吉林大学《核医学》4-泌尿系统.ppt

核 医 学,泌尿系统,Nuclear Medicine in Urinary System,放射性核素示踪技术测定肾脏功能始于二十世纪五十年代初。随着SPECT的普及，以及99mTc标记各种肾脏示踪剂的研制成功与广泛临床应用，在理论和技术方法上形成了核肾脏病学，并已成为临床核医学的经典内容。其中，放射性核素肾显像与肾功能测定已常规用于评价肾脏与上泌尿道疾病时的病理生理变化，膀胱显像特别有助于判断儿童输尿管反流。,解剖生理简介,泌尿系统,肾脏,肾小体,肾小管,肾小球,肾小囊,输尿管、膀胱、尿道,肾单位,肾集合管、肾盏、肾盂,过滤 作用,重吸收与分泌作用,尿液生成、排泄示意图,腹主动脉,肾动脉,入球小动脉,肾小球,出球小动脉,肾小囊,肾静脉,下腔静脉,肾小管(腔),肾盏、肾盂,输尿管,膀 胱,尿 道,小分子 物 质,肾小管周围毛细血管网,重吸收,分 泌,终尿,血液,尿液,掌握肾动态显像与131I-OIH肾图原理； 初步掌握肾动态显像的主要临床应用价值； 熟悉肾动态显像与肾图的正常与异常表现； 熟悉尿利介入试验与captopril介入试验的原 理及临床价值； 了解肾静态显像与膀胱显像的原理与主要临 床应用价值。,内容与要求,第一节 肾动态显像 Dynamic Renography,一、显像原理与显像剂,静脉注射经肾小球滤过（99mTc-DTPA）或肾小管上皮细胞摄取、分泌（99mTc-MAG3、99mTc-EC等）而不被再吸收的显像剂，立即启动SPECT进行连续采集，获得显像剂经腹主动脉、肾动脉灌注，迅速浓聚于肾实质，并随尿液流经肾盏、肾盂、输尿管及进入膀胱的全过程影像。应用ROI技术得到显像剂通过肾脏的时间-放射活性曲线（TAC）。通过对系列影像及TAC的分析，为临床提供有关双肾血供、实质功能和尿路通畅性等方面的信息。,常用肾显像剂的浓聚机制,正常影像 血流灌注相 腹主动脉显影后2秒双肾显影，46秒肾影轮廓清楚，左右肾影出现时间差12秒。 双肾影大小一致，形态完整、放射性分布均匀且对称。 双肾TAC峰时差12秒，峰值差20%。,二、图像分析,99mTc-DTPA肾血流灌注正常影像及双肾TACs,功能动态相 1 min双肾实质显影，24 min肾实质影最清楚，形态完整，核素分布均匀、对称。 随着放射性尿液离开肾实质，肾盏、肾盂处放射性逐渐增强，肾皮质影减弱，膀胱逐渐显影、并增浓、增大。 2025 min双肾影基本消退，大部分放射性浓聚于膀胱，输尿管一般不显影。,99mTc-DTPA肾功能动态正常影像及双肾TACs,异常影像 血流灌注异常 肾区无灌注影； 肾灌注显影时间延迟，影像缩小，放射活性减低； 肾内局限性灌注缺损、减低或增强。,99mTc-DTPA肾血流灌注左肾不显影,左肾血流灌注影延迟、减低及缩小,功能动态影像异常 肾实质不显影； 肾皮质影减低，实质高峰摄取与清除时间延迟; 肾实质持续显影，膀胱无放射性浓聚； 皮质功能相肾盂放射性减低区扩大，皮质影变薄，实质清除相肾盂影持续增强，或延迟显像肾盂明显放射性滞留，可伴输尿管清晰显影和增粗。,99mTc-DTPA功能动态显像，右肾实质影缺损,99mTc-DTPA功能动态显像 双肾实质持续显影，膀胱无放射性浓聚,99mTc-DTPA功能动态显像 左肾盂扩张，放射性滞留，左输尿管影增粗。,99mTc-DTPA显像双肾及膀胱不显影,三、临床应用评价,（一）判断肾实质功能,男性，53岁，左腰部间隙性疼痛痛1年余。