Một số đặc điểm giải phẫu, chức năng thận
Thận người trưởng thành có chiều dọc 10-12 cm, chiều ngang 5-6cm, trọng lượng của mỗi thận khoảng 110-120g. Thận phải thường thấp hơn thận trái do gan đè lên. Hai thận thường có cùng một độ sâu. Tuy nhiên trong một số trường hợp bệnh lý độ sâu của 2 thận có thể khác nhau.
Đơn vị giải phẫu và chức năng của thận là nephron, khi mô tả chức năng của một nephron cũng là mô tả chức năng thận. Mỗi thận chứa khoảng 1-1,3 triệu nephron. Nephron gồm cầu thận và ống thận. Máu đi vào cầu thận qua tiểu động mạch đến và rời khỏi cầu thận bằng tiểu động mạch đi. Cầu thận là một búi mao mạch gồm trên 50 nhánh mạch song song. Các mao mạch nối thông với nhau và được bao bọc trong bao Bowman. Ống thận gồm ống lượn gần, quai Henle, ống lượn xa và ống góp. Cầu thận và ống lượn gần nằm ở vùng vỏ của thận. Quai Henle nằm sâu trong khối thận. Một số quai Henle đi vào tận đáy của tuỷ thận. Quai Henle gồm nhánh xuống và nhánh lên. Thành của nhánh xuống và phần dưới của nhánh lên rất mỏng, gọi là đoạn mỏng của quai. Khi nhánh lên của quai Henle quay trở lại vùng vỏ thận thì thành ống trở nên dày như những phần khác của ống, đó là đoạn dày của quai. Ống lượn xa cũng nằm trong vùng vỏ thận. Tại đây, khoảng 8 ống lượn xa họp lại thành ống góp vùng vỏ. Rồi ống góp rời vùng vỏ đi sâu vào vùng tuỷ thận để trở thành ống góp vùng tuỷ. Sau đó các ống góp họp lại thành những ống góp lớn hơn đi suốt qua vùng tuỷ song song với quai Henle. Các ống góp lớn đổ vào bể thận. Mỗi ống này nhận nước tiểu của khoảng 4000 nephron. Chung quanh hệ thống ống thận có một mạng mao mạch rất phong phú. Máu sau khi qua cầu thận sẽ theo tiểu động mạch đi đến mạng lưới mao mạch quanh ống. Từ những phần sâu của mạng lưới này, các quai mạch chia thành nhánh dài gọi là mạch thẳng (vasa recta) đi sâu vào vùng tuỷ đến tận gai thận. Sau đó chúng quay trở lại và vận chuyển máu vào tĩnh mạch vùng vỏ. Bộ máy cận cầu thận gồm các tế bào cạnh cầu thận ở thành tiểu động mạch đến và các tế bào biểu mô đậm đặc gọi là macula densa ở đoạn đầu ống lượn xa.
Các chức năng sinh lý chính của thận:
Điều chỉnh cân bằng nội môi qua duy trì nước, điện giải, kiềm toan.
Loại trừ sản phẩm cặn bã của chuyển hoá, chất độc nội, ngoại sinh.
Điều chỉnh huyết áp thông qua hệ renin-angiotensin-aldosteron và prostaglandin.
Sản xuất erythropoietin giúp tạo hồng cầu.
Tham gia điều hoà chuyển hoá calci, phospho qua sản xuất 1,2,5 dihydroxy cholecalciferol và tân tạo glucose từ acid amin và từ các tiền chất khác.
Để thực hiện chức năng tạo nước tiểu tại các nephron luôn xảy ra 2 quá trình: lọc ở cầu thận và tái hấp thu và bài tiết ở ống thận.
