Alasbimn Journal, Year 13, N°52, April 2011 / Año 13, N° 52, Abril 2011

Artículo Original..

Función renal relativa normalizada por volumen en la gamagrafía con 99mTc-DMSA. Estudio basado en una población pediátrica. Isabel Hervás, José Francisco Martí, Pilar Bello, José Luis Loaiza, Isabel Asensio, Antonio Mateo. Servicio de Medicina Nuclear, Hospital Universitario La Fe. Valencia, España.

Resumen Objetivo. Evaluar las diferentes características diagnósticas de la función renal relativa (FRR) y de la función renal relativa normalizada por volumen renal relativo (FRRN), con el fin de analizar la posible mejora diagnóstica que implicaría su uso conjunto. Métodos. Hemos estudiado con 99mTc-DMSA 952 unidades renales (riñones individuales), que pertenecían a 476 pacientes pediátricos (269 niñas) de edades comprendidas entre 0 y 11 años. De ellas, 355 unidades renales se consideraron patológicas a partir del análisis visual gammagráfico. Se determinaron los puntos de corte más apropiados para establecer los valores normales de las funciones FRR y FRRN, considerando como patrón de referencia al análisis visual gammagráfico. Se realizaron curvas ROC y se calculó el índice “J de Youden” y la exactitud para diferentes puntos de corte desde 42% hasta 50%, tanto para la FRR como para la FRRN. Se realizó también un análisis bayesiano (global y parcial clasificando las unidades renales por indicaciones clínicas) de la FRR y la FRRN. Resultados. Para la FRR el mejor punto de corte fue 45% y para la FRRN fue 47%. El análisis bayesiano global mostró mejores resultados de los diferentes parámetros estadísticos para la FRRN. El análisis bayesiano parcial indicaba un importante incremento de la sensibilidad en pacientes con patología de dilatación de vía: de10% (FRR) a 74.6% (FRRN); y con pielonefritis aguda: de 29.2% (FRR) a 66.2% (FRRN) mientras que en pacientes con nefropatías crónicas la sensibilidad fue similar (70.1%). Conclusion. El cálculo de la FRRN (punto de corte 47%) proporciona información útil y complementaria a la FRR, ya que cuantifica la calidad relativa del riñón independientemente del volumen renal y refleja mejor los hallazgos gammagráficos. Palabras clave: Gammagrafía renal, volumen renal relativo, función renal relativa, función renal relativa normalizada, pacientes pediátricos.

Contacto: Dra. Isabel Hervás Benito, E-mail: [email protected]

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Abstract Purpose. To assess the different diagnostic features of relative renal function (RRF) and volume normalized relative renal function (NRRF) with the aim of analysing the possible diagnostic improvement that would imply their joint use. Methods. We studied 952 kidneys with 99mTc-DMSA, belonging to 476 paediatric patients (269 girls) aged 0-11 years. 355 out of total were considered pathologic (visual analysis). The most appropriate cut-off points for establishing normality of RRF and NRRF were determined, considering as gold standard the visual scintigraphic analysis. R.O.C. curves were performed, J Youden index and accuracy were calculated for the different cut-off points from 42% to 50% for RRF and NRRF. A bayesian analysis (global and partial according to clinical indications) of RRF and NRRF was also performed. Results. For RRF the better cut-off point was 45% and for NRRF 47%. The global bayesian analysis showed better values of the different statistical parameters for NRRF. Partial bayesian analysis indicated an important increment of sensitivity in patients with dilated pyelocalicial system: from 10% (RRF) to 74.6% (NRRF); and acute pyelonephritis: from 29.2% (RRF) to 66.2% (NRRF) while the sensitivity in patients with chronic nephropathy remained stable (70.1%). Conclusion. NRRF calculation (cut-off 47%) provides useful and additional information to RRF, as it quantifies the relative quality of kidney tissue regardless of renal volume and better reflects better the scintigraphic findings. Key wordsPalabras clave: Gammagrafía renal, volumen renal relativo, función renal relativa, función renal relativa normalizada, pacientes pediátricos.