A，IVP左肾不显影；B，99mTc-DTPA显像左肾皮质具有部分摄取与清除功能。,肾动态显像具有灵敏度高、简便安全和无创等特点，明显优于X线静脉肾盂造影（IVP）。,男性，56岁，反复腰痛、血尿2年。IVP右肾不显影；99mTc-DTPA显像右肾影小、血供差、功能受损(A)。经内科治疗2月后，肾显像随访右肾血供与功能明显改善(B)。,3min,3min,15min,15min,A,肾功能受损程度不同，在血流灌注和功能动态影像上有不同的表现。,99mTc-DTPA肾动态显像(A, B)及TACs (C)基本正常。总GFR为 58.5 ml/min，低于该年龄组参考正常值(78.0 ml/min)。,男性，52岁，亲属活体肾移植供体。99mTc-DTPA肾血流灌注(A，C)与功能动态(B，D)显像。肾功能测定示左肾GFR(29 ml/min)，明显低于右肾(59 ml/min)。提示左肾功能受损，放弃肾移植。,女性，48岁，左肾结核99mTc-DTPA显像。,（二）诊断与鉴别诊断上尿路梗阻,根据梗阻部位、程度、时间及患侧肾功能受损程度的不同，肾动态显像有不同的表现。 肾外上尿路梗阻的典型影像：皮质功能相患侧肾实质清晰显影，并随时间逐渐消退；肾盏和（或）肾盂及梗阻部位上段输尿管影像明显扩张，放射性滞留且消退延缓；TAC呈持续性上升型。,右输尿管下端结石伴右肾积水。99mTc-DTPA肾显像,肾外上尿路机械性梗阻与非梗阻性尿路扩张引起的肾盂或肾盂输尿管积液在常规核素肾动态显像、IVP或超声检查的表现均有重叠，通常较难加以鉴别。 通过利尿介入试验能有效鉴别机械性梗阻与非梗阻性尿路扩张，尿流量足够大时诊断准确率可达90%。,非梗阻性因素引起上尿路扩张时，因其局部容积增加，尿液流速减慢，且潴留于扩张尿路的时间延长，肾动态显像表现为尿路放射性持续滞留的假性梗阻征象。应用利尿剂（如呋塞米）后，短时间内由于尿量明显增多，尿流速率加快，通过加速排出淤积在扩张尿路中的示踪剂。 机械性梗阻所致的尿路扩张，应用利尿剂后虽然尿流率增加，但由于梗阻未解除，显像剂不能有效排出。,1. 利尿介入试验原理,利尿介入试验示意图 A. 梗阻性肾盂积水 B. 非梗阻性肾盂扩张,2. 结果判断,非梗阻性尿路扩张：典型影像表现为注射利尿剂后23 min，淤积在肾区的放射性浓聚影快速减弱，T-A曲线相应表现为排泄段明显下降。 高度机械性梗阻：注射利尿剂后，肾动态影像与T-A曲线无明显变化，甚至肾盂影有增强，T-A曲线进一步上升。,双肾盂非梗阻性扩张99mTc-MAG3显像。A, 常规显像及TACs； B, 注射利尿剂后的显像及TACs,右输尿管上段机械性梗阻(结石)。99mTc-DTPA显像及利尿介入试验(15 min注射速尿),（三）诊断肾血管性高血压,肾血管性高血压（renovascular hypertension，RVH）是指继发于肾动脉主干或其主要分支狭窄，肾动脉低灌注而引起的高血压。临床上，部分高血压病人合并有与其高血压无关的肾动脉狭窄（renal artery stenosis，RAS）。,因此，对于具有高血压又有RAS的病人，正确区别是RVH还是高血压合并RAS至关重要，因为两者的治疗原则不同，RVH经血管成形术能有效地缓解高血压，而后者即使血管成形术后也需终身服药控制高血压。,临床实践中，X线肾动脉造影，超声检查及常规肾动态显像均可诊断RAS。然而，对于合并有RAS的高血压病人，上述三种检查均不能提供RAS与高血压之间关系的证据。 