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所有手术患者，无论接受手术的大小，都会发生肾供氧机制的紊乱。术后肾功能障碍（新发生的或者术前症状的恶化），预示着总体发病率、病死率的上升和住院费用的增加。因此，确认哪些患者术后会引发肾功能障碍显得尤为关键。对于一个安排好手术日程的患者，其肾功能障碍的预后将包含以下两个方面：①帮助患者及其家属决定是否接受该手术。②维持术前、术中、术后肾内环境稳定。多项调查揭示，肾功能障碍的预测和急性肾功能不全的早期诊断对于有效治疗肾功能减退和避免暂时或长期的肾替代治疗是关键。患者特征（例如年龄）、手术类型、手术特点和伴发的肾损伤都会增加术后肾功能障碍的可能性（表1－4）。
表1－4增加术后肾功能障碍风险的相关因素
肾是一个整合的精密系统，用来维持体液平衡。肾需要消耗全部体内氧气的10％，虽然肾皮质接受肾血流的90％，却仅能提炼氧气运输量的18％。相反的是，肾髓质接受肾血流的10％，却是耗费能量和氧气的地方，负责肾小管钠和水的重吸收。肾髓质能够利用肾内运输氧气的79％，使这里动静脉氧分压形成一个梯度，导致肾髓质对肾血流的减少极度敏感。40％肾血流减少可能引起急性肾小管坏死，特别是当其他肾损害因素还存在的情况下。改善肾血流、增加心排血量或减少肾髓质氧消耗可以改善对间歇性局部缺血的耐受性。另一些现象，包括暴露于放射性比对染剂和增加胆红素或肌红蛋白尿，会增加肾单元渗透压负担和进一步增加氧耗量，从而加剧缺氧对于肾的影响。
几种药物能够通过多种机制引起肾中毒。术前使用氨基糖苷类或者非甾体类抗炎药物能够加速缺氧肾的功能障碍。长期使用血管紧张素转化酶抑制药能够引起肾对肾灌注减低后的正常代偿性反应的减弱。抑肽酶是一种丝氨酸蛋白酶抑制药，用于术中减少失血，尤其是在心脏手术和矫形外科手术中。大量数据显示，抑肽酶集中于肾部，它的使用与术后肾功能障碍和肾衰竭密切相关。
麻醉（包括全麻和局麻）和外科手术能分别或协同在手术过程中损伤肾的动态平衡。这两种麻醉方式能够引起外周血管扩张，从而降低循环血容量和肾灌注。血管扩张和由此引起的肾血流减少，对那些禁食8 h以上的患者是个问题；那些患者长期服用利尿药和血管紧张素转化酶抑制药，且已经历呕吐和胃排空，以及肠道准备和活动性出血。在控制术后肾功能障碍这方面，没有研究表明全麻比局麻还要好。这两种麻醉方式都没有损伤肾正常的对低血容量和肾血流降低的代偿性反应。
在强大挥发性麻醉药的作用方面，许多研究已经集中于氟离子可能对肾功能造成的负面影响。在临床吸入麻醉药中七氟烷和恩氟烷是最能释放大量的氟离子的，但是它们的药物代谢动力学大大降低了接触氟化物导致肾功能障碍的可能性，七氟烷和碱石灰、钡羟基二氧化碳吸收剂相互作用，产生一种足以危害肾的卤代烷化合物A；人类对化合物A的新陈代谢途径也降低了化合物A危害肾的可能性。没有报道过外科手术患者接触七氟烷会引起肾功能障碍。
与术后肾疾病、肾衰竭或肾透析相关的的患者自身因素基本上属于以下3个范畴：①有肾功能障碍的患者；②与肾灌注受损相关的生理改变；③导致肾中毒的病理生理学过程。潜在的风险因素包括高龄、血清肌酐水平、糖尿病、心排血量降低的症状，以及因此导致的肾灌注减少。
随着年龄的增长，肾整体功能逐渐减退。到了70岁的时候，有功能的肾单位的数量减少了50％。Novis和其同事们回顾了28项研究，评估了外科手术后，肾疾病的风险因素。75％的研究认为逐渐增加的年龄是术后肾脏疾病的危险因素。Mangano发现在实施动脉血管再造术后的2400名患者中，年龄在70～80岁和超过80岁的患者，术后肾功能障碍的风险概率分别增加了2倍和4倍。同样的，Chertow和其同事们在42723名美国志愿者协会的心脏外科手术实施患者中发现年龄在70～80岁，以及80岁以上的冠状动脉旁路移植术患者分别有1.5％和1.8％需要施行术后肾透析。而年龄在50～59岁，60～69岁的患者中，只有0.5％和0.9％的人需要进行肾替代治疗。但是，在多变量模式中，如果排除外周血管疾病的因素和既往的心脏外科手术史，以及其他相关性变量后，增加的年龄就不再是一个显著的变量了。
