能谱CT在上尿路结石成分分析及术后预防复发中的应用

周嘉明,姜 贤,黄汉震,孙 翔

(南昌大学a.第一附属医院高新医院泌尿外科,南昌 330096;b.第一附属医院泌尿外科,南昌 330006)

尿路结石是泌尿外科常见的疾病,以上尿路肾输尿管结石最为常见,不仅发病率高,且治疗后易复发,10年复发率高达50%[1]。尿路结石的发病原因繁多,结石组成成分复杂,不同成分的结石在体内生理代谢机制及软硬度各不相同,因此了解结石成分对于临床治疗方案的选择及预防结石复发具有重要意义。能谱CT不仅能在治疗前完整采集结石图像,还能精确地进行体内结石成分分析,让临床医师在治疗前做到心中有数。因此,为探索能谱CT在上尿路结石患者体内结石成分分析及指导术后预防结石复发中的临床应用价值,本文对近3年接受激光碎石手术治疗的300例上尿路结石患者的临床资料进行整理分析,将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

排除标准：1)小儿及少儿(不满18周岁)、孕妇及大于75岁的老年结石患者;2)同时合并严重心血管、肺功能障碍、脑部疾病,凝血功能障碍等血液疾病及精神障碍疾病的患者;3)治疗前感染严重或发生尿脓毒血症及泌尿系结核的结石患者;4)合并重复肾,马蹄肾,巨输尿管畸形,多囊肾等泌尿系解剖畸形的患者;5)合并泌尿系恶性肿瘤的结石患者。

选取2019年9月至2022年8月南昌大学第一附属医院高新医院收治的经腹部平片、泌尿系彩超或腹部CT确诊的上尿路结石患者300例为研究对象。患者均接受激光碎石治疗且术后腹部平片复查示结石基本清净。其中男192例,女108例,年龄20～75岁,平均年龄47.2岁,肾结石患者72例,输尿管结石患者120例,肾输尿管结石患者108例。结石最大径为0.4～4.3 cm,平均直径为1.55 cm。按随机数字表法将患者分为观察组和对照组,各150例,2组年龄、性别、结石大小等比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 研究方法

观察组患者CT扫描采用GE公司研发的全新一代超高端CT-Revolution Frontier先锋能谱CT仪进行泌尿系扫描,观察组治疗前行能谱扫描及结石分析,术后根据其结石成分采取相应针对性的预防措施。对照组治疗前接受普通CT平扫,术后常规选择多饮水(平均每日饮水2.5～3.0 L)预防结石复发。

1.3 观察指标

比较能谱CT结石分析结果及各类结石原子序数。分析能谱CT结石分析与红外光谱分析结果。患者每3～6个月复查1次,随访周期不少于半年,比较2组患者术后结石复发率。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 能谱CT结石分析结果及各类结石原子序数比较

观察组患者术前经能谱CT扫描行结石分析共150例,能谱CT显示结石的有效原子序数见图1A。在评定混合型结石成分时,本研究将其主要成分认定为该患者结石的成分类型,共检测出草酸钙结石102例,碳酸磷灰石15例,磷酸镁铵结石5例,尿酸结石8例,胱氨酸结石8例,磷酸氢钙结石12例,其中混合成分结石80例,以混有草酸钙、磷酸氢钙及碳酸磷盐成分结石居多。各类成分结石中,草酸钙结石、磷酸氢钙结石原子序数最高,胱氨酸结石、尿酸结石原子序数最低。

A：能谱CT显示结石的有效原子序数峰值为13.0～13.75提示主要成分为草酸钙;B：术后结石标本红外光谱检查示二水草酸钙、一水草酸钙、碳酸磷灰石(少量)。

2.2 能谱CT结石分析与红外光谱分析结果比较

以体外红外光谱分析检测结果为“金标准”,能谱CT 结石分析结果成分一致的129例,结果相符率86%(129/150),显示能谱CT检查得出的结石成分与红外光谱结石分析法的检测结果高度符合。能谱CT扫描和红外光谱分析一致率见表1、图1B。

2.3 术后结石复发情况

所有患者术后坚持定期返院复查腹部平片、泌尿系彩超或腹部CT,每3～6个月复查1次,随访周期6个月至3年,平均随访时间22.5个月。观察组结石复发3例,术后复发率为2%(3/150),对照组结石复发12例,术后复发率为8%(12/150),2组比较差异有统计学意义(χ2=6.067,P=0.014<0.05)。

