CT增強掃描評估肝硬化患者早期腎功能損傷的初步研究

張玉玲, 褚志強, 李婧瑤, 季倩

近年來，我國肝硬化患者的發病率及死亡率日益升高，其中急性腎功能損傷是肝硬化的常見并發癥，也是患者高死亡率的獨立危險因素[1]。目前，基于血清肌酐水平計算的腎小球濾過率估計值(estimated glomerular filtration rate，eGFR)是臨床評價腎功能損傷最常用、最簡單的指標，但腎臟代謝功能強，即使存在腎功能減低時，血液肌酐濃度也可能正常或僅輕度升高，對早期腎功能損傷的診斷能力有限[2]。

材料與方法

1.一般資料

連續搜集本院2018年1月-2018年12月經臨床確診的無慢性和原發性腎臟疾病的肝硬化患者53例及同時期內無肝腎功能障礙或服用肝腎損害藥物史的對照組受試者55例。肝硬化組：男28例，女25例，年齡27～77歲，平均(53.89±12.71)歲；根據患者的肝功能Child-Pugh分級，分為肝硬化代償期(Child-Pugh A級)21例及肝硬化失代償期32例(Child-Pugh B級者21例和Child-Pugh C級者11例)。對照組：男33例，女22例，年齡21～79歲，平均(50.80±15.99)歲。納入標準：①腹部CT平掃及增強檢查圖像質量良好；②CT掃描前48h內行血肌酐和尿素氮檢查。排除標準：①eGFR<80 mL/min·1.73m2；②CT掃描發現肝腎占位性病變、腎積水、多囊腎、腎萎縮及發育異常等。

2.CT掃描參數及圖像后處理

使用GE Revolution CT掃描儀。常規腹部CT平掃后行增強掃描，掃描范圍自膈上至雙腎下極水平。掃描參數：120 kV，管電流采用自動毫安技術，重建層厚1.25 mm。使用高壓注射器經肘前靜脈團注對比劑碘海醇注射液(350 mg I/mL)，總量70 mL，注射流率3 mL/s，之后以相同流率注射生理鹽水20 mL。采用閾值觸發掃描，選取雙側腎門水平的腹主動脈為監測點，觸發閾值設為150 HU，當腹主動脈管腔內CT值達到150 HU后啟動動脈期掃描，動脈期掃描結束后30和300 s分別啟動靜脈期及延遲期掃描。

將原始數據傳輸至GE ADW 4.2工作站進行重建，由一位經驗豐富的放射科醫師采用層切法進行腎實質體積測量，具體方法：①在工作站調出動脈期腎臟橫軸面圖像；②逐層手動勾畫腎臟邊界的輪廓，剔除腎門血管、脂肪組織及囊腫等結構；③得到滿意的腎臟輪廓后點擊“應用”按鈕，軟件自動計算腎實質體積。

圖1 在CT增強圖像上測量各項腎臟指標。a)腎皮質厚度測量方法；b)腎實質厚度測量方法；c)腎臟高度的測量方法。

選擇腎門大血管層面的腎臟橫軸面圖像，分別在腎臟的內、外及后側皮質區測量內外緣的最短距離，取其平均值作為腎皮質厚度；以平行于腎靜脈的直線為長軸，與其垂直的直線為短軸，兩線相交于腎盂中點，分別測量軸線兩側腎盂內脂肪外緣到腎皮質外緣的距離，取其平均值為腎實質厚度；在重建后的冠狀面圖像上測量腎門水平腎臟上下極間的最長徑線作為腎臟的高度(圖1)。

分別在平掃、動脈期、靜脈期和延遲期圖像上以腎門水平為中心連續選取3層圖像，分別在雙腎皮質及腹主動脈內繪制ROI測量其CT值，每層圖像上每個部位分別放置4個圓形ROI，ROI面積為4～15 mm2，避開腎臟邊緣、大血管、集合系統及腹主動脈管壁鈣化部分，取4次的平均值為最終測量值，記為CT基線和CT增強，計算各期圖像上腎皮質的強化率：

(1)

3.臨床指標的計算

記錄每例患者的身高(H，單位：m)、體重(W，單位：kg)，計算體質指數(body mass index，BMI)和體表面積(body surface area，BSA)，并根據簡化腎臟病膳食改善(modification of diet in renal disease，MDRD)公式[6]計算eGFR，具體計算公式如下：

eGFR[m1/min·1.73m2]=186×肌酐-1.154×年齡-0.203×(女性×0.742)

(2)

(3)

