快速连续采集包括双肾和部分膀胱区域的放射性影像,可以动态地观察到腹主动脉、肾动脉和肾血管床的灌注像及示踪剂在肾实质浓聚,随后逐渐集中到肾盏、肾盂及输尿管而达膀胱的全过程,可在一次检查中获得肾动脉灌注、肾脏形态与功能及尿路通畅性多方面的资料。
(二)适应证
1.了解肾血供情况,诊断肾血管性高血压和估价肾动脉病变情况。
2.协助诊断肾栓塞及观察溶栓疗法效果。
3.观察肾内占位病变的血供情况有助于鉴别良恶性病变。
4.综合了解肾脏的形态、功能和尿路通畅的情况。
5.鉴别肾实质功能受损和尿路不畅的异常肾图。
6.移植肾的监测。
7.膀胱输尿管尿液返流的判定。
(三)检查方法
常用显像剂有99mTc-DTPA(二乙三胺五乙酸)、99mTc-MAG3(巯基乙酰基三甘胺酸)、99mTc-EC(双半胱氨酸)。前者为肾小球滤过型显像剂,后二者为肾小管分泌型显像剂。99mTc-DTPA是一种螯合剂,性能稳定,90%以上由肾小球滤过随尿液排出,静脉注射后可一次了解肾血流灌注、肾摄取和排泄的动态功能,以及肾形态和上尿路通畅情况。后二者性能类似马尿酸(OIH),静脉注射后大部分快速由肾小管分泌到收集系统,由于这些显像剂迅速地被肾吸收、集聚和排泄,可获得肾吸收、集聚和排泄显像剂过程的连续动态图像而了解肾的功能、形态、尿路通畅和血供情况。
患者饮食如常,临检查前排尿。患者取仰卧位,探头置于检查床下,脊柱处在准直器中线上,使两侧肾及膀胱均在有效视野内,经肘静脉以“弹丸”式推注显像剂并同步开机采集。肾血流灌注相,以1帧/秒连续摄取32帧,肾功能相以1帧/10~30秒连续摄取20~30分钟。全部过程由计算机编制程序自动进行,最后处理成为肾血流灌注像、肾功能像和肾功能曲线图。
(四)结果分析
1.肾血流灌注(1)
正常肾灌注图像,可见弹丸注射后约 9~15秒腹主动脉显影,接着 2~3秒后两肾同时显影,两侧放射性浓度和影像大小、形态均对称,肾内灌注均匀。99mTc-DTPA 灌注曲线,可见灌注峰,两侧峰值差<25%(图4.3.1~3)。
(2)肾血流灌注缓慢而量少,即肾影出现延迟,放射性低而影小,曲线低平无峰,多见肾血管主干病变,可为一侧或两侧。局部灌注不良,出现放射稀疏或缺损,提示局部肾血管病变;占位病变区灌注增加,提示恶性可能,而灌注不良则考虑良性病变。
2.肾功能动态显像
(1)最初2~4分钟内,肾实质内放射性浓度达高峰,肾内放射性分布均匀,肾影清晰,称为功能期,4~6分钟以后肾皮质放射性减少,肾盂放射性逐渐增加,随时间延长,肾影渐淡,膀胱区放射性逐渐增强,20分钟时肾区放射性已很少,显像剂大部分进入膀胱,属于排泄期,两肾基本对称,肾图曲线如前所述。正常肾功能动态及曲线见图(4.3.4~5)。
(2)正常人肾小球滤过率(GFR)一般在100ml/min左右,有效肾血浆流量(ERPF)500ml/min左右,分肾GFR及 ERPF可根据相对肾功能(%)进行换算,由于测定方法和计算机软件的细节有所不同,各单位最好建立自己的正常值。
(3)异常图像常表现为肾血流灌注异常、显像延迟、排泄相延后、肾不显影或显影部位异常等。多数学者把异常肾动态显像归纳为缺血型及梗阻型两大类,前者表现为肾摄取下降,通过及排泄均明显延迟;后者表现为肾区放射性随时间逐渐变浓,肾显像剂不能被排泄或排泄缓慢。而临床上缺血与梗阻常同时发生,许多缺血性病变同时伴有梗阻,而长期梗阻也会出现缺血,甚至肾功能丧失。
(五)临床应用
1.肾血管病
(1)肾动脉栓塞 肾动脉栓塞是肾动脉主支发生阻塞的主要病变,而血栓形成只占肾栓塞的4%。75%的肾动脉栓塞源于心脏病(风湿性心脏病,亚急性细菌性心内膜炎),半数以上是双侧性的。肾灌注显像可清晰显示血管损伤的范围,表现为腹主动脉显影后,一侧性肾脏不显影或延迟显影,抑或部分肾显影。
(2)肾动脉狭窄 肾动脉狭窄主要由动脉硬化及肌肉纤维发育不良引起。动脉硬化性肾动脉狭窄,多为双侧性病变;而肌肉纤维发育不良,80%好发于女青年,多为单侧性病变,约1/5为双侧性。单侧肾动脉狭窄在核素灌注显像上呈非对称性及节段性灌注减低。肾图显示曲线高度较健侧显著降低,而其曲线形态可以正常(小肾图),如已影响肾脏功能,则其功能段斜率减低、峰值降低及肾通过时间延长。肾显像可见病肾变小,呈斑片样、不规则、不均匀的放射性分布。肾动态显像检测肾动脉狭窄的灵敏度为88%。单侧肾灌注减低,它可以见于肾动脉狭窄,也可见于慢性肾盂肾炎、肾静脉血栓、肿物压迫肾门、血肿、尿路梗阻以及由于两肾深度不一造成的假象。双侧性狭窄时,尽管出现节段性灌注减低,双肾通过时间延长,肾内放射性分布不均匀等征候,但是检测的灵敏度较低,且缺乏特异性。
(3)肾静脉血栓形成 相对少见,多发生于儿童,特点是受损肾脏出血及坏死。临床上常与血容量减低的疾病伴发,如严重胃肠炎、肾病、外伤、肿瘤、充血性心力衰竭等。灌注显像示放射性明显减少,甚至无放射性。示踪剂摄取减低,在肾内滞留时间延长。急性肾静脉血栓形成时常伴有肾肿大,这有助于肾动脉狭窄的鉴别。
(4)肾梗塞 肾梗塞是外伤或手术后遗症,也可伴发于肾动脉狭窄及血栓栓塞。临床表现为尿血、腰背疼、恶心及呕吐。灌注显像与功能显像均可见单个的楔形放射性缺损、半肾缺如甚至全肾不显影。
急性肾梗塞容易被肾盂造影、超声及 CT漏诊,因为肾梗塞与脑梗塞相似,发病后不可能立即出现结构性变化,而放射性核素显像则可及时检出。陈旧性肾梗塞,可能由于侧枝循环建立,肾显像可能正常,但肾脏周围的楔形肾皮质结构异常,容易被肾盂造影发现。由此可见,放射性核素显像技术与其他影像技术是相互补充的。
(5)肾血管性高血压(RVH) 肾血管性高血压是最常见的继发性高血压,在未选择的人群中其发病率甚低,约占高血压总患病数的 1%。在被选择的人群中(如综合医院),其发病率明显增高,甚至高达 20% ~ 30%,但一般为 5% ~ 10%。肾动脉狭窄(RAS)不等于肾血管性高血压。Holly等在256例血压正常者的尸解中证明,17% 有严重动脉硬化性肾动脉狭窄(动脉管腔狭窄50%以上),32%患有中等度肾动脉狭窄(动脉管腔狭窄25% ~50%)。肾血管性高血压常见下列两类:年龄小于35岁的女性,肾动脉肌肉纤维发育不良患者;不分性别的老年性动脉硬化性肾动脉狭窄。近年来,由于血管成形技术的发展,部分肾血管性高血压患者已能治愈,因而如何从大量原发性高血压患者中筛选出大约1%肾血管性高血压,已成为一个重要的研究课题。
有关肾血管性高血压的检查方法列于表4.3.1。
