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lii ESTUÐIO DE LA FTINCTON RENAL A PART]R DE SECUE}TCTAS
DINA!4ICAS DE IMAGENES GA¡O{AGRAFICAS
lñ- Tesj_s para aspj-rar aI grado
de doctor presentada por;! AIi¡GEL GONZALEZ SISTAL
I.I
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Laboratori de Biofisica i Bioenginyeria
Departament de Ciències FÍsiológíques
Humanes i de Ia NutricióFacultat de Medicina
Uníversitat de Barcelona
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Batrcelona,1990
r16
4. ÀPLICÀCTON DEL ALGORITMO DE DECO}WOLUCTON TNCLIIYEI{DO
FILTRÀDO OPTIM]ZADO A ESTUÐIOS REALES CON 13].T-HIPPT'RÀN
r17
4.1. Obtención de los
reteneión renal
parámetros derivados de la función de
4.1.1. Introducción
filtrado lineal óptimor sê
validado eI
algoritmo
aplicó a un
renogr¿Lmas con 13r-I-Hippuran, d,eterminándose
de interés fisiológico y cIínico derivados de
retención renal.
Una vez obtenido
deconvolución utilizandov
e1
método de
iterativo con
conjunto de
Ios parámetros
la función de
Los métodos de fíltrado utilizados fueron eI filtro de
tres puntos y filtro de Butterworth. Aunque eI filtro de
Butterworth presenta valores del error mínimo y de1 error
relativo menores, y segrún Io expuesto en el capítulo de
simulación aparece corno el mejor método, sê aplicó también
eI filtro de tres puntos por ser el tipo de filtro más
conocido y utilizado en Medicina Nuc1ear. Nos interesaba
detectar si existían diferencias significativas entre los
dos métodos de filtrad.o lineal en estudios reales.
Se valoraron los paråmetros derivados de Ia FRR y
posteriormente se analizaron Ias relaciones entre los
paråmetros derivados de Ia FRR y los obtenidos directamente
del renograma.
rrB
En Ios estudios reales se observó que los renogramas
considerados normales, una vez alcanzado eI valor máximo de
actividad, decaen más rápidamente que los renogramas
simulados. Esto podría explicarse debido a que se produce
una alta captación renal, cuando eI bolo es compacto, çrue se
refleja en la subida del renograma y des¡xrés en La bajada aIproducirse el vacj.ado t¡acia Ia vejiga urinaria una vez
transcurrido eI tiempo de tránsito.
Asimismor ên cuatro pacientes se observó que eI valor
de1 primer punto de la curva de aclaramiento plasmático era
inferior aI deI segundo punto. Este hecho es anómalo ya que
durante este intervalo de tiempo se superponen fenómenos de
dilución, captación tisular y aclarami.ento. Así, ê1 bolo de
Hippuran es rápidamente eliminado en un tiempo aproximado de
un minuto. Por esta razón, êI hecho de que eI valor de ]a
actividad en eI primer punto sea menor que eI del segundo
debe ser atribuido a una inyección defectuosa o a retardos
en el Ínicio de Ia adquisición de Ia imagen.
AI efectuar Ia deconvolución aparecieron problemas de
cálculo numérico que hicieron inviable Ia obtención de Ia
FRR en estos casos. Estos problemas consistían en lapresencia de oscilaciones en los valores de los puntos de Ia
FRR que se amplificaban durante el proceso d.e cå1cu1o. Se
comprobó que la causa de estas oscilaciones era eI valor del
primer punto por Io que se hacía necesarÍo efectuar un
1r_ 9
remuestreo de 10s primeros puntos. En todos 10s casos,
simpre aumento d.eI varor deI primer punto de ra curva
aclaramiento plasmático solucionó eI problema.
4.I.2. Material y Métodos
Er proceso seguido consistió en apricar sobre lascurvas de aclaramiento plasmático E(t) y sobre losrenogramas S(t), Ios métodos de deconvolución y filtrad.opara obtener las funciones de retención renares h(t). Las
curvas E(t) y s(t), se obtuvieron delimitando las áreas de
interés correspondj.entes a la zona vascurar y a ros dos
riñones, y sumand,o la actividad d.entro de estas áreas para
cada tiempo. En Ia figura 4.!, se muestra un ejempro de lascurvas actividad/tiempo y de 1as correspondientes áreas d.e
interés.
eI
de
r20
Figura 4.1. Areas de interés y curvas actividad/tiempout ilizadas "
Se estudiaron 35 curvas actividad/tiempocorrespondientes a la región cardíaca que refrejan eracraramiento plasmático y z0 renogramas correspondientes a
35 pacientes. Er trazador utilizado fue '3'r-Hippuran. EIproceso de adquisición de las imágenes gammagráficas fuerearizad.o en er servício de Med,icina Nuclear der Hospitarclínico y Provincial de Barcerona mediante una garmacámara
Picker dyna 4/L5 con un colimador de media energía,conectada a un ordenador Digital pDp-1j./34. El procesado fuerealizado en er Laboratorio de Biofisica y Bioingeniería d.e
ra Facultad de lvtedicina de ra universidad. d,e Barcelona
T2T
utílizando un ordenador PC-ÀT de rBM. Este ca¡nbio de soporteprecisó un proceso de ad,aptación entre ambos. El intervarode tiempos d.e tránsito intrarrenal correspondiente a los 35
pacientes, incruyendo diferentes grad,os de obstrueción, es
amplio. Se efectuó Ia correccÍón de Ia actividad extrarrenaldeL renograma delimítando un área de interés situada debajo
de los dos riñones. En ra figura 4.2 se muestra un ejempro
de curva de aclaramiento plásmatico y un renograma de un
mismo paciente
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Figura 4.2. Curva de aclaramiento plasmáticorenograma. Trazador: t='I-Hippuran.
