紅外光譜自動分析系統(tǒng)在尿路結石成分分析中的應用價值分析

趙金治，楊建昌（通信作者），麥 嘯，段小妹，趙春雷

（大理州人民醫(yī)院泌尿外科一病區(qū) 云南 大理 671000）

泌尿系結石屬于泌尿科多發(fā)病和常見病，臨床癥狀主要表現(xiàn)為感染、尿急、尿頻、血尿及疼痛等，若不及時治療可導致病情進展，造成尿路梗阻并誘發(fā)尿路感染，使得尿路受損，病情嚴重者可造成腎臟受損，長期受結石刺激還會加大癌變風險。當前，臨床針對結石治療主要以外科手術為治療手段，但是結石復發(fā)率仍居高不下。在臨床工作中對代謝因素進行研究和分析，對于控制結石形成并降低復發(fā)率有重要價值。尿中成石物質濃度過高造成尿液過飽和為泌尿系結石形成過程中的重要驅動力，因此，明確成石物質，分析結石成分至關重要。當前，結石成分分析方法較多，包括生物化學法、分子生物學法、物理分析法、化學分析法等。其中，物理分析法為臨床常用方法，該方法包括原子光譜分析法、X 線衍射分析法、紅外光分析法。通過物理分析法能夠對結石進行定性分析，可為臨床制定泌尿結石復發(fā)控制方案提供指導和參考。本文旨在探討分析結石紅外光譜自動分析系統(tǒng)在尿路結石成分分析中的應用，現(xiàn)報道如下。

1.資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年7 月—2021 年5 月云南省大理州人民醫(yī)院收治的826 例尿路結石患者。

納入標準：①經超聲波檢查、尿路平片檢查、B 超檢查、CT 掃描等檢查并結合患者臨床表現(xiàn)等確診，臨床癥狀主要包括腹部或腰部疼痛、排尿困難、肉眼血尿等；②患者知曉本次研究方案。排除標準：①凝血功能障礙者；②有精神障礙或者既往有酗酒史、藥物濫用史者；③合并惡性器質性病變者；④合并傳染性疾病者。其中，男性患者473 例，女性患者353 例；年齡20 ～70 歲，平均年齡（45.2±3.7）歲；腎結石患者372 例，輸尿管結石患者421 例，膀胱結石患者33 例。本研究符合《赫爾辛基宣言》要求。

1.2 方法

分別應用化學分析法及紅外光譜自動分析系統(tǒng)對所有患者進行結石成分分析。

（1）化學分析法。研磨樣本成粉末狀，置入白板和試管內。尿酸：孔內滴入尿酸試劑，溶液呈藍色為陽性；銨鹽：滴入銨試劑，溶液呈紅棕色、黃色為陽性。胱氨酸，滴入胱氨酸試劑，藍色為陽性。磷酸鹽：滴入磷酸試劑，溶液呈黃色為陽性。（2）紅外線光譜自動分析法。應用紅外光譜自動分析系統(tǒng)（天津藍莫德科學儀器有限公司）進行結石成分分析。測試前，將結石清潔干凈，放置到烘箱內烘干（溫度約為70 ～100 ℃）。烘干處理后，選取結石樣本粉末（1 mg），和預先干燥純溴化鉀（200 mg）混合，濃度約為0.5%～2%，之后置入瑪瑙乳缽內，研碎至2 μm。使用壓片機，將混合物進行加壓處理，制作半透明片，同時置入紅外光譜槽掃描，計算機繪圖，同時分析結石成分。

1.3 觀察指標

（1）觀察本組患者泌尿系結石成分，包括一水草酸鈣、二水草酸鈣、碳酸磷灰石、無水尿酸、碳酸磷灰石、六水磷酸銨鎂、單純結石。（2）以CT 平掃結果為金標準，對比化學分析法與紅外光譜分析法分析結果和檢測價值，以結石第一成分最終含量作為結石成分統(tǒng)計結果。

1.4 統(tǒng)計學方法

2.結果

紅外光譜分析法測得9 種結石晶體成分，化學分析法測得6 種結石晶體成分，兩種檢測方法均以草酸鈣檢出率為最高，差異均有統(tǒng)計學意義（＜0.05）。以CT平掃結果為標準，計算化學分析法草酸鈣檢測特異度為27.86%、敏感度為93.96%，紅外光譜法草酸鈣檢測特異度為34.67%、敏感度為93.19%，兩種檢測方法草酸鈣結石檢測敏感度比較，差異無統(tǒng)計學意義（＞0.05），紅外光譜分析法草酸鈣結石檢測特異度高于化學分析法，差異有統(tǒng)計學意義（＜0.05），見表1 ～2。

表1 826 例尿路結石患者紅外光譜法成分分析結果[n（%）]

表2 826 例尿路結石患者化學成分分析法分析結果[n（%）]

3.討論

分析結石成分能夠為臨床明確結石病因提供指導，有助于臨床掌握結石形成潛在代謝紊亂機理，能夠為臨床治療提供指導，在實施腔內治療時可對激光使用量進行預先估計。由于草酸鈣結石在正常生理尿液中形成，極易受到外部制約條件影響形成草酸鈣結石，因此，草酸鈣結石在尿路結石成分分析中檢出率最高。結石生成是多機制、多因素影響的，其中混合性結石總體占比高。

