⁹⁹Tc^m-DTPA属肾小球滤过型显像剂, 分子质量约为500, 血浆蛋白结合率为3%~5%^[2], 静脉注射后2~3 h只有小于注入量10%的显像剂滞留在血液中, 而90%以上被肾小球滤过。Gates法测定GFR的过程为: ①测量患者的身高、体重及注射显像剂前、后注射器内显像剂的放射性计数; ②注射显像剂后采集患者的数据; ③感兴趣区(region of interest, ROI)的划定: 勾画双肾轮廓, 同时于双肾下缘勾画本底区; ④GFR的计算: 测得注射药物后2~3 min的双肾影的净计数率(减去本底后的计数率)。为了准确计算GFR, 需要对肾脏深度进行校正, 即肾影的净计数率除以e^-μx, 利用以下公式计算GFR^[3]:

式中, R: 右肾放射性计数, RB: 右肾本底放射性计数; L: 左肾放射性计数, LB: 左肾本底放射性计数; Pre: 注射前注射器内的放射性计数, Post: 注射后注射器内的放射性计数; χR: 右侧肾脏深度, χL: 左侧肾脏深度; μ: ⁹⁹Tc^m在软组织中的衰减系数(0.153/cm), e: 常数。

目前, 临床核医学技师只需测量上述一些简单数据后, 计算机会自动计算GFR值, 使测量GFR变得更简便。

⁹⁹Tc^m-DTPA的血浆蛋白结合率为3%~5%, 使测得的GFR比真实值低10%, 真实的GFR越高, 偏差就越大^[4]。造成偏差的机制主要有: ①结合物的分子质量增大, 难以通过滤过膜; ②结合物带负电荷, 滤过膜也带负电荷, 两者互相排斥, 结果使肾小球滤过的⁹⁹Tc^m-DTPA减少, 造成测定结果的偏差。使用凝胶过滤法、超滤法和阴离子交换法可以测得⁹⁹Tc^m-DTPA与血浆蛋白的结合率, 而且与临床测得的GFR值具有很好的相关性, 故应测定每批显像剂的血浆蛋白结合率, 然后对测得的GFR值进行校正。

Gates^[5]在建立GFR计算方程前, 已用实验证明肾脏下侧并外侧半月形本底较肾周围环形本底与肌酐清除率间有更好的相关性。其后有很多学者对本底ROI的选择做了许多尝试, 结果各异, 产生争议的原因在于ROI勾画对GFR有影响且ROI难于重复, 而对肾脏和本底ROI的设置及勾画的大小均对GFR有影响。

刘清岩等^[6]在对54例肾动态显像的图像处理时, 将左肾ROI及本底ROI始终不变, 使右肾ROI在标准Gates法ROI基础上弥漫性扩大或缩小2~3个像素, 右肾本底ROI随右肾ROI大小的改变而改变, 结果显示: 如果仅仅改变单侧肾脏及本底的ROI大小, 在很大程度上只是影响该侧肾脏的相关数据, 对对侧肾脏数据影响较小。汪长银等^[7]在对41例患者进行肾动态显像时按不同ROI勾画法计算GFR, 即: 改变本底ROI位置、大小、本底与肾脏ROI距离及肾脏ROI大小、局部偏离, 观察GFR变化, 并将各GFR与标准Gates法GFR比较后发现: 即使按标准Gates法重复勾画, GFR也不可能完全重复, 表明肾脏ROI勾画不可避免地存在变异, 如果GFR偏离标准Gates法均值-5.4%~5.4%是可以接受的; 另外, 本底ROI位于肾脏正下方20~160个像素大小、0~16个像素距离范围内可减少本底大小、距离对GFR的影响。柴雪红等^[8]通过对30例不同程度单侧上尿路梗阻患者在设定全肾ROI及肾皮质ROI时得到各自的GFR值, 结果显示: 对于上尿路梗阻肾积水患者, 在设定全肾ROI时, 由于梗阻肾肾盂集尿系统的放射性出现不一致性, 可能会对GFR的测定产生影响, 而设定肾皮质ROI计算GFR值可更灵敏、更准确。

假设⁹⁹Tc^m的线性衰减系数为0.153/cm, 若只考虑软组织的衰减, 那么肾脏深度变化1 cm, 体外γ相机的测定值就会变化14%, 因此在肾动态显像时需精确计算肾脏深度。

肾脏深度是指从肾脏中心到皮肤的距离。从这个定义出发, CT测得的肾脏深度是最精确的。Gates法中使用的Tonnesen公式是通过B超值回归得到的^[3], 易低估肾脏深度, 所以造成最终计算的GFR估算值偏小, 而且它采用的是欧美人为样本, 不适合东方人。李乾等^[9]通过对147例中国人行腹部CT的肾脏深度分析得出, 对肾脏深度有统计学意义的变量是体重/身高和年龄, 其肾脏深度计算公式为:

式中, 体重单位为kg, 身高单位为cm。结果显示, 该方程优于Tonnesen法。

正常人群的GFR值随年龄变化而变化。Sun等^[10]通过对201名健康成年人的⁹⁹Tc^m-DTPA显像研究证实: 健康成人的GFR随年龄的变化呈负相关。其次, 年龄可能通过肾脏深度影响GFR值。Carlsen^[11]证实, 在20~60岁之间, 随着年龄的增长, 每10年GFR值会降低4 ml/min。

