能譜CT在上尿路結石成分分析及術后預防復發中的應用

周嘉明,姜 賢,黃漢震,孫 翔

(南昌大學a.第一附屬醫院高新醫院泌尿外科,南昌 330096;b.第一附屬醫院泌尿外科,南昌 330006)

尿路結石是泌尿外科常見的疾病,以上尿路腎輸尿管結石最為常見,不僅發病率高,且治療后易復發,10年復發率高達50%[1]。尿路結石的發病原因繁多,結石組成成分復雜,不同成分的結石在體內生理代謝機制及軟硬度各不相同,因此了解結石成分對于臨床治療方案的選擇及預防結石復發具有重要意義。能譜CT不僅能在治療前完整采集結石圖像,還能精確地進行體內結石成分分析,讓臨床醫師在治療前做到心中有數。因此,為探索能譜CT在上尿路結石患者體內結石成分分析及指導術后預防結石復發中的臨床應用價值,本文對近3年接受激光碎石手術治療的300例上尿路結石患者的臨床資料進行整理分析,將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

排除標準：1)小兒及少兒(不滿18周歲)、孕婦及大于75歲的老年結石患者;2)同時合并嚴重心血管、肺功能障礙、腦部疾病,凝血功能障礙等血液疾病及精神障礙疾病的患者;3)治療前感染嚴重或發生尿膿毒血癥及泌尿系結核的結石患者;4)合并重復腎,馬蹄腎,巨輸尿管畸形,多囊腎等泌尿系解剖畸形的患者;5)合并泌尿系惡性腫瘤的結石患者。

選取2019年9月至2022年8月南昌大學第一附屬醫院高新醫院收治的經腹部平片、泌尿系彩超或腹部CT確診的上尿路結石患者300例為研究對象。患者均接受激光碎石治療且術后腹部平片復查示結石基本清凈。其中男192例,女108例,年齡20～75歲,平均年齡47.2歲,腎結石患者72例,輸尿管結石患者120例,腎輸尿管結石患者108例。結石最大徑為0.4～4.3 cm,平均直徑為1.55 cm。按隨機數字表法將患者分為觀察組和對照組,各150例,2組年齡、性別、結石大小等比較差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 研究方法

觀察組患者CT掃描采用GE公司研發的全新一代超高端CT-Revolution Frontier先鋒能譜CT儀進行泌尿系掃描,觀察組治療前行能譜掃描及結石分析,術后根據其結石成分采取相應針對性的預防措施。對照組治療前接受普通CT平掃,術后常規選擇多飲水(平均每日飲水2.5～3.0 L)預防結石復發。

1.3 觀察指標

比較能譜CT結石分析結果及各類結石原子序數。分析能譜CT結石分析與紅外光譜分析結果。患者每3～6個月復查1次,隨訪周期不少于半年,比較2組患者術后結石復發率。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 能譜CT結石分析結果及各類結石原子序數比較

觀察組患者術前經能譜CT掃描行結石分析共150例,能譜CT顯示結石的有效原子序數見圖1A。在評定混合型結石成分時,本研究將其主要成分認定為該患者結石的成分類型,共檢測出草酸鈣結石102例,碳酸磷灰石15例,磷酸鎂銨結石5例,尿酸結石8例,胱氨酸結石8例,磷酸氫鈣結石12例,其中混合成分結石80例,以混有草酸鈣、磷酸氫鈣及碳酸磷鹽成分結石居多。各類成分結石中,草酸鈣結石、磷酸氫鈣結石原子序數最高,胱氨酸結石、尿酸結石原子序數最低。

A：能譜CT顯示結石的有效原子序數峰值為13.0～13.75提示主要成分為草酸鈣;B：術后結石標本紅外光譜檢查示二水草酸鈣、一水草酸鈣、碳酸磷灰石(少量)。

2.2 能譜CT結石分析與紅外光譜分析結果比較

以體外紅外光譜分析檢測結果為“金標準”,能譜CT 結石分析結果成分一致的129例,結果相符率86%(129/150),顯示能譜CT檢查得出的結石成分與紅外光譜結石分析法的檢測結果高度符合。能譜CT掃描和紅外光譜分析一致率見表1、圖1B。

2.3 術后結石復發情況

所有患者術后堅持定期返院復查腹部平片、泌尿系彩超或腹部CT,每3～6個月復查1次,隨訪周期6個月至3年,平均隨訪時間22.5個月。觀察組結石復發3例,術后復發率為2%(3/150),對照組結石復發12例,術后復發率為8%(12/150),2組比較差異有統計學意義(χ2=6.067,P=0.014<0.05)。

