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

1、目的：
　　對健康豬及單側輸尿管不全梗阻（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模型與經典Rutland-Patlak模型測量GFR的準確性，并嘗試通過組織病理學分析其原因。

2、r>　　材料與方法：
　　本研究實驗動物選用中國農業(yè)大學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），應用隨機數字表分為單側輸尿管不全梗阻（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）偽影導致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血管外滲漏導致檢查失敗，1頭因氣管插管失誤導致氣管破裂死亡，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腎臟出現腎積水后再進行數據采集。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值均使用東北大學中荷生物醫(yī)學工程學院聯(lián)合開發(fā)的 TimingLost軟件包進行后處理。實驗數據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%甲醛溶液進行標本固定，對標本進行HE染色、切片后在光學顯微鏡下進行組織學病理學研究。
　　為評估 Rutland-Patlak模型及改良 Rutland-Patlak模型的準確性，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相關性分析和Bland-Altman一致性分析。為研究UUO模型的腎臟組織學變化對正常組腎臟和UUO組梗阻側腎臟腎間質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。
　　結果：
　　1．UUO組和健康對照組15頭豬共計30

7、側腎臟通過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（r=

8、0.71，P=0.002）， Bland-Altman分析所有點均在95%可信區(qū)間內；UUO組7頭豬14側腎臟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（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（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（r=0.66，P=0.010）；Bland-Altman分析有1個點在95%可信區(qū)間外。
　　3.正常組腎間質比例大約為11.36%，UUO組腎間質比例大約為25.00%，兩者差異有統(tǒng)計學意義（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)計學意義（P=0.43）。
　　結論：
　　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性并且一致性差， Rutland-Patlak模型不適用于單側輸尿管梗阻模型。
　　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均具有良好的相關性和一致性。
　　3．梗阻性腎病的腎小管明顯擴張和腎間質比例增大是 Rutland-Patlak模型計算結果偏離的可能原因，改良Rutland