用于分肾GFR精准定量的数据处理装置、系统及其应用

用于分肾gfr精准定量的数据处理装置、系统及其应用
技术领域
1.本发明涉及一种用于分肾gfr精准定量的数据处理装置、系统及其应用。


背景技术：

2.肾小球滤过率(gfr，glomerularfiltrationrate)是指单位时间(通常为1min)内两肾生成滤液的量。精准的分肾gfr对于肾积水或者肾癌的临床决策具有重要价值，菊粉清除率是公认的gfr测量金标准，但该此方法费时费力且代价高昂，不仅难以应用于临床，也难以用于科研。目前临床常以生化指标或者结合
99m
tc-dtpa核素肾动态显像评估功能，但无论是实验室检查或者影像学检查均有明显不足。例如实验室生化指标具有明显滞后性且无法获得分肾功能。双血浆法gfr测定与菊粉清除率高度一致，且前者操作程序更加简单，病人接受度高。因此该方法已被美国核医学会推荐为测定gfr的金标准，并被命名为true gfr(tgfr)，tgfr也已被国际肾脏病学会推荐为临床和科研的参考指标，但无法获得分肾gfr功能。超声、静脉肾盂造影(ivp)以及核素肾动态显像等影像学方法，影响因素较多，其客观性、可重复性及准确性常受质疑。
3.目前尚无简便且精准的分肾功能定量方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于分肾gfr精准定量的数据处理装置、系统及其应用。
5.第一方面，本发明要求保护一种用于分肾gfr精准定量的数据处理装置。
6.本发明要求保护的用于分肾gfr精准定量的数据处理装置，可包括如下模块：
7.(a)数据接收模块；所述数据接收模块被配置为接收如下数据：(a1)对待测者进行核素肾动态显像获得的腰背部(采集视野包括双肾和膀胱)的放射性计数的动态采集数据；(a2)对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值，以“cp
t”表示；(a3)所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度，左肾肾脏深度以“kdl”表示，右肾肾脏深度以“kdr”表示；(a4)对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的放射性核素(如
99m
tc)在软组织中的衰减系数，以“μ”表示；(a4)对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值，以“tgfr”表示。
8.(b)图像生成及处理模块；所述图像生成及处理模块被配置为接收来自所述数据接收模块的所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据，生成所述待测者的腰背部在各时相的放射性显影图像，然后根据所述放射性显影图像基于roi技术圈出肾脏，空白本底(即不进行本底勾画，无需去除本底信号)，绘制分肾时间-放射性曲线。
9.(c)数据处理模块；所述数据处理模块被配置为接收来自所述图像生成及处理模块的所述分肾时间-放射性曲线，并根据所述分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值，左肾峰时的放射性计数以“c
lk”表示，右肾峰时的放射性计数以“c
rk”表示。
10.(d)数据运算模块；所述数据运算模块被配置为接收来自所述数据处理模块的所
述c
lk
值和所述c
rk
值，以及来自所述数据接收模块的所述cp
t
值、所述kdl值、所述kdl值和所述tgfr值。
11.所述数据运算模块包括数据运算模块1、数据运算模块2和数据运算模块3。
12.所述数据运算模块1被配置为根据所述c
lk
值、所述c
rk
值、所述kdl值、所述kdl值和所述cp
t
值，按照公式i计算得到“左肾摄取率”值，按照公式ii计算得到“右肾摄取率”值。
13.公式i：左肾摄取率(％)＝(c
lk
/e-μkdl
)/cp
t
×
100％；
14.公式ii：右肾摄取率(％)＝(c
rk
/e-μkdr
)/cp
t
×
100％。
15.所述数据运算模块2被配置为根据所述“左肾摄取率”值按照公式iii计算得到左肾的gfr数值，以“ggfr’l”表示；根据所述“右肾摄取率”值按照公式iv计算得到右肾的gfr数值，以“ggfr’r”表示。
16.公式iii：ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
17.公式iv：ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519。
18.所述数据运算模块3被配置为根据所述ggfr’l
值、所述ggfr’r
值，以及所述tgfr值，按照公式v计算左肾精准gfr值，以“pgfr
l”表示，按照公式vi计算右肾精准gfr值，以“pgfr
r”表示。
19.公式v：pgfr
l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
20.公式vi：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