Máu đi vào cầu thận qua tiểu động mạch đến và rời khỏi cầu thận bằng tiểu động mạch đi. Thành mao mạch cầu thận đóng vai trò hàng rào lọc hữu hiệu, nhờ màng lọc này dưới tác động của các áp lực lọc, cầu thận tách các tế bào máu và các phân tử lớn khỏi nước và các phân tử nhỏ. Chức năng này gọi là siêu lọc của cầu thận, được đánh giá bằng mức lọc cầu thận (MLCT) trên lâm sàng. MLCT bình thường khoảng 80 -120 ml/phút. Hàng rào mao mạch cầu thận chủ yếu gồm lớp trong là các tế bào nội mô, màng đáy và lớp bên ngoài là các tế bào biểu mô. Các biến đổi bệnh lý trong cấu trúc và chức năng của hàng rào lọc được phản ánh bằng tình trạng biến đổi trong thành phần sinh hoá của dịch lọc qua cầu thận và một trong các thành phần quan trọng nhất trên lâm sàng là albumin. Khi thành mao mạch cầu thận không bị tổn thương, các phân tử albumin không có mặt trong dịch siêu lọc và nước tiểu.
Quá trình lọc ở cầu thận: Mỗi phút có khoảng 1000-1200 ml máu qua 2 thận, lưu lượng dòng huyết tương qua thận khoảng 600 ml/phút. Dịch lọc có thành phần tương tự như của huyết tương nhưng có rất ít protein (bằng 1/240 lượng protein trong huyết tương). Mức lọc cầu thận (glomerula filtration rate – GFR) là lượng dịch lọc được tạo ra trong 1 phút ở toàn bộ nephron của 2 thận.
Các yếu tố ảnh hưởng đến lưu lượng lọc: 3 yếu tố quyết định lưu lượng lọc là áp suất thuỷ tĩnh của mao mạch cầu thận, áp suất keo của huyết tương và áp suất thuỷ tĩnh trong bao Bowman. Tất cả những điều kiện nào ảnh hưởng đến 3 yếu tố trên sẽ làm ảnh hưởng đến lưu lượng lọc. Đó là:
Lưu lượng máu qua thận tăng thì lưu lượng lọc cũng tăng và ngược lại khi lưu lượng máu qua thận giảm thì lưu lượng lọc giảm.
Sự co tiểu động mạch đến làm giảm áp suất trong mao mạch cầu thận, do đó làm giảm lưu lượng lọc cầu thận.
Co tiểu động mạch đi kéo dài làm huyết tương bị giữ lại ở cầu thận và bị lọc nhiều hơn làm áp suất keo trong mao mạch cầu thận tăng cao, kết quả là lưu lượng lọc giảm dù áp suất mao mạch cầu thận tăng.
Lưu lượng máu đến thận và lưu lượng lọc cầu thận luôn được giữ hằng định nhờ những cơ chế điều hoà ngược tại chỗ ở bên trong thận. Khi huyết áp động mạch giao động trong khoảng 80-180 mmHg, dòng máu qua thận không thay đổi. Khi huyết áp động mạch thay đổi, sức kháng của động mạch thay đổi tương ứng để duy trì mức lọc. Nếu huyết áp động mạch giảm xuống dưới 80 mmHg hoặc tăng quá 180 mmHg, hệ thống tự điều chỉnh không còn hiệu quả. Cơ chế tự điều chỉnh dòng máu thận được thực hiện chủ yếu do các chất vận mạch tại chỗ.
Chẩn đoán các bệnh thận, đường tiết niệu bằng xạ hình
Để thăm dò chức năng thận và đường tiết niệu bằng đồng vị phóng xạ, hiện có nhiều phương pháp trong đó có một số nghiệm pháp YHHN thường dùng trong thực tế lâm sàng hiện nay:
Ghi hình thận chức năng kết hợp với thận đồ đồng vị (Radiorenography): đánh giá tưới máu thận (perfusion imaging), xác định mức lọc cầu thận (Glomerular filtration rate -GFR); Đo dòng huyết tương thực tế qua thận (effective renal plasma flow-ERPF).
Thận đồ đồng vị với thuốc lợi tiểu.
Ghi hình thận hình thể.
Ghi hình thận chức năng
Các dược chất phóng xạ dùng trong thăm dò chức năng thận:
Để ghi hình thận người ta thường sử dụng các dược chất phóng xạ phát tia gamma, được hấp thu nhanh ở thận, tham gia vào quá trình lọc ở cầu thận, chế tiết và bài xuất ở ống thận. Chúng được lưu giữ một thời gian đủ dài trong tổ chức thận cho phép có thể ghi lại sự phân bố hoạt tính phóng xạ trong thận.