血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）介入试验能有效地诊断和鉴别诊断RVH，其中巯甲丙脯酸（captopril）是最常用的ACEI。,当RVH患者的肾动脉轻度狭窄时，肾血流灌注减低，刺激患侧肾脏的近球小体释放肾素增加，促进血管紧张素原转化为血管紧张素（AT），AT在血管紧张素转化酶的作用下生成血管紧张素（AT）。AT通过收缩出球小动脉，维持肾小球毛细血管滤过压，以保持GFR正常。因此，常规肾动态显像与肾图可表现为正常或轻微异常。,1. ACEI介入试验原理,captopril通过抑制ACE使AT生成减少，阻断正常代偿机制，解除出球小动脉的收缩，使肾小球毛细血管滤过压降低和GFR下降。正常肾血管对巯甲丙脯酸则无反应。因此，应用captopril后，患侧肾动态影像出现异常或原有异常加剧，从而提高对VRH诊断的敏感性和准确性。,ACET介入试验原理示意图,2. 结果判断,正常肾脏和与肾动脉狭窄无关的高血压者，captopril介入肾显像与基础肾显像相比无变化。 单侧肾血管性高血压的典型表现 介入试验患侧肾脏显影延迟，影像减弱，肾实质影消退明显延缓；患侧肾TAC峰值降低，峰时后延和排泄段下降缓慢。 基础肾显像左、右肾显示正常的摄取与清除影像，两侧肾图曲线基本一致。,左侧肾血管性高血压 基础肾显像（A）与ACEI介入试验（B）,99mTc-MAG3和131I(123I)-OIH显像的肾图分级 0级：正常； 1级：轻度异常，摄取高峰超过5分钟，MAG3和OIH显像，要求20分/高峰比值0.3； 2级：排泄段明显延迟，尚有流出段； 3级：排泄段明显延迟，无流出段； 4级：肾衰型肾图，肾脏有可测放射性浓聚； 5级：肾衰型肾图，肾脏无可测放射性浓聚。,captopril介入显像肾图改变类型示意图,3. RVH定量诊断标准,巯甲丙脯酸介入试验（MAG3和OIH显像）肾皮质肾图中，20 min/高峰比值变化0.15或肾皮质通过时间(PTT)明显延长 。 示踪剂排泄到肾盂的时间延长2 min以上 高峰摄取时间（TTP）至少增加2min或40%。 DTPA显像，最重要的标准在于ACEI介入后相对肾功能或绝对单肾功能的改变。相对肾功能减少10%以上，PTT和TTP延长。,低度可能（10%）：结果正常或基础显像结果异常（1级或2级肾图）。captopril介入后，肾图有所改善。 中度可能（10%90%）：基础肾显像结果异常，药物介入后肾图无改变，或药物介入后双侧肾图曲线对称性改变，在除外低血压，水负荷不足，血钠盐减少及膀胱过度充盈等影响因素后。 高度可能（90%）：与基础肾图结果比较，药物介入后的肾图曲线有明显的恶化（变化2级）。,4. ACEI介入试验诊断RVH的结论,准确反映肾脏低灌注对肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活，诊断RVH的敏感性为80%94%，特异性为93%100%，假阳性结果极少，能客观地预测RVH的手术疗效和评价其治疗效果。 有效区别单纯性肾动脉狭窄，避免不必要的侵入性检查或手术。 在指导ACEI的应用方面具有同样重要的作用，介入试验阳性者严禁使用ACEI，而阴性者使用ACEI则不会影响肾功能。,5. ACEI介入试验的临床价值,肾移植术后常见并发症有急性肾小管坏死(ATN)，急性排异(AR)、慢性排异(CR)、尿漏、尿路梗阻及环孢霉素A肾中毒等。对这些并发症早期、准确的诊断与及时治疗有助于防止移植肾不可逆损伤。,（四）移植肾的监测,肾动态显像已广泛用于监测移植肾并发症。