21.在本发明中，所述数据处理装置可以采用软件程序来实现，也可以采用实现相应模块功能的硬件来实现，对此本发明不做任何限制。
22.在一个优选实施方式中，本发明的数据处理装置还可以包括控制模块或控制器，所述控制模块或控制器用于对各个模块进行控制。
23.在本发明中，所述控制模块或控制器的功能是控制数据的输入和结果的输出，数据在各模块之间的传输以及各模块的数据处理例程，因此只要能够实现上述功能，可以使用任意的控制装置或控制器，诸如中央处理器(cpu)、工业计算机用控制芯片等。
24.第二方面，本发明要求保护一种用于分肾gfr精准定量的系统。
25.本发明要求保护的用于分肾gfr精准定量的系统，可包括单光子发射型计算机断层仪和控制装置。
26.所述控制装置被配置或被编程以执行下述步骤：
27.接收如下数据：(a1)对待测者进行核素肾动态显像获得的腰背部(采集视野包括双肾和膀胱)的放射性计数的动态采集数据；(a2)对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值，以“cp
t”表示；(a3)所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度，左肾肾脏深度以“kdl”表示，右肾肾脏深度以“kdr”表示；(a4)对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的放射性核素(如
99m
tc)在软组织中的衰减系数，以“μ”表示；(a4)对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值，以“tgfr”表示；
28.根据所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据生成所述待测者的腰背部在各时相的放射性显影图像，然后根据所述放射性显影图像基于roi技术圈出肾脏，空白本底，绘制分肾时间-放射性曲线；
29.根据所述分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值，左肾
峰时的放射性计数以“c
lk”表示，右肾峰时的放射性计数以“c
rk”表示；
30.根据所述c
lk
值、所述c
rk
值和所述cp
t
值，按照公式i计算得到“左肾摄取率”值，按照公式ii计算得到“右肾摄取率”值；
31.公式i：左肾摄取率(％)＝(c
lk
/e-μkdl
)/cp
t
×
100％；
32.公式ii：右肾摄取率(％)＝(c
rk
/e-μkdr
)/cp
t
×
100％；
33.根据所述“左肾摄取率”值按照公式iii计算得到左肾的gfr数值，以“ggfr’l”表示；根据所述“右肾摄取率”值按照公式iv计算得到右肾的gfr数值，以“ggfr’r”表示；
34.公式iii：ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
35.公式iv：ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519；
36.根据所述ggfr’l
值、所述ggfr’r
值，以及所述tgfr值，按照公式v计算左肾精准gfr值，以“pgfr
l”表示，按照公式vi计算右肾精准gfr值，以“pgfr
r”表示；
37.公式v：pgfr
l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
38.公式vi：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
39.在上述系统中，所述控制装置可以是任何能够执行上述步骤的计算机，例如个人计算机(pc)，工业控制计算机等通用计算机。
40.进一步地，所述系统还可包括核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)和/或放射免疫γ计数仪。
41.进一步地，所述系统还可包括输入设备和输出设备。
42.所述输入设备被配置成输入来自所述单光子发射型计算机断层仪的所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据。
43.所述输出设备被配置成输出所述pgfr
l
和所述pgfrr的计算结果。
44.在本发明中，所述输入设备可以是常见的用于各种类型数据的任意类型的输入设备，例如，键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，手写输入板，游戏杆，语音输入装置等。所述输出设备可以是常见的用于各种类型数据的任意类型的输出设备，例如，显示器、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。
45.第三方面，本发明要求保护前文所述系统的使用方法。
