泌尿系统疾病的放射性同位素诊断

现代医学学科的发展离不开相关专业的交叉融合，尤其是诊断专业。成功的治疗及其预后很大程度上取决于诊断研究的质量和准确性。医学放射学是最重要的学科之一，自20世纪下半叶以来，在各种内脏疾病和病变的诊断中占据着重要地位。

医学放射学是利用电离辐射检测和治疗人类疾病的科学。它分为诊断学和治疗学。

诊断放射学的优势不仅在于其结果信息量高，操作简便，且无创伤性。放射性同位素指示方法不仅能获取有关泌尿生殖系统功能和结构状态的额外信息，还能提供原始诊断信息，使其成为现代泌尿外科检查体系中的重要方法之一。

放射性示踪剂在临床实践中的应用始于20世纪40年代，当时针对甲状腺的各种病理状况建立了严格的放射性碘分布模式。与此同时，人们开发了诊断检测方法，包括用于测定各种血液病中红细胞的放射性铁、用于研究恶性肿瘤的放射性磷以及用于研究心血管疾病中全身和局部血流的放射性钠。自20世纪50年代中期以来，随着各种放射性核素的工业化生产成为可能，以及可靠、易用的放射性测定设备的出现，放射性同位素研究方法被引入泌尿外科的临床实践。从那时起，放射性研究方法在各种内脏疾病和病变的诊断中占据了重要地位，并形成了一门名为核医学的独立学科。与此同时，核医学的本质也逐渐形成，并确立了使用特定研究方法的某些传统，形成了四大主要研究方向。

• 放射线照相术（肾造影、心脏造影、肝造影）。
• 器官扫描。
• 临床放射测量（使用全身计数法研究各种元素的体积）。
• 实验室放射性测定（研究人体生物环境中的放射性药物浓度）。

上世纪70年代，放射性同位素研究的新方法——体外闪烁显像法和放射免疫学方法——开始迅速发展。这些方法成为主流，约占现代临床实践中放射性同位素诊断总量的80%。进行功能性放射性同位素研究需要放射性药物和放射性测量设备。

放射性药物

放射性药物是指分子中含有特定放射性核素的化合物，允许用于人体诊断或治疗。放射性药物的给药必须符合《辐射安全标准》。

放射性药物的生物学行为或所谓的趋向性——在受检器官中蓄积、通过和排泄的时间——由其化学性质决定。在现代泌尿外科实践中，多种放射性药物用于评估肾脏的功能状态，以研究肾小管分泌和肾小球滤过功能。在第一种情况下，使用正碘马尿酸钠——马尿酸钠碘。尽管马尿酸钠碘具有相对的放射毒性，但其在标记肾小管系统中的转移是最佳的诊断指标，使其广泛用于放射性同位素肾图和动态肾闪烁显像。肾小球趋向性药物五技术99mTc已成功用于测定肾小球滤过率。近年来，由于新型标记化合物——technemag 和马尿酸钠碘的合成，可以减少患者的辐射负荷，这在检查幼儿时尤其重要。

锝标记胶体溶液用于诊断骨骼系统（骨闪烁显像）、淋巴系统（间接放射性淋巴造影）和血管床（间接放射性同位素血管和静脉造影）。

放射性同位素诊断方法

泌尿外科使用的放射性同位素诊断方法分为静态和动态。统计方法包括：

• 静态肾脏闪烁显像；
• 肝造影：
• 淋巴闪烁显像；
• 骨闪烁显像。

前两种方法目前并不常用，因为超声诊断方法的信息内容并不逊色于检查肾脏或肝脏的放射性同位素静态方法。

间接淋巴闪烁显像用于检测转移性病变引起的淋巴结损伤并评估其发生率。该技术创伤小，操作简便，可在门诊进行。

骨闪烁显像用于诊断泌尿生殖系统恶性肿瘤的转移。该方法灵敏度高（超过 90%），假阳性结果概率不超过 5-6%，并且能够比 X 射线早 6-8 个月发现成骨细胞转移，这使得放射性同位素骨闪烁显像成为一种流行的方法。该方法的原理是基于骨骼转移灶对多种放射性药物的主动吸收。放射性药物在骨形成过程中（成骨细胞）会富集在结构中。在进行骨闪烁显像时，会使用含磷放射性药物。其在骨骼不同部位的蓄积水平取决于血流量、微循环状态、矿化程度和成骨细胞活性。放射性药物分布不均匀，超出了其包含物的通常的解剖和生理特征，是骨骼系统病理变化的主要标志。

