能譜CT分析泌尿系結(jié)石成分與碎石難易程度的關(guān)系

邢滇霞　黃培　趙冬青　滿建仁　付建軍　馬懌民　尚擁軍　杜凡

摘要：目的 探討碎石術(shù)前能譜CT在體所測結(jié)石成分與碎石難易程度的關(guān)系。方法 體外震波碎石治療的泌尿系結(jié)石患者在術(shù)前進(jìn)行能譜CT掃描，測量有效原子序數(shù)在體分析其結(jié)石成分，最后根據(jù)碎石次數(shù)比較各組結(jié)石碎石難易程度。結(jié)果 不同成分的結(jié)石其碎石難易程度差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。一水草酸鈣結(jié)石與磷酸鎂銨結(jié)石、一水草酸鈣結(jié)石與磷酸鈣結(jié)石、一水草酸鈣結(jié)石與胱氨酸結(jié)石、一水草酸鈣結(jié)石與尿酸結(jié)石、二水草酸鈣結(jié)石與磷酸鎂銨結(jié)石、二水草酸鈣結(jié)石與胱氨酸結(jié)石、二水草酸鈣結(jié)石與尿酸結(jié)石、磷酸鎂銨結(jié)石與磷酸鈣結(jié)石、磷酸鎂銨結(jié)石與胱氨酸結(jié)石、磷酸鈣結(jié)石與胱氨酸結(jié)石、磷酸鈣結(jié)石與尿酸結(jié)石、胱氨酸結(jié)石與尿酸結(jié)石各組間均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），其余兩種結(jié)石之間比較無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 能譜CT經(jīng)有效原子序數(shù)體內(nèi)所測得不同成分的結(jié)石之間碎石難易程度不同。胱氨酸結(jié)石碎石難度最大，其次一水草酸鈣結(jié)石較難碎，磷酸鎂銨結(jié)石碎石難度最低。

關(guān)鍵詞：泌尿系結(jié)石；能譜CT；有效原子序數(shù)；結(jié)石成分；體外震波碎石術(shù)

Analysis of the Relationship between the Composition of Urinary Calculi and the Degree of Difficulty of Lithotripsy by CT

XING Dian-xia1，HUANG Pei1，ZHAO Dong-qing2，WAN Jian-ren2，F(xiàn)U Jian-jun2，MA Yi-min2，SHANG Yong-jun2，DU Fan2

（1.Shihezi University School of Medicine，Shihezi 832000，Xinjiang，China；

2.Department of Radiology，474 Hospital of People's Liberation Army，Urumqi 830000，Xinjiang，China）

Abstract：Objective To investigate the spectrum measured by CT before lithotripsy stone composition and gravel in the body of the degree of difficulty.Methods The patients with urinary calculi extracorporeal shock wave lithotripsy energy spectrum CT scan before operation， measuring the effective atomic number analysis of stone composition in body，according to the number of gravel were stone rubble difficulty.Results The different components of the gravel stones difficult to have statistical significance difference degree（P<0.05）.A water calcium oxalate stone and magnesium ammonium phosphate stones，calcium oxalate stones and calcium phosphate stones，calcium oxalate stones and cystine stones，calcium oxalate stones and uric acid stones，two water calcium oxalate stone and magnesium ammonium phosphate stones，two water calcium oxalate stone and cystine stones，two water calcium oxalate and uric acid stones，magnesium ammonium phosphate stones and calcium phosphate stones，magnesium ammonium phosphate stones and cystine stones，calcium phosphate stones and cystine stones，calcium phosphate stones and uric acid stones，meaning cystine stones and uric acid stones between groups were statistically（P<0.05），the other two a stone was not statistically significant （P>0.05）.Conclusion The energy spectrum of CT is different in the degree of lithotripsy between the stones of different compositions measured by the effective atomic number.Cystine stone crushed stone the most difficult，followed by calcium oxalate stones more difficult to break，magnesium ammonium phosphate stones gravel lowest difficulty.

Key words：Urinary calculi； energy spectrum CT；Effective atomic number；Composition of calculi；Extracorporeal shock wave lithotripsy

體外震波碎石（extracorporeal shock wave lithotripsy，ESWL），自上世紀(jì)80年代在我國已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。ESWL碎石的難易程度被認(rèn)為可能與泌尿系結(jié)石的組成成分有關(guān)[1]。目前泌尿系結(jié)石成分的分析幾乎均為體外方法，而由能譜CT有效原子序數(shù)（effective atomic number，Eff-Z）測量得出泌尿系結(jié)石化學(xué)成分的方法為其體內(nèi)分析提供了有效的途徑[2，3]，本研究擬采用這一方法預(yù)測泌尿系結(jié)石碎石的難易程度。