46.本发明要求保护的前文所述系统的使用方法，可包括如下步骤：利用单光子发射型计算机断层仪和核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)获得待测者的腰背部(采集视野包括双肾和膀胱)的放射性计数的动态采集数据和对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值；利用核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)和核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)获得对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值；并获得所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度；然后采用前文所述系统中的所述控制装置执行所述步骤，得到所述pgfr
左
和所述pgfr
右
的计算结果。
47.第四方面，本发明要求保护一种计算机可读存储介质。
48.本发明要求保护的计算机可读存储介质存储有用于执行下述步骤的计算机程序：
49.接收如下数据：(a1)对待测者进行核素肾动态显像获得的腰背部(采集视野包括双肾和膀胱)的放射性计数的动态采集数据；(a2)对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值，以“cp
t”表示；(a3)所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度，左肾肾脏深度以“kdl”表示，右肾肾脏深
度以“kdr”表示；(a4)对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的放射性核素(如
99m
tc)在软组织中的衰减系数，以“μ”表示；(a4)对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值，以“tgfr”表示；
50.根据所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据生成所述待测者的腰背部在各时相的放射性显影图像，然后根据所述放射性显影图像基于roi技术圈出肾脏，空白本底，绘制分肾时间-放射性曲线；
51.根据所述分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值，左肾峰时的放射性计数以“c
lk”表示，右肾峰时的放射性计数以“c
rk”表示；
52.根据所述c
lk
值、所述c
rk
值和所述cp
t
值，按照公式i计算得到“左肾摄取率”值，按照公式ii计算得到“右肾摄取率”值；
53.公式i：左肾摄取率(％)＝(c
lk
/e-μkdl
)/cp
t
×
100％；
54.公式ii：右肾摄取率(％)＝(c
rk
/e-μkdr
)/cp
t
×
100％；
55.根据所述“左肾摄取率”值按照公式iii计算得到左肾的gfr数值，以“ggfr’l”表示；根据所述“右肾摄取率”值按照公式iv计算得到右肾的gfr数值，以“ggfr’r”表示；
56.公式iii：ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
57.公式iv：ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519；
58.根据所述ggfr’l
值、所述ggfr’r
值，以及所述tgfr值，按照公式v计算左肾精准gfr值，以“pgfr
l”表示，按照公式vi计算右肾精准gfr值，以“pgfr
r”表示；
59.公式v：pgfr
l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
60.公式vi：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
61.在本发明中，具体是通过利用单光子发射型计算机断层仪和核素肾动态显像(如
99m
tc-dtpa)完成对所述待测者进行核素肾动态显像的。
62.在上述各方面中，对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的是ge infinia hawky4单光子发射型计算机断层仪(single photon emission computed tomography，spect)，配低能高分辨率准直器，选择能峰140kev，窗宽20％，矩阵64
×
64。对所述待测者进行核素肾动态显像时对所述待测者静脉注射的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)用量为5mci。对所述待测者进行核素肾动态显像时的动态采集为注射核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)即刻1帧/2s时采集30帧；1帧/60s时采集20帧。对所述待测者进行核素肾动态显像时还包括如下步骤：在对所述待测者进行静脉注射前采集注射器内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的放射性计数(如采集6秒)，以及对所述待测者采集完毕后，再采集空注射器(如采集6秒)，得到残余核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)放射性计数。