正常移植肾血流灌注影清楚，早期肾实质轮廓清晰、形态完整、放射性分布均匀，清除相皮质影明显消退，膀胱放射性浓聚逐渐增强，输尿管通常不显影。20 min时膀胱与肾脏放射性计数比值（B/K）1。,正常移植肾99mTc-DTPA动态显像,1. 急性肾小管坏死 典型影像表现：移植肾灌注影像清楚，肾实质摄取影明显减弱，软组织本底影增高，膀胱持续不显影。,急性肾小管坏死99mTc-DTPA显像,2. 急性排异 典型表现：血流灌注影像不清或不显影，肾实质明显减弱，轮廓模糊，清除延缓，20 min时的B/K比值1。,急性排异反应99mTc-DTPA肾动态显像,3. 尿 漏 最常见为输尿管膀胱吻合口漏。超声能敏感探测到积液，但不能明确来源。肾显像动态显像的敏感性高、准确性好，表现为泌尿系统外出现形状不规则、边界不清的持续放射性浓聚。,移植肾术后尿外渗99mTc-MAG3肾显像,4. 上尿路梗阻 超声检查能准确诊断肾积水，但不能评价积水对肾功能损伤的程度。肾显像结合利尿试验能准确鉴别上尿路机械性梗阻与单纯性肾盂扩张，判断梗阻对移植肾功能损伤的程度。,肾移植术后膀胱-输尿管吻合口狭窄99mTc-DTPA显像,肾动脉狭窄 典型影像表现为：患侧肾血流灌注显影时间延迟，显像剂分布减少，轮廓欠清楚；功能相患肾影小，T-A曲线明显低于健侧肾。,（五）其他应用,左肾动脉狭窄99mTc-DTPA动态显像,临床应用进展 Clinical Application Advancemen,利尿介入试验通常能有效诊断梗阻性肾积水，鉴别非梗阻性肾盂扩张，以及准确判断梗阻对肾功能损伤的程度。然而，患侧肾脏功能不全时，示踪剂的肾实质转运时间和膀胱显影时间等常规定量指标难于区别是否伴有上尿路梗阻。 为克服肾功能不全对利尿肾显像诊断尿路梗阻的影响，近年提出了基于99mTc-MAG3利尿肾显像的肾输出效率（renal output efficiency，ROE）作为判定尿路梗阻的重要指标。,ROE系指经肾脏排出的放射性占肾最高放射性的百分比，其计算技术相对不受肾摄取率变化的影响。研究证实，使用ROE诊断上尿路梗阻，特别对伴有肾功能损害的尿路梗阻具有很高的临床价值，其敏感性为91%，特异性与准确性均为94%。,肾移植尿路梗阻（kidney transplant obstruction，KTO）是导致移植肾功能不全的重要原因之一，及时诊断和处理对避免移植肾长期损伤极为重要。正常肾移植者的ROE为89.9%±4.5%，以ROE75%为标准，ROE诊断KTO的敏感性为92%，特异性为87%，并且是预测KTO的独立因素，有助于避免患者接受其他侵入性检查。,肾动态显像结合药物介入试验对肾血管性高血压（RVH）的筛查、诊断及其疗效评价具有独特的价值，经典的ACEI介入试验为巯甲丙脯酸试验。阿司匹林试验与巯甲丙脯酸试验对RVH的检出相近，虽然确切作用机制尚不清楚，但具有对血压无明显影响及不需要停用ACEI等优点。,第二节 肾功能测定 Renal Functional Examination,一、肾 图 Examination of 131I-OIH Renogram,静脉注射由肾小管上皮细胞分泌而不被重吸收的放射性示踪剂（131I-OIH），立即启动肾功能测定仪连续记录示踪剂经肾动脉达双肾，被肾脏浓聚和排出的全过程，并以TAC表示，称为放射性肾图，简称肾图，用以评价分肾的血供、实质功能和上尿路通畅性。,（一）原理与示踪剂,（二）结果分析,1. 