早在20世纪60年代放射性肾图就用于肾动脉狭窄的诊断。肾动脉狭窄在常规肾动态图像及肾图上的共同表现是患侧肾动脉灌注减低,摄取下降,通过时间延长,排泄延缓。常规肾图诊断肾动脉狭窄的灵敏度及特异性均高达85% ~90%,但对于诊断肾血管性高血压仍无实用价值。
为了改进常规肾图及一般肾动态显像对RVH 的诊断效能,20世纪80年代初期人们终于建立了能明显降低假阳性率的血管紧张素转换酶抑制剂(最常用卡托普利)肾动态显像。
2.尿路梗阻 尿路梗阻是泌尿系统常见病,如果不及时治疗可能导致肾功能衰竭。放射性核素肾显像技术为治疗提供了有价值的指导。
尿路梗阻时尿流受阻,尿流率减低,泌尿道扩张,肾内压变化,肾功能受损等,均可能被涉及。在急性梗阻时,肾内压增高,在慢性梗阻时,肾内压可以正常。实验研究证明,输尿管部分梗阻时肾内压仍然正常,但尿路扩张持续存在,甚至加剧。扩张与梗阻是独立存在的,这一事实从根本上改变了泌尿道扩张情况下尿流动力学的评价方法。核医学检查原则上应在 X线或超声等技术确诊泌尿道扩张后进行,提供在扩张情况下泌尿道的功能信息。以了解扩张性的病变是否是真正的梗阻和是否已经损伤肾功能。
(1)急性尿路梗阻 急性梗阻根据临床表现及X线肾盂造影一般不难诊断。核医学技术主要用于患者对造影剂过敏或肾功能欠佳,患有糖尿病,监测肾功能的变化或观察疗效。
(2)慢性尿路梗阻 肾结石、一侧肾结核伴对侧肾积水、输尿管囊肿,腹膜后纤维变性,输尿管及膀胱肿瘤,泌尿系统外的恶性肿瘤如结肠、骨盆等部位的病变均可导致慢性尿路梗阻。GFR可能正常或降低,这取决于梗阻的程度。Kerr用狗做的实验研究证明,与正常对照相比,受累肾 GFR可降低20%,解除梗阻后4~57天,68%可恢复到梗阻前水平。与肾小球滤过功能受损相比,肾小管受损时间早,程度也重。图4.3.6为一双肾积水病例的核素显像图。
慢性尿路梗阻通常用肾盂造影、超声波及XCT等技术综合确诊,但是它们均不能提供在慢性梗阻状况下的肾功能情况。常规的生化分析如血尿素氮、血清肌酐、肌酸清除率以及最大尿浓缩能力测定只能估价总肾功能,常规的分肾清除测定或分肾浓缩功能测定均为有创性检查,而且插管可能失败。因此,应用99mTc-DTPA或123I-OIH 做肾动态显像已成为泌尿临床的常用工具,它是一种无创性的分肾功能检查技术,通过分析显像剂的摄取、通过及排泄,可以客观地观察分肾功能及尿路通畅情况。
(3)可疑的慢性尿路梗阻 一些临床医师及放射科医师根据肾盂造影或超声显示的尿路扩张,作为上尿道梗阻的诊断依据。1969年Backlund和 Ruterskiold报告用通过皮下将针头插入扩张的上尿路的技术,使用不同灌注率(直至17.9ml/min)进行灌注,观察了7例上尿路扩张且怀疑尿路梗阻的患者,结果发现尿路扩张者的尿路压力并不高,从而证实无梗阻的低张力的上尿路扩张的存在。由于肾盂造影不能鉴别梗阻性扩张与非梗阻性扩张,1978年 O’Reilly等将 Rado1967年首创的放射性核素利尿肾图用于非梗阻型上尿路扩张的鉴别诊断,这一成功不仅为临床找到了鉴别尿路扩张的无创性方法,从此利尿肾显像也被广泛接受。
3.肾功能衰竭
(1)检查肾功能衰竭者的肾脏形态与功能 由于造影剂可进一步损害肾功能衰竭的肾功能,糖尿病患者尤其明显,一般禁忌对这类患者使用造影剂做肾盂造影,非糖尿病但血清肌酐增高者,使用造影剂后其血清肌酐也将进一步升高。因此,核素肾动态显像或超声检查是这类患者肾脏形态与功能检查的首选方法。图4.3.7为一尿毒症病例的核素显像图。
(2)估计预后 Sherman和Blaufox分析了28例131I-OIH 未显像的肾功能衰竭患者的随诊结果。其中16例患慢性肾脏病,6个月内均需要透析;5例尿路梗阻,其中4例治疗后肾功能得到改善;7例急性肾功能衰竭者全部死亡。
如无梗阻而131I-OIH 不显影是预后不良的重要预兆。慢性肾功能衰竭者如果131I-OIH 不显影,预示几个月内需要透析;急性肾功能衰竭者如果131I-OIH 不显影则死亡可能性大。而有梗阻者,虽然131I-OIH 未显影,但其功能可能恢复。
(3)指导治疗 肾功能衰竭者中,发现或排除尿路梗阻是不容忽视的临床问题。如果经超声波检查确定尿路梗阻存在,核素肾显像时仍见肾脏显影,预示肾功能在梗阻解除后可以得到改善甚至恢复正常。若核素检查为肾脏不显影,仍是手术的适应证。
4.移植肾的监护 肾移植术后的并发症分为两大类:肾实质性及机械性。前者包括排斥反应,急性肾小管坏死(ATN)和中毒反应,这一类并发症的发病时间从术后立即发病到术后几年。机械性并发症是由于对移植肾的血管及尿路系统的机械性损伤造成的,一般在手术后立即发病,但也有术后数月或数年发病者。放射性肾动态显像可以及时监测上述并发症所致的肾功能变化,已成为监护移植肾的可靠而常用的工具。图4.3.8为一移植肾正常动态核素显像图。
(1)肾实质性并发症 ①排斥反应。排斥反应是一种免疫并发症,超急性排斥反应是机体对移植肾(抗原)产生特异抗体所致,移植肾接通后数分钟或数小时即可发生。肾动态显像示移植肾既无灌注,也无功能摄取,呈大片放射性缺损区。急性排斥多见于肾移植后 5天至 3个月,如不治疗,2周内移植肾即可被破坏。肾动态显像示灌注减低,摄取减少,排泄延缓,以进行性血流灌注减少最为明显。慢性排斥是一缓慢但不可逆的过程,肾动态显像所见与一般慢性肾功能损伤近似,无特异性。②急性肾小管坏死(ATN)。ATN 是肾脏缺血的结果,一般是由于手术期间为接通多支动脉而延长缺血时间造成的。ATN 的特征是血流灌注仅有轻度或中等度下降,摄取功能受损,摄取量缓慢递增,无明显排泄。③环孢(cyclosporin A)中毒。环孢素是治疗排斥反应的有效药物,缺点是使用过程中肾单位产生类似急性肾小管坏死的中毒性损害,多发生在移植后数月。核素显像是发现中毒反应的灵敏方法,比一般生化方法早 24~ 48小时。
(2)血管并发症 ①肾动脉阻塞。本并发症可发生在术中或术后,临床表现为突然无尿。病因可能是受压或血栓形成。核素肾显像表现为血流灌注与功能均差。②肾静脉阻塞。灌注、功能及静态显像均为放射性缺损区。③肾皮质坏死。肾灌注及功能显像均示移植肾为放射性缺损区。
(3)尿路并发症 ①输尿管梗阻。输尿管梗阻的原因可能来自内因(凝血块及接口处疤痕)及外因(淋巴囊肿、血肿或脓肿)两个方面。核素显像所见取决于梗阻程度。②尿液外渗。本病也是肾移植的严重并发症,表现为原盆腔内放射性缺损区中随时间延长,异常放射性浓度逐渐增加。典型者术后数日或更长时间内见于手术接口处,也可术后更长时间,由于输尿管坏死引起的尿外漏常常发病较晚。尿外漏的发病率4% ~30%。