63.在上述各方面中，对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值为注射前注射器内核素肾动态显像剂的放射性计数值减去注射后空注射器内残留的核素肾动态显像剂的放射性计数值。
64.在上述各方面中，所述左肾肾脏深度kdl和所述右肾肾脏深度kdr可通过所述待测者的身高、体重按照tonnesen法计算得到；
65.kdl＝13.2
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7；
66.kdr＝13.3
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7。
67.当然，也可以通过超声或x线直接测得。
68.在本发明的具体实施方式中，所述放射性核素具体为
99m
tc。所述核素肾动态显像剂具体为
99m
tc-dtpa。相应的，所述μ为常数0.153。
69.在上述各方面中，对所述待测者进行双血浆法测定获得总gfr数值是按照包括如下步骤的方法完成的：在对所述待测者进行静脉注射前采集注射器内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)后分别于2h、4h经所述待测者对侧肘部取静脉血(如5ml)，并予肝素抗凝，离心(如1500g离心15min)后分离血清；取出1ml血浆，用放射免疫γ计数仪分别测量放射性计数p1、p2，测量时间为60s；将双血浆各管放射性p1、p2计数代入tgfr＝[dln(p1/p2)/(t
2-t1)]exp[(t1lnp2)－(t2lnp1)]/(t
2-t1)。
[0070]
其中，d为注入体内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的放射性计数；t1、t2分别为自向所述待测者注入核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)至第1、2次采血时间；p1、p2为t1、t2时血浆中的放射性计数；d、p1、p2的单位为cpm/min
·
ml，t1和t2的单位为min。
[0071]
第五方面，本发明要求保护单光子发射型计算机断层仪、核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)、放射免疫γ计数仪和记载有前文所述公式i、所述公式ii、所述公式iii、所述公式iv、所述公式v和、所述公式vi的可读性载体在制备用于分肾gfr精准定量的产品中的应用。
[0072]
第六方面，本发明要求保护对分肾gfr进行精准定量的方法。
[0073]
本发明要求保护的对分肾gfr进行精准定量的方法，是将核素肾动态显像与双血浆法进行有机结合。
[0074]
所述方法可包括如下步骤：
[0075]
(1)利用单光子发射型计算机断层仪和核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)获得待测者的腰背部(采集视野包括双肾和膀胱)的放射性计数的动态采集数据和对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数，以“cp
t”表示；利用核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)和核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)获得对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值，以“tgfr”表示；并获得所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度，左肾肾脏深度以“kdl”表示，右肾肾脏深度以“kdr”表示；
[0076]
(2)根据所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据生成所述待测者的腰背部在各时相的放射性显影图像，然后根据所述放射性显影图像基于roi技术圈出肾脏，空白本底，绘制分肾时间-放射性曲线；
[0077]
(3)根据所述分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值，左肾峰时的放射性计数以“c
lk”表示，右肾峰时的放射性计数以“c
rk”表示；
[0078]
(4)根据所述c
lk
值、所述c
rk
值和所述cp
t
值，按照公式i计算得到“左肾摄取率”值，按照公式ii计算得到“右肾摄取率”值；
[0079]
公式i：左肾摄取率(％)＝(c
lk
/e-μkdl
)/cp
t
×
100％；
[0080]
公式ii：右肾摄取率(％)＝(c
rk
/e-μkdr
)/cp
t
×
100％；
[0081]
(5)根据所述“左肾摄取率”值按照公式iii计算得到左肾的gfr数值，以“ggfr’l”表示；根据所述“右肾摄取率”值按照公式iv计算得到右肾的gfr数值，以“ggfr’r”表示；
[0082]
公式iii：ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
[0083]