糖尿病患者，尤其是那些长期应用胰岛素的患者，已降低了肾储备功能。在Mangano和其同事们的研究中发现胰岛素依赖型糖尿病患者以及术前血糖＞300 mmol／L的患者与术后肾疾病显著相关。而胰岛素依赖型糖尿病和高血糖的患者进展为术后肾疾病的风险分别为1.8和3.7。尽管研究人员没有发现糖尿病和肾功能障碍之间的独立联系，但不少学者还是发现了一些数据，提示应该把糖尿病作为一个变量。
肾功能储备的降低最好通过衡量肾小球的滤过功能来确认。但是，大部分研究者还是依赖于血清肌酐来衡量肾储备功能。因为肌酐实质上不受肾因素的影响，因此也就不能充分衡量肾小球滤过功能。还有部分研究使用了Cockroft－Gault计量表来计量肾小球滤过率。但不管是使用肌酐及肌酐衍生物来评估，还是肌酸酐清除率作为衡量标准，都无例外地确认了术前肾储备的降低情况。所以无论是肌酐的增加，还是肾小球滤过率的降低，都是最为常见和重要的术后肾功能障碍风险因素（表1－5）。
表1－5肾储备与肾功能障碍
预示心排血量的减少以及肾血流量降低的临床表现和症状包括啰音、鼾音、水肿、颈静脉扩张、不正常心音下血分数降低（＜35％）。即使某些患者并没有明显的肾功能障碍表现（例如正常的肌酐水平），其用来维持正常肾小球滤过率和体液平衡的能力也有可能显著下降，尤其是伴随外科手术或者其他治疗手段的时候。
在Chertovr研究的42000例心脏外科手术患者和Thaker研究的33000例患者中，都强调患者的临床症状、干预治疗及实验室评估对提示心肌功能减退及瞥灌流量的减少均有重要意义。任何一个因素如果在术前存在都会成为术后肾疾病的一个潜在的风险因素。
某些研究评估了术后肾疾病与可能降低肾血流因素之间的关系，比如肾动脉狭窄。在Conlon的研究中，评估了术前存在的肾动脉狭窄和术后肾疾病之间的关系，结果并没有发现两者之间的联系。在一个对564例心脏外科手术患者进行的研究中，Chew和他的同事们发现，急性早幼粒细胞性白血病的E4基因和那些E2和E3等位基因比较起来，E4基因阳性者不易在术后出现血清肌酐的增加。这也是第一个发现肾功能障碍与基因特征有关的报道。
术前肾暴露在有毒性物质的这段时间内，患者可能经历多个病理生理过程，其结果可能会导致肾储备能力受损。这个现象会引起肾需氧量的增加。比如，当发生肝衰竭或者肝功能障碍之后，会引起胆红素和其他组成成分的增加。这时，肾腺细胞组织会补偿肝脏的不足，并开始解毒、浓缩或排除那些有毒物质。这将会导致对氧气需求量的增加从而限制肾的功能，使其无法承受手术期间许多附加的外界伤害。同样的，患者在经历巨大创伤、大出血后，也会增加肾需氧量，因为肾必须过滤血液中多余的肌红蛋白和血红蛋白。败血症和肠缺血都与内毒素释放有关，会引起肾灌注下降，或许更重要的是会加速炎症反应。在炎症反应中，肾的作用是帮助处理大量炎症激肽，这些激肽被暴露于激活的白细胞下。许多炎症因子都有肾小管毒性。低血压会降低肾小球滤过率，而这时出小动脉就会收缩用以代偿。最后，低血压、肾髓质缺血以及激活的中性粒细胞沉积，导致了中性粒细胞粘连可能性的增加。粘连的中性粒细胞能够释放血管收缩因子和肾小管毒性因子，进一步增加肾氧气需求量，降低氧气输送量。
其他患者因素包括既往心脏外科手术史、外周血管疾病、高血压和慢性阻塞性肺病等，这些已被研究者确认为术后肾疾病的预后因素。