BSA(女)=H×0.586+W×0.0126-0.0461

資料主要以中國氣象科學數據共享服務網提供的1951～2016年新疆地區12個代表站的逐月降水數據，采用算術平均法計算得區域降水；新疆維吾爾自治區統計局提供的1999～2016年新疆地區水資源總量統計數據。

(4)

BSA(男)=H×0.607+W×0.0127-0.0698

(5)

其中，肌酐單位為mg/dL，1μmol/L=84.41mg/dL。

4.統計分析

使用SPSS 24.0統計軟件進行數據分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，計數資料以構成比表示。采用獨立樣本t檢驗或χ2檢驗比較肝硬化組與對照組間臨床資料、腎實質體積、高度、皮質厚度、實質厚度、皮質-實質厚度比及腎皮質強化程度的差異；采用配對t檢驗比較肝硬化組及對照組左右側腎臟測量指標的差異；采用單因素方差分析比較肝硬化代償組、失代償組及對照組間腎臟測量指標的差異，兩兩比較采用Dunnett's T3檢驗；應用Pearson相關性檢驗比較各測量指標與eGFR間的相關性。相關系數r>0.5為顯著相關，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.肝硬化組與對照組各指標的比較

肝硬化組與對照組的基本臨床資料及組間比較結果見表1。兩組間各臨床指標的差異均無統計學意義(P>0.05)。

表1 兩組的基本臨床資料的比較

肝硬化組與對照組中左、右側腎臟的各項測量指標及比較結果見表2。兩組中左、右側腎臟的各項指標測量結果的差異均無統計學差異(P>0.05)。故本研究中各指標均以雙腎測量值的平均值作為最終測量結果。

肝硬化組患者腎實質體積、高度、皮質厚度、皮-實質厚度比和增強各期腎皮質強化程度均低于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，詳見表3。

表2 肝硬化組與對照組左右側腎臟測量指標比較結果

表3 肝硬化組與對照組腎臟測量指標的比較

表4 肝硬化代償組、失代償組及對照組間腎臟測量指標比較結果

表5 腎臟測量指標與eGFR間的相關性

2．肝硬化代償組、失代償組及對照組間比較結果

肝硬化代償組、失代償組及對照組腎臟各指標的測量值及3組間比較結果見表4。腎實質體積、高度、皮質厚度、皮-實質厚度比、靜脈期及延遲期強化程度在各組間的總體差異均具有統計學意義(P<0.01)。進一步行組間兩兩比較(圖2)：代償組腎皮質厚度、皮-實質厚度比、靜脈期及延遲期強化程度低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)；失代償組腎實質體積、高度、皮質厚度、皮-實質厚度比、靜脈期及延遲期強化程度均低于對照組(P=0.000)；失代償組腎實質體積、靜脈期及延遲期強化程度低于代償組(P值分別為0.003、0.001和0.031)。

3．腎臟測量指標與eGFR間的相關性

本研究中所測腎實質體積、高度、皮質厚度、實質厚度、動脈期和延遲期腎皮質強化程度與eGFR均呈正相關(P<0.05)，詳見表5。

討 論

腎臟大小、形態及功能改變是臨床對急慢性腎病患者病情評估及隨訪的重要觀察指標。肝硬化患者易合并腎功能損傷且預后不良[7]，損傷機制與肝功能異常導致的腎臟血流重新分布密切相關，此類腎損傷早期多為功能性，經藥物治療可逆轉，如干預不及時，可逐漸發展為肝腎綜合征或急慢性腎功能衰竭而危及生命[2]，因此，探究肝硬化患者肝腎功能間的相互作用對臨床治療決策的選擇及患者的預后意義重大。目前，臨床評價腎功能的金標準是腎核素顯像，但核素顯像的分辨率較低，不能清晰顯示腎實質及其周圍組織的解剖結構。近年來國內外研究結果顯示，CT增強掃描所用碘對比劑的血漿清除率同核素顯像所測量的腎小球濾過率具有顯著的相關性[8-9]，這為CT增強掃描評價腎功能奠定了基礎。

本研究發現，肝硬化組腎皮質強化程度較對照組減低，提示肝硬化患者存在一定程度的腎功能損傷。肝硬化代償組、失代償組靜脈期及延遲期強化程度顯著低于對照組，且失代償組強化程度最低，說明肝臟代償能力越弱，腎功能損傷越顯著。推測原因為肝硬化患者內源性血管活性物質的比例失調及繼發的神經體液調節，促使腎臟血管痙攣、收縮，皮質血流灌注減低，同時腎小球硬化、系膜細胞增生及基底膜增厚，導致腎臟對非離子型碘對比劑的濾過功能減低，腎實質內碘對比劑含量下降，腎皮質強化程度減低。這與蒙秋華等[10]的研究結果一致，但是與周海鷹等[11]的研究結果不一致。可能原因是兩項研究中增強掃描時所采用的延遲掃描時間不同，其注射對比劑后20～25s開始行增強掃描，而本研究采用閾值觸發技術，剔除了掃描技術及個體間血液循環差異等因素的影響，能更真實地反映腎臟的血流灌注狀態。

