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肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）是反映肾小球滤过功能的重要指标，其较血清肌酐、血尿素氮、胱抑素C的灵敏度高，在各种肾脏疾病的诊断、监测疾病的发展、评估治疗效果和预后等方面具有重要的临床价值，被认为是评估肾功能的“金标准”[1]，尤其在肾移植前、后对分肾功能的评估，是确保肾移植成功的关键。
菊粉或51Cr-乙二胺四乙酸清除率是计算GFR的“金标准”[2-3]，但操作复杂，需多次采血等，难以在临床实践中推广应用。99Tcm-DTPA的生物学性质类似于菊粉，其清除率与51Cr-乙二胺四乙酸清除率的相关性较佳[4]。99Tcm-DTPA肾动态显像是唯一可以定量检测总肾及分肾GFR的方法，其准确率对肾移植的成功具有重要意义，并对肾移植供者分肾的GFR有严格要求 [5]。临床中发现对同一位受检者使用不同型号的SPECT/CT 行99Tcm-DTPA肾动态显像时，计算得出的GFR有可能不同，其原因可能是受到肾脏深度的影响[6]。为了更好地保证活体肾移植供者的安全，并使肾移植受体获得良好的治疗效果，本研究以健康的肾移植供者为研究对象，以CT实测肾脏深度相对应的GFR为参考标准，分别对使用美国GE公司的Discovery NM/CT 670 pro 型SPECT/CT及德国Siemens公司Symbia T16 型SPECT/CT采用的Tønnesen公式[7]及Itoh公式[8]计算的肾脏深度及相对应的GFR进行对比分析，明确不同肾脏深度估算公式校正SPECT/CT肾动态显像对计算活体肾移植供者GFR的影响，进而提高活体肾移植的成功率。
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回顾性分析2011年10月至2017年12月于西安交通大学第一附属医院术前行99Tcm-DTPA肾动态显像的127名健康肾移植供者的临床资料，其中男性36名、女性91名，年龄（49.2±7.3）岁。纳入标准：（1）所有肾移植供者身体健康，无肾脏疾病及外伤史；（2）无高血压及糖尿病病史；（3）心电图、供受体组织配型等检查结果均正常并符合供肾条件。排除标准：（1）各种疾病导致肾脏功能损伤；（2）其他原因不符合肾移植供肾条件。因本研究为回顾性研究，豁免签署患者知情同意书。本研究获得了西安交通大学第一附属医院伦理委员会批准（批准号：No.XJTU1AF2022LSK-376）。
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应用美国GE公司的Discovery NM/CT 670 pro 型SPECT/CT或德国Siemens公司Symbia T16 型SPECT/CT进行CT扫描，扫描参数：管电压120~135 kV、管电流200 mA、球管旋转速度0.4 s/转、层厚0.5 mm、重组层厚1 mm、视野280~300 mm。扫描时患者取仰卧位，CT扫描范围自肝脏顶部至髂棘水平，扫描过程中受检者屏住呼吸。
CT实测肾脏深度的方法：选取每侧肾脏肾门大血管层面，测量每侧肾脏前、后表面到后背体表皮肤的垂直距离，取二者的平均值作为单侧肾脏深度[9]。
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Tønnesen公式[7]：
左肾深度（cm）=13.2×W/H+0.7，
右肾深度（cm）=13.3×W/H+0.7。
Itoh公式[8]：
左肾深度（cm）=14.0285×W/H+0.7554，
右肾深度（cm）=13.6361×W/H+0.6996。
其中W为体重（kg），H为身高（cm）。
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应用美国GE公司的Discovery NM/CT 670 pro 型SPECT/CT或德国Siemens公司Symbia T16 型SPECT/CT进行99Tcm-DTPA肾动态显像，显像参数：低能通用型准直器，能峰140 kV，窗宽±20%。显像前30 min嘱咐患者饮水300~500 ml，临检前排空膀胱，记录患者的身高和体重。患者取仰卧位，SPECT/CT探头后置视野包括下腹部及盆腔部位，对准双肾区，静脉“弹丸”注射显像剂99Tcm-DTPA，放射性活度为111~185 MBq，体积<1 ml，当腹主动脉显影时立即启动开关进行动态采集，血流相1帧/2 s，采集32帧，功能相1帧/30 s，采集32帧，共计20 min。
图像分析：按照仪器的计算机处理程序，由从事核医学工作3年以上的临床医师分别于双肾及双肾下缘勾画肾脏及本底ROI。工作站根据美国GE公司的Discovery NM/CT 670 pro 型SPECT/CT内置专用处理软件，自动显示Tønnesen公式计算的肾脏深度和Gates'分析法计算的左、右肾的GFR。保持注射前、后注射器放射性计数、肾脏及本底ROI等不变，采用CT实测及Itoh公式计算肾脏深度，代入Gates'分析法，应用计算机中的常规处理程序，即可获得相对应的左、右肾及总肾GFR。
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应用SPSS 18.0软件对数据进行统计学分析。不符合正态分布的计量资料以M（Q1，Q3）表示；CT实测、Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度间的比较采用Wilcoxon秩和检验；采用Spearman相关性分析法及线性回归分析法分析CT实测与Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度及相对应的左、右肾GFR间的相关性。采用95%CI确定GFR的正常参考范围。P<0.05为差异有统计学意义。
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由表1可知，CT实测左、右肾脏深度明显大于Tønnesen公式、Itoh公式计算的左、右肾脏深度，且差异均有统计学意义（均P<0.001）；Tønnesen公式计算的左、右肾脏深度小于Itoh公式，且差异均有统计学意义（均P<0.001）。