公式iv：ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519；
[0084]
(6)根据所述ggfr’l
值、所述ggfr’r
值，以及所述tgfr值，按照公式v计算左肾精准gfr值，以“pgfr
l”表示，按照公式vi计算右肾精准gfr值，以“pgfr
r”表示；
[0085]
公式v：pgfr
l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
[0086]
公式vi：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
[0087]
其中，对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的是ge infinia hawky 4单光子发射型计算机断层仪(single photon emission computed tomography，spect)，配低能高分辨率准直器，选择能峰140kev，窗宽20％，矩阵64
×
64。对所述待测者进行核素肾动态显像时对所述待测者静脉注射的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)用量为5mci。对所述待测者进行核素肾动态显像时的动态采集为注射核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)即刻1帧/2s时采集30帧；1帧/60s时采集20帧。对所述待测者进行核素肾动态显像时还包括如下步骤：在对所述待测者进行静脉注射前采集注射器内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的放射性计数(如采集6秒)，以及对所述待测者采集完毕后，再采集空注射器(如采集6秒)，得到残余核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)放射性计数。
[0088]
其中，对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的总放射性计数值为注射前注射器内核素肾动态显像剂的放射性计数值减去注射后空注射器内残留的核素肾动态显像剂的放射性计数值。
[0089]
其中，所述左肾肾脏深度kdl和所述右肾肾脏深度kdr可通过所述待测者的身高、体重按照tonnesen法计算得到；
[0090]
kdl＝13.2
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7；
[0091]
kdr＝13.3
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7。
[0092]
当然，也可以通过超声或x线直接测得。
[0093]
在本发明的具体实施方式中，所述放射性核素具体为
99m
tc。所述核素肾动态显像剂具体为
99m
tc-dtpa。相应的，所述μ为常数0.153。
[0094]
其中，对所述待测者进行双血浆法测定获得总gfr数值可按照包括如下步骤的方法完成：在对所述待测者进行静脉注射前采集注射器内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)后分别于2h、4h经所述待测者对侧肘部取静脉血(如5ml)，并予肝素抗凝，离心(如1500g离心15min)后分离血清；取出1ml血浆，用放射免疫γ计数仪分别测量放射性计数p1、p2，测量时间为60s；将双血浆各管放射性p1、p2计数代入tgfr＝[dln(p1/p2)/(t
2-t1)]exp[(t1lnp2)－(t2lnp1)]/(t
2-t1)。
[0095]
式中，d为注入体内核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)的放射性计数；t1、t2分别为自向所述待测者注入核素肾动态显像剂(如
99m
tc-dtpa)至第1、2次采血时间；p1、p2为t1、t2时血浆中的放射性计数；d、p1、p2的单位为cpm/min
·
ml，t1和t2的单位为min。
[0096]
在本发明的具体实施方式中，所述待测者具体为肾积水患者。
[0097]
本发明是在以下基金支持下完成的：(1)安徽省自然科学基金，编号：2008085qh406；(2)安徽医科大学自然科学基金，编号：2019xkj028；(3)安徽医科大学核医学与放射医学共建项目，编号：2020lcxk019。
[0098]
本发明以肾积水患者为研究对象，将核素肾动态显像与双血浆法进行有机结合，优势互补，探索全新分肾功能精准定量方法并提供了配套的数据处理装置及系统。实验证明，
99m
tc-dpta肾动态显像结合双血浆法可以实现分肾功能精准定量；并且由于省略本底勾
画，不同医生利用该方法所得pgfr的一致性明显高于常规
99m
tc-dpta肾动态显像。
附图说明
[0099]
图1为两种gates法勾画肾脏和计算gfr。a：按照标准常规gates法勾画肾脏、本底，自动计算分肾ggfr；b：空白本底，余同标准常规gates法，勾画肾脏，自动计算分肾ggfr’。