(
E} número de puntos utilizadofue de 64, con un intervalo de
segundos.
loÈ (¡lr¡)
para todas las pruebas
digitalización de 20
El método
matrícial, por
simulación.
deconvolución utilizadomotivos expuestos en
el algoritmo
apartado de
fue
el
de
1os
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r22
Para eI filtrado se utilizaron los dos filtroslineales cÍtados anteriormente, de tres puntos y
Butterworth, aplicados con los mismos criterios que en eIapartado de simulación. En la figura 1.3, se presenta eIproceso seguido en ra determinación de ra función de
retención renal h(t), donde eI fiLtrado lineal se apricadespués de efectuar Ia deconvolución.
E( t) s(r)
Deconvolución
I
I
Vh (t)
Filtrado
Figura 4.3. Esquema del proceso seguido para Iaobtención de Ia FRR.
En e1 caso del filtro de tres puntos se carculó para
cad.a renograma er factor de suavS.zado, según ra funciónobtenida en las pruebas de simulación. AsÍ, como eI trazadores tttf-Hippuran, ra función que proporciona el factor de
suavizad,o es
fs = 0.0219 (n/20 + 4.06)2
en donde TT representa el tiempo de tránsito y er factor 20
r23
del denominador correspond,e aI intervalo de digitalizaciónutilizado. AI ser eI tiempo de tránsito desconocido, se
realiza una estima como eI tiempo aI máximo de la curva de
salida para determinar eI número óptimo de suavj.zados para
cada riñón.
Para eI filtro Butterworth se aplicó Ia frecuencia de
corte óptima hallada en las pruebas de simulación mediante
Ia función
fc = 1-39.5 exp (-0.3907 (TT/2O) ) + 4.4
siendo Tt eI tiempo de tránsito y 20 eI intervalo de
digitalización utilizado. Se realizó la estj.ma del tiempo de
tránsito como eI tiempo en eI máximo de actividad del
renograma.
Debido aI intervalo de digitalización considerado, los
efectos de Ia actividad extrarrenal afectan de forma
apreciable a los 2 primeros puntos de Ia FRR si no se ha
producido Ia sustracción de Ia misma. En este caso, como eI
renograma está corregido, sólo existe Ia actividad vascular
que afecta aI primer punto d.e la FRR. AI efectuar eIpromedio del tercer y cuarto puntos asegurilnos que no haya
contribucíón vascular y extrarrenal.
Corno ejemplo del formato que se utilizará en el
L24
apartado sÍguiente de presentación de los resultados, en Ia
figura 4.4 aparece Ia FRR obtenida a partir de las curvas d,e
Ia figrura 4.2. r Do aparece Ia contribución vascular ya que
se ha efectuado un promedio de los valores de los puntos
tercero y cuarto asignándose este valor a Ios dos primeros
puntos d,e Ia FRR.
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Figura 4.4. 5\rnción de retención renal obtenida apartir de 1as curvas de Ia figura 4.2, en Ia que noaparece Ia contribución debida a l-a actividadvascular.
4.1.3. Resultad,os
4.L.3.1. Obtención de las funeiones de retención renal
En las figuras 4.5 a 4.39 aparecen las FRR de Ios 35
pacientes obtenidas mediante deconvolución, aplicando eI
algoritmo matricial utilizando ambos métodos de filtrad.olineal. En cada una de ellas aparecen: Ia curva de
h (r)
L25
acraramiento plasmátíco, Ia curva de salída der sistema
correspondiente aL primer riñón y ras FRR calcuradas
mediante ambos fÍltros l.ineales optimizados; y el renograma
del segundo riñón y ras FRR carculadas con a¡nbos métodos.
Er escalad.o del eje de abscisas correspond.e a los valoresutilizad.os en los estudios reales. Er escalad,o der eje d,e
ordenadas tiene valores normalizados a 100.
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Figura 4.5 Paciente L.(A) curva de acraraniento prasmático, (B) Renogramacorrespondiente aI primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deaclaraniento prasmático, (F) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (G) FRR calculada mediante bfp, (H) F'RRcalculada mediante FB.
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Figura 4.6. paciente 2.(A) curva de aclaramiento plasnático, (B) Renogramacorrespondiente ar primer riñón, (c) FRR carculada medianteFTP, (D) FRR cal_culada mediante FB, (E) curvas deaclara¡niento prasnático, (r) Renograma correspondiente aIseg,undo riñón, (G) FRR calculadå mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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FiEura 4.7. Paciente 3.(A) curva de acr-ara¡niento plasnático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deacLaramiento prasmático, (F) Renograma correspondiente aLsegundo riñón, (G) FRR calculada mediante FTp, (H) fRRcalculaôa mediante FB.
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Figura 4.8. Paciente 4.(A) curva de acraramiento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR calcurada medianteFTP, (D) IRR cal_culada mediante FB, (E) O¡rva deaclaramiento prasmático, (F) Renograma correspondiente aIsegundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.9. Paciente 5.(A) curva ile acrara¡niento plasnático, (B) Renogramacorrespondiente al prirner r5.ñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calcuiada mediante FB, (E) Curva deaclaramiento prasmático, (F) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figrura 4.10, Paciente G.(A) curva ile aclaramiento prasmático, (B) Renogramacorespondiente al primer riñón, (c) FRR carculada medianteFTP, (D) FRR calculada medj_ante FB, (E) Curva deaclaramiento plasmático, (F) Renograma co*espondiente alsegrundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcal-culada mediante FB.
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Figura 4.16. Paciente 12.(A) Curva de aclararìiento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente ar primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deaclaramiento plasmático, (r) Renograma correspondiente al_segundo riñón, (c) FRR calcul-ada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.19. Paciente 15.(A) Cr:rva de aclaramiento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deaclaraniento plasmático, (F) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (c) FRR calculada mediante itp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.2O. Paciente 16.(A) curva de aclaraniento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR caLculada medianteFTP, (D) FRR cal_culada mediante FB, (E) Curva deaclara¡niento prasmático, (F) Renograma correspondiente alsegrundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.23. Paciente 19.(A) Curva de aclaraniento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR calculada medíanteFTP, (D) FRR caLculada mediante FB, (E) Curva deaclaramiento plasmático, (F) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (G) FRR calculada mediante FTp, (H) fRRcalculada nediante FB.