计算方法 左肾深度 右肾深度 CT实测 7.03（6.34，7.67） 7.21（6.51，8.13） Tønnesen公式 5.66（5.30，6.06）a 5.70（5.33，6.10）a Itoh公式 6.70（6.33，7.10）ab 6.88（6.52，7.26）ab 注：a 表示与CT实测左、右肾脏深度相比，差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.53、−3.77，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.64，均P<0.001）； b表示与Tønnesen公式计算的左、右肾脏深度相比，差异均有统计学意义（Z=−10.00、−9.83，均P<0.001）。CT为计算机体层摄影术 表 1 127名健康肾移植供者CT实测左、右肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的左、右肾脏深度的比较 [M（Q1，Q3），cm]
Table 1. Comparison between CT measurement and Tønnesen formula, Itoh formula to calculated left and right kidney depth in 127 healthy kidney transplant donors[M(Q1, Q3), cm]
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由图1可知，CT实测左、右肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的左、右肾脏深度具有正相关性（r=0.330~0.359，均P<0.001）。
图 1 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度间相关性
Figure 1. Correlation analysis between CT measurement and Tønnesen formula, Itoh formula to estimate kidney depth of 127 healthy kidney transplant donors
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由表2可知， CT实测肾脏深度相对应的左、右肾GFR的正常参考范围分别为45.95~49.81 ml/min、46.53~50.60 ml/min；Tønnesen公式计算的肾脏深度相对应的左、右肾GFR的正常参考范围分别为45.78~48.92 ml/min、45.74~48.82 ml/min；Itoh公式计算的肾脏深度相对应的左、右肾GFR的正常参考范围分别为41.88~44.82 ml/min、43.36~46.27 ml/min。
计算方法 左肾GFR[M（Q1，Q3）] 右肾GFR[M（Q1，Q3）] 95%CI 左肾 右肾 CT实测 46.4（39.9，52.0） 46.0（40.5，54.9） 45.95~49.81 46.53~50.60 Tønnesen公式 36.6（33.0，41.9）a 36.2（32.1，40.1）a 45.78~48.92 45.74~48.82 Itoh公式 43.2（39.4，49.8）ab 43.8（39.4，48.7）ab 41.88~44.82 43.36~46.27 注：a 表示与CT实测肾脏深度相对应的左、右肾GFR相比，差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.52、−3.76，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.75，均P<0.001）； b表示与Tønnesen公式计算的肾脏深度相对应的左、右肾GFR相比，差异均有统计学意义（Z=−9.78、−9.78，均P<0.001）。CT为计算机体层摄影术；GFR为肾小球滤过率；CI 为置信区间 表 2 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算肾脏深度相对应的GFR间的比较(ml/min)
Table 2. Comparison of glomerular filtration rate measured by CT and calculated by Tønnesen formula and Itoh formula in 127 healthy kidney transplant donors (ml/min)
CT实测肾脏深度相对应的左、右肾GFR大于Tønnesen公式和Itoh公式计算的左、右肾GFR，且差异均有统计学意义（均P<0.001）。Tønnesen公式计算的左、右肾GFR小于Itoh公式，且差异均有统计学意义（均P<0.001）。
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由图2可知，CT实测肾脏深度与Tønnesen公式及Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR具有正相关性（均P<0.001）。
图 2 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算肾脏深度相对应的左、右肾GFR的相关性
Figure 2. Correlation analysis of left and right glomerular filtration rate measured by CT, Tønnesen formula and Itoh formula in 127 healthy kidney transplant donors
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Gates'分析法是在肾动态显像过程中测定肾实质相99Tcm-DTPA的肾脏摄取率，计算出GFR[10]。该方法简便易行、安全无创、灵敏度和重复性较好，不仅可以获得分肾GFR，而且同时可以获得双肾血流及功能状态的动态影像，因此得到临床广泛应用。但该方法与其他传统方法相比较，影响因素较多，其主要影响因素是注射入体内显像剂的净计数、肾脏/本底ROI的选择及肾脏深度校正，前2个因素都可以通过规范化的操作避免，故肾脏深度是影响该方法的主要因素[6]。依照99TcmO4 − 在软组织的衰减系数为0.153计算，肾脏深度变化l cm，GFR就会产生14%~16% 的偏差[11]，因此，在肾动态显像时精确测量肾脏深度对于GFR至关重要。