化學分析法主要通過化學試劑與結石樣品發(fā)生反應的方式檢測結石中離子以便臨床對結石成分進行初步推斷，具有成本低、檢測迅速及操作簡單等特點，在基層醫(yī)院中即可應用。但是，化學分析法可能會導致藥物性結石及2，8-二羥基腺嘌呤等結石成分漏檢。此外，該檢測方式無法獲知結石結晶相，存在較高的誤診率。隨著影像技術快速發(fā)展，紅外光譜自動分析系統(tǒng)進入臨床，為結石的分析及處理提供了新的方向。紅外光譜分析法原理在于結石中不同物質分子對紅外光吸收強度存在一定的差異，紅外光譜中能夠依據波長以及吸收率的關系并對照標準圖譜對特定成分進行鑒定，還可通過對各組分吸收峰強度進行對比的方式定量分析結合混合成分。當前，紅外光譜法可以定性、定量分析結石標本。紅外光譜自動分析系統(tǒng)對尿酸類結石的識別率高達100%。紅外光譜法結石成分鑒定應用優(yōu)勢如下：（1）檢測速度較快，只需10 min 即可檢測；（2）結果準確度高；（3）可以檢測無機物、有機物，對于尿液中的重要成分，保持高度敏感性，如磷酸鹽；（4）可以檢測晶體、非晶體。

本文結果顯示，紅外光譜分析法測得9 種結石晶體成分，化學分析法測得6 種結石晶體成分，兩種檢測方法均以草酸鈣檢出率為最高，差異均有統(tǒng)計學意義（＜0.05）?；瘜W分析法草酸鈣檢測特異度為27.86%、敏感度為93.96%，紅外光譜法草酸鈣檢測特異度為34.67%、敏感度為93.19%，兩種檢測方法草酸鈣結石檢測敏感度比較，差異無統(tǒng)計學意義（＞0.05），紅外光譜分析法草酸鈣結石檢測特異度顯著高于化學分析法，差異有統(tǒng)計學意義（＜0.05）。說明與化學分析法相比，紅外光譜法結石成分分析準確性明顯更高，且紅外光譜法結石成分分析對標本體積要求低，只需滿足1 mg 即可。此外，紅外光譜法能夠反映出結石結構特征、組分含量，便于操作，可以快速分析結石內的晶體、非晶體物質，無機成分、有機成分，樣品使用量少；屬于非破壞性分析方法，能夠對樣品組成進行測定；可以檢測尿石草酸鈣形式，同時將鳥糞石區(qū)分出來，有效區(qū)分尿酸、尿酸銨。

通過紅外光譜法進行結石成分分析，能夠快速對結石病因進行診斷，有效指導臨床治療：（1）掌握結石形成潛在代謝紊亂機理。（2）幫助臨床醫(yī)生進行健康宣教，使患者積極預防結石復發(fā)。（3）在腔內治療時，預先估計激光使用量。（4）通過結石成分分析，能夠對結石脆性進行預測。（5）對于特定結石，幫助醫(yī)生選擇最佳治療方案，降低并發(fā)癥發(fā)生率，提升治療效果。（6）針對高尿酸結石，給予多堿性飲食，減少尿酸生成；針對高磷酸鹽結石患者，通過藥物療法控制尿路感染，給予患者酸性食物；針對高鈣結石患者，以酸性食物為主，減少鈣質食物攝入量；針對感染石患者，給予患者抗生素治療，控制細菌感染，多攝入酸性飲料；針對尿酸類結石患者，可以應用堿化療法，針對大體積結石，可以應用體內、體外碎石取石療法。

在治療前期，準確識別尿酸結石，選擇口服溶石治療法，可以避免手術治療。若X 線片診斷為陰性結石，紅外光譜自動分析系統(tǒng)診斷存在尿酸結石特點，則能夠診斷為尿酸結石。此外，結石晶體成分，可以顯示出結石硬度，對體外沖擊波碎石預測的意義顯著。羥基磷酸鈣、二水草酸鈣質地疏松，可以采用預測體外沖擊波碎石法治療，減少手術創(chuàng)傷影響。胱氨酸、碳酸氫鈣石、一水草酸鈣，結構密度大，且硬度強，預測體外沖擊波碎石法治療效果不佳，患者需要使用經皮腎鏡、輸尿管鏡取石術，減少患者重復治療痛苦。相關研究表明，采用X 線無法準確判斷結石深度，并且操作人員可能會遭受放射傷害，并且占用空間比較大。彩色超聲技術能夠重復多次使用，準確掌握深度，準確定位結石。由于紅外光譜自動分析系統(tǒng)鑒別尿路結石成分的準確率高，且輻射劑量比較少，可將其作為結石定位、定性診斷的首選檢查方法，并且推廣到高危人群早期篩查中。隨著新技術與新設備的研發(fā)，紅外光譜自動分析系統(tǒng)、結石比對卡，可以為取石術提供快速分析結石成分的技術支持。在CT 圖像后處理技術中，也開始應用全模型迭代重建技術，技術應用效果顯著。相比于傳統(tǒng)濾波反投影算法，全模型迭代重建技術能夠提升圖像分辨率，擴大微小病灶顯示范圍，并且向體外顯微CT 方向靠近，減少輻射劑量，對泌尿系結石初步診斷、成分分析的意義重大。

綜上所述，紅外光譜自動分析系統(tǒng)在尿路結石成分分析中的應用價值明顯高于化學分析法，有簡便、快捷及準確率高等特點，值得臨床應用。