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Figura 4.25. Paciente 21.(À) curva de aclaraniento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente ar primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deacLaraniento prasmático, (r) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (c) FRR calculada nediante FTp, (H) rRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.26. Paciente 22.(A) curva de aclaraniento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente ar primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deaclaramiento prasnático, (F) Renograma correspondiente aIsegundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
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Figura 4.32. paciente 28.(A) curva cle acrara¡niento prasmático, (B) Renogramacorrespondiente ar primer riñón, (c) FRR carcurada medianteFTP, (D) FRR calcuiada mediante FB, (E) Curva deacraramiento plasmático, (F) Renograma correspondiente aIsegundo riñón, (c) FRR calculada nediante i,fp, (H) FRRcal-cuLada ¡nediante FB.
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Figrura 4.33. Paciente 29.(A) curva de aclaramiento prasmático, (B) Renogramacorrespondiente al primer riñón, (c) FRR calcurada medianteFTP, (D) FRR caiculada mediante FB, (E) Curva deaclaraniento prasmático, (F) Renograma co*espondiente arsegundo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) fRRcalculada mediante FB.
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¡5 ol.o
Figura 4.35. paciente 31..(A) Curva de aclara¡niento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente al prirner riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) fRR calculada mediante FB, (E) Curva deacraramiento plasnático, (F) Renograma correspondiente aIsegrundo riñón, (C) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
D
H
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50
25
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75
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50
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oro
o
¡5l5
¡o t5È (¡¡tn) 20
Figiura 4 . 36. Paciente 32 .
(A) Curva de aclaraniento plasnático, (B) Renogramacorrespondiente aI primer riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR cafculada mediante FB, (E) O¡rva deaclaraniento plasmático, (F) Renograma correspondiente alsegundo riñón, (c) F'RR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
D
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l5 ts2D
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50
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o oro ¡5¡55 ?o
Figrura 4.37 . Paciente 33.(A) curva de acraraniento plasnático, (B) Renogramacorresponcliente aI primer riñón, (c) FRR calcurada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Ct¡rva deaclaramiento plasmático, (r) Renograma correspondiente alsegundlo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada ¡nediante FB.
c
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50
25
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159
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Figura 4.38. Paciente 34.(A) Curva de aclaraniento pLasnático, (B) Renogramacorrespondiente ar pr5rner riñón, (c) FRR calculada medianteFTP, (D) FRR calcurada mediante FB, (E) Curva deacl-aramiento prasmático, (F) Renograma correspondiente alsegrundo riñón, (G) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
160
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20
¡5 2D
t515Dr
o
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h (t)¡oo
?s
¡5
Figura 4.39. Paciente 35.(A) Curva de aclaraniento plasmático, (B) Renogramacorrespondiente aI primer riñón, (c) FRR calcurada medianteFTP, (D) FRR calculada mediante FB, (E) Curva deaclaramiento plasmático, (F) Renograma correspondiente alsegunilo riñón, (c) FRR calculada mediante FTp, (H) FRRcalculada mediante FB.
16r
4.1.3.2. Obtención de los paråmetros
Los valores de los parâmetros derivað.os de las FRR
obtenidas utilízando e1 argoritmo iterativo y eI fÍrtro de
tres puntos (FTP) optimizado, así como los obtenidos alaplicar eI algoritmo iterativo y el filtro de Butterworth(FB) optimizad.o, se muestran en Ia tabla 4.I. Aparecen
tambÍén los valores de los parámetros obtenidos directamente
del renograma que serán objeto de comparación con los
derivados de Ia FRR posteriormente. En Ia tabla se
identifica el número d.e paciente con CE, guê correspond,e a
Ia curva de aclaramiento plasmático. E} número de renograma,
RE, corresponde a cada riñón. Los parárnetros obtenidos delrenograrna son: el tiempo en el máximo de actividad (TM), eIárea hasta dos tercios del tiempo en e] måximo (A=r=) y lafunción renal relativa estimada a partir de A=7, (fr=¡. Los
parárnetros derivad,os de la FRR calculados con ambos métodos
de filtrado son: eI valor d,e Ia FRR para t=0 para el FTp
(A=), y para eI FB (A); eI tiempo de tránsito intrarrenalpara eI FTP (C=) y para eI FB (C); eI parâmetro B para eIFTP (B=) y para eI FB (B) y Ia función renal relativaestimada a partir de la altura de la FRR para el FTp (fr=¡ y
para eI FB (fr).