Tønnesen公式是Tønnesen等[7]于1974年用超声测定55例欧美患者坐位时肾脏深度得出的计算公式。Taylor等[12]认为，Tønnesen公式容易低估肾脏深度，这一观点得到其他研究者的支持[13-14]。本研究结果显示，Tønnesen公式计算的肾脏深度小于CT实测肾脏深度，其可能原因如下：（1）与常规SPECT/CT肾动态显像卧位显像不同，该公式选用坐位，致使不同体位肾脏的位置不同，而且超声探测时探头与肾脏有一定的斜角，不是垂直正对肾脏；（2）该公式由55例患者的数据拟合而成，样本量偏小，并未考虑年龄变化对该公式的影响，且当时超声设备对肾脏边界显示的分辨率较差。因此，以Tønnesen公式计算肾脏深度及相对应的GFR不适宜对GFR要求更为严格的肾移植供体的测量。
Itoh公式是Itoh等[8]于1987年通过CT测量肾脏深度，以身高、体重为基础建立的。Murase等[15]研究发现，相较于Tønnesen公式，Itoh公式对慢性肾病患者肾脏深度的计算更加准确。Itoh公式计算左、右肾的肾脏深度比Tønnesen公式计算左、右肾的肾脏深度分别大0.6、1 cm[15]。Itoh等[16]研究发现，Gates'分析法获得GFR、Itoh公式相对应的GFR分别与标准GFR比较，具有较好的相关性（r=0.774，0.746，均 P<0.05），但明显低于单样本多次测量获得的GFR。本研究结果显示，Itoh公式计算的肾脏深度高于Tønnesen公式（P<0.001），低于CT实测肾脏深度（P<0.001），再次证明了Murase等[15]的观点。本研究进一步发现，Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR与Tønnesen公式、CT实测肾脏深度相对应的GFR变化趋势一致，即Itoh公式计算的肾脏深度相对应的左、右肾GFR高于Tønnesen公式（P<0.001），低于CT实测肾脏深度相对应的左、右肾GFR（P<0.001），再次证明肾脏深度是影响Gates'分析法测定GFR的重要因素[6]。
本研究结果显示，以Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR均低于CT实测，但其左肾、右肾GFR均在以往我们所研究的正常参考范围内[17]，且与CT实测肾脏深度及相对应的GFR呈正相关（P<0.01），提示该法计算的GFR可以用于常规肾脏疾病的评估。CT实测肾脏深度提高了Gates'分析法计算肾脏深度的准确率，进而提高了GFR测量的准确率，在确保活体肾移植供体的安全中具有重要的临床价值[18]。
综上所述， Tønnesen和Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR可以用于常规肾脏疾病的诊断及评估，对于分肾GFR要求更为严格的肾移植供体，应以CT实测肾脏深度校正SPECT/CT 计算更为准确的GFR。
本研究仅客观反映了Gates'分析法计算GFR中肾脏深度对GFR的影响，而没有涉及CT实测肾脏深度带入Gates'分析法计算的GFR与菊粉清除率间的比较，如果能将菊粉清除率计算GFR加入本研究，将会对移植肾患者提供更大的临床价值。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 刘岩负责数据的收集、论文的撰写；薛建军负责论文命题的设计；王岐负责数据的核实与分析；许惠负责数据的处理与统计；丁蕊娜、闫青丹负责图像的采集；高蕊负责图像的处理与阅片；杨爱民负责论文的审阅
不同肾脏深度估算公式校正SPECT/CT肾动态显像对计算活体肾移植供者GFR的影响
Effect of different kidney depth estimation formulas modified SPECT/CT renal dynamic imaging on the calculation of GFR in living kidney transplant donors
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摘要:
目的 探讨不同肾脏深度估算公式校正SPECT/CT肾动态显像对计算活体肾移植供者肾小球滤过率（GFR）的影响。 方法 回顾性分析2011年10月至2017年12月于西安交通大学第一附属医院术前行99Tcm-二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）肾动态显像的127名健康肾移植供者的临床资料，其中男性36名、女性91名，年龄（49.2±7.3）岁。以CT实测肾脏深度相对应的GFR为参考标准，分别对Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度及相对应的GFR进行对比研究。不符合正态分布的计量资料以M（Q1，Q2）表示，各公式计算的肾脏深度间的比较采用Wilcoxon秩和检验；采用Spearman相关性分析法及线性回归分析法分析各公式计算的肾脏深度及相对应的左、右肾GFR间的相关性。 结果 127名健康肾移植供者的CT实测左、右肾脏深度[7.03（6.34，7.67） cm、7.21（6.51，8.13） cm]明显大于Tønnesen公式和Itoh公式计算的左、右肾脏深度[5.66（5.30，6.06） cm、5.70（5.33，6.10） cm]和[6.70（6.33，7.10） cm、6.88（6.52，7.26） cm]，且差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.53、−3.77，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.64，均P<0.001）；CT实测左、右肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的左、右肾脏深度具有正相关性（左肾：r=0.330、0.331，均P<0.001；右肾：r=0.359、0.358，均P<0.001）。