DSCT在泌尿系结石成分分析中的应用

吴小红，高 雅，戴志军，哈若水

泌尿系结石是一种全球性疾病，发病率高达10%～15%，治疗后易复发，10年复发率可高达50%[1-2]。泌尿系结石的化学成分主要有草酸钙、磷酸钙、尿酸、胱氨酸及磷酸镁胺等。不同成分的泌尿系结石治疗方法不同[3]。泌尿系结石的治疗方式包括外科手术取石、药物排石以及体外震波碎石等，这些方式的选择将因结石成分的不同而不同，若能在治疗前确认，对方案选择有指导意义。以往泌尿系结石成分的分析需要结石排出或取出体外后，采用化学分析法或红外光谱分析法等获得，多项研究表明双源能谱CT(DSCT)可以在体无创分析泌尿系结石成分[4-6]。

1 资料与方法

1.1 一般资料：搜集我院2017年1月-2018年12月行二代双源能谱CT扫描的泌尿系结石患者60例，其中男37例，女23例，年龄23～75岁，平均年龄(48±3)岁，且60例患者尿路结石均经过DSCT双能结石成分分析及术后经过红外光谱结石成分分析。所有患者对自己的检查知情并同意。

1.2 检查方法：采用 Siemens SOMATOM Definition Flash 二代光子双源CT进行双能量平扫，扫描参数：A、B X线管管电压分别为140、80 kVp，参考管电流56～350 mAs，旋转时间0.5 s/r，螺距(Pitch)0.85，矩阵512×512，平均加权系数0.4(按照60%140 kV与40% 80 kV的数据比率计算后融合)，卷积核值D30f，开启实时动态曝光剂量调节(CARE)Dose 4D。图像重建层厚0.75 mm，间隔0.5 mm，同时获得140、80 kV及平均加权120 kV的数据。检查时嘱患者仰卧位，在扫描期间屏住呼吸，行头-足位扫描，扫描范围包括双肾上缘和膀胱下缘。

1.3 DSCT图像重建、图像分析：将80 kVp及140 kVp图像数据导入DSCT后处理工作站 (Syngo.via 3.0)，使用Kidney Stones程序，利用图像后处理软件对研究图像进行容积显示技术(VRT)、多平面重组(MPR)，对所需分析层面以及结石点击 “calculate”进行分析，并记录结石成分。

1.4 红外光谱结石成分分析：全部结石标本冲洗干净干燥后研碎，置于液态加压器上，用红外光谱仪(BRUKER TENSOR 27)进行分析，结石主要成分和次要成分以结石主要成分含量是否达到70%为标准，若达到70%则为纯结石，若未达到70%则为混合结石[7]。

1.5 统计学方法：采用SPSS 22.0统计软件，计数资料采用百分比表示，统计分析采取t检查，计数资料统计分析采取χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 双能与红外光谱结石分析比较：60例患者共发现81枚结石，其中双源能谱CT双能结石成分分析为草酸钙结石66枚、羟基磷灰结石4枚、尿酸结石8枚、混合结石3枚；术后红外光谱结石成分分析草酸钙结石65枚，羟基磷灰结石5枚，尿酸结石7枚、混合成分结石4枚；两种方法差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 双能与红外光谱结石分析比较

2.2 DSCT双能结石成分分析：草酸钙结石、羟基磷灰结石、尿酸结合和混合结石成分的灵敏度为98.6%，特异度为90.9%，阳性预测值为98.6%，阴性预测值为90.9%，对结石成分分析的整体准确性为97.5%。

2.3 草酸钙结石与尿酸结石成分CT值比较：其CT值分别为(980.12±12.54)HU、(356.32±35.23)HU，两者之间差异有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

