CT增强扫描评估肝硬化患者早期肾功能损伤的初步研究

张玉玲, 褚志强, 李婧瑶, 季倩

近年来，我国肝硬化患者的发病率及死亡率日益升高，其中急性肾功能损伤是肝硬化的常见并发症，也是患者高死亡率的独立危险因素[1]。目前，基于血清肌酐水平计算的肾小球滤过率估计值(estimated glomerular filtration rate，eGFR)是临床评价肾功能损伤最常用、最简单的指标，但肾脏代谢功能强，即使存在肾功能减低时，血液肌酐浓度也可能正常或仅轻度升高，对早期肾功能损伤的诊断能力有限[2]。

材料与方法

1.一般资料

连续搜集本院2018年1月-2018年12月经临床确诊的无慢性和原发性肾脏疾病的肝硬化患者53例及同时期内无肝肾功能障碍或服用肝肾损害药物史的对照组受试者55例。肝硬化组：男28例，女25例，年龄27～77岁，平均(53.89±12.71)岁；根据患者的肝功能Child-Pugh分级，分为肝硬化代偿期(Child-Pugh A级)21例及肝硬化失代偿期32例(Child-Pugh B级者21例和Child-Pugh C级者11例)。对照组：男33例，女22例，年龄21～79岁，平均(50.80±15.99)岁。纳入标准：①腹部CT平扫及增强检查图像质量良好；②CT扫描前48h内行血肌酐和尿素氮检查。排除标准：①eGFR<80 mL/min·1.73m2；②CT扫描发现肝肾占位性病变、肾积水、多囊肾、肾萎缩及发育异常等。

2.CT扫描参数及图像后处理

使用GE Revolution CT扫描仪。常规腹部CT平扫后行增强扫描，扫描范围自膈上至双肾下极水平。扫描参数：120 kV，管电流采用自动毫安技术，重建层厚1.25 mm。使用高压注射器经肘前静脉团注对比剂碘海醇注射液(350 mg I/mL)，总量70 mL，注射流率3 mL/s，之后以相同流率注射生理盐水20 mL。采用阈值触发扫描，选取双侧肾门水平的腹主动脉为监测点，触发阈值设为150 HU，当腹主动脉管腔内CT值达到150 HU后启动动脉期扫描，动脉期扫描结束后30和300 s分别启动静脉期及延迟期扫描。

将原始数据传输至GE ADW 4.2工作站进行重建，由一位经验丰富的放射科医师采用层切法进行肾实质体积测量，具体方法：①在工作站调出动脉期肾脏横轴面图像；②逐层手动勾画肾脏边界的轮廓，剔除肾门血管、脂肪组织及囊肿等结构；③得到满意的肾脏轮廓后点击“应用”按钮，软件自动计算肾实质体积。

图1 在CT增强图像上测量各项肾脏指标。a)肾皮质厚度测量方法；b)肾实质厚度测量方法；c)肾脏高度的测量方法。

选择肾门大血管层面的肾脏横轴面图像，分别在肾脏的内、外及后侧皮质区测量内外缘的最短距离，取其平均值作为肾皮质厚度；以平行于肾静脉的直线为长轴，与其垂直的直线为短轴，两线相交于肾盂中点，分别测量轴线两侧肾盂内脂肪外缘到肾皮质外缘的距离，取其平均值为肾实质厚度；在重建后的冠状面图像上测量肾门水平肾脏上下极间的最长径线作为肾脏的高度(图1)。

分别在平扫、动脉期、静脉期和延迟期图像上以肾门水平为中心连续选取3层图像，分别在双肾皮质及腹主动脉内绘制ROI测量其CT值，每层图像上每个部位分别放置4个圆形ROI，ROI面积为4～15 mm2，避开肾脏边缘、大血管、集合系统及腹主动脉管壁钙化部分，取4次的平均值为最终测量值，记为CT基线和CT增强，计算各期图像上肾皮质的强化率：

(1)

3.临床指标的计算

记录每例患者的身高(H，单位：m)、体重(W，单位：kg)，计算体质指数(body mass index，BMI)和体表面积(body surface area，BSA)，并根据简化肾脏病膳食改善(modification of diet in renal disease，MDRD)公式[6]计算eGFR，具体计算公式如下：

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

(2)

(3)

BSA(女)=H×0.586+W×0.0126-0.0461

资料主要以中国气象科学数据共享服务网提供的1951～2016年新疆地区12个代表站的逐月降水数据，采用算术平均法计算得区域降水；新疆维吾尔自治区统计局提供的1999～2016年新疆地区水资源总量统计数据。