CT实测左、右肾脏深度相对应的GFR[46.4（39.9，52.0） ml/min、46.0（40.5，54.9） ml/min]大于Tønnesen公式和Itoh公式计算的左、右肾脏深度相对应的GFR[36.6（33.0，41.9） ml/min、36.2（32.1，40.1） ml/min]和[43.2（39.4，49.8） ml/min、43.8（39.4，48.7） ml/min]，且差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.52、−3.76，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.75，均P<0.001）；CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR具有正相关性（左肾：r=0.476、0.476，均P<0.001；右肾：r=0.386、0.539，均P<0.001）。 结论 Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度相对应的GFR适用于常规肾脏疾病的筛查及评估；对肾脏GFR要求更为严格的肾移植供体者，应以CT实测肾脏深度校正SPECT/CT计算GFR。 -
关键词:
- 肾小球滤过率 /
- 肾动态显像 /
- 体层摄影术，发射型计算机，单光子 /
- 体层摄影术，X线计算机 /
- Gates'分析法 /
- 肾脏深度
Abstract:Objective To investigate the effect of different kidney depth estimation formulas modified using SPECT/CT renal dynamic imaging on the calculation of the glomerular filtration rate (GFR) in living kidney transplant donors. Methods The clinical data of 127 healthy kidney transplant donors who underwent preoperative 99Tcm-diethylene triamine pentoacetic acid (DTPA) renal dynamic imaging in the First Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong University from October 2011 to December 2017 were retrospectively analyzed. Included 36 males and 91 females, aged (49.2±7.3) years. The computed GFR of kidney depth measured via CT was adopted as the standard reference standard. The Tønnesen and Itoh formulas were used to calculate kidney depth and the corresponding GFR and then compare them with the CT results. The measurement data that did not conform to the normal distribution were expressed as M (Q1, Q2), and the Wilcoxon rank sum test was used to compare between the renal depth calculated by each formula. Spearman correlation analysis and linear regression analysis were used to analyze the correlation between renal depth and the corresponding GFR of lelf and right kidney by each formula. Results The depth of the left and right kidneys from 127 healthy kidney transplant donors measured via CT [7.03(6.34, 7.67) cm, 7.21(6.51, 8.13) cm] was significantly higher than those obtained using the Tønnesen formula [5.66(5.30, 6.06) cm, 5.70(5.33, 6.10) cm] and the Itoh formula [6.70(6.33, 7.10) cm, 6.88(6.52, 7.26) cm], and the differences were statistically significant (left kidney: Z=−9.53, −3.77, both P<0.001; right kidney: Z=−9.73, −4.64, both P<0.001). The renal depth measured via CT was positively correlated with the renal depth calculated using the Tønnesen and Itoh formulas (left kidney: r=0.330, 0.331, both P<0.001; right kidney: r=0.359, 0.358, both P<0.001). The GFR of left and right kidneys that corresponded to the renal depth measured via CT [46.4(39.9, 52.0) ml/min, 46.0(40.5, 54.9) ml/min] was higher