Các chất ghi hình chức năng gồm 131I-hippuran, 99mTc-MAG3 và 99mTc-DTPA. 131I-hippuran không được ứng dụng nhiều vì phải dùng ống chuẩn trực năng lượng cao và liều dùng không quá 100mCi. Bức xạ tia gamma của 131I có năng lượng lớn gây chiếu xạ nhiều cho bệnh nhân. Những lý do trên làm cho hình ảnh ghi được không đạt chất lượng cao.
99mTc – Mercaptoacetyltriglycine (99mTc -MAG3): được dùng ghi hình chức năng thay thế Hippuran. MAG3 được hấp thu rất nhanh vào hồng cầu, bài tiết chủ yếu bằng sự bài tiết của ống thận. 99mTc-MAG3 có ưu điểm là cho hình ảnh với chất lượng cao và ngày nay đang được sử dụng rộng rãi để thăm dò chức năng thận.
99mTc – Diemethylenetriamine penta-acetic acid (99mTc – DTPA): thoát ra khỏi huyết tương bằng cách lọc qua cầu thận và không tái hấp thu từ ống thận, vì vậy là chất đo mức lọc cầu thận (glomerular filtration rate -GFR) tốt nhất.
Ghi hình thận chức năng:
Ghi hình thận chức năng bao gồm việc chụp hình thận hàng loạt vừa cho phép ghi được hình ảnh động của thận vừa ghi được đồ thị chức năng thận (thận đồ đồng vị) trong cùng một thời điểm. Xạ hình thận chức năng hiện là kỹ thuật được áp dụng rộng rãi ở hầu hết các khoa Y học hạt nhân. Với việc trợ giúp của máy móc ghi đo hiện đại có độ chính xác cao và sử dụng các chất đánh dấu phóng xạ cho hình ảnh có chất lượng tốt, xạ hình thận chức năng đã trở thành kỹ thuật không thể thiếu trong phức hợp các kỹ thuật thăm dò chức năng thận, góp phần nâng cao hiệu quả trong công tác chẩn đoán các bệnh lý thận và đường tiết niệu.
Nguyên lý
Dùng các chất mà đường bài xuất duy nhất ra khỏi cơ thể là qua thận, đánh dấu đồng vị phóng xạ rồi tiêm tĩnh mạch cho bệnh nhân. Ghi lại hình ảnh động học và đồ thị hoạt độ phóng xạ – thời gian của từng thận, phân tích định tính và định lượng, qua đó đánh giá được chức năng của từng thận.
Chỉ định:
Đánh giá chức năng 2 thận hoặc từng thận riêng rẽ.
Đánh giá và theo dõi các bệnh lý ở thận như: tăng huyết áp do thận, viêm đài bể thận, viêm cầu thận, hoại tử ống thận, suy thận cấp…
Đánh giá và theo dõi tắc đường tiết niệu.
Nghi thận một bên.
Chấn thương thận.
Đánh giá và theo dõi sau ghép thận.
Thuốc phóng xạ:
9mTc- DTPA, liều dùng cho người lớn 5-10mCi, thể tích
Các bước tiến hành:
Bệnh nhân uống khoảng 0,5 lít nước trong vòng 30 phút trước khi xạ hình.
Đo số xung của syringe trước và sau khi tiêm thuốc phóng xạ trong thời gian 1 phút cách bề mặt detector 20-30 cm.
Bệnh nhân ngồi hoặc nằm ngửa, detector đặt sau lưng (nếu thận ghép: đặt ở phía trước bụng). Thận và bàng quang nằm trong vùng trường nhìn của detector.
Ghi hình được tiến hành ngay sau tiêm thuốc phóng xạ (bolus) tĩnh mạch cho bệnh nhân. Thu thập thông tin dòng máu đến thận (pha tưới máu: 6 giây/hình ghi trong 1 phút), tiếp sau đó ghi hình động (pha động: 60 giây/hình ghi trong 20 phút).
Xử lý hình ảnh: tạo thận đồ đồng vị (đồ thị hoạt độ phóng xạ theo thời gian), chọn các hình ảnh thận có số đếm cao nhất để xử lý.