L62
CEREl1!l
11L22T22313241425152616271728182919210 110211 111 2L2 112213 1L3214 114215 11521.6 1162L7LL7218 118219 119220 12022t12t222 1222
260 374t240 3944360 5791240 4075200 2277200 2202400 9310640 3562160 248t260 1906160 1711220 1571220 2618240 2580180 1733220 t624320 3828480 2648320 2151320 2151200 1811220 1905320 1786380 1311150 1086160 L7 46260 2t93240 1940200 2944540 524140 997160 1119240 1683260 3136380 9218360 6903280 t4L2240 t462160 2040180 L642280 2442320 2CI64360 10168520 10155
51 6.47.1
59 2.83.0
51 2.92.9
72 9.53.3
57 9.46.1
52 8.37.1
50 16.022.A
52 22.023.0
59 18.012.0
50 6.914.0
51 6.213.0
58 2.82.0
62 5.69.4
53 4.64,6
85 1?.02.7
53 6.35.8
65 3.57.9
57 12.09.0
51 5.36.7
55 5.95.6
54 4.74.3
50 25.024.0
53 4.43.9
52 4.14.8
51 9.19.1
74 2.91.6
58 6.98.0
52 6.67.0
58 9.33.1
51 4.43.6
62 11.610.0
67 0.83.2
68 16.74.4
58 3.32.4
59 3.87.7
50 5.64.4
85 4.91.5
52 4.76.3
70 7.14.0
57 4.92.6
56 3.3¿.5
51 8.11.3
52 7.4t4.7
51 4.12.4
236 6.5216 7.3245 2.9183 3.0200 3.0zL]- 3.0240 9.8351 3.9186 9.5244 6.8186 8.5218 7 .9201 17.0L52 21.0130 22.0136 22.0316 18.0420 12.0345 5.5195 14.0173 9.5139 15.0283 2.8307 2.0135 6.9L47 9.8245 4.7223 4.7168 18.0L92 2.9149 6.6170 7.02I2 3.7t77 1 .6341 12.0308 11.02L7 5.2146 6.3170 6.0265 5.6290 4.7328 4.4279 26.0357 25.0
53 4.6 2374.0 2L2
51 4.4 2445.6 188
50 t2.4 20a9.5 2]-L
72 3.0 2351.6 287
58 7 .7 1829.6 240
52 6.9 1857.I 2t7
55 8.9 r923.7 168
50 4.8 1304.6 153
60 t2.6 322t2.9 427
72 5.0 3193.3 196
61. 9.1 L645.4 I47
58 3.6 2762.9 302
59 3.9 t297 .9 144
50 5.5 24L4.5 223
86 4.9 L641.6 181
51 4.6 L446.4 168
67 7 .5 2085.0 188
52 4.9 336
A=t, fr- As fr.x10-3
Bs cs Àfrx10-3
cB
L.4 36555 3.5 22L
3.0 15953 8.9 169
1.5 22952 7 .7 289
16.1 32851 4.0 27L
2.3 340
Cont.
r63
CE RE ÍI,1
23 I23224 I24225 125226 126227 127228 128229L29230 130231 131 232 132233 133234 134235 135 2
A.t, fr. Àsx10-3
fr= Bs \.s
54 7.L2.8
50 8.15.0
69 3.03.4
78 2.64.3
54 1.94.6
50 5.86.5
50 6.16.1
63 8.92.4
63 7.91.7
60 7.52.151 2.r2.4
56 13.411.0
79 2.55.0
Àfrx10-3
cB
300 3180420 2076160 1731360 1807220 2533240 5534540 2405240 ? 0r.3680 4501220 3298240 3332240 3468160 2349160 2349160 3829300 2420280 3377300 1738380 6161420 3710320 32t6360 3240260 2669280 1875540 27 44240 7323
61 5.95.0
51 11.011.0
69 11.025.0
74 4.718.0
58 25.021.0
51 18.018.0
50 24.024.0
61 12.07.t
66 6.63.8
62 9.46.2
50 9.79.9
59 6.45.1
73 6.122.0
282 6.1222 5.0L62 12.0339 12.0201 11.0184 25.0344 5.4227 18.0326 31.0194 20.02t9 19.022t 18.0154 25.0154 25.0L77 12.02L2 6.8264 6.7266 3.5363 9.5329 6.1204 9.7221 9.7255 6.6269 5.2355 6.4222 23.0
55 7.2 2773.1 210
50 8.1 1604.0 346
69 2.6 2I23.6 186
75 1.6 3794.5 227
61 1.6 2435.3 19g
51 6.0 2205.8 223
50 6.2 1516.2 151
64 9.3 1763.0 220
66 9.1 2632.0 295
61 7.1 3673.0 336
50 1.6 24t2.6 238
56 t2.2 25110.5 264
78 2.4 3294.5 224
Tabla 4.I. Valores de Ios parámetros derivados de Ia FRRobtenidos aI aplicar los dos métodos de filtrado lineal. yde los parámetros obtenidos del renograma en estudios con'='r-Hippuran.CE: Curva de aclaramiento plasmáticoRE: RenogramaTt{: Tiempo en eI máxjmo de actividad en eI renograna (s)A=t=2 Area bajo eI renograma hasta 2/3 del TIlfr-: Funeión renal relativa en t estimada a partir de A=r=As: Valor de la FRR para t=0 calculado con eI FTP (s-')fr=: Función renal relativa en B estimada a part,ir de Ia
altura ile Ia FRR
Bs: Parámetro B calculado con el FTPCs: Tiempo de tránsito intrarrenal calculado con eI FTP
(s)A: Valor de Ia FRR para t=0 calculado con eI FB (s-')fr: Función renal relativa en t estimada a partir de l-a
altura de Ia FRRB: Parámetro B calculado con eI FBC: Tiempo de tránsito intrarrenal calculado con eI FB
(s)
164
4.1.4. Discusión
Los resultad,os presentados en las figuras 4.5 a 4.39,
muestran que, êD general, }a morfología de Ia FRR carculad,a
con los filtros de tres puntos y eI filtro de Butterworth
son anáIogas (GonzáIez et aI., 1989). Los parámetros función
renal relatj.va y tiempo de tránsito intrarrenal obtenidos
por los 2 métodos de fíltrado tienen prácticamente Ios
mÍsmos valores, tal como se observa en Ia tabla 4.I.
La comparación entre Ia función renal relativaobtenida med.iante er firtro de tres puntos y Ia obtenid,a
med.iante er filtro de Butterworth, se efectuó mediante
regresión lineal siendo er coeficiente de correlación r de
0.97, y los parámetros de la recta de regresión a=0.97 y
b=1.63 (Figura 4.40). Este alto índice de correlación, y elhecho de que Ia pend,iente de Ia recta de regresíón sea
practicamente igrual a uno, así como que eI parámetro b de Iarecta tenga er valor de 1.63, confirman que ambos métod.os
determinan este parárnetro de manera similar en estudios
reales.
L65
frSt00
90
80
70
60
50
{040 50 60 7D
frBO 90 t00
Figura 4.40. Comparación entre la función renalrelativa (fr,) obtenida por aplicación del filtro detres puntos y Ia función renal relativa obtenidamediante el filtro de Butterworth (fr).