than those obtained using the Tønnesen formula [36.6(33.0, 41.9) ml/min, 36.2(32.1, 40.1) ml/min] and the Itoh formula [43.2 (39.4, 49.8) ml/min, 43.8 (39.4, 48.7) ml/min], and the differences were statistically significant (left kidney: Z=−9.52, −3.76, both P<0.001; right kidney: Z=−9.73, −4.75, both P<0.001). The CT measurement was positively correlated with the GFR values that corresponded to kidney depth estimates obtained using the Tønnesen and Itoh formulas (left kidney: r=0.476, 0.476, both P<0.001; right kidney: r=0.386, 0.539, both P<0.001). Conclusions The GFR calculated using the Tønnesen and Itoh formulas are suitable for the routine screening and evaluation of kidney diseases. For kidney transplant donors with more stringent requirements for renal GFR, kidney depth measured via CT should be used to correct the GFR calculated using SPECT/CT. -
图 1 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的肾脏深度间相关性
Figure 1. Correlation analysis between CT measurement and Tønnesen formula, Itoh formula to estimate kidney depth of 127 healthy kidney transplant donors
图 2 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算肾脏深度相对应的左、右肾GFR的相关性
Figure 2. Correlation analysis of left and right glomerular filtration rate measured by CT, Tønnesen formula and Itoh formula in 127 healthy kidney transplant donors
表 1 127名健康肾移植供者CT实测左、右肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算的左、右肾脏深度的比较 [M（Q1，Q3），cm]
Table 1. Comparison between CT measurement and Tønnesen formula, Itoh formula to calculated left and right kidney depth in 127 healthy kidney transplant donors[M(Q1, Q3), cm]
计算方法 左肾深度 右肾深度 CT实测 7.03（6.34，7.67） 7.21（6.51，8.13） Tønnesen公式 5.66（5.30，6.06）a 5.70（5.33，6.10）a Itoh公式 6.70（6.33，7.10）ab 6.88（6.52，7.26）ab 注：a 表示与CT实测左、右肾脏深度相比，差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.53、−3.77，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.64，均P<0.001）； b表示与Tønnesen公式计算的左、右肾脏深度相比，差异均有统计学意义（Z=−10.00、−9.83，均P<0.001）。CT为计算机体层摄影术 
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表 2 127名健康肾移植供者CT实测肾脏深度与Tønnesen公式、Itoh公式计算肾脏深度相对应的GFR间的比较(ml/min)
Table 2. Comparison of glomerular filtration rate measured by CT and calculated by Tønnesen formula and Itoh formula in 127 healthy kidney transplant donors (ml/min)
计算方法 左肾GFR[M（Q1，Q3）] 右肾GFR[M（Q1，Q3）] 95%CI 左肾 右肾 CT实测 46.4（39.9，52.0） 46.0（40.5，54.9） 45.95~49.81 46.53~50.60 Tønnesen公式 36.6（33.0，41.9）a 36.2（32.1，40.1）a 45.78~48.92 45.74~48.82 Itoh公式 43.2（39.4，49.8）ab 43.8（39.4，48.7）ab 41.88~44.82 43.36~46.27 注：a 表示与CT实测肾脏深度相对应的左、右肾GFR相比，差异均有统计学意义（左肾：Z=−9.52、−3.76，均P<0.001；右肾：Z=−9.73、−4.75，均P<0.001）； b表示与Tønnesen公式计算的肾脏深度相对应的左、右肾GFR相比，差异均有统计学意义（Z=−9.78、−9.78，均P<0.001）。CT为计算机体层摄影术；GFR为肾小球滤过率；CI 为置信区间
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