Introducción La cuantificación de la función renal relativa basada en la captación de ácido dimercaptosuccínico (DMSA) marcado con 99mTc (99mTc-DMSA) es una medida de alta exactitud que debería ser incorporada sistemáticamente a las imágenes gamagráficas [1,2]. La función renal relativa (FRR), es estimada por la captación relativa de 99mTc-DMSA, expresa la distribución de la función renal total entre ambos riñones. Por tanto, el valor de este parámetro para un riñón dado estará básicamente determinado por la “cantidad” y la “calidad” del tejido funcionante en comparación con el riñón opuesto. Por ejemplo, una FFR de 60% para el riñón izquierdo (RI) y de 40% para el derecho (RD) puede corresponder a situaciones

muy diferentes: ambos riñones pueden presentar el mismo grado de funcionalidad por unidad de volumen, pero su tamaño es diferente (el RI posee el 60% de la masa renal funcionante total, mientras que el RD posee el 40% restante); o bien, ambos riñones presentan diferencia funcional por unidad de volumen y su tamaño relativo es el mismo (cada uno representa el 50% de la masa renal total), o una combinación de ambas situaciones. En el primer caso, el valor “anormal” de FRR=40% estaría causado exclusivamente por el menor tamaño del RD, mientras que la “calidad” de la función renal sería equivalente a la del riñón contralateral. En el segundo caso, suponiendo que el volumen de ambos riñones es equivalente, el valor “anormal” de 40% estaría reflejando una

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Alasbimn Journal, Year 13, N°51, April 2011 / Año 13, N° 51, Abril 2011 peor “calidad” funcional del órgano sugiriendo la presencia de patología renal. En consecuencia es obvio que, al considerar los valores de FRR sería de interés medir la “calidad funcional relativa” de ambos parénquimas eliminando la influencia ejercida por las diferencias en la masa (o volumen) renal. Para esto, introduciremos el concepto de función renal relativa “normalizada” por el volumen renal: FRRN, o sea que definimos la FRRN como la FRR corregida por el volumen renal relativo. El objetivo del presente trabajo es evaluar las diferencias en el desempeño diagnóstico de la FRR y la FRRN, investigando las posibles ventajas de utilizar el uso conjunto de ambos parámetros en la práctica clínica. También trataremos de establecer el punto de corte óptimo para la FFRR y la FRRN utilizando el análisis visual de los estudios gamagráficos con 99mTc-DMSA como estándar de oro.

Método 1. Pacientes. Estudiamos retrospectivamente datos de pacientes pediátricos referidos a nuestro departamento de medicina nuclear para una gamagrafía con 99mTc-DMSA desde agosto de 2005 hasta agosto de 2007. Se incluyó un total de 952 unidades renales,pertenecientes a 476 pacientes: 269 niñas (56,6%) y 207 varones (43,5%) con edades entre 0 y 11 años (promedio 4,3 años). Se excluyeron los pacientes portadores de riñón único, ectopia o malformaciones renales. 2. Gamagrafía con

99m

Tc-DMSA.

Tres horas después de la inyección endovenosa del radiotrazador se adquirieron imágenes estáticas (a las 24 horas en pacientes con patología obstructi-

va y/o estudio dinámico previo 99m con Tc-MAG3). La actividad de 99mTcDMSA inyectada fue ajustada al peso del paciente, siendo la dosis mínima administrada de 15 MBq. Todos los pacientes fueron estudiados en posición supina usando un colimador de alta resolución y orificios paralelos para bajas energías. Se obtuvo una vista posterior y dos oblicuas posteriores, cada una de 300.000 cuentas, en matriz de 256x256. El análisis visual de las imágenes fue realizado por dos especialistas en medicina nuclear con experiencia, quienes clasificaron las unidades renales como normales o anormales. 3. Cuantificación de la función renal relativa (FRR) y normalizada por volumen (FRRN). Para el cálculo de FRR se definieron regiones de interés (ROIs) alrededor de cada riñón y las regiones de fondo (background) fueron seleccionadas en la zona inferior externa de cada órgano utilizando la imagen en proyección posterior. Fueron obtenidas las cuentas corregidas (CC) de las ROIs sustrayendo las cuentas de background normalizadas por área. La FRR se definió como la relación porcentual entre las CC de cada ROI renal y la suma total de cuentas en ambas ROIs. Sin embargo, para calcular los valores de FRR es más simple la siguiente ecuación: FRR(RI) + FRR(RD) = 100 FRR(RI)/FRR(RD) = CC(RI)/CC(RD) Del mismo modo, la FRRN representa la relación porcentual entre las CC por volumen (V) registradas en el ROI de cada riñón y las cuentas totales de ambas ROIs. Nuevamente, para el cálculo de FRRN es preferable aplicar la ecuación: FRRN(RI) + FRRN(RD) = 100

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Alasbimn Journal, Year 13, N°51, April 2011 / Año 13, N° 51, Abril 2011 FRRN(RI)/FRRN(RRD) = (CC(RI)/V(RI)) / (CC(RD)/V(RD))