1 資料與方法

1.1一般資料 經(jīng)解放軍第474醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，收集2016年2月～7月在解放軍474醫(yī)院能譜CT掃描后接受體外震波碎石治療的泌尿系結(jié)石患者共109例作為研究對象。其中男73例，女36例，年齡18～72歲，平均年齡43.1歲。發(fā)病部位：左腎結(jié)石8例，其中腎盞2例，大小2.3～2.8 mm；腎盂6例，大小2.9～15.9 mm。右腎結(jié)石6例，其中腎盞2例，大小1.7～4.0 mm；腎盂4例，大小5.8～13.6 mm。左輸尿管結(jié)石51例，上段14例，大小1.3～13.6 mm；中段9例，大小3.3～11.0 mm；下段28例，大小1.6～13.1 mm。右輸尿管結(jié)石44例，上段14例，大小3.0～11.0 mm；中段5例，大小3.1～7.7 mm；下段25例，大小1.4～10.4 mm。所有納入病例碎石前均行能譜CT掃描，并記錄結(jié)石的Eff-Z以及碎石的次數(shù)。

1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) 經(jīng)能譜CT檢查后進(jìn)行體外震波碎石（ESWL）治療的泌尿系結(jié)石患者，能譜CT檢查與ESWL間隔時間在1個月以內(nèi)。

1.1.2排除標(biāo)準(zhǔn) ①嚴(yán)重腦血管病、凝血功能障礙；②妊娠期及月經(jīng)期婦女；③傳染性疾病活動期；④心肺功能嚴(yán)重障礙，糖尿病發(fā)作期不能控制緩解的；⑤腎臟功能嚴(yán)重受損；⑥尿路解剖異?；蚋腥镜炔贿m宜行體外沖擊波治療的患者[4]。

1.2 CT掃描 采用GE能譜CT Discovery CT750HD，選擇能譜掃描（gemstone spectral imaging，GSI）方式。管電壓為140 kVp、80 kVp，0.5 ms瞬時切換，管電流約為640 mA，球管轉(zhuǎn)速0.6 s/rot，螺距0.984∶1，探測器準(zhǔn)直64 mm×0.625 mm，DFOV 350 mm，圖像層厚1.25 mm。能譜數(shù)據(jù)傳入后處理工作站AdvantageWorkstation 4.6。

1.3分析處理 所有的數(shù)據(jù)分析在GE AW4.6（AdvantageWorkstation 4.6）工作站上進(jìn)行，使用能譜分析平臺（GSI Viewer）進(jìn)行有效原子序數(shù)（Effective Atomic Number，Eff-Z）分析處理。采用腹部軟組織窗（窗寬260 Hu，窗位40 Hu）。選擇結(jié)石最大徑的層面，感興趣區(qū)（ROI）的大小選擇其面積的1/2～2/3[5，6]。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，不同的Eff-Z對應(yīng)的不同成分結(jié)石，分別為：Eff-Z為11.07時，為胱氨酸結(jié)石；Eff-Z為13.52時，為一水草酸鈣結(jié)石；Eff-Z為13.10時，為二水草酸鈣結(jié)石；Eff-Z為15.95時，為磷酸鈣結(jié)石；Eff-Z為9.99時，為磷酸鎂銨結(jié)石；Eff-Z為7.20時，為尿酸結(jié)石[7]。判斷結(jié)石有效原子序數(shù)測量值，選取與文獻(xiàn)報道的不同成分結(jié)石有效原子序數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值最相近的值作為該結(jié)石的主要成分。

1.4體外震波碎石 碎石過程由專業(yè)的碎石醫(yī)師操作。采用深圳HK.ESWL-V型體外沖擊波碎石機進(jìn)行治療。碎石工作電壓選擇14 kV，每次沖擊次數(shù)控制在1500下以內(nèi)。碎石后遵醫(yī)囑大量飲水，適度運動，并收集尿液，觀察結(jié)石碎屑及有無血尿。經(jīng)碎石治療的患者1 w后復(fù)查，以腹部X線檢查或超聲復(fù)查有無結(jié)石影判定結(jié)石是否清除，如仍有結(jié)石未排出則再次行碎石治療。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所測得數(shù)據(jù)計量資料用（x±s）表示，六組結(jié)石及每兩組結(jié)石之間的比較均采用非參數(shù)檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1不同成分結(jié)石的情況 經(jīng)能譜成像有效原子序數(shù)測量顯示，本研究中胱氨酸結(jié)石（cystine，CYS）13例，一水草酸鈣結(jié)石（calcium oxalate monohydrate，COM）26例，二水草酸鈣結(jié)石（calcium oxalate dihydrate，COD）18例，磷酸鈣結(jié)石（calcium phosphate，CaP）22例，磷酸鎂銨結(jié)石（struvite，STR）18例，尿酸結(jié)石（uric acid，UA）12例。含草酸鈣成分的結(jié)石最多，其次是磷酸鈣結(jié)石，尿酸結(jié)石最少，見表1。