[0100]
图2为双血浆法肾小球滤过率与生化指标相关性分析。a：双血浆法肾小球滤过率与血肌酐呈中等程度负相关(r＝-0.692，p＝0.000)；b：双血浆法肾小球滤过率与胱抑素c中等程度负相关(r＝-0.527，p＝0.000)；c：双血浆法肾小球滤过率与尿素氮呈中等程度负相关(r＝-0.454，p＝0.000)；d：双血浆法肾小球滤过率与尿酸呈中等程度负相关(r＝-0.424，p＝0.001)。
[0101]
图3为实现本发明分肾gfr精准定量的计算机流程图。
具体实施方式
[0102]
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
[0103]
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0104]
实施例1、核素肾动态显像与双血浆法结合进行分肾精准定量
[0105]
一、资料与方法
[0106]
1、一般资料
[0107]
安徽医科大学第二附属医院收治肾积水术前患者66例，成人，性别不限。将符合如下条件的对象纳入为本次研究对象：
①
超声或ct诊断为肾积水；
②
确定无糖尿病、痛风、高血压病及泌尿系统感染或结核等有影响肾功能的急慢性疾患；
③
除外肾脏占位病变、肾炎、肾动脉狭窄及慢性肾病等。本研究回顾性纳入男41例，女25例；年龄18-75岁，平均(51.69
±
15.19)岁。
[0108]
2、双血浆法
[0109]
同一技术人员在肾动态显像注射
99m
tc-dtpa后分别于2h、4h经患者对侧肘部取静脉血5ml，并予肝素抗凝，1500g离心15min后分离血清。采用移液各精确取出1ml血浆，用放射免疫γ计数仪分别测量放射性计数p1、p2，测量时间为60s。将双血浆各管放射性p1、p2计数代入gfr＝[dln(p1/p2)/(t
2-t1)]exp[(t1lnp2)－(t2lnp1)]/(t
2-t1)。[注：d为注入体内药物的放射性计数；t1、t2分别为自弹丸式注入放射性标记物至第1、2次采血时间；p1、p2为t1、t2时血浆中的放射性计数；d、p1、p2的单位为cpm/min
·
ml，t1和t2的单位为min]，自动计算总gfr数值，即tgfr。
[0110]
另外，患者术前常规行血肌酐、胱抑素c、尿素氮、尿酸检查，并将tgfr与上述指标进行相关性分析。
[0111]
3、核素肾动态显像gates法
[0112]
99m
tc-dtpa试剂盒来自江苏原子能医学研究所，批文h20013118，放化纯＞95％。采
用ge infinia hawky 4单光子发射型计算机断层仪(single photon emission computed tomography，spect)，配低能高分辨率准直器，选择能峰140kev，窗宽20％，矩阵64
×
64。受检者于检查前20～30min患者应充分水化(常规饮水300～500ml)，常规测量并记录身高、体重。利用spect采集注射器内示踪剂(
99m
tc-dtpa)的放射性计数6秒，然后患者取仰卧位，探头置于腰背部，采集视野包括双肾和膀胱。静脉弹丸注射5mci 99m
tc-dtpa后立即进行双探头前后位动态采集图像。注射即刻1帧/2s时采集30帧；1帧/60s时采集20帧。患者采集完毕后，再采集空注射器6s，得到残余药物(
99m
tc-dtpa)的放射性计数。
[0113]
由5位主治以上职称的医师盲法、独立借助利用感兴趣区(roi)技术勾画双肾轮廓及本底，输入注入静脉的
99m
tc-dtpa放射性计数及患者的身高、体重，计算机自动生成分肾时间-放射性曲线，计算出分肾gfr(依靠xeleris functional imaging workstation软件包内renal analysis模块完成)，并用体表面积标准化，单位为ml
·
min-1
·
(1.73m2)-1
。具体如下：
[0114]
(1)根据分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值；
[0115]
(2)按照如下计算左肾摄取率和右肾摄取率：
[0116]
左肾摄取率(％)＝[(左肾峰时放射性计数-左肾本底计数)/e-μkdl
]/cp
t
×
100％；
[0117]
右肾摄取率(％)＝[(右肾峰时放射性计数-右肾本底计数)/e-μkdr
]/cp
t
×
100％。
[0118]
其中，cp
t
为注入患者体内的
99m
tc-dtpa的总放射性计数，等于注射前注射器内
99m
tc-dtpa的放射性计数减去注射后空注射器内残留的
99m
tc-dtpa的放射性计数值。μ为
99m
tc在软组织中的衰减系数，为常数0.153。kdl为左肾肾脏深度；kdr为右肾肾脏深度；kdl和kdr通过患者的身高、体重按照tonnesen法计算得到：
[0119]
kdl＝13.2
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7；
[0120]
kdr＝13.3
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7。
[0121]
(3)按照如下计算左肾gfr数值(ggfr
l
)和右肾gfr数值(ggfrr)：