该研究的一种变体是所谓的三相骨闪烁显像，该方法获取一系列图像，并评估受影响区域在最初10-30秒（血流）、1-2分钟（灌注）和2-3小时后（累积）的放射性水平。然而，该技术特异性低，容易出现假阳性结果，尤其是在患有骨营养不良性年龄相关性病变的老年患者中。

动态方法包括：

• 放射性同位素肾图检查；
• 动态肾闪烁显像。

为了利用在重新分配期间积极参与身体生理过程的特殊放射性药物获取有关肾脏功能和解剖状态的信息，可以采用放射性同位素诊断的动态方法。

放射性同位素肾图检查自1956年起被引入临床实践。该检查是疑似泌尿生殖系统疾病患者的初步筛查方法。然而，只有当两个肾脏之间的差异超过15%且检查在正确的技术条件下进行时，它才能可靠地揭示每个肾脏的单独功能障碍。该方法基于对标记药物经肾脏主动分泌到肾小管并通过上尿路排泄到膀胱的过程的研究。该技术包括静脉注射放射性药物，并使用放射性循环器（肾图）传感器连续记录肾脏上方15-20分钟的放射性水平。由此产生的曲线（肾图）由三部分组成：

• 血管，反映放射性药物在肾脏血管床中的分布：
• 分泌，放射性药物在肾脏结构中选择性和主动积累的过程：
• 排空，代表将放射性药物从肾脏排入膀胱的过程。

为了确定真实的生理参数，患者在检查过程中处于坐姿。

然而，放射性同位素肾图检查有一定的缺点。

• 肾造影期间探测器在肾脏区域的放置大致按照已知的解剖标志进行，这在某些患者（患有肾下垂、肾异位等的患者）中可能会导致不正确的居中并获得不准确的数据。
• 在记录放射性药物通过肾脏的动态时，不可能清楚地区分分泌和排泄阶段对肾图的贡献，因此将肾图划分为普遍接受的段是有条件的。
• 对肾脏区域的辐射记录不仅包括直接通过肾脏的药物，还包括位于器官之前和之下的软组织中的放射性药物，这也会给研究结果带来一定的误差。
• 在心脏区域登记期间获得的清除曲线不能提供有关放射性药物在身体中真正净化的清晰信息，因为很大一部分药物分布在细胞间隙中，导致所谓的 hippuran 空间的形成（特别是在患有慢性肾功能衰竭的患者中）。
• 对膀胱中放射性药物的积累率的研究通常是根据引入模型的活动值进行的，而没有对探测器进行适当的校准，这只能大致了解肾脏的总体功能。

动态肾闪烁显像法的原理是通过记录标记化合物在肾实质中的主动积累及其通过肾小球滤过膜（VMP）的清除来研究肾脏的功能状态。该研究使用现代单探测器或多探测器伽马射线相机进行，并能够选择感兴趣的区域。随后，对肾脏进行计算机可视化，以评估解剖状态，并绘制曲线，计算功能状态。

该方法包括静脉注射亲肾小球或亲肾小球放射性药物，并在肾脏区域持续记录15-20分钟的放射性。信息记录在专用计算机的存储器中，并显示在屏幕上，重现放射性药物在肾脏中逐步通过的过程。经过特殊的计算机处理后，放射性药物通过的动态过程可以计算机肾图的形式重现，该肾图包含血管、分泌和排泄三个部分，并根据各个区域的肾脏清除率进行计算。只有借助动态肾闪烁显像，才能研究肾实质各个区域的功能活动。

与放射性同位素肾显像相比，动态肾闪烁显像方法具有许多不可否认的优势。

• 动态肾闪烁照相术的执行与探测器定心不正确引起的错误无关，因为伽马相机晶体的视野（极少数例外）包括肾脏可能位于的整个区域。
• 在闪烁扫描过程中，可以将药物登记在与每个肾脏形状相对应的肾周组织区域，这使得人们可以考虑位于前组织和下层组织中的马尿路辐射的贡献并校正闪烁扫描曲线。
• 利用动态闪烁显像，可以获取有关放射性药物通过肾脏运输的一般信息，以及有关单独的分泌和排泄功能的数据，并区分输尿管阻塞的程度。
• 肾脏闪烁显像可以获得肾脏的图像，足以评估其解剖和地形状态，特别是按节段评估肾脏。
• 肾图曲线不存在标准肾图仪因通道校准不精确而产生的误差，可以更准确地定量分析每个肾脏的功能状态。