正常肾图与肾图定量分析,尿路通畅时，肾脏指数(RI)是评价肾功能的可靠指标，正常人RI45%。 RI为30%45%时提示肾功能轻度损害，20%30%者为中度损害，20%者为重度损害。 分浓缩率则是上尿路引流不畅时评价肾功能的参考指标。,2. 异常肾图类型及其临床意义,A. 尿急剧上升型 单侧多见于急性上尿路梗阻，双侧多见于急性肾性肾功能衰竭和继发于下尿路梗阻所致的上尿路引流障碍。 B. 高水平延长线型 多见于上尿路不全梗阻和肾盂积水伴肾功能损害。,A,B,C: 抛物线型 主要见于脱水、肾缺血、肾功能损害和上尿路引流不畅伴轻、中度肾盂积水。 D: 低水平延长线型 常见于肾功能严重损害，慢性上尿路严重梗阻，以及急性肾前性肾功能衰竭，偶见于急性上尿路梗阻 。,C,D,E.低水平递降型 可见于肾脏无功能、肾功能极差、先天性肾缺如、肾摘除或对位落空等。 . 阶梯状下降型 多见于尿返流和因疼痛、精神紧张、尿路感染、少尿或卧位等所引起的上尿路不稳定性痉挛，此型重复性差。 G.单侧小肾图 多见于单侧肾动脉狭窄，也可见于游走肾坐位采集者和先天性小肾脏 。,E,F,G,3. 介入试验肾图的临床价值,利尿介入肾图可有效鉴别机械性上尿路梗阻与非梗阻性肾盂扩张。,上尿路完全机械性梗阻(右输尿管结石),肾血管性高血压(左肾A狭窄)。A, 基础肾图；B, Captopril介入肾图； C, 血管成形术后Captopril肾图,captopril介入肾图有助于鉴别RVH。,二、肾小球滤过率测定 Determination of GFR,（一）原理与示踪剂,肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）是指单位时间内经肾小球滤过的血浆容量（ml/min）。静脉注射仅从肾小球自由滤过，而不被肾小管重吸收的放射性示踪剂（如99mTc-DTPA），肾脏早期摄取示踪剂的速率与肾小球滤过率成正比。应用照相机或SPECT提供的GFR采集、处理程序进行操作，可自动计算出左、右肾脏的GFR与总GFR。,健康人体的GFR随着年龄的增加有所下降，40岁以后大约平均每年下降1%。,GFR的参考正常值（x±s，ml/min）,（二）临床应用,临床上，肾功能受损者总GFR下降4050 ml/min时才会出现血浆肌酐、尿素氮水平的升高。 核素测定GFR具有操作简便、敏感性高、重复性好（r0.99）及准确性好（与内源性肌酐清除法测定GFR的相关系数为0.99）等特点。 因此，GFR是反映肾功能的重要指标之一，也是评价总肾和分肾功能比较敏感的指标，能早期发现肾小球功能损害。,二、肾有效血浆流量测定 Determination of ERPF,（一）原理与示踪剂,肾脏在单位时间内完全清除某种物质的血浆毫升数称为该物质的肾清除率（ml/min）。 肾动脉血流中仅92%96%流经肾单位，所以测得的肾最大清除率低于实际每分钟肾脏的血浆流量，故称为肾有效血浆流量（effective renal plasma flow，ERPF）。因此，ERPF定义为单位时间内流经肾单位的血浆容量。 测定ERPF的示踪剂为131I-OIH、99mTc-MAG3，方法与GFR测定相似，可自动计算出分肾脏ERPF与总ERPF。,ERPF是反映肾脏血流动力学敏感的指标，也是判断肾功能的重要指标之一，可因测定方法不同有一定差异，随年龄增加有所下降。 