[0122]
ggfr
l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
[0123]
ggfrr＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519。
[0124]
图1中a为按照标准gates法勾画肾脏、本底，自动计算分肾肾小球率过滤。
[0125]
4、分肾gfr精准定量
[0126]
由5位主治以上职称的医师再次双盲、独立将核素肾动态显像的原始数据传至后处理工作站，利用专业软件进行处理，除本底不勾画外，其余操作同步骤3中的常规操作后，先计算左肾gfr数值’(ggfr’l
)和右肾gfr数值’(ggfr’r
)，然后计算得到分肾精准gfr(依靠xeleris functional imaging workstation软件包内renal analysis模块完成)，具体如下：
[0127]
(1)根据分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时(peak time)的放射性计数值；
[0128]
(2)按照如下公式计算左肾摄取率’和右肾摄取率’：
[0129]
左肾摄取率’(％)＝[(左肾峰时放射性计数)/e-μkdl
]/cp
t
×
100％；
[0130]
右肾摄取率’(％)＝[(右肾峰时放射性计数)/e-μkdr
]/cp
t
×
100％。
[0131]
其中，cp
t
为注入患者体内的
99m
tc-dtpa的总放射性计数，等于注射前注射器内
99m
tc-dtpa的放射性计数减去注射后空注射器内残留的
99m
tc-dtpa的放射性计数值。μ为
99m
tc在软组织中的衰减系数，为常数0.153。kdl为左肾肾脏深度；kdr为右肾肾脏深度；kdl
和kdr通过患者的身高、体重按照tonnesen法计算得到：
[0132]
kdl＝13.2
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7；
[0133]
kdr＝13.3
×
体重(kg)/身高(cm) 0.7。
[0134]
(3)按照如下公式计算左肾gfr数值’(ggfr’l
)和右肾gfr数值’(ggfr’r
)：
[0135]
ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率
’-
6.82519；
[0136]
ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率
’-
6.82519。
[0137]
图1中b为空白本底，余同标准gates法，勾画肾脏，自动计算ggfr’。
[0138]
(4)按照以下公式计算分肾精准gfr：
[0139]
左肾精准gfr：pgfr l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
[0140]
右肾精准gfr：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
[0141]
5、统计学分析
[0142]
ˉ
[0143]
应用spss 19.0统计软件对数据进行统计处理，符合正态分布的计量数据以x
±
s表示。双血浆法gfr与尿酸、血肌酐、尿素氮及胱抑素c相关性采用pearson相关和线性回归分析。不同医师利用gates法以及pgfr的一致性采用kendall’s w检验。以p＜0.05为差异有统计学意义。
[0144]
二、结果
[0145]
1、双血浆法gfr结果及生化指标结果
[0146]
66位患者双血浆(tgfr)结果为89.62
±
46.57ml/min；肌酐结果为85.59
±
31.32μmol/l；胱抑素c结果为0.83
±
0.45mg/l；尿酸结果为324.95
±
118.71μmol/l；尿素氮结果为6.32
±
2.17mmol/l。
[0147]
双血浆法gfr与血肌酐、胱抑素c、尿素氮及尿酸均呈中等程度负相关性，相关系数r依次分别为-0.692、-0.527、-0.454、-0.424，决定系数r2依次分别为-0.479、0.278、0.206、0.172，p值分别为0.000、0.000、0.000、0.001(图2)。说明这些生化指标虽能便捷地一定程度上反映肾功能状态；利用血肌酐、胱抑素c、尿素氮及尿酸估算gfr，很难准确反映肾功能情况，尤其是分肾功能情况。这也与既往的研究结果相符。
[0148]
2、常规gates法分肾gfr一致性
[0149]
五位医生采取双盲、独立按照标准常规gates法勾画本底及肾脏，计算分肾gfr，结果为43.46
±
19.08ml/min(注：此处一致性检验是将左右肾合并，即共计132个肾脏，五位医生分别勾画，检验他们勾画结果的一致性)，并经kendall’s w检验对五位医生的结果进行一致性检验。该组肯德尔一致性系数kendall’s w(kendall's coefficient of concordance)＝0.834，p＝0.000。说明五位勾画的本底结果一致；也说明了不同医生之间的结果仍有16.4％的差异，即该gates法所得分肾gfr仍非精准的分肾gfr。如何从根本上解决gates法所需roi勾画方法学所致的影响因素，进一步提高不同医生roi勾画的一致性，并获得精准的分肾gfr？目前无法从方法学上解决。