Modificando la segunda ecuación se llega a la siguiente fórmula equivalente: FRRN(RI) + FRRN(RD) = 100 FRRN(RI)/FRRN(RD) = (CC(RI)/CC(RD)) / (V(RI)/V(RD))

Observamos que, siguiendo esta metodología, para el cálculo de FRRN es suficiente conocer la relación entre los volúmenes renales V(RI)/V(RD), no siendo necesario contra con el valor absoluto de volumen de cada riñón. Existen varias maneras de medir la relación entre los volúmenes renales (el cálculo puede hacerse mediante ecografía, CT, SPECT, etc.) y por consiguiente, cada departamento debería elegir el método más apropiado o conveniente. En nuestro caso, proponemos una estimación de la relación entre los volúmenes renales V(RI)/V(RD) comenzando por establecer la relación entre las áreas renales, asumiendo que ambos órganos presentan una morfología homotética y que la tercera dimensión (espesor) se modifica de manera proporcional con las otras dos dimensiones en la mayoría de las patologías habituales capaces de alterar el tamaño renal. La siguiente fórmula fue aplicada asumiendo dos riñones homotéticos: V(RI)/V(RD) = (d(RI)/d(RD)) . (S(RI)/S(RD))

Donde “S” es el area renal en la imagen gamagráfica y “d” es el espesor renal. Por otra parte, el cociente entre los valores de espesor renal pueden estimarse a partir del cociente entre las áreas (usando imágenes planares) por medio de la siguiente expresión:

Del mismo modo, es possible obtener una simple estimación del cociente entre volúmenes reemplazando en la ecuación previa: V(RI)/V(RD) = (S(RI)/S(RD))1/2 . (S(RI)/S(RD))

O, lo que es lo mismo: V(RI)/V(RD) = (S(RI)/S(RD))3/2.

Esta es una manera extremadamente simple de calcular V(RI)/V(RD) sin requerir irradiación adicional ni aumentar el tiempo de exploración (lo cual es muy importante en pacientes pediátricos), resultando muy aceptable para la mayoría de situaciones clínicas, a excepción de ectopias o malformaciones renales. 4. Análisis estadístico. Todas las unidades renales consideradas anormales por análisis visual del estudio gamagráfico fueron clasificadas de acuerdo a los datos clínicos (sistema pielocalicial dilatado, pielonefritis aguda, nefropatía crónica y otras condiciones). Se determinó el punto de corte más apropiado para definir la normalidad en el cálculo de FRR y FRRN, considerando como estándar de oro el análisis visual que clasificó a las unidades renales como normales o anormales. Para este propósito, se generaron curvas ROC y se calculó el índice “J de Youden” y la exactitud diagnóstica para diferentes puntos de corte entre 42% y 50%, tanto para los valores de la FRR como para los de la FRRN. Se realizó un análisis bayesiano de la FRR y la FRRN (global y parcial según las indicaciones clínicas), tomando como referencia el resultado del análisis visual de las imágenes gamagráficas.

d(RI)/d(RD) = (S(RI)/S(RD))1/2

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Resultados Quinientas noventa y siete unidades renales fueron consideradas normales por análisis visual, de un total de 952 (62,7%); 243 (40,7%) correspondían a varones y 354 (59,3%) a niñas; 262 (43,9%) eran riñones izquierdos y 335 (56,1%) derechos. Fueron anormales 359 riñones (37,3%) lo cual constituyó la prevalencia de hallazgos patológicos en nuestra población; 171 (48,2%) pertenecían a varones y 184 (51,8%) a niñas; 214 (60,3%) eran izquierdos y 141 (39,7%) derechos (prevalencia por sexo: 41,3% masculino

Figura 1: Curva ROC de FRR. El área bajo la curva es 0,694.

y 34,2% femenino; prevalencia de lateralidad: 45% a izquierda y 29,6% a derecha). Todos los casos fueron a su vez clasificados de acuerdo a la información clínica: 130 (36,6%) tenían dilatación pielocalicial; 65 (18,3%) pielonefritis aguda; 144 (40,6%) nefropatía crónica y 16 (4,5%) presentaba otro diagnóstico. Las figuras 1 y 2 muestran las curvas ROC generadas para valores de corte entre 42 y 50% para los valores de FRR y FRRN respectivamente. En la tabla 1 se aprecian los resultados del índice J de Youden calculado para los diferentes puntos de corte para la FRR y la FRRN.

