利用改良Rutland-Patlak模型測量豬單側(cè)輸尿管梗阻模型GFR.pdf

1、目的：
　　對健康豬及單側(cè)輸尿管不全梗阻（unilateral ureteral obstruction，UUO）模型豬進行小劑量Gd-DTPA動態(tài)增強（dynamic contrast enhanced，DCE）磁共振腎圖（magnetic resonance renography，MRR）檢查，比較改良Rutland-Patlak模型與經(jīng)典Rutland-Patlak模型測量GFR的準(zhǔn)確性，并嘗試通過組織病理學(xué)分析其原因。

2、r>　　材料與方法：
　　本研究實驗動物選用中國農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗動物培育中心的20頭雄性中華實驗豬（體重18-28 kg，平均22.7 kg），應(yīng)用隨機數(shù)字表分為單側(cè)輸尿管不全梗阻（UUO）組（n=10）和健康對照組（n=10）。在實驗過程中正常組2頭因腸道金屬異物（飼料加工過程雜質(zhì)）偽影導(dǎo)致MRI檢查失敗，其余8頭豬成功完成檢查；UUO組1頭豬動態(tài)核素示蹤劑團注出現(xiàn)血管外滲漏導(dǎo)致檢查失敗，1頭因氣管插管失誤導(dǎo)致氣管破裂死亡，1頭UU

3、O建模失敗，其余7頭豬成功完成檢查。UUO組動物建立單側(cè)輸尿管不全梗阻模型后單獨喂養(yǎng)一周，待輸尿管不全梗阻側(cè)腎臟出現(xiàn)腎積水后再進行數(shù)據(jù)采集。UUO組和對照組動物均在靜脈維持麻醉狀態(tài)下進行99mTc-DTPA動態(tài)核素腎圖檢查及小劑量Gd-DTPA動態(tài)增強磁共振腎圖檢查（MRR）。動態(tài)核素腎圖檢查經(jīng)耳緣靜脈彈丸注射10 mCi（370 MBq）的99mTc-DTPA進行動態(tài)采集； MRR檢查使用3.0 T超導(dǎo)磁共振配合心臟8通道相控陣線圈進

4、行屏氣采集，所使用序列為3D肝臟加速容積采集( liver acceleration volume acquisition, LAVA)序列獲得冠狀位T1WI圖像。檢查前在豬耳緣靜脈建立靜脈通道并埋置留置針。Gd-DTPA通過高壓注射器以3 mL/s流速進行團注，注藥量為0.04 mmol/kg。注藥后即刻進行連續(xù)的16期LAVA掃描，然后以30 s時間間隔采集1期 LAVA直至5 min。Rutland-Patlak模型及改良Rutl

5、and-Patlak模型計算GFR值均使用東北大學(xué)中荷生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的 TimingLost軟件包進行后處理。實驗數(shù)據(jù)采集完畢后通過靜脈通道注射20 mL10％氯化鉀注射液將豬處死，即刻取出雙腎，通過10%甲醛溶液進行標(biāo)本固定，對標(biāo)本進行HE染色、切片后在光學(xué)顯微鏡下進行組織學(xué)病理學(xué)研究。
　　為評估 Rutland-Patlak模型及改良 Rutland-Patlak模型的準(zhǔn)確性，對這兩種方法計算得到的 GFR值（ R

6、utland-Patlak模型 GFR表示為 GFRR-P，改良Rutland-Patlak模型表示為GFRmR-P）與動態(tài)核素腎圖參考方法GFR值（GFRSPECT）進行Pearson相關(guān)性分析和Bland-Altman一致性分析。為研究UUO模型的腎臟組織學(xué)變化對正常組腎臟和UUO組梗阻側(cè)腎臟腎間質(zhì)比例以及腎小管直徑和腎小囊與腎小體比值進行t檢驗分析兩者之間差異。
　　結(jié)果：
　　1．UUO組和健康對照組15頭豬共計30

7、側(cè)腎臟通過Rutland-Patlak模型計算的 GFRR-P值為46.57±12.04 mL/min，與核素腎圖 GFRSPECT參考值44.02±17.76 mL/min無相關(guān)性（r=0.15，P=0.426），Bland-Altman分析有3個點在95%可信區(qū)間外：其中健康對照組8頭豬16側(cè)腎臟的GFRR-P值為48.55±8.09 mL/min，參考值GFRSPECT為47.64±12.02 mL/min，兩者之間顯著相關(guān)（r=

8、0.71，P=0.002）， Bland-Altman分析所有點均在95%可信區(qū)間內(nèi)；UUO組7頭豬14側(cè)腎臟GFRR-P值為44.31±15.41 mL/min，參考值GFRSPECT為39.89±22.42 mL/min，兩者無相關(guān)性（r=-0.08，P=0.800），Bland-Altman分析有2個點在95%可信區(qū)間外。
　　2. UUO組和健康對照組15頭豬共計30側(cè)腎臟通過改良Rutland-Patlak模型的GFRm

9、R-P值為41.64±17.27 mL/min，與GFRSPECT參考值44.02±17.76 mL/min顯著相關(guān)（r=0.71，P＜0.001），Bland-Altman分析僅有1個點在95%可信區(qū)間外：其中對照組8頭豬16側(cè)腎臟的GFRmR-P值為49.39±14.39 mL/min，與GFRSPECT參考值47.64±12.02 mL/min之間高度相關(guān)（r=0.84，P<0.001），Bland–Altman分析有一個點在95

10、%可信區(qū)間外，UUO組7頭豬14側(cè)腎臟的GFRR-P值為32.77±16.38 mL/min，SPECT參考值GFRSPECT為39.89±22.42 mL/min，兩者之間顯著相關(guān)（r=0.66，P=0.010）；Bland-Altman分析有1個點在95%可信區(qū)間外。
　　3.正常組腎間質(zhì)比例大約為11.36%，UUO組腎間質(zhì)比例大約為25.00%，兩者差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.00）。正常組豬腎的腎小管直徑約為38.5±2.

11、75μm， UUO組豬腎的腎小管直徑約為47.6±3.23μm，兩者間具有顯著統(tǒng)計學(xué)差異（P=0.00）。正常組腎小囊與腎小體（腎小囊和腎小球）體積百分比為40.87%， UUO組為44.70%，兩者差異并無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.43）。
　　結(jié)論：
　　1．Rutland-Patlak模型對于健康組腎臟計算所得的 GFRR-P與動態(tài)核素腎圖參考值GFRSPECT具有很好的相關(guān)性和一致性；Rutland-Patlak模型對于U

12、UO組腎臟計算所得的 GFRR-P與動態(tài)核素腎圖參考值之間無相關(guān)性并且一致性差， Rutland-Patlak模型不適用于單側(cè)輸尿管梗阻模型。
　　2．改良Rutland-Patlak模型對于健康對照組和UUO組計算得到GFRmR-P與動態(tài)核素腎圖參考值GFRSPECT均具有良好的相關(guān)性和一致性。
　　3．梗阻性腎病的腎小管明顯擴張和腎間質(zhì)比例增大是 Rutland-Patlak模型計算結(jié)果偏離的可能原因，改良Rutland