01
研究背景
肾小球滤过率(glomerular filtration rate, GFR)是临床上衡量肾功能的标准指标，对各种临床问题具有决定性意义。由于GFR不能直接测量，在常规临床实践中建立了几种间接方法，包括内源性和外源性滤过标志物的尿液或血浆清除量测量。大多数情况下，GFR通过血清肌酐或血清半胱氨酸C来进行测量。
根据应用的PET示踪剂，动态肾脏PET具有不通过静脉采血而直接从PET图像中估计GFR的潜力。这篇文章首次报道了人肾[68Ga]Ga-DOTA PET/CT显像与肾闪烁显像的比较。此外，作者还通过示踪剂动力学单室模型进行了PET来源的GFR评估，以将前期在大鼠身上描述的方法转换为人类数据，将所测得的结果与血清肌酐的测量结果进行比较。
02
设计思路
对12例患者在注射示踪剂后即刻采集30 min动态[68Ga]Ga-DOTA PET的数据。对功能肾皮质进行分割，得到时间-活度曲线。根据腹主动脉的PET信号估计动脉输入功能(arterial input function, AIF)。使用GFRPET-30和GFRPET-15的PET数据集进行单室示踪剂动力学建模来计算GFR，以评估较短的采集时间是否足以准确地估计GFR。
03
数据分析
PET显像和时间-活度曲线的可视化分析
动态[68Ga]Ga-DOTA PET图像的图像质量高于平面闪烁图像，并显示了更多的解剖细节。例如，在一位患者中，PET图像可以看到右肾下极的一个囊肿(图1)。此外，[68Ga]Ga-DOTA是一种可以显示肾外血管灌注异常的PET示踪剂。在同一位患者中，检测到了前期CT检查中已报告的主动脉瘤。
图1. 某位患者的PET显像：左侧腹主动脉瘤(黑色实线箭头)和右肾下囊肿(黑色虚线箭头)。
动态[68Ga]Ga-DOTA PET图像和肾皮质时间-活度曲线(time-activity curves， TACs)的目测分析显示双侧尿路梗阻2例，右侧尿路梗阻1例，无尿路梗阻9例。这些发现与肾闪烁显像检查中的结果相同。图2显示了正常(图2. A)和病理(图2. B)的动态肾脏PET图像。相同患者的PET肾TACs和放射性肾图如图3所示。
图2. 动态PET图像的最大密度投影(正面图)。
图3. A和B：PET来源的肾皮质TACs;C和D：肾闪烁显像肾图。
单室动力学模型的分析
首先，对于所有患者，通过单室动力学模型计算GFRPET-30和GFRPET-15。作者团队扩展了模型并实施了双重溢出校正，以解释尿路活动的溢出。对尿液VOI TACs的分析表明，与肾信号相比，尿液信号延迟，且在TACs的前2-10 min最为显著。因此，作者团队决定将这一间隔从分别计算GFRPET-30_w/o2to10和GFRPET-15_w/o2to10的建模方法中排除。所得拟合函数质量较高，且在注射后10 min与实测值的吻合度明显提高。在图4中，给出了完整的30 min数据集和没有2到10 min的30 min数据集的示例性模型曲线，以演示对拟合质量的影响。在较低的χ2和AIC值方面，拟合度证实了修正后模型的拟合质量得到了改善。
图4. 模型曲线(患者7，左肾)的示例性呈现。
GFRPET-30/GFRPET-30_w/o2to10与GFRCKD的比较
在所有患者中，GFRPET-30和GFRCKD的组内相关系数(intraclass correlation coefficient，ICC)为0.77(下限-上限为0.46-0.91)和皮尔逊相关系数(pearson correlation coefficient，PCC)为0.78(95%置信区间：0.38-0.94),表明GFRPET-30和GFRCKD密切相关;GFRPET-30的Bland-Altman偏差为10.86 mL/min(95%置信区间：1.70-20.03)，结果在差值的95%的置信区间内，表明有非常好的一致性(图5. A，B)。优化的拟合模型得到了可比较的结果：GFRPET-30_w/o2to10和GFRCKD的ICC为0.74(下限-上限为0.40-0.90)，PCC为0.74(95%置信区间：0.28-0.93)，GFRPET-30_w/o2to10的Bland-Altman偏差为17.90 mL/min(95%置信区间：9.45-26.35)(图5 . A, C)。