推荐显像法的正常参考值为： 左肾（281.51±54.82）ml/min 右肾（254.51±65.48）ml/min 总肾（537.85±109.08）ml/min,（二）临床应用,ERPF与GFR分别反映肾小管与肾小球的功能，临床上常同时测定可用于： 早期发现肾功能异常，观察受损肾功能的治疗效果； 评价肾外疾病(糖尿病、高血压等)对肾功能的影响； 监测移植肾的功能与排异反应； 评价新药对肾功能的损害； 判断肾实质受损部位：GFR/ERPF比值降低提示以肾小球功能受损为主，增高则表明以肾小管受损为主。,第三节 肾静态显像 Static Renography,一、显像原理与显像剂,静脉注射缓慢通过肾脏的显像剂，随血液流经肾脏后分别由肾小管分泌（99mTc-DMSA）或肾小球滤过（99mTc-GH），其中部分被近曲小管上皮细胞重吸收并与胞浆内巯基结合，从而较长时间滞留于皮质内，通过平面显像或断层显像能够清晰显示肾皮质影像，以了解肾脏的位置、大小、形态与实质功能，并可显示占位病变。,二、临床应用,正常99mTc-DTPA静态肾显像(后位),肾静态显像明显优于超声、CT等检查；还能有效鉴别腹部及盆腔肿物与肾脏的关系。,1. 肾脏先天性异常的诊断,右肾缺失 右肾下垂 右肾异位 马蹄肾,典型影像表现：肾内局限性放射性减低或缺损区，单发或多发，可发生于一侧或双侧肾脏。 优于IVP与超声检查，显示病灶数约为超声的两倍、IVP的四倍。 肾静态显像既能诊断急性肾盂肾炎，又能了解病变范围和严重程度，还可用于评价疗效及判断预后。 慢性肾盂肾炎表现：肾影缩小，瘢痕形成处显像剂摄取降低，整个肾脏放射性分布不均匀。,2. 急性肾盂肾炎的诊断,急性肾盂肾炎99mTc-DMSA SPECT显像 冠状断层(A)与横断层(B)示左肾皮质楔形缺损,右,右,左,左,影像表现：肾影增大，形态不规则，放射性分布呈局限性稀疏或缺损。特异性较超声、CT和MRI低，结合肾血流灌注显像对鉴别良、恶性病变有一定帮助。,3. 肾占位病变,99mTc-DMSA肾静态显像,右,右,左,左,左肾癌 右肾囊肿,第四节 膀胱显像 Radionuclide Cystography,膀胱输尿管反流（vesicoureteral reflux，VUR）是指排尿的同时尿液反流至输尿管肾区，多见于儿童，尿反流除了影响儿童本身生长发育外，细菌性尿液反流则是引起上尿路反复感染的原因，严重者可造成肾损害、肾脏瘢痕、高血压甚至肾功能衰竭。膀胱显像是目前常用诊断VUR的方法，敏感性高于X线膀胱造影，对病人的辐射剂量低。,原理 将放射性示踪剂引入膀胱后，通过显像观察肾脏、输尿管和膀胱放射性分布变化，判断有无膀胱-输尿管反流及反流程度，定量评价膀胱动力学功能。用于尿路感染病人的随访，并为某些泌尿系疾病提供辅助信息。,方法 直接法，不受肾功能的影响，但需留置尿管；间接法，无需留置尿管，易受肾功能与肾积水的影响。,定量参数计算：,当输尿管与肾脏区出现放射性(直接法)，或输尿管与肾区影像增强及TAC呈上升型表现(间接法)，即可诊断VUR，能探测1 ml的反流量。 反流程度：轻度，反流仅限于输尿管；中度，反流达肾盂肾盏；重度，反流至扩张的肾集合系统，并可见增粗、迂曲的输尿管影。 膀胱显像能准确测定膀胱残余尿量，可作为评价膀胱动力学的客观指标。膀胱显像对性腺的辐射吸收剂量低，仅为膀胱造影的1/501/200。,临床应用,直接法膀胱显像(后位) 膀胱(右侧)输尿管反流,膀胱输尿管反流，间直接法膀胱显像(后位)。A，肾动态显像右肾不显影；B，加压排尿显像显示左肾(细箭头)与右输尿管及右肾盂反流影(粗箭头)。右肾不显影可能系严重膀胱-输尿管反流导致肾实质功能损害所致。,THE END,