形成尿路结石的病因多种多样，而且尿路结石的化学成分多种多样，不同化学成分的尿路结石治疗手段各异，如尿酸结石、胱氨酸结石因结石可被药物溶解而选取内科药物治疗；一水草酸钙结石由于硬度较高，不易在体外冲击波碎石；磷酸镁铵结石则硬度较低，首选体外冲击波治疗，但碎石后释放的细菌容易引起严重的全身感染。因此，在临床治疗前明确结石成分，不但可以选择合理的治疗方法，还可提高治疗效果，减少不必要的创伤，减少并发症的发生，为临床提供有效的指导。

传统的结石成分的分析方法有化学分析法、偏光显微镜分析法、热重量分析法、X线衍射分析法、红外光谱分析法、光谱半定量分析法、阴极发光技术、电子探头微量分析等。其中红外光谱结石分析法是一种常用的简便快捷的分析方法[8]，因其使用样品少，操作简单快捷而普遍应用于临床。但此方法是在治疗后取得结石，不能在体内明确结石成分而指导临床治疗。

目前传统影像学诊断尿路结石仅能明确结石的位置、形态、大小及数量，CT平扫可提供CT值，但均无法明确结石的组成成分。本研究通过二代光子双源能谱CT双能量扫描后采用结石分析软件(Kidney Stones)不仅能明确结石的大小、数量、位置，还可以分析结石成分，其中一枚DSCT双能结石成分分析为草酸钙结石被红外光谱分析为羟基磷灰结石，可能是这两种结石成分原子序数相近、出现在结石分析图所在位置相近而没能确切分析。DSCT双能结石成分分析将一枚混合结石分析为尿酸结石，主要原因可能是结石成分以尿酸为主、出现在结石分析图所在位置相近而没能确切分析。两种方法对结石成分的分析差异没有统计学意义。如果以红外光谱法分析结石成分为金标准，DSCT双能结石成分分析显示草酸钙结石、羟基磷灰结石、尿酸结合和混合结石成分的灵敏度为98.6%，特异度为90.9%，阳性预测值为98.6%，阴性预测值为90.9%。对结石成分分析的整体准确性为97.5%。双源CT双能结石成分分析法对结石成分分析具有极高的准确性。

本研究还对草酸钙结石CT值及尿酸结石CT值进行测量分析，两者之间CT值有显著差异，但已有的研究显示不同类型结石之间CT值存在较大重叠，CT值无法准确鉴别结石成分。Mostafavi[9]使用80 kV和120 kV两个电压扫描结石，发现双电压80/120 Kv扫描的CT值差可以区分密度相近的结石。有学者[10]分别使用80、120、140 kV下体外扫描结石，但随着扫描电压的增加，CT值会降低，该研究显示80 kV是鉴别结石成分最适合的电压，140 kV扫描结石并没有更大的诊断价值；也有研究认为[11]80 kV和120 kV双电压水平扫描结石，所测的结果并不可信。有学者[9]评价了双能量虚拟平扫诊断泌尿系结石的价值，发现双能CT诊断泌尿系结石的敏感性和特异性较传统的CT明显增高。所以CT值鉴别泌尿系结石的成分因机型不同、管电压不同及不同类型的结石CT值存在重叠，虽然有一定的意义，但无法准确判断结石成分。

而双源能谱CT能准确判断结石成分主要是因为尿酸盐结石在高电压时的CT值较低电压时高，而非尿酸盐结石在低电压时的CT值较高电压时高，这主要是结石原子序数不同所致。利用这种特性，有学者发现DSCT鉴别尿酸盐结石和非尿酸盐结石的准确性在92%～100%之间，DSCT检出含尿酸盐结石的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值均为100%[12]。

本研究存在一定的局限性，主要是羟基磷灰结石、尿酸结合和混合结石的样本量较小，没有对羟基磷灰结石、混合结石的CT值进行比较分析。

综上所述，DSCT能谱双能扫描不但能明确结石的位置、形态和大小，而且对结石成分分析具有很高的敏感性、特异性，是一种方便、快捷、无创的体内结石成分分析方法，可以在临床治疗前明确结石的成分，指导临床选择合理的治疗方法，可提高治疗效果，减少不必要的创伤，降低并发症的发生，值得在临床推广应用。