与肾造影相比，动态肾闪烁显像的优点在于可以提高研究的可靠性和灵敏度，并且可以对每个肾脏的功能进行可靠的评估，差异为 5%。

在配备现代化设备的专科泌尿外科医院，放射性同位素肾造影检查仅可用于不伴有严重肾脏损害的临床情况，且需要深入研究肾脏的功能和解剖结构。可以将同位素肾造影作为补充检查方法的泌尿外科疾病包括：慢性肾盂肾炎（肾脏无萎缩）、尿路结石（排泄性尿路造影未发现肾脏排泄功能明显受损）、1期肾积水，以及其他一些未发现肾脏发育或位置异常的疾病。

动态闪烁扫描的绝对适应症：

• 肾脏排泄功能严重受损（根据排泄性尿路造影）
• 所有上尿路发育异常
• 肾脏解剖和地形位置的变化
• 肾积水 2 期和 3 期
• 高血压
• 大型单发、多发性肾囊肿的检查，以及儿童和肾移植后患者的检查。

动态肾闪烁显像有助于临床医生解答一系列问题，例如病程性质、肾组织损伤的发生率、明确诊断、预后判断以及疗效评估。此外，它还能帮助临床医生了解病理过程的特征。即使没有其他肾衰竭的临床和实验室表现，动态肾闪烁显像也能检测出肾脏分泌和排泄功能的部分功能障碍。这对于确定病变部位以及肾组织损伤的程度（例如肾小管分泌功能障碍或肾小球滤过功能障碍）至关重要。

在人体排泄功能的执行中，管周液分泌到管腔中，将多种有机化合物输送到管腔中起着重要作用。肾小管分泌是一种主动运输，其中有一定数量的载体蛋白参与其中，确保有机物质被捕获并经近端小管细胞运输至顶端膜。血液中出现任何分泌过程的抑制剂都会减少载体蛋白的数量，从而减慢肾小管分泌的速度。肾小球滤过过程是被动的，在心脏工作产生的压力作用下进行。每个肾单位的肾小球滤过率取决于有效滤过压的大小和肾小球通透性的状态。而这又取决于毛细血管表面的总面积（用于滤过）以及毛细血管各部分的水力通透性。肾小球滤过率 (GFR) 并非一个恒定值。它受昼夜节律的影响，白天的水平可能比夜间高30%。另一方面，肾脏能够调节肾小球滤过率的恒定性，只有肾小球严重受损时才会发生不可逆的过程。从生理角度来看，分泌和滤过是两个不同的过程。因此，不同药物的动态研究会分别反映这两个过程。此外，在大多数泌尿系统疾病的早期阶段，肾小管的功能都会受到影响。因此，最有用的检测方法是使用促肾小管药物进行动态肾闪烁显像。

通过对大量泌尿科患者联合检查结果的分析，可以制定出所谓的肾脏和子宫泌尿道病变的一般功能分类，该分类基于配对器官系统变化的主要非特异性变体。

从外观上看：

• 单面和双面；
• 急性和慢性。

按主要损害形式分：

• 肾循环
• 管状装置
• 肾小球装置
• VMP的尿动力学
• 所有肾脏参数的综合紊乱。

按阶段：

• 最初的;
• 中间的;
• 最终的。

如果单侧受损，对侧健康肾脏将承担主要功能负荷。如果双侧受损，其他器官，尤其是肝脏，将参与身体的清洁过程。慢性器质性肾脏疾病患者的病理变化有三种类型。第一种类型以肾内清洁功能完全代偿为特征。第二种类型以肾单位各部分清洁能力下降为特征。第三种类型伴有所有肾脏参数的急剧下降。值得注意的是，第二种和第三种类型在成人和儿童中均有出现。形态学研究解释了这一事实：第一种类型显示器官实质出现明显的硬化和萎缩过程，第二种类型则为输尿管阻塞与先天性肾脏组织分化障碍的结合。在肾脏病理变化发展的初期，器官自身存在代偿机制——实质灌注增加或肾单位的储备能力被动员。肾小管清洁能力的下降通过肾小球滤过率的增加得到补偿。在病变的中期，肾脏功能的代偿由对侧肾脏完成。在病变的晚期，肾外清洁机制被激活。

