CT perfusion in the diagnosis of pyelonephritis: advantages and disadvantages. A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Acute suppurative pyelonephritis is a severe kidney infection characterized by areas of ischemia and necrosis, making accurate assessment of renal perfusion crucial for diagnosis and treatment. In recent years, modern functional imaging techniques, including perfusion computed tomography (CT perfusion), have been increasingly used to evaluate renal blood flow. This review presents current data on the capabilities of renal CT perfusion in diagnosing and monitoring acute suppurative pyelonephritis, describing the principles of the technique and data post-processing for quantitative hemodynamic measurements. The CT perfusion method helps identify ischemic areas in the affected kidney and provides an objective assessment of perfusion impairment. Clinical studies show that perfusion abnormalities correlate with disease severity and the occurrence of suppurative complications, supporting the use of CT perfusion as an important prognostic tool for selecting optimal conservative or surgical treatment. Several advantages of CT perfusion are highlighted, such as high diagnostic value due to combined morphological and functional assessment, short examination time, and the ability to simultaneously assess both kidneys for comparison. However, the method also has significant limitations: high radiation exposure and the need for intravenous contrast increase the risk of complications (e.g., contrast-induced nephropathy) and restrict its use in patients with renal insufficiency. To mitigate these risks, careful patient selection, minimal necessary doses of radiation and contrast, and adequate hydration are recommended. Thus, renal CT perfusion is a promising adjunct in the diagnosis of acute pyelonephritis, capable of improving the assessment of pathological changes and patient outcomes when used judiciously.

About the authors

Valentin c Pavlov

Bashkir State Medical University

Email: urologkkb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2125-4897
SPIN-code: 2799-6268

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Ufa

Vladimir A. Vorobev

Irkutsk State Medical University

Email: urologkkb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3285-5559
SPIN-code: 9896-6243

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Irkutsk

Vladimir A. Ananiev

Regional Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: urologkkb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1636-3151
SPIN-code: 7421-0678