Đánh giá kết quả
Với thận bình thường, hoạt độ phóng xạ phân bố đều ở cả 2 thận. Bờ thận có thể hơi nhoè do cử động hô hấp. Kích thước thận dài khoảng 10-12cm, rộng 5-6cm. Bình thường 2 thận có cùng độ sâu, trong một số trường hợp bệnh lý, có thể độ sâu 2 thận không đều nhau. Khi đó số xung phóng xạ ghi được sẽ không giống nhau mặc dù mức độ tập trung phóng xạ và bài tiết chúng ở 2 thận là tương đương, cần thiết phải tính toán hiệu chỉnh độ sâu của thận.
Xạ thận đồ thường được chỉ định để đánh giá hoạt động chức năng 2 thận hoặc riêng rẽ từng thận khi có nghi ngờ thận một bên, thận câm, đánh giá trước và theo dõi sau ghép thận, theo dõi tắc đường tiết niệu, tăng huyết áp do động mạch thận… Xạ thận đồ (renogram) gồm 3 đoạn chủ yếu (hình 6.26). Đoạn I thể hiện dòng máu đến thận, dòng máu đến đủ thì đường cong đi lên tới một độ cao nhất định trong vòng vài chục giây đầu tiên. Đoạn II thể hiện hoạt động lọc, tiết (filtration, secretion) của thận, phần này rất quan trọng để đánh giá chức năng thận. Đánh giá đoạn II bằng độ cao phần đi lên từ đoạn I đến đỉnh cao nhất của đồ thị. Thời gian đạt đến đỉnh (tmax) cũng là một chỉ số có giá trị. Đoạn III từ đỉnh đi xuống, trên đoạn này có thể phân ra: thời điểm giảm hoạt độ xuống 50% (t1/2) so với đỉnh, thời điểm giảm 75%… (Tmax + T1/2): Thời gian từ lúc tiêm cho đến T1/2, là một chỉ số có giá trị, phản ánh thời gian tổng cộng qua thận. Hoạt động chức năng của nhu mô thận (lọc cầu thận, tiết ống thận) có thể đánh giá qua độ dốc của pha tiết.
Xạ hình thận bất thường:
Hiện hình chỉ có 1 trong 2 thận.
Tăng hoặc giảm độ tập trung phóng xạ ở 1 trong 2 thận.
Hình ảnh tập trung phóng xạ cao bất thường vùng đài bể thận.
Tăng tập trung phóng xạ bất thường ở lách hoặc gan.
Thận đồ bất thường thể hiện ra bằng phần 2 bẹt, Tmax kéo dài, T1/2 kéo dài. Có trường hợp pha ba không thấy trên thận đồ vì thận tiếp tục tích luỹ, đồ thị tiếp tục đi lên (đồ thị dạng tích luỹ).
Thận đồ đồng vị với thuốc lợi tiểu
Khi cần phân biệt việc thải nước tiểu khó khăn do hệ thống góp nhận nước tiểu bị dãn hoặc tắc nghẽn, người ta dùng thuốc lợi tiểu.
Kỹ thuật tiến hành: ghi hình thận chức năng – thận đồ đồng vị như bình thường, đến phút 20 nếu đồ thị tiếp tục đi lên (đồ thị dạng tích luỹ), tiêm tĩnh mạch furosemid (liều 1mg/kg, liều tối đa 40 mg). Thời điểm tiêm furocemid 20 phút sau khi tiêm dược chất phóng xạ do Hội niệu học Mỹ khuyến cáo được áp dụng phổ biến hơn cả. Nếu do tắc nghẽn cơ học thì nước tiểu vẫn không thải ra được, đồ thị vẫn đi lên. Nếu chỉ là giãn hệ thống tiết niệu thì nước tiểu sẽ được thải ra bình thường thể hiện bằng đồ thị đi xuống.