圖2肝硬化代償組、失代償組與對照組間各指標值及組間比較結果條形圖。a)腎實質體積；b)腎臟高度；c)皮質厚度；d)皮-實質厚度比；e)三期增強圖像上的強化程度。

由于動脈期腎皮質強化程度可能會受到血流灌注效應的影響[12]，此時碘對比劑的血流動力學狀態不穩定，推測為本研究肝硬化代償組、失代償組及對照組間動脈期強化程度無統計學差異的主要原因。Yuan等[13]以同位素腎圖作為金標準采用CT增強掃描評估腎功能的研究結果顯示，動脈期腎臟強化值和腎體積的乘積與腎功能的相關性較差，進一步提示本研究結果的可靠性。本研究中肝硬化患者血肌酐、尿素氮、eGFR較對照組無明顯差異，分析原因一是腎臟具有較強的代償能力，二是肝硬化患者血肌酐水平受營養代謝狀態、肌肉含量及血清膽紅素等因素的影響較大，基于血肌酐濃度計算的eGFR可能會高估肝硬化患者的腎功能[1,14]。雖然基于血肌酐計算的eGFR顯示該組患者尚無腎功能損傷的表現，但是腎臟血流動力學實際上已經發生顯著異常。因此，CT增強掃描較實驗室檢查能更早、更敏感的發現肝硬化患者早期腎功能損傷，提醒臨床醫師早期干預，避免肝腎綜合征的發生。

既往研究表明，腎臟的形態學指標在不同年齡個體及性別間存在統計學差異[15,16]。本研究肝硬化組患者與對照組受試者間性別構成比、年齡、BMI、BSA等均無明顯差異，消除了上述混雜因素的影響。肝硬化組患者腎實質體積、高度、皮質厚度及皮質-實質厚度比較對照組受試者明顯減小，肝硬化代償組患者腎臟的皮質厚度、皮質-實質厚度比均較對照組顯著減低，當肝硬化由代償期進展為失代償期后，腎實質體積、高度也相繼減低。提示肝硬化患者腎臟存在一定程度萎縮，并且主要發生于皮質。分析原因是腎臟血流分布不均勻，其中腎皮質的血流量占整個腎臟血流的90%以上，且94%以上的腎小球位于皮質，隨著肝硬化病情加劇，肝臟對血管活性物質的滅活能力減低，進而導致腎皮質血流灌注減少，腎臟缺血缺氧以及繼發的腎小球硬化、萎縮，造成腎臟濾過膜面積及有效濾過壓下降，腎功能減低，隨著肝臟代償能力的減弱，腎臟皮質變薄，體積萎縮程度加重。因此，肝硬化患者腎臟大小、形態及皮質厚度能夠反映腎臟本身的生理和病理生理狀態，在一定條件下還能反映全身的循環及代謝狀態。

本研究中腎實質體積、高度、皮質厚度、實質厚度、動脈期、延遲期腎皮質強化程度與eGFR呈正相關，但相關性較低，分析原因一是肝硬化患者雖然已經發生腎臟形態及血流動力學的異常改變，但腎臟具有一定的儲備能力，血肌酐含量可能正常或存在微小變化，其對腎功能改變的反應較為滯后，故eGFR的變化往往晚于早期腎功能損傷[17，18]。二是本研究未納入晚期腎功能損傷患者，可能是導致相關性較弱的原因之一。雖然基于血清肌酐的eGFR對肝硬化患者早期腎功能的評估具有一定局限性，但仍是目前診斷腎功能損傷常用的實驗室指標。因此，臨床醫師對腎功能的評估需要綜合考慮腎臟的形態、強化程度以及實驗室檢查結果。

本研究存在一定的局限性：首先，研究納入的肝硬化患者例數較少，尚需增加樣本量來進一步探討肝功能Child-Pugh A、B、C級間腎臟的形態學指標及強化程度是否存在差異；其次，本研究中無病理結果作為佐證，有待今后進一步完善和深入研究。

綜上所述，CT增強掃描在提供肝硬化患者腎臟解剖及形態學信息的同時，又能客觀地反映腎臟的形態學信息及血流動力學狀態，較實驗室檢查能更敏感地反應早期腎功能損傷，具有廣泛的臨床推廣價值。