在每一组特定的患者中，除了这些非特异性体征外，还可以识别出特定形式的肾功能参数受损。上尿路尿动力学受损是许多泌尿系统疾病发病机制中的主要环节，也是诊断和治疗措施的目标。慢性上尿路尿动力学受损与肾脏功能状态之间的关系以及预测手术治疗的功能结果始终非常重要。在这方面，放射性同位素诊断方法被广泛用于诊断功能状态，这种方法可以非侵入性且相对简单地定量评估每个肾脏的损伤程度。为了确定肾循环系统的功能性和器质性变化程度，以及确定受累肾脏的功能储备，放射性同位素药理学测试用于降低外周血管阻力和显著增加肾血液循环的药物。这些药物包括茶碱类药物、烟酸占替诺酯（theonikol）、己酮可可碱（trental）。

给药前后对比肾脏功能指标。肾脏病理改变药物检测的非特异性反应有三种类型：阳性、部分阳性和阴性。

对于泌尿系统阻塞性疾病，药物测试通常与利尿剂一起使用——利尿剂可以阻断肾单位远端小管的水分重吸收过程，不会影响中枢和外周血液动力学，只会增加尿液排出量。这类药物包括氨茶碱（优茶碱）。泌尿系统结石患者主要有三种功能障碍类型。

第一种类型发生在患有肾结石或输尿管结石的患者身上，其特征是标记药物在肾内的转运明显减少，同时肾脏排泄过程也适度减慢。第二种类型的特点是肾小管净化能力显著下降，排泄过程急剧减慢。第三种类型发生在患有珊瑚结石的患者身上，其表现为药物通过肾脏血管床的转运受到干扰，同时肾小管或肾小球功能明显受损。在患者有储备能力的情况下进行叶酸放射性药理学试验时，可观察到肾脏功能状态的阳性动态。在没有储备能力的情况下，净化能力的缺陷与原来相比没有变化。该试验的特点是两种非特异性反应：阳性和无反应。

在肾动脉损伤和血管肾源性动脉高血压（AH）的情况下，可以观察到典型的功能性症状群——患侧血流量和清除率明显降低，同时药物在肾内转运时间增加。这些变化的程度各不相同。这种功能性症状对于疾病的临床表现极为重要，尤其是在动脉高血压患者的筛查检查阶段。为了对此类患者进行鉴别诊断，有必要使用卡托普利（开博通）进行放射性药理学测试。负荷和对照研究的比较可以清楚地记录肾血管床和肾实质的储备能力，并有助于诊断血管肾源性和肾源性动脉高血压。

现代动态肾闪烁显像技术不仅能定量评估梗阻性尿路疾病患者上尿路分泌功能障碍的严重程度，还能评估其排尿功能障碍的严重程度。已证实上尿路尿路障碍的严重程度与肾脏功能受损程度密切相关。无论是在尿动力学障碍形成期间，还是在上尿路尿路手术恢复后，整体排尿功能的保留程度都决定了肾功能障碍的严重程度。最具参考价值的指标是马尿路血液净化功能的缺失。肾脏的滤过功能与尿动力学状态并无直接关系。

肾小管分泌功能受损程度与血流动力学障碍程度成正比，且仅部分恢复，具体取决于原有障碍的严重程度。在上尿路尿动力学受损的情况下，尿液排出功能受损程度与肾小管功能下降之间存在可靠的相关性。然而，原有肾功能缺陷的严重程度并不影响重建手术的效果，而术前排尿功能受损程度对术后效果至关重要。如果严重尿动力学障碍的原因并非上尿路管腔的机械性阻塞，而是肾盂和输尿管壁的改变导致收缩活动显著丧失，则消除阻塞无法达到预期的治疗效果。另一方面，如果尿动力学得到充分改善，即使最初净化功能存在显著缺陷，手术也能取得积极的效果。

膀胱输尿管反流患者的动态肾闪烁显像结果显示两种形式的功能障碍。第一种情况，肾小管的清洁功能略有下降，但其他功能指标保持正常。第二种情况，主要表现为肾脏排泄功能受损。

激素的生理学和病理生理学问题是内分泌学家的主要研究对象。肾脏产生的激素以及其他激素对肾脏的影响越来越受到泌尿科医生和肾病科医生的关注。人们对肾脏产生的组织调节剂（组织激素），例如前列腺素和组胺，也越来越感兴趣。肾脏在肾脏和肾外激素的分解代谢和排泄中起着重要作用，因此参与调节整个机体的激素状态。

