Glomerular filtration rate with MDCT
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- Corentin Laframboise
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1 Glomerular filtration rate with MDCT Dr Laurent Juillard, MD, PhD Département de Néphrologie, H. E. Herriot Inserm ERI 22, Université de Lyon. Lyon, France
2 Outline Functional parameter definition Tools : EBCT Spiral CT MDCT Modeling methods Gamma variate Patlak Experimental data
3 The challenge of renal functional evaluation
4 Renal Functional Imaging MRI CT SCAN / EBCT MDCT Non invasive evaluation PET Split renal function Absolute quantification
5 Renal Functional parameters Tissue Injury CT, MR MR BOLD PET CT, MR Blood Flow Perfusion Oxygen content Oxydative metabolism GFR CT, PET REDUCTION Glomerular Filtration Rate
6 Electron Beam Computed-Tomography MDCT Gamma variate :»Glomerular filtration rate»renal blood flow»renal perfusion
7 Electron Beam Computed-Tomography EBCT cardiac and renal functional imaging Cortical and medulla volume Regional blood flow, tissue perfusion Glomerular filtration rate Split renal function Few evaluation in humans Breath control
8 EBCT: Principles High temporal resolution Good spatial resolution Multi slices
9 Krier et al AJP, 2001
10 EBCT: gamma variate INJECTION VVC : 0,5 ml/kg, 15 ml/s Krier et al AJP, 2001
11 METHODS Densité Corticale (HU) Cortical density (HU) Renal blood flow Glomerular filtration rate Intratubular concentration Index Time (s) Temps (s) Data Vasculaire Proximal Distal Total INJECTION VVC : 0,5 ml/kg, 15 ml/s
12 Krier et al AJP, 2001
13 Chade et al Circulation, 2001
14 Chade et al Circulation, 2001
15 PATIENTS Hypertension Unilateral RAS with FMD MR or Conventional angiography «Hemodynamically significant» US
16 Results: Regional Volumes Regional volume (cm3) Volume Régional (cm3) * Sténose Stenosis Contra-lateral Kidney Contralateral Rein Cortex Medulla
17 Results: Blood Flow Cortex Medulla * Sténose Contra-lateral Rein Stenosis Kidney Contralateral Regional Blood Flow (ml/min) Débit Sanguin Rénal Régional (ml/min)
18 Results: Perfusion Cortex Medulla Sténose Contra-lateral Rein Stenosis Kidney Contralateral Regional perfusion Perfusion Régionale (ml/min/g) (ml/min/g)
19 Results: GFR Glomerular Flow Rate (ml/min) DFG (ml/min) Stenosis Sténose Kidney Contro-lateral Rein Contralateral 1 2
20 Pelaez et al NDT, 2005
21 Pelaez et al NDT, 2005
22 MDCT : Principles Vs EBCT Identical parameters
23 Cortical TDC MDCT EBCT Daghini et al, Radiology, 2007
24 MDCT EBCT Medulla TDC Daghini et al, Radiology, 2007
25 Daghini et al, Radiology, 2007
26 Daghini et al, Radiology, 2007
27 14 patients with ARAS 14 patients with EH MRI BOLD for oxygen content MDCT study Gloviczki et al, Hypertension 2010
28 GFR?? Gloviczki et al, Hypertension 2010
29 Spiral CT Scanner Patlak : Glomerular filtration rate
30 Tsushima et al, AJKD 99
31 Tsushima et al, AJKD 99
32 Tsushima et al, AJR 01
33 Tsushima et al, AJR 01
34 Hackstein et al, Radiology 05
35 Hackstein et al, Radiology 05
36 Hackstein et al, Radiology 05
37 Patlak GFR Correlation between GFR Patlak and Creatinine clairance EDTA scintigraphy BUT ROI cortex AND medulla No comparaison with reference method Tsushima, AJKD, 1999 Dawson, Invest Radiol, 1993 Miles, Br J Radiol, 1999 Tsushima, AJKD, 1999 Hackstein, Eur Radiol, 2001
38 Daghini et al, Radiology, 2007 PATLAK
39 PATLAK r=0.12 PATLAK modified r=0.75 Daghini et al, Radiology, 2007 Gamma Variate r=0.79
40 PATLAK modified -29+/- 12 PATLAK Gamma Variate -12+/-10 Daghini et al, Radiology, 2007
41 Summary CT Most powerful method GFR, RBF, Perfusion, ICT, Volume But Remain invasive Contrast media toxicity
42 Validation of Renal Perfusion and Glomerular Filtration Rate measurement with MDCT and low rate CM Injection. Sandrine LEMOINE, Laurent JUILLARD
43 Aim Validation of the measurement of Cortical perfusion Glomerular filtration rate using MDCT With a low rate CM injection (3mL/s) and using a peripheral vein injection Using the gamma variate modeling Using fluorescent microspheres as a reference for RBF and Inulin clearance for GFR
44 Materiel et Methods Images dynamiques sur 144 secondes au niveau d une coupe du porc n 6 après injection de dopamine. Une image toute les secondes les 30 premières secondes puis une image toutes les 6 secondes
45 Materiel et Methods Régions d intérêt tracée manuellement
46 Materiel et Methods Vascular = Perfusion Proximal peak = GFR Gamma variate
47 Materiel et Methods 10 pigs Protocole: Dopamine 10 µg/kg/min Dopamine + SSI 10 µg/kg/min Angiotensine II (500ng/kg/min) MS 1 = Perf 1 MDCT: PERF 1 GFR 1 MS 2 = Perf 2 MDCT: PERF 2 GFR 2 MS 3 =Perf 3 MDCT: PERF 3 GFR 3 Sacrifice DFG 1 Urine + blood DFG 2 Urine + blood DFG 3 Urine + blood
48 Results Perfusion * NS NS * NS Perfusion scanner Perfusion microsphères NS Dopamine Dopamine + SSI Angiotensine II
49 Results Perfusion 6 5 P e r f u s i o n M D C T (m L.m in.-1.g -1 ) y = 0,8421x + 0,2496 p< R 2 = 0,8758 R = 0, Perfusion Microspheres Corrélation entre les mesures de perfusion (ml.min.-1.g-1) avec le scanner et avec les microsphères.
50 Results Perfusion Perfusion MDCT-MS ,2 +/- 0,3 ml/min Mean (ml/min/g)
51 Results GFR gamma variate GFR inuline (ml/min) R 2 = 0, GFR MDCT (ml/min) Corrélation entre les mesures de DFG mesurée avec la clairance de l inuline et avec le scanner.
52 Results GFR Patlak GFR Inulin (ml/min) y = 0,4844x + 13,186 R 2 = 0, Corrélation entre les mesures de DFG mesurée avec la clairance de l inuline et avec le scanner. GFR Patlak (ml/min)
53 Conclusion Most powerful functional imaging modality for quantitative assessment of renal performance Limits : CM toxicity and high rate injection for gamma variate Low rate injection : compartmental modeling to be tested for GFR
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