尽管目前已经有很多评价围手术期急性肾功能障碍或衰竭风险的定性测试方法，但对于进展期的肾功能不全及其之后的变化所需要的定量分析还需要进一步完善。
大部分可行的肾功能测试方法都能够针对肾的生理功能，其中，肾小球滤过率是最重要的识别肾功能的方法。而最常使用的就是测试肌酸酐滤过率，方法是测试从24 h尿液中提取出来的一种化学物质。尽管某些研究人员已经能够基于2 h标准尿液来测试肌酸酐滤过率，但24 h肌酸酐滤过率提取物仍被认为是目前最好的识别肾功能改变的标志物，并且它还可以用来识别术前肾功能障碍的潜在风险。
记录血清肌酸酐和尿量一直是临床上最常用的评价肾功能变化的指标。因为其实用性及可靠性比较高，所以被作为依赖的标准。正常的肌酸酐与年龄、性别、种族和身体状态、饮食都有关，且肌酸酐的变化非常普遍，因此对于揭示病因以及病程的进展并无特异性。同时，肌酸酐对肾小球滤过率的变化并不敏感，有时会拖延许多天。肌酸酐和尿量还会因为利尿药和肾透析以及其他预防性治疗模式的变化而变化。大部分研究还揭示了在肌酸酐和发病率之间以及其与长期预后之间均无明确的联系，并且如果基于肌酸酐最初和其随后的变化来定义急性肾衰竭，也会出现很大的不同。
不少近期文献的焦点都集中于用来计算肌酐清除率的Cockcroft－Gault模式的应用上面。它可以较为准确地评价肾功能以及肾储备。男性和女性的算法如下：
男性肌酐清除率＝［（140－年龄）×体重×1.2］÷血清肌酐值
女性肌酐清除率＝［（140－年龄）×体重］÷血清肌酐值
Wij eysundera近期的一项研究，通过标记血清肌酐和肌酐清除率发现了隐匿性肾功能不全这种疾病。当患者的肌酐清除率≤60 mL／min且血清肌酐水平正常时，就可定义为隐匿性肾功能不全。他们同时发现，大约13％的有正常血清肌酐水平的患者，存在隐匿性肾功能不全，且如果接受心脏外科手术，皆须实施术后肾替代治疗。在最近研究肾小球滤过率的文献中提出了测量血清半胱氨酸蛋白酶抑制药C（Cys C），一个碱性非糖基化的蛋白质。Cys C是由有核细胞产生，并且可以自由地通过肾小球薄膜，在被完全吸收后，由最接近的管形细胞降级。这种Cys C对成年男人、成年女人和小孩都是一样的，而且不会由于肌肉和饮食的变化而变化。Dharnidharka通过多变量分析研究，建议使用Cys C来替代肌酐清除率，用以衡量肾小球滤过率，因为它可以更敏感地反映肾小球滤过率的变化。
在对急性肾衰竭的病理生理学进行了大量的研究后提出了早期检测肾功能恶化和转归的重要性。目前，一些新的检测技术已经可以详细地评估关于肾功能损伤的时间及其性质，从而使早期诊断、早期治疗和对疗效进行量化分析成为可能。
近年来，尿蛋白组学已经成为一个新兴发展的领域，已经发现了肾疾病的蛋白质标记物，其中一个应用就是电离飞行时间质谱（SELDI－TOF－MS），它能够对尿液中的成分进行快速检测，发现低分子蛋白标记物，而其他手段则很难发现。
还有一些正在研究的新技术方法也即将应用于临床。例如KIM－1也许是肾小管损伤的早期标记物；另外，在缺血重复灌注肾损伤患者的尿液中发现了CYP61。同时磁共振成像技术也已经用来诊治急性肾衰竭，利用这种手段，或许能对肾内血流动力学和肾小管损伤研究有所帮助。
在未来的10 a内，外科手术术后发生肾功能障碍仍然有增加的趋势。手术患者的年龄越大，肾功能越弱，高血压和糖尿病患者数目的增加使术后严重肾疾病的发生率逐渐升高。遗憾的是，临床上仍无有效的方法来避免术后肾功能障碍。但是在过去的30 a中，对于围手术期肾功能障碍的病理生理学研究已经取得了大量的成果，并且可以确认高风险的患者，因此，我们完全有能力去探索更多有效的治疗手段，来降低术后肾功能障碍的发病率。