La comparacíón de los valores medios de Ia función
renal relativa, para los distintos paeientes, muestra para
los dos filtros eI mismo valor de 59%. AI efeetuar }a prueba
cie la t de Student para datos apareados se obtiene un valor
de t igual a -0.68, Çfl.rê indica que no existen díferencias
significativas entre los valores de Ia función renal
relativa para los dos métodos.
Para I.a comparación entre eI tiempo de tránsitointrarrenal obtenido por aplicacíón del filtro de trespuntos y eI obtenido mediante el fíItro de Butterworth, eI
coeficiente de correlación r fue también de 0.97. El vaLor
de la pendiente de la recta era igual a 1.01 y eI valor d,e
Ia ordenada en eI orÍgen, praeticamente igual a -0.42. En Ia
figura 4.4Lr sê observan algunos casos que se apartan de Ia
recta de identidad que corresponden a las FRR halladas para
a
Ia
aa
a
r66
los pacientes 4, 26, 27 , cuyas funciones de retención
renales aparecen en las f5.guras 4.8, 4.30, 4.31. Estos
casos corresponden a riñones con grados de obstrucción por
eneima de los valores utilÍzados durante eI proceso d,e
simulacj,ón (500 segrundos). AI hallar las FRR en estos casos
aparece una morfología diferente, dê tipo bimodal, en lasque Ia determinación del tiempo de tránsito intrarrenal es
más crítica.
TT¡ FTP600
¡f 50
300
r50
0
I ltY-¡a
a -Ja
I
0 150 300 150 600TT¡ F8
Figura 4.41. Comparación entre TTT obtenido utilizandoel filtro de tres puntos y TTI obtenido mediante eIfiltro de Butterworth.
Los valores medios del tiempo de tránsito intrarrenal(TTI), del conjunto de pacientes, presentan una diferencia
de 4 segundos. Así eI obtenido con filtro de tres puntos es
de 234 segundos, y eI obtenÍdo con eI filtro de Butterworth
es de 230 segundos. En Ia prueba de Ia t de Student para
r67
datos apareados el valor d,e la t es igual -0.05, Io que
indica que no existen d,iferencias significativas en er valordel TTI determinado con ambos metod.os.
Respecto aL parámetro B, que refleja Ia dispersión deltiempo de tránsito intrarrenal, ros varores medios obtenidos
fueron de 5.5 para eI filtro de tres puntos y 5.6 para eIfiltro d,e Butterworth.
Así pues, êI câIcu1o de parámetros sobre Ia FRR da
resultad.os estadísticamente equivalentes aI utirizar e1
firtro de tres puntos y er filtro de Butterworth. EI
algoritmo que incluye el filtro de tres puntos aparece como
una alternativa a utilizar (González et â1., L988) debido a
su amplia difusión si bien como ya se mostró en el capítuIode simuración presenÈa unos varores de los errores mayores
que eI filtro d.e Butterworth
t6B
4.2. Comparación entre los Paråmetros derivados de la
funci.ón de retención renal y los paråmetros obtenidos
directamente de1 renogrerma
4.2.t. Introducción
Una vez comprobada la invariancía de los parárnetros
utilizados en Ia modelización de Ia FRR, y efectuada la
comparación de los parámetros A y TTI obtenidos por los d.os
métodos de filtrado lineaI, sê estudió la relación existente
entre los parámetros funcíón renal relativa y tíempo de
tránsito intrarrenal derivados de Ia FRR y los parámetros
función renal relativa y tiempo en eI máximo de actÍvídad
obtenid,os directamente del renograma.
CIínicamente ]a estimación de los parámetros se
realiza directamente sobre eI renograma. Aguí, s€ pretende
valorar el grado de correlación existente entre las estimas
realizadas sobre eI renograma y las realj.zadas sobre Ia FRR.
Para efectuar esta comparación se utilízaron los resultados
obtenidos aplieanðo eI filtro de Butterworth optimizado.
Antes de efectuar la comParación, veamos la relación
teórica existente entre las estimas de Ia función renal
relativa y tiempo de tránsito renal realizadas sobre }a FRR
y sobre el renograma.
r69
Función renal relativa
En la zona plana de Ia función de retención renal en
que h1=hz=hg=...h¡., Ia componente exclusivamente renal de1
renograma es:
s1 = hrêr 6t
s2 = hzêr 6t + hr-êz 6t = hr 6t (e.+e=¡
s3 = hsêr 6t + h=êe 6t + h.ês ôt = hr ôt (e.+er+er)
ks,.=hrôtEe,
.: -lJ-I
El renograma reaI, contiene la componente renal y una
componente extrarrenal, constituida por una parte vascular y
otra extravascular. Si representamos esta actividad como b*,el valor del renograma para el riñón 1 en eI punto k será:
kS*t = h.t ôt E e, * b*t
:-1)-L
y para el riñón 2:
kS*= = hr= ôt E e, * b*=
j=1
170
La expresión d,e la función renal relativa ( f r ) es:
httfr= x100
h1t * hr=
Si efectuamos eI cociente:
ks*t hrt E Er i b*.
-: -rJ-r
s*t * s*= ¡r-t..I.,", * b*. + ¡r=_t,t, * b*=J-r l=r
Si no existe actividad extrarrenal, b*t=b*=-O, puede
cornprobarse que
S*t hr- t
'S*t * S*= hr_t t hr=
De aquí se deduce que puede efectuarse una estima
correcta de la función relativa directamente sobre eIrenograma corregido de actividad extrarrenal, siempre que eIíndice k no exceda Ia meseta de Ia FRR.