[0150]
3、精准分肾gfr(pgfr)及其一致性
[0151]
上述五位医生采取再次双盲、独立除本底不勾画外，其余操作同常规操作后，自动计算分肾ggfr’l
及ggfr’r
，输入上述公式，自动计算分肾pgfr，结果为53.78
±
28.16ml/min(注：此处一致性检验是将左右肾合并，即共计132个肾脏，五位医生分别勾画，检验他们勾
画结果的一致性)。并经kendall’s w检验对五位医生的pgfr结果进行一致性检验。该组肯德尔一致性系数kendall’s w(kendall's coefficient of concordance)＝0.956，p＝0.000。说明五位勾画的本底结果具有较高的一致性。上述结果表明，采取双血浆联合空白gates肾动态显像方法可以获得精准分肾gfr，且该方法在不同医生所勾画、计算的所得结果之间具有极高的一致性。
[0152]
三、讨论
[0153]
菊粉清除率被公认为是gfr金标准，但该方法操作复杂，难以在临床推广。
99m
tc
–
dtpa多血浆法与菊粉清除率相关系数达0.99，常被作为测定肾脏gfr的参考标准，但同样因检查时间较长同样未能实现临床推广。
99m
tc
–
dtpa双血浆法与多血浆法具有极高的一致性，相关系数为0.97-0.996，平均偏差2.8ml/min，且相比菊粉清除率或多血浆法临床接受性更好。实际临床工作中更常以血肌酐、胱抑素c、尿酸及尿素氮等生化指标反映肾功能状态，但这些指标均受多种因素影响，且大量临床研究证实仅当肾功能明显受损后，才会出现异常。此外，以上方法均无法获得分肾gfr。核素肾动态显像是目前临床唯一可通过多参数反映分肾gfr及尿路等信息，也较其他方法更为灵敏、可靠，广泛用于评价患肾功能。
[0154]
本发明通过结合常规肾动态显像与双血浆方法定量分肾肾小球滤过率(gfr)的方法，不仅可以获得避免肾动态显像的多种影响因素，明显提高不同医生roi勾画所得分肾gfr的一致性，更重要的是该方法可获得精准的分肾gfr。该方法对于评价肾积水或者肾癌患肾残余功能有重要的意义，可为泌尿外科医生是否行患肾切除以及切除范围提供客观依据。
[0155]
图3为实现本发明分肾gfr精准定量的计算机流程图。
[0156]
在步骤s1中，接收如下数据：(a1)对待测者进行核素肾动态显像获得的腰背部的放射性计数的动态采集数据；(a2)对所述待测者进行核素肾动态显像时注入所述待测者体内的核素肾动态显像剂的总放射性计数值，以“cp
t”表示；(a3)所述待测者的左肾肾脏深度和右肾肾脏深度，左肾肾脏深度以“kdl”表示，右肾肾脏深度以“kdr”表示；(a4)对所述待测者进行核素肾动态显像时采用的放射性核素在软组织中的衰减系数，以“μ”表示；(a4)对所述待测者进行双血浆法测定的总gfr数值，以“tgfr”表示。
[0157]
在步骤s2中，根据所述待测者的腰背部的放射性计数的动态采集数据生成所述待测者的腰背部在各时相的放射性显影图像，然后根据所述放射性显影图像基于roi技术圈出肾脏，空白本底，绘制分肾时间-放射性曲线。
[0158]
在步骤s31中，根据所述分肾时间-放射性曲线得到分肾峰时的放射性计数值，左肾峰时的放射性计数以“c
lk”表示，右肾峰时的放射性计数以“c
rk”表示；
[0159]
根据所述c
lk
值、所述c
rk
值和所述cp
t
值，按照公式i计算得到“左肾摄取率”值，按照公式ii计算得到“右肾摄取率”值；
[0160]
公式i：左肾摄取率(％)＝(c
lk
/e-μkdl
)/cp
t
×
100％；
[0161]
公式ii：右肾摄取率(％)＝(c
rk
/e-μkdr
)/cp
t
×
100％。
[0162]
在步骤s32中，根据所述“左肾摄取率”值按照公式iii计算得到左肾的gfr数值，以“ggfr’l”表示；根据所述“右肾摄取率”值按照公式iv计算得到右肾的gfr数值，以“ggfr’r”表示；
[0163]
公式iii：ggfr’l
＝9.8127
×
左肾摄取率-6.82519；
[0164]
公式iv：ggfr’r
＝9.8127
×
右肾摄取率-6.82519。
[0165]
在步骤s33中，根据所述ggfr’l
值、所述ggfr’r
值，以及所述tgfr值，按照公式v计算左肾精准gfr值，以“pgfr
l”表示，按照公式vi计算右肾精准gfr值，以“pgfr
r”表示；
[0166]
公式v：pgfr
l
＝ggfr’l
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr；
[0167]
公式vi：pgfrr＝ggfr’r
/(ggfr’l
ggfr’r
)
×
tgfr。
[0168]
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本技术欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本技术中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。