(4)淋巴囊肿 亦为手术并发症,系术中损伤淋巴循环所致。淋巴囊肿可使输尿管梗阻,也可使膀胱移位,常发生于术后数周,临床表现为移植肾一侧下肢浮肿。肾动态显像在移植肾旁可见到一个放射性缺损区。
5.肾外伤 在腹部外伤中肾外伤占 10%,常见的临床表现是血尿(90%)、胁疼痛以及触痛(60%)。大多数肾实质挫伤(84%)可用保守方法治疗,因出血不止、尿漏、血栓形成或肾蒂撕裂时才需手术。
常用555~740MBq(15~20mCi)99mTc-GH(葡庚糖酸盐)检查肾脏外伤,因为这种显像剂既可用于灌注显像,也可静态显像。它能迅速且无创地证实肾外伤及其性质,了解分肾功能。据一组24例肾外伤的研究报告发现,放射性核素显像诊断肾外伤的灵敏度明显高于肾盂造影,前者为94%,后者仅为64%。
(1)血管皮质损伤 ①撕裂伤(avulsion)。肾动脉的撕裂或大的肾动脉分支的损伤,均可造成肾梗塞或节段肾梗塞。左肾蒂的撕裂常伴有脾蒂的撕裂。使用99mTc标记的显像剂容易证实撕裂伤,灌注显像及灌注后立即血池显像均为放射性缺损区。②血肿(hematoma)。不论灌注显像还是延迟显像,病变部位均无放射性聚集。③挫伤(contusion)。挫伤的特点是受损肾的血流灌注呈中等度减低,摄取与排泄均明显受损。严重的肾挫伤肾脏变小,整体形态尚保持,但内部可变形。轻度挫伤者,受损肾可轻度肿大。应用系列核素肾显像可以鉴别肾挫伤与肾梗塞,前者早期可见放射性缺损,但随时间延长即消失,而肾梗塞的放射性缺损区却持续存在。
(2)尿路损伤 尿漏者于肾周围及盆腔内出现异常放射性浓聚,且随时间延长而增加。
(3)放射性肾炎 辐射对肾脏的损伤可以用核素肾显像证实。放射治疗后,应用99mTc-DTPA或131I-OIH均可见摄取减低。
二、肾静态显像
(一)原理
静脉注射能被肾小管上皮细胞选择性吸收,并在肾实质内浓集暂时性停留,排泄缓慢的慢速通过型显像剂,利用显像剂所放射的γ射线,通过核医学显像设备显像,得到肾实质中放射性核素分布影像,称为肾静态显像,也称为肾皮质显像。
(二)适应证
1.探测肾内有无占位性病变、破坏性病变及缺血性病变。
2.了解肾脏的形态,位置及大小(如肾下垂、肾萎缩、马蹄肾等)。
3.鉴别腹部肿块与肾脏的关系。
4.进一步了解一侧肾功能减低和肾缺血状况。
(三)显像方法
常用显像剂有99mTc-DMSA(二硫基丁二酸)、99mTc-葡萄糖酸钙和99mTc-GH(葡庚糖酸盐)。前二者主要被肾小管上皮细胞吸收和浓集,排泄缓慢,静脉注射后5小时内约54%聚集在肾,其皮质与髓质的比值为22∶1,在5小时内放射性浓度保持相对稳定。99mTc-GH静脉注射后,部分被肾小球滤过,迅速从循环中被清除,部分被肾小管重吸收并滞留在肾皮质中,随时间延长,肾皮质的放射性逐渐增加。由于它既能通过肾小球滤过并从血液中迅速清除,又能在肾小管内排泌和集聚数小时,因此,它可作为肾静态显像剂,也可作为动态显像剂。
平面显像时病人在静脉注射99mTc-葡庚糖酸盐或99mTc-DMSA111MBq(3mCi)1~2小时后排空膀胱,用SPECT取后位摄得影像为肾实质影像。必要时加做左后斜位、右后斜位及前后位显像。如有肾功能异常则需行2小时后延迟显像。
在平面显像病灶显示不清时需做断层显像。肾断层显像在诊断肾内占位性病变时是否优于平面显像,尚未得到足够的证实。Williams等比较了60例可疑患肾占位性病变者的平面与断层显像,结果发现断层显像在检出率方面并无明显改善。断层显像对肥胖病人、肾盂造影结果可疑者较有价值。断层显像一般在平面显像后立即进行,不再追加剂量。采集时将探头对准肾部位旋转360度,每6度采集一帧,每帧10~20秒,矩阵64×64,每个断层面厚度为2个像素。经图像重建和断层处理后可得到横断面、冠状面和矢状面三种断层的肾实质图像。
(四)结果分析
1.正常图像 见两肾位置和形态符合通常人体解剖结果,放射性分布除肾门区略稀疏外,一般分布均匀,两肾无差别.
2.肾影位置异常 常见于肾下垂及游走肾,形态异常多见于马蹄肾、多囊肾、先天性肾发育不良畸形等。而肾萎缩,肾缺血或发育不全常多表现于肾影大小异常,当放射性分布异常,出现稀疏和缺损区时应加鉴别,可以是占位病变(肾肿瘤、肾囊肿),也可以是局部梗塞缺血,或局部炎症(结核,脓肿)及肾积水,当肾功能严重受损时整个肾脏可不显影,局部放射性浓集见于肾盏和肾盂积液,罕见于肾实质陷入肾窦的先天性变异和肾小管腺瘤。
3.肾SPECT显像图 即在肾静态的基础上进行断层显像,可获得横断、冠状、矢状三个断面立体肾实质影像,与平面静态显像比较,提高肾内肿瘤的检出能力,能提供X线检查难以提供的肾内占位性病变的形态和功能。
(五)临床应用
1.诊断先天性肾脏解剖异常
(1)肾脏数目的异常 新生儿先天性单肾缺如的发病率为1/1000,常见于左肾,残留肾通常呈代偿性增大。图4.3.9为一左独肾静态图。
(2)肾脏位置异常 肾下垂(ptosis)常见于右肾及女性患者,肾动脉位置正常,应用立位及仰卧位二次显像,可以观察下垂肾的移动范围。异位肾(ectopia)常见于左肾且多见于男性患者,左下腹是常见的异位肾区,但也有异位至纵隔的报告。肾融合(fusion)男性多见,马蹄肾是最常见的融合形式,发病率为0.4%,通常融合的肾朝前,故前后位图像更易清晰的显示马蹄肾。
2.诊断肾脏占位性病变 病变直径大于1cm的靠近肾外侧的肾实质占位性病变,不易被X线肾盂造影发现,但较容易用核素显像检出,而一个位于或靠近肾盂中心的病变,一般容易用X线肾盂造影检出。小的病变由于结肠内气体及肾周围脂肪的干扰,在X片上可能模糊不清,而在核素显像图上可能容易被发现。