3 討論

上尿路結石是泌尿外科常見疾病,經常會造成腎功能損傷,其成因受到性別、年齡、體重、地理環境等因素的影響,不同種類結石的成分、臨床特點各異[2]。尿路結石成分復雜,主要有草酸鈣結石、磷酸鈣結石、尿酸結石、胱氨酸結石、磷酸鎂銨結石和碳酸磷灰石,其中以草酸鈣結石最常見,磷酸鈣結石比較少見,往往和其他成分共同存在[3],并且大多數結石常混有兩種及兩種以上結石成分,以混合鈣鹽形式存在。本研究中觀察組患者草酸鈣結石最多(102/150例),不少(80/150例)為混合型結石,以混有草酸鈣、磷酸氫鈣及碳酸磷鹽成分結石居多,與文獻[4]報道相符。目前臨床上對于上尿路結石治療主要有藥物溶石治療、體外震波碎石、經皮腎鏡碎石術及經尿道輸尿管鏡碎石術,結石治療方式選擇與結石數目、大小、位置、形狀、組成成分、輸尿管梗阻等因素密切相關,結石成分是藥物溶石治療的臨床依據,如對于體積較小的尿酸結石和胱氨酸結石可以選擇藥物保守治療。另外,不同成分的結石其硬度與易碎度也各有差異,王進峰等[5]研究發現：泌尿系結石的CT值與結石硬度呈正相關,與易碎度呈負相關。結石硬度從高到低依次是一水草酸鈣結石、磷酸鈣石、胱氨酸石、二水草酸鈣石、磷酸銨鎂石、尿酸石。草酸鈣結石質地較硬,一次體外沖擊波碎石較難震碎,可選用經皮腎鏡或輸尿管鏡手術取石,而磷酸鎂銨感染性結石質地較脆,容易被體外沖擊波擊碎,碎石后充分抗感染治療。因此,結石成分分析不僅有助于明確結石性質,還能有助于指導選擇適宜的治療方法。

目前結石成分分析方法有紅外光譜分析、X線衍射分析、偏振光顯微鏡分析及化學分析法等,其中紅外光譜分析法為金標準[6],但這些方法均為體外分析方法,需要結石排出或取出后方可進行,而治療前體內分析結石成分更加符合臨床治療的需求。能譜CT能通過結石密度的CT值、原子序數等資料,從而實現在體外精確地判定體內的結石成分,了解結石的軟硬度和易碎度,此外能譜成像技術掃描速度快,輻射劑量低,圖像分辨率更高[7],已被成功應用于尿路結石的臨床診斷及治療中。國內學者馬浩平等[8]通過比較能譜CT與常規CT對不同成分尿路結石的檢測結果得出能譜CT可取代常規CT用于尿路結石的診斷,結石成分分析準確度更高,且輻射劑量更低。石才匯等[9]研究發現能譜CT可有效判定結石成分,篩選出易碎結石進行體外震波碎石治療,減少了盲目碎石導致的相關并發癥,提高了碎石排石效率,對體外震波碎石術前評估及預后有重要意義。與傳統能譜掃描流程相比,南昌大學第一附屬醫院高新醫院引進的Revolution Frontier先鋒能譜CT儀整合領域內領先的NVIDIA人工智能計算平臺,可以實現能譜重建速度快、操作流程簡便、能譜精度高,幫助臨床真正實現能譜臨床化[10]。本研究使用能譜CT在治療前對150例上尿路結石患者進行了結石成分分析,并將取得的結石標本利用紅外光譜結石分析法進行驗證,結果相符率達86%,具有較高的準確率。有學者[11]認為結石的復雜混合成分可能對能譜CT檢測準確度存在一定的影響,且對于同一化學成分不同晶體結構組成的結石精確度尚不如紅外光譜分析法,而研究中不少患者為混合型結石成分。相對于傳統的體外結石分析方法,能譜CT結石分析操作方便,檢測快速,經濟無損傷,更符合廣大結石患者的臨床需求,表明能譜CT在上尿路結石成分分析中具有很好的應用價值。

尿路結石的高復發率一直是困擾臨床泌尿外科醫師的難題,生活中結石預防誤區也經常存在,比如不少患者為預防尿路結石而選擇減少食用牛奶、大豆、豆腐等含高鈣食物,然而研究發現低鈣飲食雖然能夠降低尿鈣的排泄,但可能會導致骨質疏松及增加尿液草酸的排泄,從而增加草酸鹽結晶的形成,導致草酸鈣結石更容易復發[12],因此采取準確有效地預防措施是降低結石復發率重要途徑。而不同成分的結石其形成機制各有差異,預防措施也應個體化,因此為提高尿路結石預防的準確性,了解結石的成分是非常必要的。能譜CT能實現在體外精確地判定體內的結石成分,針對結石的組成成分及發病機理,給予患者相應的生活飲食建議及藥物治療,可明顯預防并降低結石的復發率[13]。如對于草酸鈣鹽結石每日進食合適含鈣量的食物,限制食用菠菜、花生、杏仁等高草酸食物;對于尿酸性結石要低嘌呤飲食,減少肉類及海鮮類的攝入,同時口服枸櫞酸氫鉀鈉顆粒堿化尿液;對于磷酸銨鎂感染性結石充分抗感染治療并酸化尿液;對于胱氨酸結石建議多飲水,并口服枸櫞酸氫鉀鈉顆粒堿化尿液。本研究根據不同的結石成分幫助患者采取正確的預防措施,使得觀察組患者術后結石復發率明顯低于對照組(2% 比8%),表明能譜CT結石成分分析可以有效指導預防結石的復發。

綜上所述,能譜CT能在體外精確地分析體內尿路結石成分,讓臨床醫師在治療前心中有數,從而更好地指導結石的治療選擇及預防復發,且檢查操作方便,檢測快捷,經濟無損傷,更符合廣大結石患者的臨床需求。