通过电阻抗层析成像（EIT）评估肾功能

慢性肾脏疾病（CKD）在全球和地方视角上是一个不断升级的健康问题。 CKD定义为影响肾脏结构和功能的所有疾病。 主要分类是肾脏疾病的急性肾脏损伤（AKI），其中症状在一周内持续下去，而肾脏异常持续3个月以上。 AKI和CKD相互关联； AKI可以进入CKD，CKD可以进一步进展，并通过高血压，糖尿病和心血管疾病进行合并。 基于2012年KDIGO（肾脏疾病：改善全球结果）指南，CKD诊断的标准依赖于基于肾小球过滤率（GFR）的功能测量，而肾脏损害的结构标记是通过肾脏超声等成像技术评估的。 CKD可以分为五个阶段（阶段1：正常/高功能；阶段2：轻度降低功能；第3阶段：轻度至中度降低功能；第4阶段：功能严重降低；第5阶段：5：肾衰竭），基于GFR。 最后阶段称为患者需要透析或肾脏移植的终末期肾病（ESRD）。 与大多数疾病不同，大多数肾脏问题的症状都是非特异性的，并且患者通常无症状直到晚期。 据估计，患有CKD的人中有90％不知道其状况。 根据HKSAR卫生部的数据，2016年全球有2130万例事件，死亡人数为120万例（Dalys）的残疾调整后，分别增加了88.8％，98％，98％和62.2％。 最近的分析表明，女性的年龄标准化CKD的全球患病率要比男性大。 但是，与女性相比，男性的进展率和死亡率的风险明显明显，除了绝经后和糖尿病女性患者。 此外，年龄在60岁以上的老年人是CKD的主要风险群体，因为糖尿病的风险和高血压随着年龄的增长而增加。

诊断和分类CKD阶段的肾功能评估的黄金标准正在测量患者的GFR。 CKD的阶段可以分类如下：第1阶段是肾脏损伤，正常或增加GFR（> 90 mL/min）；第2阶段是GFR（60-89 mL/min）的轻度降低；第3阶段是GFR的中等减少，其中3A阶段（45-59 mL/min）和3B阶段（30-44 mL/min）；第4阶段是GFR（15-29 mL/min）的严重降低；第5阶段是肾衰竭或ESKD，其中GFR <15 mL/min或透析均得到促进。 诊断CKD的肾功能评估的金标准是在24小时内收集GFR的直接测量，但这是不切实际的。 替代方法是测量的GFR（MGFR），该方法测量了基于内源性过滤标记，血清肌酐和尿素等外源标志物（例如伊硫蛋白，iohexol和iothalamate）等外源标记的清除率，尽管没有任何精确代表真实的GFR。 外源标记物，特别是尿蛋白清除率，被认为是测量GFR的优越性，但它们是劳动密集型程序，对于重复使用而言太昂贵了。 在临床环境中，常规方法是使用估计方程式来测量EGFR，以代替MGFR，以简单性和速度来代替MGFR。 但是，观察到EGFR方程易于在身体较弱的患者（例如老年人）中高估肾功能。 因此，该方法仅是GFR级别的最佳估计，并且不代表真正的GFR。 此外，目前尚无标准化的MGFR测量范围，用作估计方程的基础，这就是为什么这种方法怀疑偏见和不准确的原因。

由于肾功能评估的生化测量可能不足，因为这些测试不敏感并且无法区分肾脏疾病的原因，尽管其中一些具有不同的功能后果。 越来越多地利用了超声（US）和计算机断层扫描（CT）等成像方式来改善肾脏疾病的诊断，并揭示了肾脏结构和组成的形态变化。 但是，美国表现出有限的鉴定由慢性肾衰竭引起的皮质回声性增加的能力，因此很难排除肾衰竭的可逆原因。 至于CT，静脉内碘对比的应用导致其在晚期肾衰竭中的禁忌症，而电离辐射的存在导致其在早期怀孕病例中的禁忌症。 潜在的有毒对比剂的排放限于患者，显示出30 mL/分钟的估计肾小球过滤率（EGFR）。

此外，用肾脏组织进行组织学分析的肾脏活检可以鉴定肾脏疾病的类型和严重程度。 活检可用于揭示疤痕，炎症和蛋白质沉积物，这些沉积物无法通过超声，血液和尿液检查无法识别。 然而，经皮活检以成像方式或开放活检引导，采用了手术方法，使其更具侵入性，并暴露于靶向和附近区域的后加工病变和感染的风险。

在这里，EIT可能是一种替代性低成本，可访问，无电离辐射和无对比度的非侵入性成像技术，可检测肾脏内的结构和功能变化。 Gense eit-kidney扫描快速（约10分钟），便携式，不需要训练有素的操作员。 目前，现有的EIT商业设备正在某些临床环境中部署。 EIT技术自十多年来一直在使用，尽管到目前为止，它主要用于协助重症监护病房中的机械通气患者，以防止人工通风造成的肺损害。 Dräger的EIT肺成像装置（Pulmovista®500）已显示可检测实时通风的区域分布，并指导机械通气变化，包括评估最佳窥视和肺部依从性。 另一个商业EIT设备是Enlight®（Timpel，Brasil），它也可以帮助尽早鉴定患者 - 耐居人的异议障碍，并不断量化区域肺通风异质性。

在过去的几年中，已经在应用生物电阻抗时进行了几项探索性研究，以在猪等动物模型中协助肾脏功能评估。 阻抗测量也适用于改善慢性肾脏疾病患者的GFR估计。 生物组织的电导率根据AC电流的组织类型和频率而变化。 另一方面，肾脏组织电导率显着增加了频率变化。 因此，使用EIT频谱分析可能会分化生物组织。

对于肾脏功能评估，GFR仍然是一个很好的方法。 但是，需要解决其局限性。 核心限制是，估计的方程式作为测量EGFR的临床标准旨在校准肌肉质量的差异，肌肉质量是基于年龄，性别，性别，性别，种族等的人口统计学变量，这是血清肌酐的来源，但仍未解释肌肉质量的个体变异性。 EIT可能是根据身体生物电阻预测GFR的替代方法，该阻抗将骨骼肌质量计算与阑尾瘦质量（ALM）相关联，以前通过生物电阻抗分析与耐药性和抗性证明了这一点。 该方法不仅可以更准确地估算GFR，而且还可以很好地预测CKD中功能能力，生活质量和结果。

这项研究的目的是验证和验证EIT和GFR测量之间的关系以进行肾脏的功能分析。 这项研究还将研究EIT作为潜在成像方式的可行性，以分析肾脏疾病患者的结构问题。 基于生物电阻抗参与方程的GFR将与基于尿蛋白清除为黄金标准的GFR进行比较。 最后，将考虑人口统计，临床评估和患者病史以进行进一步分析。 该项目的结果将发展为肾功能障碍和CKD的方便且非侵入性筛查测试。 CKD的早期检测将使及时的干预措施延迟进一步恶化，从而改善患者的总体结果和医疗保健资源的利用。