(1)囊性病变 典型的囊肿在灌注显像上呈局部灌注缺损,在延迟静态显像上(2~3个小时)则为圆形放射性缺损区。如果囊性病变较小而且较深,其灌注显像可能为阴性而被误认为肿瘤。反之,一个低灌注的肿瘤,也可能被误认为囊肿。因此,结合应用超声或X-CT有时是必要的。①单个肾囊肿。成人多见,发病率随年龄增大,一般无症状,位于皮质,直径一般小于2.5cm,内含黄色透明漏出液。囊壁为一薄层上皮细胞,外伤后易伴出血。在灌注及延迟静态显像上均呈放射性缺损区。②单侧多囊肾。是一种罕见的发育异常,男性较多见,常为单侧,患肾肿大,囊肿大小不一,从几毫米至几厘米。总肾功能取决于健肾情况,25% ~35%的对侧肾发育异常或输尿管肾盂梗阻。患儿出生后即可见腹部肿物,在核素灌注显像上肿物呈一大的放射性减低区,在延迟静态显像上病变部位仅见少量放射性或无摄取。③双侧多囊肾。可见于成人或婴儿。成人多囊肾源于遗传,典型的发病年龄为30~40岁,常伴有腰痛、高血压、尿血及浮肿。双侧肾脏肿大,满布囊肿,内含透明漏出液或血液,囊肿取代了正常的肾实质。囊肿直径可达4~5cm,囊壁为肾小囊或肾小管的上皮细胞。某些资料认为,囊性肾单位具有成尿功能。大约1/3的多囊肾患者伴有多囊肝,一般无症状。此外,无症状的囊性病变也可发生在胰腺(9%)、甲状腺、肺、脾及其他器官。肾静态显像为双侧对称性肿大,伴有多个圆形放射性缺损或稀疏区,灌注显像及肾动态显像也可见到类似的表现。婴儿双侧多囊肾较少见,往往只能存活几个月。核素显像为灌注缺损,显示病变为无血管的肿物,但在延迟的静态显像上,可见斑块样的聚集(patch accμmulation)。④肾盏憩室。在X线肾盂造影片上常易将肾盏憩室误诊为肾肿瘤。应用肾显像容易对此进行鉴别,在核素肾显像上,由于肾盏憩室与肾盂相通而呈放射性浓聚区。⑤肾髓质囊肿。本病多见于男性青年,常伴慢性贫血,也可能有氮质血症及浓缩尿功能障碍。双肾小且对称,囊肿直径从几毫米到几厘米不等。肾显像可见双肾变小,肾摄取功能随肾皮质受损程度而相应减低。
(2)肾肿瘤 ①肾细胞癌。肾细胞癌是最常见的成人肾肿瘤(85%),好发年龄为50~60岁,易转移到肺、胃和肝。无痛性血尿常是最早的临床表现,用肾静态显像检查,其典型表现为大而圆的放射性缺损区,相邻的肾皮质常常萎缩。部分病例可在病灶中心发生坏死,形成囊肿,从而使超声诊断出现困难。②肾母细胞瘤(Wilms瘤):儿童多见。大多数患儿(68%)的年龄为1~5岁。临床表现为腹部肿物、低热、高血压及血尿。常转移到肺。延迟肾静态图像上常为圆形放射性缺损区。③错构瘤(hamartoma)。是一种良性肿瘤,常见于40~60岁的女性患者,病变大小从几个毫米到可以触及。错构瘤富含血管,故有出血倾向,常伴腰疼,血尿是最多见的症状。典型者在灌注显像上呈浓集区,此点易与多囊肾鉴别,但有时难以与肾细胞癌引起的单个病灶相鉴别。在静态延迟显像上为单个或多发性的放射性缺损区。④转移癌。淋巴瘤最常转移到肾(尸解30% ~50%),而且多数为双侧(60% ~75%)。转移灶可呈弥漫性浸润(6%)、多发性结节(61%)或单个病灶(6%),后者类似原发性肾癌。泌尿道症状少见。淋巴瘤少血管,在核素灌注及静态显像上均呈放射性缺损区。弥漫性病变常呈无功能性肾肿大,但可浓聚67Ga。肾转移癌的原发灶多为肺(25%~30%)、乳腺(13%)、胃(11%)、宫颈(6%)、结肠(6%)及胰腺(%)。肾静态显像亦表现为放射性缺损。图4.3.10为一肾肿瘤病例,肾静态显像见左肾中部内侧一放射性缺损区。
3.炎症性病变 许多与肾脏无关的病变可损伤肾功能,甚至造成不可逆转的肾实质性病变。这些损害包括感染(如急性肾盂炎)、自身免疫病(如肾小球肾炎)以及中毒(化学物质)。这种炎症性损伤可以是急性或慢性;弥漫性或局灶性;单侧或双侧。应用放射性核素显像技术有助于对上述炎症性病变做出肾功能评价。
在上述炎症性病变中,核素肾静态显像对肾盂肾炎的诊断价值最为突出,有些学者认为放射性核素显像至少等于甚至超过静脉肾盂造影,因为肾核素显像可以同时评价动脉灌注、功能性损伤、局部异常以及观察治疗效果。
(1)急性肾盂肾炎 急性肾盂肾炎是一种化脓性疾病,系由于大肠俟希氏菌(Escherichia coli)或葡萄球菌的感染,病变波及肾实质和肾盂。在肾灌注显像上,可见感染肾放射性减低,甚至无放射性聚集。99mTc-DMSA或99mTc-GH肾静态显像可显示单肾或双肾单发或多发性的放射缺损区。结合使用超声、X-CT以及67Ga显像,结合病史及临床表现有助于对静态显像所示的单发或多发放射性缺损进行鉴别诊断。
(2)慢性肾盂肾炎 慢性肾盂肾炎即复发性或持续性肾感染,其临床特征是24小时尿培养尿菌落数>105。静脉肾盂造影是传统的诊断方法,但是灵敏度低。应用肾静态显像可见肾变小,肾疤痕可使肾实质摄取降低而且放射性分布不均。比较研究证明,24%的病例核素显像优于X线肾盂造影;10%双肾受累的病例,X线肾盂造影诊断为单侧病变。
(3)小儿急性肾盂肾炎的诊断 急性肾盂肾炎是小儿泌尿道感染(UTI)的主要原因。肾疤痕是急性肾盂肾炎的后遗症。临床及实验研究证明,早期诊断及严格的治疗可以预防或减低肾疤痕的发生。
在DMSA肾静态显像上,其典型表现是单个或多发的肾皮质放射性减低或缺损区,可能伴有肾形态的失常。急性病变的特点是放射性缺损区并不伴有容积丧失。大多数病变发生在上、下极,中区也可累及。弥漫性放射性减低较为少见,急性肾盂肾炎的上述变化经过6个月的有效治疗可以完全恢复正常,或者变成永久性损伤并形成肾疤痕。
肾皮质疤痕通常伴有受累肾皮质的缩小及相应的容积丧失。肾疤痕可致肾形态的改变,包括皮质变薄、肾外缘变平及楔形缺损。肾显像的异常类型与病变的严重度、年龄、疤痕部位及周围正常肾组织的生长速度有关。
20世纪90年代美国学者综述了DMSA肾静态显像在诊断小儿泌尿系统感染上的应用,他们认为:肾皮质显像(DMSA)是诊断肾实质感染的高度敏感而可靠的技术,可作为诊断急性肾盂肾炎的参考标准。急性肾盂肾炎者肾摄取DMSA减少是肾缺血及肾小管细胞功能受损所致。在炎症早期阶段,由于缺血即可呈阳性结果,此时肾小管还未发生明显的损伤。急性肾盂肾炎不伴尿返流在儿童中十分常见。严重的尿返流是急性肾盂肾炎的一个危险因素。但是轻度尿返流及无尿返流并未减少肾盂肾炎的危险性。急性肾实质性炎症病变是可逆的、绝大多数病例并不导致肾疤痕的产生,是否发生肾疤痕与是否伴发尿返流无关。肾疤痕仅仅发生在以前发生过急性肾盂肾炎部位。
三、介入试验
(一)卡托普利试验
1.基本原理 卡托普利(captopril)试验或称RSCT(renal scintigrafhic captopril test),由 Fommei等(1987)首先提出,主要目的在于提高对肾血管性高血压的检出率。captopril是一种常用的血管紧张素转换酶抑制剂。在肾动脉狭窄肾血流减低的作用下,肾素分泌增加,血管紧张素Ⅱ增多,使肾小球输出小动脉收缩而提高灌注压和肾小球滤过压,可维持在相对正常水平,GFR值可达正常。当服用卡托普利后,因明显抑制了血管紧张素Ⅰ转换成血管紧张素Ⅱ,结果出球动脉扩张,灌注及滤过压明显下降,GFR甚至可降低至零。这种变化可在肾图及肾动态显像图中清晰地显示出来,而健肾则不发生上述变化,服用卡托普利前后无明显改变。由于球管平衡生理作用,当服用卡托普利后 GFR明显下降的同时,肾小管的排泌功能也可明显降低。因而,肾小管排泌型的肾显像剂所反应的有效肾血浆流量也可显示放射性显像剂在肾小管的滞留或功能明显下降的特异性改变。