20世纪末，一种用于测定生物体液中激素水平的高效方法——放射免疫分析法被开发并实施。该方法涉及被研究物质的标记和未标记类似物在特定受体系统中竞争有限数量的结合位点，直至反应混合物所有成分达到化学平衡。抗体用作特异性受体系统，而用放射性同位素标记的抗原用作标记类似物。标记不会改变抗原的特异性和反应性。根据溶液中标记和未标记抗原的百分比，会形成两种“抗原-抗体”复合物。由于其特异性、高灵敏度、准确性和分析简便性，放射免疫分析法已取代许多生化方法，用于测定生物体液中激素、肿瘤抗原、酶、免疫球蛋白、组织和胎盘多肽等的浓度。

原发性甲状旁腺功能亢进症（ICD）和珊瑚性肾结石是一种多病因疾病。体内钙磷代谢紊乱，如果达到一定频率，就会导致肾结石的形成。甲状旁腺分泌的甲状旁腺激素对维持体内钙稳态起着重要作用。甲状旁腺激素在肝脏和肾脏代谢，并影响肾脏的功能结构——减少近端小管对无机磷酸盐的重吸收。它对肾小管细胞的氧化还原过程有积极作用，刺激维生素D活性代谢物的合成，而维生素D是肠道钙吸收的主要调节剂。甲状旁腺功能亢进会导致血中甲状旁腺激素浓度显著升高。肾结石是原发性甲状旁腺功能亢进症最常见的临床症状（5-10%的ICD患者会出现这种情况）。测定血液中甲状旁腺激素和降钙素的浓度是诊断甲状旁腺功能亢进最准确的方法。由于甲状旁腺激素分子进入血液后会立即分解成两个具有不同生化活性和半衰期的片段，因此为了可靠地测定其活性片段的血浆浓度水平，需要在其分泌部位附近——甲状腺静脉——采血进行研究。这也能帮助确定功能亢进的甲状旁腺的位置。为了鉴别原发性和继发性甲状旁腺功能亢进，需要测定甲状旁腺激素和降钙素的浓度梯度。降钙素的生物学作用是增强肾脏对钙、磷、钠和钾的排泄，并抑制骨组织的吸收过程。在原发性甲状旁腺功能亢进症中，血液中甲状旁腺激素的浓度升高，而降钙素则保持在正常值或略低于正常值。在继发性甲状旁腺功能亢进症中，血液中的甲状旁腺激素和降钙素的浓度都会升高。

在对动脉高血压患者进行全面检查时，必须进行血浆中肾素、醛固酮和促肾上腺皮质激素的放射免疫学测定。在缺血状态下，肾脏组织会分泌肾素，它属于蛋白水解酶类，与血管紧张素原相互作用后会形成一种升压多肽——血管紧张素。用于通过放射免疫学方法测定肾素浓度的血液样本，在直立负荷前后直接从肾静脉和下腔静脉采集，这可以可靠地检测肾素分泌的不对称性。

肾上腺的作用也同样重要，它在血管紧张素刺激下产生醛固酮。长期血管性高血压 (VRH) 会引发继发性醛固酮增多症，其病因是水电解质紊乱，包括体内水分滞留、尿液中钾排出增加、小动脉壁肿胀、对各种升压药物的敏感性增加以及总外周阻力增加。促肾上腺皮质激素是醛固酮分泌的最强刺激物，它也能增加皮质类固醇的分泌，尤其是皮质醇。血液中皮质醇浓度升高会增加利尿，并具有低钾和高钠血症的作用。因此，VRH 患者需要对血液中上述物质的浓度进行全面的放射免疫学检查。

下丘脑、垂体和男性性腺构成一个结构和功能复合体，它们之间存在着直接和反馈相互作用。对于性功能障碍和生育能力受损的患者，测定其血液中相应激素的浓度至关重要。放射免疫学分析是目前该领域最准确的方法。

放射性同位素诊断方法在泌尿外科的应用是恰当且有前景的。核医学在客观评估泌尿生殖系统器官的解剖和功能变化方面的能力非常广泛。然而，随着诊断设备的现代化和新型放射性药物制剂的推出，放射性同位素方法的能力将不断提高，诊断方法也将随之改进。

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