Puesto que los puntos del renograma estån sometidos a
Ia estadística de Ia desintegración, Ia precisión de Ia
estima dependerá de Ia reración señaI/ruido. para mejorar la
r7l
fiabilidad del resultado, er cáIculo d,e Ia función rerativase efectúa a partj.r de ra suma de Ia actividad sobre variospuntos, esto êsr calculando el área bajo Ia curva
correspondi.ente aI renogr¿¡Jna hasta un tiempo k. Si cambiamos
ê1 y S3 Ilor Er y S: para indicar los valores con ruid,o, êIresultado es:
kkjkkjxE S:t= E (hr-tE F-.)+Eb-1 =hrtE E Em+Eb-tj=l j=1 m=1 m=L j=1 m=l m=1
jkkjx(hr-=E E-)+Eb-2=hr=E E E.'+E b-t
m=1 m=L j=l m=L m=1
kkE S:= = E
j=1 j=1
kE srt
j=1
kjrhrtE EE-+ Eb-t
j=1 m=l m=L
kE S:'
j =1-
k+ E Sr=
j=1
k)h.tE EE-
j=1 m=L
k+ Eb_t
m=L
kjahr=E E
j=1 m=1b-=
renograma está corregido de actÍvidad
kE-+E
m=1
Si eI
extrarrenal
kkEb-t=Eb*2=0
m=l m=l
y por tanto
L72
hr-'
kkESrt+ ESr=
j=l j=lh,-t * h"-t
Así, Ia estima de Ia función renal relativa (fr) puede
efectuarse sobre eI renograma siempre que esté corregido de
actividad, extrarrenal y que el 1ímíte k del sumatorio
asegure que Ia función de retención renal es todavía plana.
En Ia práctica clínica k se toma como dos terceras partes
del tiempo en eI que se produce eI máximo de actividad.
Si no hay corrección de Ia actívidad. extrarrenal
existe un error en Ia estÍma de Ia función relativa a partirdel renograma. Este error es mayor cuanto más diferentes
sean las funciones individuales, ês decir, cuanto más se
aparte Ia función relatíva de 0.5.
Si bien se puede efectuar una corrección del renograma
de Ia activídad extravascular, siempre queda Ia actividad
vascuLar superpuesta, por Io que es obvio gue existiráerror. Pretendemos ver si Ia magnitud de este error es
importante.
kE srt
j=1
173
Tiempo de trånsito renal
como se ha visto anterÍormente, êr convolueionar raentrad.a con Ia FRR, para ôt=1, sê obtiene
sr = êrh, 6t
sz = êrhz ôt + e=h1 ôt.
s3 = êrh¡ ôt + ê=h= 6t + ê=hr 6t
siendo Ia expresión general
ks,. = E hJ ê,.-J*r 6t
-¡ -lJ-L
Para ver donde está situado e1 máxi-mo debe efeetuarsela d.erivada y ver er punto en que se hace cero. La derivad,a
en este caso es una aproximación digital de la derivada
analítica. Se calcula medÍante }a díferencia:
Dz = sz - sa = hr(e=-e") 6t + h2ea 6tD3 = ss s2 = h"(er-ê=) ôt * h=(e=-er) ôt + h3e1 6t
cuya expresión general es
k-1D¡. = s¡. sr-r =*8. hJ (ê*-¡*, - ê¡<_J) + h¡.el 6t
174
En la expresión de D* eI término h*ê, es mayor que
cero, mientras gue los términos ðeI sumatorio ê¡.-J*r €,.-r
son menores que cero aI ser eI renograma creciente en eIprimer tramo. Segrún esto, ê1 máximo no puede estar nunca más
Lejos que eI tiempo en que se acaba la respuesta
impulsional. Así, por ejemplo, si Ia respuesta impulsional
está limitad,a â ts de manera que en t6, Ia h6 es igrual a
cero, Ia D6, es menor que cero, yê que todas las
contrÍbuciones son negaÈivas. Por tanto Ia derivada gue
inicialmente era posítiva, cambia de signo, indi.cando que se
ha pasado eI máximo. Así pues, êI máximo está entre cero y
eI punto en que Ia función de retención cae nuevanente a
cero. Si no hay dispersión de tiempos d.e tránsito este punto
es el tiempo de tránsito intrarrenal y el tiempo aI máximo
coincide con é1.
4.2.2. Material y métodos
Con Ia misma población utilizada en eI apartado
anterior (35 curvas de aclaramÍento plasmático y 70
renogramas), y una vez obtenidas las correspondÍentes
funciones de retención renal aplicando el filtro de
Butterworth optimizad,o, se procedió a comparar los
parámetros derivados de Ia FRR con los obtenidos del
renogra¡na.
175
Los parárnetros derivados de Ia FRR fueron ra función
renal relativa (hrt/(hr'+hr=¡ ¡ y eI tiempo de tránsitointrarrenal (TTr). La estima de la función renal relativadirectamente del renogr¿rma se o tuvo a partir deI área hasta
los dos tercÍos del tiempo en eI máxj.mo (A=trl , según }a
relación entre er varor de una área y ra suma de las dos
(A=t=l'-/l(A=tt)"i(Arz.)=1. como criterio para valorar e1
grado de simetría de la función renal, sê tomaron siempre
valores superiores ar 50%, de modo que si el valor era
inferÍor se tomaba er complementario a 100. Er tiempo en eImáximo de1 renograma (T¡,t) se tomó como índice del tiempo de
tránsito renaI. Para efectuar el cárcuro det tiempo en eImáximo se reaLizaron tres suavizados con un filtro de trespuntos en er renograma, de acuerdo con er protocolo
utilizado en la práctica clínica.
La comparacj.ón se efectuó mediante regresión linea1.número de puntos fue 64 y er intervaLo de digitalización20 segund.os.