2.适应证 ①主要用于诊断和鉴别诊断单侧肾动脉狭窄性高血压;②经皮肾动脉成形术(PTRA)的疗效评价。
3.方法 测量坐位基础血压3次,求出平均值。口服25~50mg卡托普利。监测血压1小时,每隔15分钟测量血压一次。以10ml/kg的标准,给予水负荷(肾动态显像前30~45分钟饮入)。应用标准的肾动态显像技术进行肾动态显像,具体方法同前。
4.结果分析 肾显像及肾图异常的参考判断标准(以99mTc-DTPA为例),①高峰时间<5分钟;②相对肾功能<40%;③30分钟时曲线高度/高峰比值>0.6。
上述三项指标中有两项以上异常时可判断为异常,结合非介入肾动态显像为正常者,则判断卡托普利肾动态显像阳性。
5.临床应用 1983年Majd等首次报告,卡托普利使4例高血压患儿(疑RVH)的肾图发生变化。1984年Oie等应用卡托普利与放射性肾图相结合的技术筛选肾血管性高血压。近年来许多报告证实卡托普利能使患肾与正常肾的差别增大,这项技术的主要优点是提高了特异性,降低了假阳性率。如表4.3.2所示,99mTc-DTPA卡托普利肾动态显像的特异性为93% ~100%(平均为97.8%),灵敏度48% ~94%(平均81.2%)。
根据Blaufox等的观察,大约有20%的原发性高血压患者口服卡托普利后可能会出现肾盂滞留现象(pelvic retention),从而造成假阳性,为减少误差,Sfakianaki建议服用卡托普利的同时给予利尿剂呋塞米。
卡托普利肾动态显像是过去10年中核医学的一项重要进展,该法在欧美等国已广泛应用,我国也已应用于临床。虽然该法在改进特异性方面已得到公认,但还存在不少问题,包括如何建立和统一诊断标准、在大量病例中的诊断效能研究,以及卡托普利的用量及显像剂的类型等。
(二)利尿剂介入试验
1.原理 单纯扩张的肾盂和输尿管由于张力降低,尿流速减慢,使放射性示踪剂随尿液流经肾扩张部位的速度减慢,出现与上尿路机械性梗阻一样肾盂影像扩大且消退延缓的影像。此时给予利尿剂,如肾功能尚可,短时间内尿量与流速增加,滞留在扩张部位的显像剂将随尿排出,扩大的影像很快明显缩小。而机械性尿路梗阻时,利尿也不能得到改善。
2.适应证 ①诊断与鉴别诊断尿路扩张与机械性梗阻;②小儿肾积水残留肾功能判断;③肾功能监测及疗效观察;④随访非梗阻性肾盂扩张病人。
3.方法
(1)显像后使用利尿剂 这是应用最广的标准方法,基本方法与本章介绍的肾动态显像方法相同,显像前30~45分钟先给予水负荷,然后静脉注射肾动态显像剂,常用99mTc-DTPA 185~370MBq(5~10mCi)或131I-OIH 11.1MBq(300μCi),以1帧/20秒的速度连续采集40分钟。显像开始后20分钟,静脉注射利尿剂呋塞米0.5mg/kg或40mg(成人剂量),然后以1帧/20秒再采集20分钟。
(2)显像前使用利尿剂 与上法不同处在于给予水负荷后,注射显像剂前15分钟先注射利尿剂呋塞米0.5mg/kg或40mg,注射后15分钟再注射显像剂并开始显像。
4.结果分析 ①当常规肾图出现梗阻,而利尿试验肾图仍梗阻时,提示机械性梗阻性肾盂扩张;②当利尿试验显示正常时,考虑非梗阻性肾盂扩张,若利尿肾图有改善时,提示有不完全性梗阻性肾盂扩张。
5.临床应用
(1)鉴别尿路扩张与机械性梗阻 大约85%的可疑性尿路梗阻可以用上述标准的利尿肾显像法明确诊断。English报告35例原发性肾盂积水者,应用标准利尿肾显像后仍然不能确定,作者改用显像前注射利尿剂法复查,结果35例中14例从可疑转为明确的梗阻。这可能因为在水负荷基础上先用利尿剂,使尿流速率增加更为显著,从而使机械性梗阻者的梗阻型肾图及显像更为突出。
(2)肾功能监测及疗效观察 O’Reilly分析了50例特发性肾盂积水应用利尿肾显像的结果,所有的患者均用131I-OIH做利尿肾动态显像,测量分肾功能、排泄,并做肾盂造影。最后确诊机械性梗阻37例,非梗阻性扩张13例。前者之中30例做肾盂成形术,4例做肾盂内切开术,2例未治疗,1例肾切除。治疗后6周、3个月、6个月复查,发现进行肾盂成形术的30例中,22例术前分肾功能受损(肾功能降低>5%的8例;>10%的11例;>25%的3例),术后分肾功能回升者16例(肾功能升高>5%的10例;>10%的6例)。由于肾盂成形术中止了肾盂输尿管连接处梗阻所致的肾功能损伤,术后多数病人的肾功能可获得明显改善。
四、肾小球滤过率(GFR)测定
(一)原理
肾小球对血浆内的小分子物质有超滤过作用。单位时间(分钟)内从肾小球滤过的血浆毫升数(n称为肾小球滤过率(GFR),其计算方法与肾血浆清除率(n)相同,即
GFR(ml/min)=C尿•V尿/C血
实际上,有些物质经肾小球滤过后,部分被肾小管重吸收和排泌,因此单位时间内从尿中排出的量并不能完全反映GFR,应进行修正,由上式可得,
C尿•V尿=GFR•C血-R+E
式中:R为该物质在单位时间(min)内被肾小管重吸收的数量;E为该物质在单位时间(min)内被肾小管排泌的量,根据 C血•n=C尿•V尿的原理,得到
由于菊粉从肾小球滤出后,既不被肾小管重吸收,也不被肾小管分泌,因此,菊粉的肾血浆清除率(n)就等于肾小球滤过率(GFR)。
99mTc-DTPA主要经过肾小球滤过而无肾小管的分泌和重吸收,故肾脏对它的清除率即等于GFR。静脉注射99mTc-DTPA后,测量单位时间肾的摄取率就可以计算出GFR。
正常情况下,肾小球滤过率与性别有关,男性略高于女性,其正常范围男性为(125±15)ml/min;女性为(115±15)ml/min。
(二)测定方法
1.常用放射性药物
(1)51Cr-EDTA51Cr-EDTA 和菊粉一样能十分准确地测量肾小球滤过液,该示踪剂在血液中与血浆蛋白及红细胞的结合均小于2%,无肾小管排泌及重吸收。51Cr-EDTA 与菊粉测量肾小球滤过率的符合性极佳。主要缺点是不能同时做肾显像。
(2)99mTc-DTPA99mTc-DTPA测定肾小球滤过率比菊粉测定值低5%,因为大约有5%的DT-PA与血浆蛋白结合。99mTc-DTPA的主要优点是可同时做肾脏动态显像,是目前应用最广的测定肾小球滤过率的示踪剂。