另外, 在小儿肾动态显像时, 应该使用经体表面积标准化的GFR值。无论成人与儿童, 肾脏摄取与经体表面积标准化的GFR都有良好的相关性, 因而这种方法计算出来的GFR对任何年龄的人群都适用。Gutte等^[12]通过⁹⁹Tc^m-DTPA肾动态显像法来计算儿童的GFR并与⁵¹Cr-乙二胺四乙酸(⁵¹Crethylenediamine tetraacetic acid, ⁵¹Cr-EDTA)单血浆清除法比较后认为, 所有患儿用两种方法测得的GFR的相关系数r=0.96(n=29, P < 0.001), 其中, 大于2岁的患儿的r=0.96(n=18, P < 0.001), 而小于2岁的患儿的r=0.84(n=11, P < 0.001)。由此可知, 肾动态显像法与双血浆法检测GFR的结果一致, 而肾动态显像法为无创, 且仅需要21min, 对于很多患儿来说, 可以优先选择用来评价肾功能。

在肾功能严重受损时, 由于肾脏ROI内的计数可能包含部分来自于肝脾的计数, 而肾脏外下缘本底ROI未包含肝脾在内, 因而测得的计数低于肾脏的“真正”本底计数, 使本底减除过少, 导致其错误估计GFR值。马迎春等^[13]通过对344例不同肾功能分期的慢性肾脏病患者双肾⁹⁹Tc^m-DTPA测得的GFR进行分析得出: Gates法测得的GFR与真实的GFR存在显著相关关系, 但两者的回归线在y轴的截距显著偏离原点; 在慢性肾脏病的3-5期, Gates法测得的GFR过高估计真实的GFR, 在1-2期, Gates法测得的GFR过低估计真实的GFR, 在不同慢性肾脏病分期内, Gates法测得的GFR落在±30%范围的病例数均小于75%, 结果表明, Gates法测得的GFR难以作为临床科研的GFR参考方法; 另外, 当左肾上方脾脏的血流灌注影像较浓聚和(或)右肾上方的血液本底较高时, 除标记率下降引起游离锝增加外, 可能是肾功能严重受损、肾脏血流量明显减少所致。肾盂积水和肾内占位性病变有时会使肾脏外型严重失常, 这两种情况均会使肾脏ROI边界模糊, 勾画困难: ROI过大, 使GFR过高, 过小则使GFR值下降, 这种情况下可增加拍摄侧位影像, 加做左、右侧位显像对分辨外型轮廓有一定参考价值。Mazza等^[14]在对血清肌酐正常的高血压患者GFR研究中发现: 200例尿白蛋白正常的患者行⁹⁹Tc^m-DTPA肾动态GFR显像, 发现其中有76例患者出现了不明原因的肾功能下降; 在肌酐水平正常的高血压患者, 肾动态显像发现38%的患者出现了不明原因的肾功能损害, 故对于不能做肾动态显像的患者, 可以做24 h肌酐清除率来估算GFR。

检查前患者的充分准备对获取准确的GFR值也有重要影响, 患者应保持正常生理状态的血浆流量, 在检查过程中处于平静的状态, 避免精神紧张引起的呼吸急促所造成的体位改变。

良好的静脉穿刺技术以确保“弹丸”注射的顺畅是保证GFR准确的重要因素, 应首选近心段较粗、较直的血管, 显像剂体积在0.8~1.0 ml为宜, 静脉穿刺成功后迅速加压注射, 并松开止血带, 立即抬高上臂, 使显像剂顺利通过, 保障弹丸注射的成功。杨宝军等^[15]报道, 由于糖尿病、慢性肾功能衰竭、肥胖、年龄偏大、显像前肘静脉曾多次被采血等因素, 造成静脉纤细、弹性降低、固定不稳、血管假弹性等不利条件, 致使258例患者行肾动态显像中有23例出现血管选取困难、滑针、脱针、患者在注射显像剂时突然晃动身体或被迫选择对侧血管等情况, 最终导致⁹⁹Tc^m-DTPA肾动态图像质量与患者实际临床情况不符。因此, 显像剂的准备、血管的选择、静脉穿刺的水平、患者体位的保持等均直接影响肾动态显像检测GFR值与患者病情的一致性, 提示在检查过程中对操作人员以及患者的配合情况有较高的要求; 在肾动态显像中, 弹丸注射过程应谨慎、认真, 确保注射成功, 只有好的弹丸注射质量, 才能得到真实、准确的肾动态影像资料, 从而为临床医师提供可靠的影像诊断依据。

SPECT准直器的类型、晶体的厚度等均可影响显像质量, 如较薄的晶体可提高所采集图像的分辨力, 但降低射线的探测效率, 而光电倍增管的数量多少与定位准确性有关。不同型号SPECT的基本构造相似, 但晶体、光电倍增管数量及其电子学线路如脉冲分析器、前置放大器、均匀性校正电路均可影响其对GFR的测定效果^[16]。

综上所述, 在进行⁹⁹Tc^m-DTPA肾动态显像获得GFR时, 应综合考虑上述多方面影响因素, 提高GFR测定的准确性。并且, 各实验室应确立自己相应的GFR正常参考值。