Nghiệm pháp lợi tiểu cho phép phân biệt tắc nghẽn bài xuất nước tiểu dựa vào T1/2 và đường cong hoạt độ phóng xạ sau tiêm forosemid. Tắc nghẽn cơ học thể hiện bằng T1/2 kéo dài >20 phút, pha bài xuất chậm vì thận tiếp tục tích luỹ hoạt độ do đó đồ thị tiếp tục đi lên (đồ thị dạng tích luỹ). Nếu chỉ là tắc nghẽn cơ năng thì nước tiểu sẽ được thải ra một cách bình thường thể hiện bằng đồ thị đi xuống sau tiêm furosemide, T1/2 1/2 từ 10-20 phút: kết quả không rõ ràng liên quan đến thận có chức năng bình thường hoặc gần bình thường; những thận chức năng giảm có giá trị T1/2 kéo dài mà không có tắc nghẽn. Các trường hợp thận giảm chức năng nặng còn từ 20% trở xuống thì không chẩn đoán chính xác được tình trạng tắc hay không.
Xạ hình thận chức năng với 99mTc-DTPA có giá trị không những trong việc xác định có tắc nghẽn mà còn giúp ghi nhận mức độ, vị trí tắc và tiên lượng chức năng thận, từ đó giúp can thiệp phẫu thuật thích hợp. Phẫu thuật giải quyết sớm tắc nghẽn giúp hồi phục chức năng thận hoặc tránh suy thận tiếp tục.
Trước đây UIV là phương tiện giúp đánh giá chức năng thận nhưng hiện nay xạ hình giúp xác định chức năng của từng thận và phát hiện được cả khi thận bệnh lý còn chức năng rất kém. Đặc biệt xạ hình thận có giá trị ưu thế hơn so với UIV trong đánh giá chức năng thận ở trẻ sơ sinh. Xạ hình thận chức năng với 99mTc-DTPA có ý nghĩa quyết định điều trị phẫu thuật cho bệnh nhân: tắc và thận mất chức năng hoàn toàn trên xạ hình là chỉ định phẫu thuật tuyệt đối, xác định chính xác thận câm giúp cho quyết định cắt bỏ hoặc ghép thận; đánh giá việc hồi phục chức năng thận sau phẫu thuật.
Ghi hình thận hình thái
Các dược chất phóng xạ:
99mTc-DMSA (Dimercaptosuccinic acid) và 99mTc-glucoheptonat là những dược chất phóng xạ ghi hình thái, bởi nó được tích tụ trong thận nhờ một cơ chế tương tác hỗn hợp: dòng máu đến, GFR, chế tiết của ống thận và hấp thu của ống thận. Phần lớn DMSA được tiết ra từ tế bào ống lượn gần, hoạt độ ở tế bào ống lượn xa và quai Henle là rất ít. Khoảng 30%-50% DMSA được giữ trong nhu mô thận trong vòng 1 giờ, glucoheptonat chỉ được giữ trong nhu mô khoảng 5%-10%.
Những dược chất phóng xạ này được tích tụ trong thận nhờ một cơ chế tương tác hỗn hợp: theo dòng máu đến thận, lọc qua cầu thận, tiết và hấp thu của ống thận. Phần lớn DMSA được tiết ra từ tế bào ống lượn gần và tế bào ống lượn xa và rất ít ở quai Henle. Khoảng 30-50% DMSA được giữ trong nhu mô thận trong vòng 1 giờ, glucoheptonate chỉ được giữ trong nhu mô thận khoảng 5-10%.
Thăm dò vỏ thận:
Xạ hình thận bằng DMSA được dùng để đánh giá chức năng của thận, về hình thái trong những biến đổi bất thường của vỏ thận, xem như là phương tiện đánh giá nhu mô thận chính xác xem có sẹo thận hay không. Sẹo thận là các vệt bắt xạ ở ngoại vi làm cho đường viền của thận bị biến dạng. Phát triển những vùng khuyết thuốc mới trong vùng vỏ thận, đặc biệt trong vùng cực của thận cho thấy đó là vùng sẹo mới hình thành. Giảm bắt thuốc lan toả: thận thiểu sản, teo (dysplasia) do phát triển thận bất thường. Sẹo thận có thể là hậu quả của viêm đài bể thận do trào ngược bàng quang niệu quản.
Xạ hình vỏ thận còn được sử dụng trong chẩn đoán dị dạng thận, thận móng ngựa, thận lạc chỗ, thận đôi, thận đa, loạn sản đa nang thận, chấn thương thận, u thận (trước và sau mổ để đánh giá nhu mô thận còn lại), xác định khối u hay tổn thương nằm ở trong thận hay ngoài thận, phân biệt giả u thận (renal pseudotumor) với các đặc điểm như phì đại cột Bertin nhưng chức năng tổ chức bình thường, nhu mô thận vẫn bắt giữ DCPX.