2.测定方法
(1)应用γ照相机的外计数方法测定肾小球滤过率(GFR)方法有多种,γ照相机厂家均提供相应的计算机软件,具体方法存在一定的差异,在此不作一一介绍。
(2)标本法具有准确、不需要大型显像设备等优点,国内尚未广泛开展,国外较多用双标本(60和180分钟)测定法,其计算公式如下:
式中:D为注入显像剂的放射性活度(计数/min);P1为60分钟(T1)血浆标本放射性(计数/(min•ml));P2为180分钟(T2)血浆标本放射性〔计数/(min•ml)〕;ln为以e为底的对数;exp为指数。
分肾GFR可根据肾显像所测的相对肾功能百分率(%),进行换算。
(三)临床意义
应用放射性核素技术测定GFR是定量总肾和分肾功能测定中的重要内容,是评价肾功能的重要指标。GFR能较准确地反映肾功能的改变,能早期发现肾小球功能受损,可作为病情判断、疗效观察及肾移植手术后有无并发症的客观指标,与ERPF结合,可鉴别肾损害的主要部位。
五、肾有效血浆流量测定
(一)原理
肾在单位时间内能清除血浆中某种物质的毫升数称为血浆清除率(ml/min)。应用放射性示踪技术测定肾血流量时,示踪剂流经肾脏一次几乎完全从肾动脉的血流中清除。肾脏清除血(或血浆)中示踪剂的速率实际上代表有效肾血流量(ERBF)或有效肾血浆流量(ERPF),即流经肾脏中具有分泌功能的组织而不包括流经无分泌功能组织的血流量或血浆流量。
(二)检查方法
测定肾血流量的方法主要有三种:
1.静脉连续滴注法 这是结果比较正确的经典式方法,由于检查时需连续滴注示踪剂、多次取血和导尿,现已很少应用。
2.一次注射多次采血法 经多次采血测血液(或血浆)内放射性随时间变化的曲线,通过数学分析,求出ERPF。此法也因多次采血而限制应用。
3.心前区体表测定法 结果与上述方法相似,方法尚简便,便于推广,具体方法如下:
(1)病人准备 检查前半小时饮水300ml,取坐位或仰卧位检查。
(2)仪器 三个探头同步工作,其中一个探头对准胸骨左缘第二肋间处,两个探头对准两侧肾区。
(3)制备示踪剂标准源 取与注入同量的131I-OIH,经适当稀释,制成1ml标准源,测定并计算出注入的总放射性计数。
(4)制备15分钟血浆放射性标本 静脉注入131I-OIH后15分钟,自对侧取血2ml,抗凝,离心,取1ml血浆测定计数率。
(5)心前区及肾图曲线的分析 计算出心前区曲线的半下降时间(T1/2),按λ=0.693/T1/2公式求出清除常数λ,并在半对数表上将曲线外推至“零”时,确定“零”时的高度。另外,测定肾图15分钟时的曲线高度。
(6)计算ERBF=标准源总计数×15分钟肾图曲线高度/15分钟血标本计数/mlד零”时高度×λ(正常值600~750ml/min)ERPF=ERBF×(1-周围血红细胞压积)
(7)99mTc-MAG3肾动态显像所获图像,可用感兴趣区技术获得双肾的肾图曲线,结合身高、体重及注射前后注射器中的放射性计数率,经计算机处理获得。
(三)临床意义
正常情况下,ERBF约为心输出量的15% ~25%。将ERBF与心输出量测定相结合,可鉴别由于心输出量变化抑或原发性肾脏疾病引起的肾血流量减少。
测定移植肾手术后的ERPF可帮助诊断并发症。排异反应早期,因排异部位释放组织胺,血管渗透性增加,出现ERPF暂时性增高,然后ERPF下降。如将ERPF与B/K比值相结合,不仅能诊断排异反应,而且可区分排异的类型。若ERPF增高,B/K比值降低,提示早期急性排异反应;如果两者均降低则为超急性排异或延迟的超急性排异,这与静脉内血小板栓塞有关。急性肾小管坏死是肾移植较常见的并发症,这时 ERPF中等度减少,131I-OIH 肾图曲线的峰时明显延后,排泌不明显。若ERPF测定值正常或增高,肾图峰时延迟,排泌不显著,多提示为肾后性不全性梗阻。
同时测定ERPF和肾小球滤过率(GFR),可分析肾病变的部位、分肾功能以及观察肾病的疗效。并可以作为肾功能的临床分型依据。
六、放射性肾图
(一)原理
131I-邻碘马尿酸(131I-OIH)静脉注射后随血流入肾脏,约80%以上的131I-OIH被近端肾小管上皮细胞摄取,并迅速分泌入肾小管腔,随尿汇集于肾盂,经输尿管流入膀胱,然后排出体外。利用131I发射的γ射线通过肾图仪描记肾区放射性升降曲线,获得多项参数,从而反映肾功能。此曲线称为131I-OIH肾图,这种检查无创伤,无痛苦,及时准确。
(二)检查方法
1.检查前的准备工作 测定前是否饮水,视患者具体情况而定。如果在天气炎热且汗多尿少时,测定前30~60分钟饮水300ml。除重症病人外,多数取坐位姿势检查,保持探头和肾区间的几何位置不变。其中准确肾定位是获得正确肾图曲线的先决条件,常用体表解剖定位性,必要时可用超声波仪或X线摄片帮助校正。
2.计算131I-OIH 剂量 一般按每 kg体重静脉注射131I-OIH 0.1~0.2μCi,总体积不大于0.5ml。另外,可根据无肾病对象的肾图,用统计学方法计算出体重和曲线峰值的直线回归方程,按数学方法求出计算理想剂量的公式: 以体重为横坐标,剂量为纵坐标作图,得一曲线,可查知不同体重相对应的适宜剂量。静脉注射时,选择肘前贵要静脉,可以使造影剂达到最短的距离、最快的速度、示踪剂最集中地进入腋静脉的要求。
3.肾图测定装置 肾图测定可分为探头法和闪烁照相法两种。探头法使用由两套同步装置组成的肾图测定仪,每套各包括带准直器的闪烁探头、计数率仪和自动记录仪等部分。检查时,每套装置分别记录一侧肾图曲线,且互不干扰。此法设备简单,操作方便,不能校正本底,易受肾脏定位误差的影响。闪烁照相法通过大视野探头同时接收两肾的γ射线,利用γ照相机的附属装置连续录像,经录像重放和选择感兴趣区,扣除放射性本底,重建肾图曲线。结合计算机数据处理,可选择性描绘被测肾内某部位的曲线图形,对局灶性肾病变的诊断有较大的帮助。
(三)适应证
1.分肾功能测定。
2.诊断上尿路梗阻。
3.移植肾脏的监测。
4.泌尿外科盆腔手术或放疗前后的动态观察。
5.急性尿闭的鉴别诊断。
6.腹部肿块与肾脏的关系。
(四)结果分析
1.正常肾图分为a,b,c三段,a段为陡然上升的放射性出现段,b段为聚集段,上升良好,峰形锐利,峰时多在2~3分钟,c段为排泄段。近似指数规律下降,下降斜率近乎对称,15分钟的曲线高度低于峰值的一半,两侧肾图基本相同。