4.2.3. Resultad,os
4.2.3.1. comparación entre ras estimas de ra funcíón renalrelativa
E1
de
En ra figura 4.42 se muestra Ia comparación efectuada
176
entre eI parámetro correspondíente a Ia función renal
relativa calculado sobre eI renograma y eI calculad.o apartir de la FRR. EI coefi.ciente de correlación r fue de
0.85, siendo los parámetros de Ia recta de regresión a =
4.77 y b = L2.63. Los valores obtenidos de Ia función
relativa de cada riñón con a¡nbos parâmetros muestra que Ia
mayor parte de los casos se concentra en eI intervalocomprend.ido entre 50% y 603, Esto indica que Ia población
analizada era básicamente normal respect.o a este parámetro,
ya çrue se considera una función renal normal y simétrica sie1 valor de Ia función renal relativa en porcentaje no
excede eI 55e" (Tauxe et â1., 1980). Otros autores admiten un
porcentaje de hasta eI 60% (Piepsz et aI., 1982).
La comparación de los valores medios de la función
renal relativa, determínada sobre eI renograma y a partir de
Ia FRR, muestra unos valores prácticamente iguales. Así,
para eI parámetro determinado sobre eI renograma resulta un
valor med.io de 583, y para eI parámetro derivado de la FRR
eI valor medio es de 599.
Se observa ta¡nbién que en dos casos Ia función renal
relativa (fr) discrepa notablemente según se considere en ra
FRR o en el renograma. En ambos casos el valor obtenido
sobre el renograma es ligeramente superior al, 50%, mientras
el derÍvado de Ia FRR supera eI 70% en uno de e11os, y en eI
otro se obtiene un valor de más de un 60%.
L77
frR100
90
80
7D
60
50
4040
Figura 4.42. Comparación entre los paránetros fr* yfr calculado con eI filtro de Butterworth optimizado.
4.2.3.2. Comparación entre las estimas del tiempo d.e
tránsito
La comparacj.ón entre el tiempo aI máximo (TM) de1
renograma y eI tiempo de tránsito (TTf) obtenido a partir de
la FRÎ', utilízando eI filtro de Butterworth optimlzado, Sê
realizó mediante regresión IineaI. El coeficj.ente de
correlación r fue de 0.67, con los parámetros de la recta
de regresíón a = 1.19 y b = 11.16. Se observa poca
correlación, mostrando la pendiente de la recta de
regresíón un valor mayor que uno, Io que indica una
sobrevaloración del tiempo de tránsito renal por parte deI
TM en relación aI TTI obtenido, sobre todo para los tiempos
de tránsíto más largos. EI valor del parámetro b indica
también esta sobrevaloración a 1o largo de todos Los
60 7D 80 90 loofr
aa¡
I
I
¡
I ¡a
r7B
tÍempos de tránsito.
En los renogramas con TM elevad,o (por encÍma de 500
segundos), se observa una gran sobrevaloración de dicho
parámetro en relación aI TTI, 1o que indÍca que en estos
casos Ia estima del tiempo de tránsito como tiempo en el
instante de máxima actividad en eI renograma es errónea. En
Ia figura 4.43, sê muestran 4 casos que superan los 500
segundos que corresponden a los pacientes 15 (540 s), 22
(520 s), 26 (540 s), y 35 (540 s).
TM
600
450
300
150
aaa
¡ttl¡ a ¡ a
I ¡¡¡aaI ,
0!0 r50 600300 45u
TTI FB
Figura 4.43. Comparación entre los parámetros Tt'l y TTIcalculado con eI filtro de Butterworth opti¡nizado.
Los 5 casos que superan los 500 segundos presentan
anomalías de tipo obstructivo 1o que Provoca una mala
determÍnación del Tlvl, ya que en lugar de observarse un
mâximo con claridad aparece una meseta con un valor máximo
practicamente igual aI d.e los puntos vecinos.
179
La comparacÍón de los valores medÍos del tiempo de
tránsito, determinado sobre e} renograma y en Ia FRR,
presenta una diferencia de 60 segundos. El valor promedio
del conjunto de }a población correspondiente al TI'1 es de 290
segundos y e} valor med,io d.el TTI es de 230 segundos.
En l-a figura 4.44, sê muestra Ia distribucÍón de los
tiempos de tránsito para eI t='f-Hippuran. En eI eje de
abscisas aparecen los d,istintos valores de tiempo de
tránsito agrupados cada 60 segundos a partir de 1-40 segundos
hasta 560 segund.os. En el eje de ordenadas aparece eI número
de casos en cad,a intervalo d.e tiempo. En este caso no se
observa Ia presencia de tiempos de tránsito por encima de
Ios 440 segundos en los TTI determinados en Ia FRR. Para Ia
estima efectuada mediante el TM aparecen tiempos de tránsito
muy largos por encima de los 500 segundos, lo que es
consecuente con La sobrevaloración del TM en relación aI TTI
sobre todo para los tiempos de tránsito muy largos. Las dos
dístribuciones se parecen, si bien en la correspondiente a
los TTI se observa un desplazamiento hacia tiempos de
tránsito más cortos que en Ia de TM , como sugiere eI valor
medio de ambas distribuciones z 230 segund,os para eI TTI y
290 segundos para eI TIvI.
180
rúDdo ô c¡stAto
ra
ta
¡a
o tto t¿o s ßü.æo rb lrå¡rlto (¡)
Figura 4.44. Histograma gue muestra Ia distríbuciónIos tiempos de tránsito intrarrenal determinados en
FRR y en el- renograma. Trazador: "'I-Hippuran.
deIa
4.2.4. Discusión
4.2.4.1. Valoración de la comparación de las funcionesrenales relativas
EI estud,io ðe }as 35 funciones renales relativas
correspondiente a Ios 35 pacientes, mostró un coeficiente
de correlación r de 0.85. La determinacíón de Ia función
renal relativa realizada con ambos parámetros, concentra los
valores, êD Ia mayor Parte de los casos en un intervalo,
consÍderaöo de normalidad., situado entre eI 50 y 60 %, esto
ocasionó que unos Pocos casos correspondientes a funciones
relativas claramente fuera de los márgenes öe normalidad
produzcan un valor de1 parámetro a de Ia recta de regresión
por debajo de uno (a = 0.77). Además eI hecho de que en dos
r81
eesos correspondientes a los pacientes 10 y 11 se obtuviese
una determinacÍón del porcentaje muy dispar contribuyó a
este valor de1 parámetro. Àsí, para eI paciente 10 eI
porcentaje estimado a partír del renograma fue del 50% en
tanto eI estimad,o de Ia FRR fue deI 72%, para eI pacíente
11 fue de 51e" y 61e" respectivamente.