(4)

BSA(男)=H×0.607+W×0.0127-0.0698

(5)

其中，肌酐单位为mg/dL，1μmol/L=84.41mg/dL。

4.统计分析

使用SPSS 24.0统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，计数资料以构成比表示。采用独立样本t检验或χ2检验比较肝硬化组与对照组间临床资料、肾实质体积、高度、皮质厚度、实质厚度、皮质-实质厚度比及肾皮质强化程度的差异；采用配对t检验比较肝硬化组及对照组左右侧肾脏测量指标的差异；采用单因素方差分析比较肝硬化代偿组、失代偿组及对照组间肾脏测量指标的差异，两两比较采用Dunnett's T3检验；应用Pearson相关性检验比较各测量指标与eGFR间的相关性。相关系数r>0.5为显著相关，以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.肝硬化组与对照组各指标的比较

肝硬化组与对照组的基本临床资料及组间比较结果见表1。两组间各临床指标的差异均无统计学意义(P>0.05)。

表1 两组的基本临床资料的比较

肝硬化组与对照组中左、右侧肾脏的各项测量指标及比较结果见表2。两组中左、右侧肾脏的各项指标测量结果的差异均无统计学差异(P>0.05)。故本研究中各指标均以双肾测量值的平均值作为最终测量结果。

肝硬化组患者肾实质体积、高度、皮质厚度、皮-实质厚度比和增强各期肾皮质强化程度均低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)，详见表3。

表2 肝硬化组与对照组左右侧肾脏测量指标比较结果

表3 肝硬化组与对照组肾脏测量指标的比较

表4 肝硬化代偿组、失代偿组及对照组间肾脏测量指标比较结果

表5 肾脏测量指标与eGFR间的相关性

2．肝硬化代偿组、失代偿组及对照组间比较结果

肝硬化代偿组、失代偿组及对照组肾脏各指标的测量值及3组间比较结果见表4。肾实质体积、高度、皮质厚度、皮-实质厚度比、静脉期及延迟期强化程度在各组间的总体差异均具有统计学意义(P<0.01)。进一步行组间两两比较(图2)：代偿组肾皮质厚度、皮-实质厚度比、静脉期及延迟期强化程度低于对照组，差异具有统计学意义(P<0.05)；失代偿组肾实质体积、高度、皮质厚度、皮-实质厚度比、静脉期及延迟期强化程度均低于对照组(P=0.000)；失代偿组肾实质体积、静脉期及延迟期强化程度低于代偿组(P值分别为0.003、0.001和0.031)。

3．肾脏测量指标与eGFR间的相关性

本研究中所测肾实质体积、高度、皮质厚度、实质厚度、动脉期和延迟期肾皮质强化程度与eGFR均呈正相关(P<0.05)，详见表5。

讨 论

肾脏大小、形态及功能改变是临床对急慢性肾病患者病情评估及随访的重要观察指标。肝硬化患者易合并肾功能损伤且预后不良[7]，损伤机制与肝功能异常导致的肾脏血流重新分布密切相关，此类肾损伤早期多为功能性，经药物治疗可逆转，如干预不及时，可逐渐发展为肝肾综合征或急慢性肾功能衰竭而危及生命[2]，因此，探究肝硬化患者肝肾功能间的相互作用对临床治疗决策的选择及患者的预后意义重大。目前，临床评价肾功能的金标准是肾核素显像，但核素显像的分辨率较低，不能清晰显示肾实质及其周围组织的解剖结构。近年来国内外研究结果显示，CT增强扫描所用碘对比剂的血浆清除率同核素显像所测量的肾小球滤过率具有显著的相关性[8-9]，这为CT增强扫描评价肾功能奠定了基础。

本研究发现，肝硬化组肾皮质强化程度较对照组减低，提示肝硬化患者存在一定程度的肾功能损伤。肝硬化代偿组、失代偿组静脉期及延迟期强化程度显著低于对照组，且失代偿组强化程度最低，说明肝脏代偿能力越弱，肾功能损伤越显著。推测原因为肝硬化患者内源性血管活性物质的比例失调及继发的神经体液调节，促使肾脏血管痉挛、收缩，皮质血流灌注减低，同时肾小球硬化、系膜细胞增生及基底膜增厚，导致肾脏对非离子型碘对比剂的滤过功能减低，肾实质内碘对比剂含量下降，肾皮质强化程度减低。这与蒙秋华等[10]的研究结果一致，但是与周海鹰等[11]的研究结果不一致。可能原因是两项研究中增强扫描时所采用的延迟扫描时间不同，其注射对比剂后20～25s开始行增强扫描，而本研究采用阈值触发技术，剔除了扫描技术及个体间血液循环差异等因素的影响，能更真实地反映肾脏的血流灌注状态。