2.定量分析肾图的常用指标 肾图的定性分析法简便而迅速,但不够精确。一些外观大致正常的肾图,单凭定性评价,可能导致错误的结果,应根据具体情况选用适当的定量指标,弥补目前普及计算机处理之不足,表4.3.3列出较常用的定量分析指标。
在尿路通畅的情况下,常用通过时间(即峰时)、半排时间和肾脏指数以判断肾图是否异常,其中肾脏指数可判断肾功能的受损程度。一般来说,肾脏指数在30%~45%为轻度肾功能受损,20%~30%为中度受损,20%以下为严重受损。
尿路梗阻时,常用分浓缩率判断肾功能。判断尿路梗阻则应用半排时间,比较两侧肾功能有无明显差别,多选用峰时差、峰值差和肾脏指数。
3.异常肾图曲线的成因 肾脏从血液中提取131I-OIH后,经肾小管上皮细胞分泌,随尿液流入肾盂所需的时间称为通过时间(即峰时)。肾功能正常时,两肾的供血量和功能水平基本相同,通过时间也基本上相等或相差不超过1分钟。当一侧肾脏供血不足或功能损伤时,该侧的通过时间延长;两侧性者则两肾的通过时间均超过正常范围。肾图曲线的征象,不仅观察到高峰延迟到达,而且a段和b段的振幅低于正常,c段下降相应迟缓,这种情况多见于单位时间内供应肾脏的血流减少性疾病,例如肾动脉狭窄或肾小球肾小管周围小动脉硬化引起的肾供血不足。
每侧肾脏均由近百万个肾单位组成,肾单位具有一种“自我调节”的功能。肾脏实质性病变时(如肾盂肾炎、肾炎等)可破坏肾单位的自我调节功能,使肾功能低下。因此,肾图曲线中的b段上升缓慢,峰时延迟,c段相应地下降缓慢。
肾功能正常时,尿液中所含放射性示踪剂的浓度随时间而变化,尿液流入肾盂后即沿输尿管排入膀胱,流经肾盂时并无混和的机会。若肾盂到输尿管的通路受阻(例如肾结石,输尿管结石)或肾盂张力减退性肾盂积水,甚至下尿路存在梗阻时(如前列腺肥大),尿液排泄不畅或受阻,使不同浓度的示踪剂随尿液进入肾盂后混和,并潴留在肾盂内,结果肾图曲线中的b段持续上升,c段不明显或迟缓性下降。
分析肾图曲线时,不能孤立不变地解释各段所代表的生理和病理意义,因为当同类病变的不同阶段时,肾图曲线各段所受到的病理因素并不是单一的,而是侧重点不同,所以应该注意肾图曲线的演变规律。
4.异常肾图曲线(图4.3.11)
(1)持续上升型(A) a段基本正常,b段持续上升至检查结束时无下降c段,单侧多见于急性上尿路梗阻,双侧时多见于急性肾功能衰竭或继发于下尿路梗阻所致的上尿路引流不畅。
(2)高水平延长线型(B) a段基本正常,b段略上升,b,c段不分明,多见于上尿路梗阻伴明显肾盂积水和肾功能轻度受损。
(3)抛物线型(C) a段低于正常,b段上升较慢,c段呈徐徐下降,呈抛物线状,多见于肾结石,输尿管扭曲,肾缺血和肾功能受损。
(4)低水平延长线型(D) a段明显降低,b段略上升,分不清b,c段,常见于肾功能严重受损和急性肾前性肾功能衰竭,也可见于慢性上尿路严重梗阻,偶见于急性上尿路梗阻。
(5)低水平递降型(E) a段低下,无b段,c段缓慢下降,见于肾功能丧失,肾萎缩或肾缺如。
(6)阶梯状下降型(F) a,b段基本正常,c段呈不规则的阶梯下降,一般多见于输尿管痉挛或功能性尿路梗阻,尿路感染,少尿等。
(7)单侧小肾图(G) a,b,c三段均正常,图形对比明显低于健侧,多见于一侧肾动脉狭窄或先天性小肾。
(五)临床应用
1.尿路梗阻的诊断 肾图诊断尿路梗阻是一种可靠、简便,而且检出率较高的方法,一般诊断符合率达80% ~90%以上。肾图估价尿路梗阻时肾功能受损的程度比静脉肾盂造影灵敏。在治疗前后,使用肾图定期观察尿路通畅情况,对于判断疗效和掌握病情的发展很有帮助。
急性上尿路梗阻时,肾脏清除血液中131I-OIH的功能尚未受到影响,只是131I-OHI随尿液滞留在肾盏和肾盂内,使其容量骤增,致使肾区的放射性持续增高,从而出现急剧上升型肾图。如短时间内梗阻解除,肾图曲线可完全恢复正常。否则,随着梗阻持续存在,肾盂和肾盏扩张并超过一定限度,引起间质性肾炎、髓质萎缩和纤维化,继之侵犯肾皮质,则可逐渐演变为高水平甚至低水平延长线型肾图。
下尿路梗阻以不完全性者多见,常引起两侧肾图的变化。由于存在梗阻,膀胱容量增大,残余尿量增多,继出现输尿管、肾盂和肾盏扩张,甚至肾皮质功能受损,肾图可呈现不同的曲线类型。早期a段和b段正常,仅见c段延缓下降,半排时间延长;接着出现b段斜率变小,峰时延长呈抛物线型肾图;若梗阻继续而产生梗阻性肾病,表现高水平延长线型,严重时则为低水平延长线型。
在鉴别诊断梗阻性和非梗阻性肾盂扩张时,核素利尿剂肾图有助于确定手术指征。利尿剂肾图的方法:①分次法。先进行常规肾图检查,如果曲线呈梗阻型,待示踪剂排出后,饮水300ml,静脉注射呋塞米20mg,3分钟后行第二次肾图检查。若利尿剂肾图仍为梗阻型,提示梗阻性肾盂扩张;利尿剂肾图转变为正常型,则为非梗阻性肾盂扩张;若利尿剂肾图有些改善,仍非正常型,则提示不全性梗阻。②一次法。第一次肾图为梗阻型,在检查过程的第20分钟给病人静脉注射呋塞米20mg,继续描记曲线。测量注完呋塞米前3分钟的曲线高度(C1),注完呋塞米时的曲线高度(C2),注完呋塞米后3分钟的曲线高度(C3),按下式计算利尿剂排泄指数(DEI):
DEI=0,为梗阻性;DEI>30%,为非梗阻性;DEI<30%,为不全性梗阻。
2.分肾功能的测定 临床上,应用肾图检查分肾功能,对于筛选肾血管性高血压,观察血尿、尿路感染以及单侧性肾功能受损情况均有一定的意义。肾血管性高血压是肾动脉血管床的闭塞性病变而引起的高血压,由于血管闭塞的部位与程度不同,肾功能受损的程度亦有差异,因此,肾血管性高血压的肾图表现不尽相同,归纳起来有以下几种类型:抛物线型;高水平或低水平延长线型;低水平递降型及小肾图型。其中小肾图型在肾血管性高血压患者中仅占10%,对于单侧性肾动脉狭窄的筛选诊断具有独特的临床意义。抛物线型需与尿路梗阻相区别,可采用分次利尿剂肾图法,肾动脉狭窄可因尿流速加快,使曲线的高峰比原来提前而改善。肾图对肾血管性高血压的检出率可达80%以上,若结合动态核素肾显像不仅可提高检出率至90%以上,而且有助于肾病变的鉴别诊断。
慢性肾盂肾炎多数为单侧性病变,而慢性肾炎都为双侧性病变,应用肾图测定分肾功能,鉴别两者有一定的参考价值。肾图曲线的形态可随病情轻重、病程长短而变化,用于考核疗效,测定分肾功能确是简易而敏感的方法。