AI realizar la prueba de Ia t de Student considerand.o
los datos aparead.os el valor de Ia t fue de -0.7 4, 1o que
índica que las diferencias entre ambos parámetros no son
signíficativas.
4.2.4.2. Valoración de Ia comparación del tiempo de tránsito
En Ia figura 4.43 se observa que Ia gran mayoría de
puntos están situados por encima de Ia recta de identidad.
Este hecho indica claramente una sobrevaloración en Ia
estimación del tiempo d,e tránsito j.ntrarrenal a partir del
tiempo aI máximo del renograna.
Con eI fin de deseartar cualquier posible error en
esta valoración de Ia sobreestimación de tiempo de tránsítopor parte del Tîrt producida en los estudios reales, sê
procedió a efectuar la comparación entre eI Tll y eI TTI.
Para tal f5.n, y siguiendo la metodología descrita en eI
apartado 3.2 del capítulo de simulación, se generaron 560
r82
renogramas en los que se determinó el parámetro Tltt,
comparand,o sus vaLores con Ios de Trr derivados de Ia FRR
mediante regresÍón Lineal. En ra figura 4.45 se muestra esta
comparación cuyo coeficiente de correlación r fue de 0.98,
con un parámetro a = 0.97 y b = 39.55.
Los valores anteriores confi.rman esta
sobrevaloración, si bien en este caso es homogénea a 1o
rargo de todos ros tiempos de tránsito. El coeficiente d,e
variación utílizado (CV) fue de1 30eo para los distintostiempos de tránsito.
La comparación de los dj.ferentes valores de TM y de
TTI, dos a d,os r s€ realizó med,iante Ia prueba de Ia t de
Student para datos apareados. El valor de Ia t fue de 5.29,y eI de Ia p fue menor 0.01. Estos valores muestran Iaexistencia de diferencias signifieativas entre los valores
de los parâmetros Tlyt y TTI. À1 ser eI valor de p menor de
0.0L indica que es claramente significatívo.
r83
300TT¡ Fg
Figura 4.45. Comparación entre Tt{ y TTI obtenido porapJ-icación deI filtro de Butterworth en una poblaciónde renogramas simulados. Trazador: t"tl-Hippuran.(TM y TTf en segundos).
El análisis de los posibles factores responsables de
la sobrevaloracíón, nos permitió determÍnar como factores
con mayor influencia las constantes de tiempo de las
exponenciales de Ia curva de acLaramiento plasrnático, y ladispersión de tiempos de tránsíto intrarrenal. El anáIisisde estos factores se realizó individualmente y en conjunto
con el fin de determinar su graÖo d.e particípación.
Curva de entrada
A1 valorar eI papel desempeñado en Ia sobrevaloración
por las dos exponenciales de Ia curva de aclaramiento
184
plasmático, se consideraron dos si-tuaciones, según
exj-stiese dispersión del tiempo de tránsito o no. En el caso
de no haber d.ispersión del tiempo de tránsito, ê1 TM nunca
puede ser mayor çrue eI TTr. La razón es çtue en este caso elTTr coincide con el tiempo en que termina ra respuesta
impulsional, y como ya se vió en er apartado 4.2.L., er Ttvl
no puede superar este tiempo.
si existe dispersión en los tiempos de tránsitor sê
observó que si Ia constante de tiempo de ra primera
exponencial aumenta, d5.sminuye el Tllt, y si disminuye,
aumenta er TM. La segunda exponenciar y er peso de ras
exponenciares Èienen poca influencia. AsÍ pues, êl varor de
Ia constante de tíempo de las exponenciares, especiarmente
la primera, tendrÍa influencÍa en ra sobrevaloración del TM.
sin embargo, en 1os estudÍos reales esto no es suficientepara explicar la sobrevaloración observada, dado el rango de
valores de las constantes de tiempo.
DÍspersión de tiempos de tránsito
La influencia de ra dispersión de tiempos de tránsitose valoró mediante simuración variando er valor deIcoefíciente de variación de Ia pendiente de Ia FRR. Esto se
reaLizó modificando er varor der coeficiente de variación(cv), definído como eI cociente entre Ia desviación estandar
185
del TTr y eI varor med.io d,el TTr, para cada ti.empo de
tránsito intrarrenal.
Así, para 1os valores y pesos de ras exponenciales de
la curva de aclaramiento plasmåtico de Blaufox, guê aparecen
en er apartado 3.2.L., se observó que si aumentaba eIcoeficiente de variación, aumentaba eI TM. sÍ disminuía elcoefj-ciente de variación, también Io hacía el TM.
Esta simuración permitió determinar que el varor der
coeficiente d,e variación es crítico en Ia sobrevaloracióndef tiempo en eI máximo. si cv es igual o menor que er 15%
er TM coinciöe con el TTr. si cv es igual ar 30% se observa
una sobreestímación de TIvI en relación a TTr. Esto expricalos resultados mostrados en ra figrura 4.44, donde apareeía
esta clara sobrevaloración que se refleja en el valor de laordenada en el origen (b=39.55) obtenida en la regresión1Íneal.
Àsí pues, ra combinación de ros valores de lasconstantes de tiempo de las exponenciales y der grado de
dispersión del TTr, permite explicar ra sobrevaroración
observada en ra estima der tiempo de tránsito a partir d.e1
T1.1. La baja correlación observada en ros casos reales(figura 4.431 , ref rejo de ra gran dÍspersión d,e valores,parece indj.car que er cv es un parâmetro muy variable en
cualquier población.