Figura 2: Curva ROC de FRRN. El área bajo la curva es 0,876.

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Alasbimn Journal, Year 13, N°51, April 2011 / Año 13, N° 51, Abril 2011 Tabla 1. Valores del índice J de Youden calculados para los diferentes puntos de corte para la FRR y la FRRN. Punto de corte (%)

FRR

FRRN

42,0

0,27

0,282

43,0

0,28

0,341

44,0

0,30

0,424

45,0

0,33

0,511

46,0

0,34

0,604

47,0

0,31

0,642

48,0

0,32

0,659

49,0

0,30

0,618

50,0

0,25

0,56

-Para la FRR, el área bajo la curva ROC (ABC) fue 0,694 y el punto de corte que correspondió a un mejor índice J de Youden (0,34) fue 46%. Para la FRRN, el

ABC fue de 0,876 y el punto de corte con el major índice J de Youden (0,66) fue 48%.

Tabla 2. Exactitud de la FRR y FRRN calculada para los diferentes puntos de corte. Punto de corte (%)

Exactitud (% casos correctamente diagnosticados) FRR

FRRN

42,0

72,2

73,1

43,0

72,5

75,3

44,0

73,0

78,4

45,0

73,5

81,4

46,0

73,1

84,6

47,0

70,7

85,2

48,0

69,4

84,6

49,0

66,3

80,8

50,0

61,8

76,7

La tabla 2 muestra los valores de exactitud calculada para los diferentes puntos de corte desde 42% a 50% para

la FRR y la FRRN. Para la FRR, el punto de corte que se correspondió con una mayor exactitud fue 45%, dando lugar a

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Alasbimn Journal, Year 13, N°51, April 2011 / Año 13, N° 51, Abril 2011 73,5% de casos correctamente diagnosticados. Para la FRRN, el punto de corte con mayor exactitud fue 47%, correspondiendo a 85,2% de diagnósticos correctos.

Una vez que fue identificado el mejor punto de corte para la FRR (45%) y para la FRRN (47%), se procedió al análisis bayesiano de ambas funciones (global o parcial) tomando el análisis visual como referencia.

Tabla 3. Análisis bayesiano global de la FRR (punto de corte 45%) y FRRN (punto de corte 47%). Estándar de oro: análisis visual de la gammagrafía con 99mTcDMSA.

Parámetros estadísticos

FRR (45%)

FRRN (47%)

Sensibilidad

38,9

69,9

Especificidad

94,1

94,3

Razón de verosimilitud positiva

6,63

12,27

Razón de verosimilitud negativa

0,65

0,32

Índice J de Youden

0,33

0,64

Área bajo curva ROC

0,694

0,876

Prevalencia positiva

18,2

29,6

Exactitud

73,5

85,2

Valor predictivo positivo

79,8

87,9

Valor predictivo negativo

72,1

84,0

--

En la tabla 3 se comparan los valores de los diferentes parámetros estadísticos para la FRR y la FRRN. Con el uso de la FRRN puede observarse un importante incremento en la sensibilidad, en la razón de verosimilitud

positiva, el índice J de Youden, la prevalencia positiva del ABC, la exactitud y los valores predictivos negativo y positivo (VPP, VPN). Además, existe un leve incremento en la especificidad.

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Figura 3: Izquierda: Análisis global de especificidad y sensibilidad para FRR y FRRN, usando puntos de corte de 45% y 47% respectivamente. Derecha: sensibilidad de FRR y FRRN para los diferentes grupos clínicos.

En la figura 3 se compara la sensibilidad del valor de FRR (usando un corte de 45%) y de FRRN (usando un corte de 47%) en forma global y parcial, según el dato clínico: pacientes con dilatación pielocalicial, pielonefritis aguda y nefropatía crónica. Se observa un importante aumento de la sensibilidad en el subgrupo dilatación pielocalicial, de 10% (FRR) a 74,6% (FRRN) y con pielonefritis aguda, de 29,2% (FRR) a 66,2% (FRRN) mientras que la sensibilidad en pacientes con nefropatía crónica se mantuvo incambiada (70,1%).

Discusión Como se mencionó previamente, la información de FRR puede ser influenciada por el tamaño renal (3-5). Por tanto, consideramos de interés, tomando siempre en cuenta el valor de FRR, definer otro parámetro cuantitativo que permita obtener la calidad relativa de la función renal (FRRN) independientemente del volumen renal.