3.移植肾的监测 移植肾的肾图正常或基本正常,是肾移植成功的有力证据。一般,应用肾图监护移植肾时,除直接分析曲线类型外,常选用简易的定量指标客观反映肾脏功能情况:①摄取功能。曲线2.5分钟的高度与0.5分钟的高度之比(正常值1.71±0.26)。②排泄功能。曲线高峰时的高度与峰后10分钟的高度比值(正常值1.66±0.2)。③B/K比值。表示20分钟时膀胱曲线和肾图曲线的高度比(正常大于1)。急性排异反应时,由于免疫复合物的沉积,血管壁完整性破坏,血管阻塞,核素示踪剂滞留在肾实质内,肾图呈急剧上升型,摄取比值增大,B/K比值小于1。急性排异晚期及慢性排异时,因肾小管萎缩,肾小动脉闭塞以及间质纤维化,肾图多为低水平延长线型,此时三项比值均降低。在移植术后定期多次肾图检查,尚有助于免疫治疗的疗效观察。
4.先天性肾脏病变的诊断 肾图是儿科用以诊断先天性肾病变的简便方法,可迅速地确诊先天性肾缺如及先天性肾盂积水等。
5.其他 利用肾图观察某些药物对一些泌尿系统疾病的治疗效果,这对修订治疗方案有一定参考价值。尚可观察肾手术后的功能状态,例如部分肾切除后的功能代偿情况,自体移植后的血供和尿路通畅情况,以及血管搭桥术后的血运状况等。识别腹部肿块与肾脏的关系,尤其是“游走肾”误为肿瘤或肾外肿瘤累及泌尿功能时,肾图可提供佐证资料。
肾图是核诊断学中最实用的方法之一,由于方法无创伤性,多次重复检查时所受辐射剂量较少又便于了解分肾功能,因此受到临床欢迎。但是肾图缺乏特异性,影响因素颇多,有一定比例假阴性或假阳性结果,操作规范化不易统一,实际使用中必须客观地分析,密切与临床及其他检查方法结合。应用一次注入131I-OIH,同时描记血液清除曲线与连续肾显像,通过计算机处理重建肾图且计算肾功能参数,这一过程称为放射性核素综合性肾功能测定法,可进一步提高正确性及使用价值。
七、闪烁照相评价移植前冷藏肾脏的活力
随着器官移植技术的不断发展,肾脏移植已得到广泛应用。供肾的处理和保存技术直接关系到手术效果,在移植前如何检测冷藏肾的活力,这是人们十分关注的问题。迄今为止,人们介绍一些检测方法,包括:①分析冷藏肾的血液动力学;②分析灌注液中的细胞内酶;③肾小球与肾小管功能的检测;④检测供肾的微观变化。但是,这些方法属于基础研究,有些方法经检测后使再植手术不可能进行,而且,在移植前未能提供移植前功能的精确指示。现在介绍一种非创伤性方法,即应用能自行生物降解的放射性微球,通过肾动脉灌注和γ闪烁照相,测定总肾活性和肾皮质活性,计算皮质活性比值(CAR),从而对移植前的肾脏活力提供准确的指标。
(一)原理
一般认为,肾脏缺血性损伤常伴有流向外周肾皮质的血流显著减少,同时近髓质处肾小球的血流却增多。长期缺血性损伤使皮质血流进一步减少,终致急性肾小管坏死。因此,保持微循环的完整性,与维持移植后的生命能力密切有关。自冷藏肾动脉注入直径20μm的99mTc-白蛋白微球,正常时99%的微球局限肾小球内(仅10%的肾小球被充盈),3小时后即被巨噬细胞清除,故对肾小球滤过率或排钠功能无明显的影响。通过冷藏肾γ照相,从放射性分布情况可直接了解冷藏肾的微循环状态。
(二)方法
取50000个直径20μm的白蛋白微球,用500mCi99mTcO4-进行标记。然后悬浮于100ml柯林溶液中,经超声震荡,自1米高肾动脉灌注,并记录流速。选用直径3mm的针孔准直器,肾脏置于距准直孔6~8cm的中心视野上,累积计数200k×64的形式将数据记录在计算机磁盘上,经图像重现和从整体肾脏及皮质上勾划出感兴趣区,测定总肾活性、肾皮质活性,计算CAR=皮质活性/总肾活性×100%
(三)评价
应用上述方法检测移植前冷藏肾的活力,不仅有助于术前筛选冷藏肾,而且可大大提高冷藏肾的正确使用率。实验结果表明,供肾离体后应用不同的灌注液处理,经不同保存时间,其活力出现明显差异。单独应用柯林液灌注,在4~6℃中贮存5小时,整个肾皮质内的微粒分布均匀,CAR平均值仅为52.2%;保存24小时,皮质活性轻度减少,近肾门处放射性增多;冷藏48小时,皮质内微粒呈斑片状摄取,CAR均值降为38%,表示微循环明显受损;72小时后,皮质显影极差,CAR均值仅为24.6%。与此同时,经柯林液灌注处理并冷藏24、48、72小时的肾脏,移植后的存活率分别为100%、66%、33%。若每升柯林液中加入5mg三氟拉嗪(trifluoperazine,TFP)灌注处理,经同样条件冷藏保存后进行γ照相,表明保存5小时与保存24小时放射性微粒均匀分布的情况基本相似,即使冷藏48小时及72小时微粒分布仍然相对均匀,CAR均值分别为48.2%与45.5%,说明经过含 TFP柯林液灌注处理保存的冷藏肾的微循环良好,保存72小时移植后的存活率可提高至80%。由此可见,放射性微球照相法还可为筛选有效的灌注液提供客观指标。
八、血浆肾素活性的放射免疫分析法
肾素主要来自肾脏皮质,是一种蛋白水解酶,其本身并无生理活性,但作用于血液中的血管紧张素原,可产生生理活性较小的血管紧张素Ⅰ。血管紧张素Ⅰ经转换酶作用可形成生理活性很强的血管紧张素Ⅱ,它能促进血管收缩并兴奋醛固酮的分泌。最后,血管紧张素Ⅱ被一组血管紧张素酶分解为无活性的碎片。
如果将血浆和相对过量的高亲和力的抗血管紧张素Ⅱ抗体一起温育,抗血管紧张素Ⅱ抗体即与血浆中的血管紧张素Ⅱ结合成复合物,从而使血管紧张素Ⅱ不被血管紧张素酶降解,又能保护肾素与转换酶的活性。然后,再加入放射性标记的血管紧张素Ⅱ,这时候抗原相对过量,促使原复合物分解,产生抗原、抗体、复合物之间新的平衡,原来血浆中的血管紧张素Ⅱ和放射性标记的血管紧张素Ⅱ竞争抗血管紧张素抗体的结合点。这样便可用放射免疫分析测定样品温育时产生的血管紧张素Ⅱ,所得血管紧张素Ⅱ的产生速率[ng/(ml•h)]能间接反映血浆肾素活性(PRA)的水平。
正常人,随意饮食,卧位PRA的均值为0.29(0.13~0.50)ng/(ml•h),立位0.98(0.15~2.89)ng/(ml•h);低钠饮食三天后卧位PRA均值为2.72(0.82~7.32)ng/(ml•h),立位为6.61(2.27~12.44)ng/(ml•h)。
肾素-血管紧张素可引起醛固酮分泌增多,后者又可抑制肾素释放。因此原发性醛固酮增多症时,体内肾素释放受到抑制,PRA多处于低水平。恶性高血压或肾血管狭窄时,由于肾缺血促使肾素分泌增多,PRA则增高。所以,测定血浆肾素活性,可作为鉴别原发性醛固酮增多症与肾血管性高血压所致继发性醛固酮增多症的诊断指标。也可用于指导高血压病分型及治疗,预测肾性高血压手术效果及肾衰病人的疗效观察和预后,特别对分泌肾素的肿瘤有特殊诊断价值。
•蒋宁一 何广仁•
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