图2肝硬化代偿组、失代偿组与对照组间各指标值及组间比较结果条形图。a)肾实质体积；b)肾脏高度；c)皮质厚度；d)皮-实质厚度比；e)三期增强图像上的强化程度。

由于动脉期肾皮质强化程度可能会受到血流灌注效应的影响[12]，此时碘对比剂的血流动力学状态不稳定，推测为本研究肝硬化代偿组、失代偿组及对照组间动脉期强化程度无统计学差异的主要原因。Yuan等[13]以同位素肾图作为金标准采用CT增强扫描评估肾功能的研究结果显示，动脉期肾脏强化值和肾体积的乘积与肾功能的相关性较差，进一步提示本研究结果的可靠性。本研究中肝硬化患者血肌酐、尿素氮、eGFR较对照组无明显差异，分析原因一是肾脏具有较强的代偿能力，二是肝硬化患者血肌酐水平受营养代谢状态、肌肉含量及血清胆红素等因素的影响较大，基于血肌酐浓度计算的eGFR可能会高估肝硬化患者的肾功能[1,14]。虽然基于血肌酐计算的eGFR显示该组患者尚无肾功能损伤的表现，但是肾脏血流动力学实际上已经发生显著异常。因此，CT增强扫描较实验室检查能更早、更敏感的发现肝硬化患者早期肾功能损伤，提醒临床医师早期干预，避免肝肾综合征的发生。

既往研究表明，肾脏的形态学指标在不同年龄个体及性别间存在统计学差异[15,16]。本研究肝硬化组患者与对照组受试者间性别构成比、年龄、BMI、BSA等均无明显差异，消除了上述混杂因素的影响。肝硬化组患者肾实质体积、高度、皮质厚度及皮质-实质厚度比较对照组受试者明显减小，肝硬化代偿组患者肾脏的皮质厚度、皮质-实质厚度比均较对照组显著减低，当肝硬化由代偿期进展为失代偿期后，肾实质体积、高度也相继减低。提示肝硬化患者肾脏存在一定程度萎缩，并且主要发生于皮质。分析原因是肾脏血流分布不均匀，其中肾皮质的血流量占整个肾脏血流的90%以上，且94%以上的肾小球位于皮质，随着肝硬化病情加剧，肝脏对血管活性物质的灭活能力减低，进而导致肾皮质血流灌注减少，肾脏缺血缺氧以及继发的肾小球硬化、萎缩，造成肾脏滤过膜面积及有效滤过压下降，肾功能减低，随着肝脏代偿能力的减弱，肾脏皮质变薄，体积萎缩程度加重。因此，肝硬化患者肾脏大小、形态及皮质厚度能够反映肾脏本身的生理和病理生理状态，在一定条件下还能反映全身的循环及代谢状态。

本研究中肾实质体积、高度、皮质厚度、实质厚度、动脉期、延迟期肾皮质强化程度与eGFR呈正相关，但相关性较低，分析原因一是肝硬化患者虽然已经发生肾脏形态及血流动力学的异常改变，但肾脏具有一定的储备能力，血肌酐含量可能正常或存在微小变化，其对肾功能改变的反应较为滞后，故eGFR的变化往往晚于早期肾功能损伤[17，18]。二是本研究未纳入晚期肾功能损伤患者，可能是导致相关性较弱的原因之一。虽然基于血清肌酐的eGFR对肝硬化患者早期肾功能的评估具有一定局限性，但仍是目前诊断肾功能损伤常用的实验室指标。因此，临床医师对肾功能的评估需要综合考虑肾脏的形态、强化程度以及实验室检查结果。

本研究存在一定的局限性：首先，研究纳入的肝硬化患者例数较少，尚需增加样本量来进一步探讨肝功能Child-Pugh A、B、C级间肾脏的形态学指标及强化程度是否存在差异；其次，本研究中无病理结果作为佐证，有待今后进一步完善和深入研究。

综上所述，CT增强扫描在提供肝硬化患者肾脏解剖及形态学信息的同时，又能客观地反映肾脏的形态学信息及血流动力学状态，较实验室检查能更敏感地反应早期肾功能损伤，具有广泛的临床推广价值。