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Barnaul

References

  1. Курбатов Д.Г., Дубский С.А., Худяшов С.А. Лучевые методы исследования в диагностике острого пиелонефрита. Вестник Медицинского стоматологического института. 2017:18-23 [Kurbatov DG, Dubsky SA, Khudyashov SA. Radiation research methods in the diagnosis of acute pyelonephritis. Medical Dental Institute Bulletin. 2017:18-23 (in Russian)].
  2. Белякин С.А., Шкловский Б.Л., Дмитращенко А.А., и др. Комплексная клиническая и лучевая диагностика в выборе тактики ведения больных с острым гнойным пиелонефритом на фоне сахарного диабета. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2010:34-8 [Belyakin SA, Shklovsky BL, Dmitrashchenko AA, et al. Comprehensive clinical and radiation diagnostics in the choice of management tactics for patients with acute purulent pyelonephritis against the background of diabetes mellitus. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2010:34-8 (in Russian)].
  3. Chen C, Liu Q, Hao Q, et al. Study of 320-slice dynamic volume CT perfusion in different pathologic types of kidney tumor: preliminary results. PloS One. 2014;9:e85522. doi: 10.1371/journal.pone.0085522
  4. Grenier N, Cornelis F, Le Bras Y, et al. Perfusion imaging in renal diseases. Diagn Interv Imaging. 2013;94:1313-22. doi: 10.1016/j.diii.2013.08.018
  5. Belyayeva M, Leslie SW, Jeong JM. Acute Pyelonephritis. StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2025.
  6. Yoo JM, Koh JS, Han CH, et al. Diagnosing Acute Pyelonephritis with CT, 99mTc-DMSA SPECT, and Doppler Ultrasound: A Comparative Study. Korean J Urol. 2010;51:260-5. doi: 10.4111/kju.2010.51.4.260
  7. Anfigeno L, La Valle A, Castagnola E, et al. Diffusion-weighted MRI in the identification of renal parenchymal involvement in children with a first episode of febrile urinary tract infection. Front Radiol. 2024;4. doi: 10.3389/fradi.2024.1452902
  8. Majd M, Nussbaum Blask AR, Markle BM, et al. Acute pyelonephritis: comparison of diagnosis with 99mTc-DMSA, SPECT, spiral CT, MR imaging, and power Doppler US in an experimental pig model. Radiology. 2001;218:101-8. doi: 10.1148/radiology.218.1.r01ja37101
  9. Rathod SB, Kumbhar SS, Nanivadekar A, Aman K. Role of diffusion-weighted MRI in acute pyelonephritis: a prospective study. Acta Radiol Stockh Swed. 1987;2015;56:244-9. doi: 10.1177/0284185114520862
  10. Piscaglia F, Nolsøe C, Dietrich CF, et al. The EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Practice of Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS): update 2011 on non-hepatic applications. Ultraschall Med Stuttg Ger. 1980;2012;33:33-59. doi: 10.1055/s-0031-1281676
  11. Mitterberger M, Pinggera GM, Colleselli D, et al. Acute pyelonephritis: comparison of diagnosis with computed tomography and contrast-enhanced ultrasonography. BJU Int. 2008;101:341-4. doi: 10.1111/j.1464-410X.2007.07280.x
  12. Granata A, Andrulli S, Fiorini F, et al. Diagnosis of acute pyelonephritis by contrast-enhanced ultrasonography in kidney transplant patients. Nephrol Dial Transplant. 2011;26:715-20. doi: 10.1093/ndt/gfq417
  13. Boccatonda A, Stupia R, Serra C. Ultrasound, contrast-enhanced ultrasound and pyelonephritis: A narrative review. World J Nephrol. 2024;13:98300. doi: 10.5527/wjn.v13.i3.98300
  14. Jung HJ, Choi MH, Pai KS, Kim HG. Diagnostic performance of contrast-enhanced ultrasound for acute pyelonephritis in children. Sci Rep. 2020;10:10715. doi: 10.1038/s41598-020-67713-z
  15. Yu J, Sri-Ganeshan M, Smit DV, Mitra B. Ultrasound for acute pyelonephritis: a systematic review and meta-analysis. Intern Med J. 2024;54:1106-18. doi: 10.1111/imj.16347
  16. Hultborn R, Weiss L, Tveit E, et al. Ex Vivo Vascular Imaging and Perfusion Studies of Normal Kidney and Tumor Vasculature. Cancers. 2024;16:1939. doi: 10.3390/cancers16101939
  17. Fan AC, Sundaram V, Kino A, et al. Early Changes in CT Perfusion Parameters: Primary Renal Carcinoma Versus Metastases After Treatment with Targeted Therapy. Cancers. 2019;11:608. doi: 10.3390/cancers11050608
  18. Das CJ, Thingujam U, Panda A, et al. Perfusion computed tomography in renal cell carcinoma. World J Radiol. 2015;7:170-9. doi: 10.4329/wjr.v7.i7.170
  19. Fischer K, Meral FC, Zhang Y, et al. High-resolution renal perfusion mapping using contrast-enhanced ultrasound in ischemia-reperfusion injury monitors changes in renal microperfusion. Kidney Int. 2016;89:1388-98. doi: 10.1016/j.kint.2016.02.004
  20. Helck A, Schönermarck U, Habicht A, et al. Determination of split renal function using dynamic CT-angiography: preliminary results. PloS One. 2014;9:e91774. doi: 10.1371/journal.pone.0091774