3 讨论

上尿路结石是泌尿外科常见疾病,经常会造成肾功能损伤,其成因受到性别、年龄、体重、地理环境等因素的影响,不同种类结石的成分、临床特点各异[2]。尿路结石成分复杂,主要有草酸钙结石、磷酸钙结石、尿酸结石、胱氨酸结石、磷酸镁铵结石和碳酸磷灰石,其中以草酸钙结石最常见,磷酸钙结石比较少见,往往和其他成分共同存在[3],并且大多数结石常混有两种及两种以上结石成分,以混合钙盐形式存在。本研究中观察组患者草酸钙结石最多(102/150例),不少(80/150例)为混合型结石,以混有草酸钙、磷酸氢钙及碳酸磷盐成分结石居多,与文献[4]报道相符。目前临床上对于上尿路结石治疗主要有药物溶石治疗、体外震波碎石、经皮肾镜碎石术及经尿道输尿管镜碎石术,结石治疗方式选择与结石数目、大小、位置、形状、组成成分、输尿管梗阻等因素密切相关,结石成分是药物溶石治疗的临床依据,如对于体积较小的尿酸结石和胱氨酸结石可以选择药物保守治疗。另外,不同成分的结石其硬度与易碎度也各有差异,王进峰等[5]研究发现：泌尿系结石的CT值与结石硬度呈正相关,与易碎度呈负相关。结石硬度从高到低依次是一水草酸钙结石、磷酸钙石、胱氨酸石、二水草酸钙石、磷酸铵镁石、尿酸石。草酸钙结石质地较硬,一次体外冲击波碎石较难震碎,可选用经皮肾镜或输尿管镜手术取石,而磷酸镁铵感染性结石质地较脆,容易被体外冲击波击碎,碎石后充分抗感染治疗。因此,结石成分分析不仅有助于明确结石性质,还能有助于指导选择适宜的治疗方法。

目前结石成分分析方法有红外光谱分析、X线衍射分析、偏振光显微镜分析及化学分析法等,其中红外光谱分析法为金标准[6],但这些方法均为体外分析方法,需要结石排出或取出后方可进行,而治疗前体内分析结石成分更加符合临床治疗的需求。能谱CT能通过结石密度的CT值、原子序数等资料,从而实现在体外精确地判定体内的结石成分,了解结石的软硬度和易碎度,此外能谱成像技术扫描速度快,辐射剂量低,图像分辨率更高[7],已被成功应用于尿路结石的临床诊断及治疗中。国内学者马浩平等[8]通过比较能谱CT与常规CT对不同成分尿路结石的检测结果得出能谱CT可取代常规CT用于尿路结石的诊断,结石成分分析准确度更高,且辐射剂量更低。石才汇等[9]研究发现能谱CT可有效判定结石成分,筛选出易碎结石进行体外震波碎石治疗,减少了盲目碎石导致的相关并发症,提高了碎石排石效率,对体外震波碎石术前评估及预后有重要意义。与传统能谱扫描流程相比,南昌大学第一附属医院高新医院引进的Revolution Frontier先锋能谱CT仪整合领域内领先的NVIDIA人工智能计算平台,可以实现能谱重建速度快、操作流程简便、能谱精度高,帮助临床真正实现能谱临床化[10]。本研究使用能谱CT在治疗前对150例上尿路结石患者进行了结石成分分析,并将取得的结石标本利用红外光谱结石分析法进行验证,结果相符率达86%,具有较高的准确率。有学者[11]认为结石的复杂混合成分可能对能谱CT检测准确度存在一定的影响,且对于同一化学成分不同晶体结构组成的结石精确度尚不如红外光谱分析法,而研究中不少患者为混合型结石成分。相对于传统的体外结石分析方法,能谱CT结石分析操作方便,检测快速,经济无损伤,更符合广大结石患者的临床需求,表明能谱CT在上尿路结石成分分析中具有很好的应用价值。

尿路结石的高复发率一直是困扰临床泌尿外科医师的难题,生活中结石预防误区也经常存在,比如不少患者为预防尿路结石而选择减少食用牛奶、大豆、豆腐等含高钙食物,然而研究发现低钙饮食虽然能够降低尿钙的排泄,但可能会导致骨质疏松及增加尿液草酸的排泄,从而增加草酸盐结晶的形成,导致草酸钙结石更容易复发[12],因此采取准确有效地预防措施是降低结石复发率重要途径。而不同成分的结石其形成机制各有差异,预防措施也应个体化,因此为提高尿路结石预防的准确性,了解结石的成分是非常必要的。能谱CT能实现在体外精确地判定体内的结石成分,针对结石的组成成分及发病机理,给予患者相应的生活饮食建议及药物治疗,可明显预防并降低结石的复发率[13]。如对于草酸钙盐结石每日进食合适含钙量的食物,限制食用菠菜、花生、杏仁等高草酸食物;对于尿酸性结石要低嘌呤饮食,减少肉类及海鲜类的摄入,同时口服枸橼酸氢钾钠颗粒碱化尿液;对于磷酸铵镁感染性结石充分抗感染治疗并酸化尿液;对于胱氨酸结石建议多饮水,并口服枸橼酸氢钾钠颗粒碱化尿液。本研究根据不同的结石成分帮助患者采取正确的预防措施,使得观察组患者术后结石复发率明显低于对照组(2% 比8%),表明能谱CT结石成分分析可以有效指导预防结石的复发。

综上所述,能谱CT能在体外精确地分析体内尿路结石成分,让临床医师在治疗前心中有数,从而更好地指导结石的治疗选择及预防复发,且检查操作方便,检测快捷,经济无损伤,更符合广大结石患者的临床需求。