Ngoài ra, xạ hình thận còn được ứng dụng để đánh giá thận ghép; xác định nguồn gốc suy thận; chẩn đoán tăng huyết áp thứ phát do hẹp động mạch thận (renovascular hypertension)…
Nguyên lý: để ghi hình thận hình thể người ta thường sử dụng các đồng vị phóng xạ hoặc những chất gắn với các đồng phóng xạ phát tia gamma tiêm tĩnh mạch cho bệnh nhân. Những dược chất phóng xạ này sẽ được hấp thu nhanh ở thận, tham gia vào quá trình lọc ở cầu thận, tiết và bài xuất ở ống thận, được lưu giữ một thời gian đủ dài trong tổ chức thận để có thể ghi lại sự phân bố của chúng trong thận.
Dược chất phóng xạ: DMSA- 99mTc, liều cho người lớn: 3- 5mCi, tiêm tĩnh mạch.
Ghi hình được tiến hành sau 30 phút tiêm thuốc phóng xạ. Bệnh nhân nằm ngửa, đầu dò đặt ở phía dưới lưng bệnh nhân, ghi hình tĩnh, 5 phút/ hình hoặc 1000 kiloxung/ hình.
Chỉ định:
Cần xác định vị trí, hình dáng, kích thước của từng thận.
Chẩn đoán chấn thương thận, u thận hoặc nang thận.
Cần đánh giá các khối nhu mô thận còn hoạt động trong thận ứ nước.
Phân biệt được tổn thương nằm trong thận hay ngoài thận.
Xác định thận lạc chỗ (xác định được vị trí, kích thước, những đặc điểm về cấu trúc và chức năng của thận lạc chỗ).
Đánh giá hình ảnh và chức năng quả thận ghép.
Đánh giá kết quả
Bình thường:
Hoạt độ phóng xạ (HĐPX) tập trung đồng đều cả 2 thận. Bờ thận nhẵn, đều. Kích thước thận dài khoảng 10 ¸ 12 cm, rộng khoảng: 5 ¸ 6 cm. Thận phải thường thấp hơn thận trái. Tuy nhiên, những hình thái dưới đây vẫn được coi là bình thường:
Hình khuyết hoạt độ phóng xạ ở vùng vỏ, từ rốn thận ăn vào vùng nhu mô. Điều này có thể là do vách ngăn trong nhu mô thận.
Hình ảnh giảm hoạt độ phóng xạ ở cực trên thận phải do một phần của gan che lấp.
Bất thường:
Những tổn thương như u, nang , nhồi máu, áp xe, vỡ chấn thương, tụ máu trong vỏ thận, lao thận… biểu hiện là vùng giảm tập trung hoạt độ phóng xạ hoặc khuyết hoạt độ phóng xạ (vùng “lạnh”) trong nhu mô thận.
Các bệnh thận lan toả như viêm thận mãn, xơ cứng động mạch hay tiểu động mạch thận sẽ là hình ảnh nhu mô thận giảm tập trung hoạt độ phóng xạ không đồng đều, hoặc lan toả và thường đi kèm tăng hoạt độ ở gan.
Tắc động mạch thận thường thể hiện bằng giảm kích thước thận và giảm tập trung hoạt độ phóng xạ (do lượng máu tới ít hơn).
Thận lạc chỗ khi không ở vị trí giải phẫu bình thường.
Thận bẩm sinh một bên.
Khi thận bị tổn thương như u, nang, nhồi máu, áp xe, vỡ do chấn thương, tụ máu trong vỏ thận, lao thận… đều xuất hiện một vùng mờ nhạt hoặc ổ khuyết phóng xạ trong nhu mô thận. Như vậy trong ghi hình thận không thể phân biệt từng loại tổn thương, u lành hay u ác, nhưng có thể xác định tổn thương nằm tại thận hay ngoài thận. Ghi hình thận có thể phát hiện các dị tật bẩm sinh như thận lạc chỗ, thận hình móng ngựa…