Hasta el momento, pocos estudios han discutido este aspecto3-5. Estorch M. et al3 proponent una medida de la función renal individual corregida por el tamaño renal. Estos autores estudiaron 288 pacientes (niños y adultos) con 99mTc-DMSA y calcularon la captación renal relativa o CRR (captación relativa de 99mTc-DMSA sin corregir por tamaño), siendo CRRRD = [cuentasRD / (cuentasRD + cuentasRI)] x 100 y la CRC (captación relativa de 99mTc-DMSA corregida por tamaño renal) siendo CRRRD = [cuentas/pixelRD / (cuentas/pixelRD + cuentas/pixelRD)] x 100. Ambos parámetros fueron comparados y encontraron que en el 52% de los pacientes los dos valores fueron normales (>45%), en 33% fueron anormales (55%), pero no se ha confirmado si la FRR supranormal es un hallazgo verdadero o se trata de un artefacto8-12. Según nuestra experiencia, en pacientes con hidronefrosis unilateral es frecuente encontrar valores supranormales de FRR que se corresponden con valores patológicos (47%) en la mayoría de los casos, evidenciando el beneficio de la terapia. Creemos que en estos casos es de interés estudiar la evolución tanto de la FRR como de la FRRN antes y después del tratamiento médico o quirúrgico. En la figura 5 se presentan estudios con DMSA antes y después de la pieloplastia en un paciente con estenosis de la unión pieloureteral.

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Figura 4. Vista posterior en gamagrafía con DMSA de un niño de 20 meses con pielectasis izquierda. Los valores de función relativa fueron los siguientes: FRR (RI): 56,4% FRR (RD): 43,6% /FRRN (RI): 43,1% FRRN (RD): 56,9%

Figura 6: Vistas posteriores con DMSA de diferentes pacientes con pielonefritis aguda. Arriba: niña de 10 meses, afección del polo superior del RD. Valores de función renal: FRR (RI): 52,6% FRR (RD): 47,4%; FRRN (RI): 51,4% FRRN (RD): 48,6% / Centro: niño de 7 años, afección difusa del RI. Valores de función renal: FRR (RI): 49,8% FRR (RD): 50,2%; FRRN (RI): 42,9% FRRN (RD): 57,1% / Abajo: Niña de 5 años con pielonefritis aguda afectando el RD en forma severa. Valores de función renal: Figura 5. Vista posterior con DMSA antes (arriba) y después (abajo) del tratamiento con

FRR (RI): 63,6% FRR (RD): 36,4%; FRRN (RI): 67,4% FRRN (RD): 32,6%.

pieloplastia en un paciente de un año de edad. Los valores de función renal fueron los siguientes: Antes de pieloplastia: FRR (RI): 44,7% FRR (RD): 55,3%; FRRN (RI): 57,7% FRRN (RD): 42,3% / Después de pieloplastia: FRR (RI): 44,1% FRR (RD); 55,9%; FRRN (RI): 52,1% FRRN (RD): 47,9%.

En pacientes portadores de pielonefritis aguda hemos observado casos con claras alteraciones parenquimatosas en la gamagrafía con DMSA en los cuales los valores de FRR y FRRN son normales (fig. 6). También hemos observado casos con FRR normal y FRRN anor-

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Alasbimn Journal, Year 13, N°51, April 2011 / Año 13, N° 51, Abril 2011 mal, y casos con extensos defectos parenquimatosos con ambos valores anormales. Sería interesante investigar si existe una asociación entre los valores normales o anormales de FRRN y la evolución de las lesiones parenquimatosas. En pacientes con nefropatías crónicas, de acuerdo a nuestro estudio la FRRN no proporciona mayor información que la aportada por la FRR dado que en la mayoría de los casos ambos valores resultan anormales. Deseamos enfatizar que, a pesar de que el estudio fue conducido en una población de pacientes pediátricos en los que el uso de la media geométrica no es necesaria [6], la FRRN puede ser calculada utilizando el método de la media geométrica. Finalmente, no debemos olvidar que tanto la FRR como la FRRN son medidas relativas y por tanto la afectación simultánea de ambos riñones puede llevar a obtener valores normales.

Conclusión Aparte de ser muy baja, la sensibilidad de la FRR es bastante heterogénea dependiendo del tipo de scenario clinic. Por otra parte, la FRRN ofrece una sensibilidad mayor y más homogénea sin importar cuál sea la patología del paciente. El cálculo de FRRN (utilizando un punto de corte de 47%) provee información adicional de utilidad respecto a la FRR, ya que representa una cuantificación de la calidad funcional relativa independiente del volumen renal y refleja mejor los hallazgos de la gamagrafía.

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