图5. 对所有患者(n = 12)进行相关和一致性分析。
随后作者分析了未受影响的尿外排的患者。在这个亚组中(n = 9)，GFRPET-30和GFRCKD的ICC为0.95(下限-上限为0.83-0.98)和PCC为0.95(95%置信区间：0.77-0.99)，表明GFRPET-30和GFRCKD有很好的相关性。GFRPET-30的Bland-Altman偏差为4.59 mL/min(95%置信区间：− 0.61-9.78)，表明有非常好的一致性(图6. A, B)。优化拟合模型的相关性略有降低：GFRPET-30_w/o2to10和GFRCKD的ICC为0.82(下限-上限为0.50-0.95)，PCC为0.83(95%置信区间：0.37-0.97)，仍然存在良好的相关性。GFRPET-30_w/o2to10的Bland-Altman偏差为13.47 mL/min(4.93-22.00)(图6. A, C)。
图6. 未受干扰的尿外排患者(n = 9)的相关性和一致性分析
GFRPET-15/GFRPET-15_w/o2to10和GFRCKD的比较
GFRPET-15与GFRPET-30的ICC为0.98(下限-上限为0.95-0.99)，PCC为0.98(95%置信区间：0.93-1.0)，结果表明GFRPET-15和GFRPET-30之间有很高的一致性;GFRPET-15的Bland–Altman偏差为- 0.57 mL/min(95%置信区间：-3.38-2.24)，表明一致性良好(图5. G, H)。同样，GFRPET-15_w/o2to10和GFRPET-30_w/o2to10的相关性也很好，ICC为0.96(下限-上限为0.89-0.99)，PCC为0.96(95%置信区间：0.87-0.99)，结果表明GFRPET-15_w/o2to10与GFRPET-30_w/o2to10之间有很高的一致性;GFRPET-15_w/o2to10的Bland–Altman偏差为 - 0.10 mL/min(95%置信区间：- 3.28-3.07)(图5. G, I)。
GFRPET-15/GFRPET-15_w/o2to10和GFRPET-30/GFRPET-30_w/o2to10 的比较
此外，对于无尿外排障碍的患者亚组(n = 9)，GFRPET-15和GFRPET-30的ICC值为0.98(下限-上限为0.93-0.99)，PCC值为0.98(95%置信区间：0.88-1.00)，结果表明GFRPET-15和GFRPET-30之间有很好的相关性;GFRPET-15的Bland-Altman偏差为0.25 mL/min(95%置信区间：- 3.36-3.87)，表明一致性良好(图6. G, H)。同样，GFRPET-15_w/o2to10与GFRPET-30_w/o2to10的相关性很好，ICC为0.99(下限-上限为0.97-1.00)，PCC为0.99(95%置信区间：0.96-1.00)，结果表明GFRPET-15_w/o2to10与GFRPET-30_w/o2to10之间有很高的一致性，GFRPET-15_w/o2to10的Bland-Altman偏差为1.57 mL/min(95%置信区间：− 0.08-3.22)(图6. G, I)。
04
总结与展望
动态PET图像和肾脏TACs的诊断结果与传统肾脏闪烁显像结果相似，这表明[68Ga]Ga-DOTA PET可以作为一种有效的替代方法。使用动态[68Ga]Ga-DOTA PET的单室模型对GFR进行无创评估是可行的，且与血清肌酐来源的GFR有很好的相关性，尤其在无尿外排障碍的患者中。15 min的动态PET数据采集足以进行诊断评估和GFR推导。
然而，本次研究有一定的局限性。首先，患者数量比较少，包括伴有恶性合并症的患者但不包含慢性肾脏疾病的患者;其次，在本研究中，用作参考标准的GFRCKD本身容易出错，因此不能被视为通用的金标准。故在更广泛地实施该方法之前，应进行更大规模的研究以验证作者第一次实验的结果。其中还可以包括可重复性分析，以评估该方法的可靠性。