2.2不同成分結(jié)石兩兩間碎石難易程度的比較 碎石難易程度兩兩間比較：COM結(jié)石>STR結(jié)石，COM結(jié)石>UA結(jié)石，COM結(jié)石>CaP結(jié)石，COM結(jié)石STR結(jié)石，COD結(jié)石UA結(jié)石，STR結(jié)石UA結(jié)石，CaP結(jié)石UA結(jié)石，碎石難易程度差異性明顯（P<0.05），見表2。CYS結(jié)石碎石難度最高，COM結(jié)石位于其次，STR結(jié)石碎石難度最低，CaP結(jié)石、COD結(jié)石及UA結(jié)石的碎石難易度位于COM結(jié)石和STR結(jié)石之間。COM結(jié)石與COD結(jié)石，COD結(jié)石與CaP結(jié)石，STR結(jié)石與UA結(jié)石之間碎石難易程度無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05）。

2.3碎石后并發(fā)癥 碎石后有輸尿管結(jié)石患者77例（70.64%）及腎結(jié)石患者14例（12.84%）出現(xiàn)淡紅色肉眼血尿、疼痛，1～3 d均消失。血尿是沖擊波的能量在粉碎結(jié)石的同時，對輸尿管組織也造成了輕微的損傷，而且結(jié)石在排出的過程中也會損傷輸尿管粘膜，引起肉眼或鏡下血尿及疼痛。

3 討論

泌尿系結(jié)石是一種常見病，近年來泌尿系結(jié)石的患病率呈逐漸升高的趨勢[8-11]。本組中泌尿系結(jié)石患者年齡以20～50歲人群較易患病（70.64%），而且男性患者（66.97%）多于女性患者（33.03%）。輸尿管下段結(jié)石（48.62%）發(fā)生率明顯高于輸尿管上段（25.69%）及中段（12.84%）。本組人群中易患病年齡、男性患病率高于女性以及輸尿管下段結(jié)石好發(fā)率高，這些情況與以往的研究大致相同[12]。

ESWL是一種無創(chuàng)傷、不需麻醉、有效的治療泌尿系結(jié)石的方法，ESWL自20世紀(jì)80年初應(yīng)用于臨床以來，目前被認(rèn)為是泌尿系結(jié)石治療的主要方法之一[13]。影響ESWL碎石效果的因素有結(jié)石的大小、位置、是否嵌頓等，其中主要的影響因素為結(jié)石的化學(xué)成分和結(jié)石的脆性[1]。如果能在ESWL前預(yù)先了解結(jié)石成分，那么對于提高碎石成功率、降低并發(fā)癥及選擇更適合的治療方法具有重要意義[14]。

結(jié)石成分分析方法很多，如化學(xué)定性分析、化學(xué)定量分析、發(fā)射光譜分析、X線衍射分析、掃描電鏡及紅外光譜分析等。其中較可靠的方法有X線衍射、紅外光譜分析等。但是，這些分析方法都是體外分析，需要結(jié)石取出或排出后才能進(jìn)行，而治療前體內(nèi)分析結(jié)石成分更符合臨床治療的需求[15]。近年來隨著能譜CT應(yīng)用于臨床，其利用X線球管在140 kVp、80 kVp之間瞬時轉(zhuǎn)換，對物質(zhì)進(jìn)行能譜分析，為不同物質(zhì)組成的識別提供了新的方法，臨床可用來鑒別結(jié)石不同的組成成分[2-3]。但國內(nèi)外尚未見有關(guān)能譜CT在體預(yù)測不同成分的結(jié)石與體外震波碎石難易程度相關(guān)的報道。

本組研究結(jié)果顯示，不同結(jié)石成分之間碎石難易程度有明顯差異（P<0.05），也就是結(jié)石成分不同，碎石的難易程度不一樣。因此得出結(jié)論：碎石的難易程度與能譜CT有效原子序數(shù)分析得出的結(jié)石成分有關(guān)。不同成分結(jié)石兩兩間碎石難易程度為：COM結(jié)石>STR結(jié)石，COM結(jié)石>UA結(jié)石，COM結(jié)石>CaP結(jié)石，COM結(jié)石STR結(jié)石，COD結(jié)石UA結(jié)石，STR結(jié)石 UA結(jié)石，CaP結(jié)石UA結(jié)石。

綜上所述，CYS結(jié)石碎石難度最高，COM結(jié)石位于其次，STR結(jié)石碎石難度最低，CaP結(jié)石、COD結(jié)石及UA結(jié)石的碎石難易度位于COM結(jié)石和STR結(jié)石之間。與相關(guān)文獻(xiàn)[16-19]報道的碎石難易程度大致相似。其原因被認(rèn)為是胱氨酸結(jié)石為韌性結(jié)石，密度低、變形力強，抗斷裂能力較強，因而碎石難度高，易碎性差；一水草酸鈣結(jié)石，其內(nèi)部連接緊密，質(zhì)地較堅硬，沖擊粉碎效果差；磷酸鎂銨結(jié)石由于其結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)石體內(nèi)有許多空隙，故耐碎度最低，最容易碎裂。

ESWL碎石后雖然有部分輸尿管結(jié)石與腎結(jié)石患者出現(xiàn)淡紅色肉眼血尿、疼痛，但都未經(jīng)特殊處理于1～3 d后消失。因此，ESWL對于泌尿系結(jié)石的治療是相當(dāng)安全的[20]。

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