  21. Александрова К.А., Серова (Панасенко) Н.С., Руденко В.И., и др. Клиническое значение КТ-перфузии у пациентов с камнями мочеточника. Урология. 2019:38-43 [Aleksandrova KA, Serova (Panasenko) NS, Rudenko VI, et al. Clinical significance of CT perfusion in patients with ureteral stones. Urology. 2019:38-43 (in Russian)]. doi: 10.18565/urology.2019.5.38-43.
  22. Belyaeva K, Rudenko V, Serova N, et al. Kidney computed tomography perfusion in patients with ureteral obstruction. Urologia 2024;91:486-93. doi: 10.1177/03915603241244935
  23. Александрова К.А., Серова (Панасенко) Н.С., Руденко В.И., Капанадзе Л.Б. Оценка перфузии почек у больных мочекаменной болезнью с помощью методов лучевой диагностики. Российский электронный журнал лучевой диагностики. 2018;8:208-19 [Aleksandrova KA. Serova (Panasenko) NS, Rudenko VI, Kapanadze LB. Assessment of renal perfusion in patients with urolithiasis using radiological diagnostic methods. Russian Electronic Journal of Radiation Diagnostics. 2018;8:208-19 (in Russian)]. doi: 10.21569/2222-7415-2018-8-4-208-219
  24. Helck A, Wessely M, Notohamiprodjo M, et al. CT perfusion technique for assessment of early kidney allograft dysfunction: preliminary results. Eur Radiol. 2013;23:2475-81. doi: 10.1007/s00330-013-2862-6
  25. Ahn H-S, Yu HC, Kwak HS, Park S-H. Assessment of Renal Perfusion in Transplanted Kidney Patients Using Pseudo-Continuous Arterial Spin Labeling with Multiple Post-Labeling Delays. Eur J Radiol. 2020;130:109200. doi: 10.1016/j.ejrad.2020.109200
  26. Mulayamkuzhiyil Saju J, Leslie SW. Renal Infarction. StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2025.
  27. He Y, Hu Y, Tian L, et al. Acute Renal Infarction Due to Symptomatic Isolated Spontaneous Renal Artery Dissection: A Rare and Fatal Disease. J Endovasc Ther Off J Int Soc Endovasc Spec. 2025;32:130–8. doi: 10.1177/15266028231168352
  28. Архипов Е.В., Сигитова (Горбунова) О.Н., Богданова (Шагаева) А.Р. Современные рекомендации по диагностике и лечению пиелонефрита с позиции доказательной медицины. Вестник современной клинической медицины. 2015;8:115-20 [Arkhipov EV, Sigitova (Gorbunova) ON, Bogdanova (Shagaeva) AR. Modern recommendations for the diagnosis and treatment of pyelonephritis from the standpoint of evidence-based medicine. Bulletin of Modern Clinical Medicine. 2015;8:115-20 (in Russian)].
  29. Алферов С.М., Левицкий С.А., Крючкова О.В. Срочная мультиспиральная компьютерная томография у больных с почечной коликой и острым пиелонефритом. Урологические ведомости. 2016;6:11-2 [Alferov SM, Levitsky SA, Kryuchkova OV. Urgent multispiral computed tomography in patients with renal colic and acute pyelonephritis. Urological Bulletin. 2016;611-2 (in Russian)].
  30. Бельчикова Н.С., Богданова Е.О., Голимбиевская Т.А., Макогонова М.Е. Возможности мультиспиральной компьютерной томографии в диагностике нарушения функции почек при остром пиелонефрите и обострении хронического пиелонефрита. Медицинская визуализация. 2009:41-51 [Belchikova NS, Bogdanova EO, Golimbievskaya TA, Makogonova ME. Possibilities of multispiral computed tomography in the diagnosis of renal dysfunction in acute pyelonephritis and exacerbation of chronic pyelonephritis. Medical Imaging. 2009:41-51 (in Russian)].
  31. Venkatesh L, Hanumegowda RK. Acute Pyelonephritis – Correlation of Clinical Parameter with Radiological Imaging Abnormalities. J Clin Diagn Res JCDR. 2017;11:TC15–8. doi: 10.7860/JCDR/2017/27247.10033
  32. Ананьев В.А., Павлов В.Н., Пушкарев А.М., Лубянский В.Г. Результаты органосохраняющего лечения острого гнойного пиелонефрита. Урология. 2024:37-44 [Ananiev VA, Pavlov VN, Pushkarev AM, Lubyansky VG. Results of organ-preserving treatment of acute purulent pyelonephritis. Urology. 2024:37-44 (in Russian)]. doi: 10.18565/urology.2024.6.37-44
  33. Lacy ME, Sidhu N, Miller J. When does acute pyelonephritis require imaging? Clev Clin J Med. 2019;86:515. doi: 10.3949/ccjm.86a.18096
  34. Obed M, Gabriel MM, Dumann E, et al. Risk of acute kidney injury after contrast-enhanced computerized tomography: a systematic review and meta-analysis of 21 propensity score-matched cohort studies. Eur Radiol. 2022;32:8432-42. doi: 10.1007/s00330-022-08916-y
  35. Hertel A, Froelich MF, Overhoff D, et al. Radiomics-driven spectral profiling of six kidney stone types with monoenergetic CT reconstructions in photon-counting CT. Eur Radiol. 2024. doi: 10.1007/s00330-024-11262-w

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».