能谱CT对肾结石原子序数测定与CT值测定在体外震波碎石中的临床应用研究*

石才汇,毕革文

1.广西中医药大学(南宁530001)，2.广西中医药大学第一附属医院泌尿外科(南宁530023)

主题词 肾结石 碎石术 治疗结果 @原子序数 @CT值

泌尿系统结石是外科常见病、多发病，主要发病部位在肾、输尿管等。近年来发病率有上升趋势。欧美地区泌尿系结石发病率为8.8%，我国发病率为1.0%～5.0%，南方地区最高达10.0%[1]。肾结石更是临床上常见的疾病，发病率仍有上升趋势[2]，发病年龄集中在30～60岁，有比较明显的年龄分布特征[3]。不同成分的肾结石可以选用的碎石方式成了医生关注的问题。测定结石原子序数能有效判定结石成分，结合CT值从而了解结石硬度，提高体外冲击波碎石率，因此为了研究结石原子序数和CT值测定在体外冲击波碎石治疗中的预测价值，我们对80例单发肾结石患者进行分组比较,现将结果报告如下。

资料与方法

1 一般资料 2016年3月至2017年6月在我院泌尿外科收治并自愿接受体外冲击波碎石(ESWL)的80例单发肾结石患者，其中男56例，女24例，年龄28～64岁，平均(35.18±1.15)岁，体重(54.5±12.7) kg，结石大小(0.63±1.15) cm，上盏结石13例，中盏结石21例，下盏结石46例，所有患者碎石前均常规行血尿常规，凝血功能，肾功能，高血压，糖尿病及心脑血管疾病等检查，并且无异常。

纳入标准：参照2014年《中国泌尿外科疾病诊断治疗指南》的标准及病人实际情况。体外震波碎石治疗(SWL)肾结石适应证：①直径<10 mm的肾盂内结石或肾上、中盏结石；②直径≥10 mm且<20 mm，CT值Hu<1000，皮肤-结石距离(SSD)<10 cm位于肾盂内结石或肾上、中盏结石；③对于小于10 mm肾下盏结石可以首选ESWL；10～20 mm下盏结石，根据是否存在不利于SWL的不利因素如：肾下盏颈宽度，下盏肾盂夹角，下盏颈长度等决定首选腔内碎石或SWL治疗；④直径>2 cm且<3 cm的部分鹿角形结石，ESWL作为可选择的治疗方法(除了胱氨酸鹿角形肾结石及结石主体大部位于下盏)。排除标准： ①妊娠；②没有纠正的凝血功能障碍；③比较严重的心肺疾病；④存在结石远端解剖性梗阻；⑤未得到控制的尿路感染；⑥未控制平稳的糖尿病；⑦传染病处于活动期，如肺结核、肺炎等；⑧肾功能不全,因结石梗阻导致的肾后性肾功能不全，要先行肾脏穿刺引流，等待肾功能改善，再行治疗；非梗阻性肾功能不全，原则上不考虑ESWL，避免加重肾功能损害。⑨存在骨骼畸形或重度肥胖，影响结石定位或不能配合治疗的患者。以自愿接受体外冲击波碎石术为原则，根据研究设计方案分为A、B两组，A组为对照组：按目前常规通过KUB、B超、普通CT扫描确诊肾结石患者40例。B组为观察组：采用能谱CT诊断并测定出结石原子序数，判断出结石成分，从中筛选出尿酸结石、二水草酸钙结石和鸟粪石(磷酸镁铵结石)易于体外冲击波碎石击碎的病例40例。两组患者在年龄、体重、结石大小、位置等方面比较无统计学差异(P>0.05)，见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2 研究方法

2.1 使用的设备：美国宝石型号为Discovery CT 750HD的双源CT；江苏苏州中加医疗科技有限公司生产的ZDE-222A型电磁式体外冲击波碎石机；日立7180全自动生化分析仪；URIT-5380全自动血液分析仪。

2.2 具体方法步骤：①对照组患者40例常规通过腹部平片(KUB)、彩色B超、非能谱CT扫描确诊单发肾结石并在进行ESWL前均行血常规，生化免疫，凝血功能，心电图等检查，结果无明显异常后，应用江苏苏州中加医疗科技有限公司生产的ZDE-222A型电磁式体外冲击波碎石机。肾结石患者，取仰卧位躺在碎石床上，以治疗头置于患者腰部，通过B超探头进行结石的定位并行冲击波碎石治疗。治疗的强度均为4档、频率为3档。脉冲频率为60～90次/min，震波频率为1.0～1.5 Hz，使用超声耦合剂，让波源的水囊膜与患者皮肤紧密贴合，保证冲击波能在通道上进行有效传播。运用碎石机上B超屏幕实时监测碎石效果，根据治疗效果调节治疗时间。单次击石数从400～1500次。治疗后7 d之后来院复查，患者行B超检查证实结石消失或有残留结石存在，再次行ESWL治疗，最多3次，直至复查结果由B超检查提示结石消失。体外冲击波碎石治疗成功。②观察组患者40例为采用美国宝石型号为Discovery CT 750HD的双源CT进行扫描，确诊为单发肾结石后，在检查序列为双能量模式下的dualenergykidneystones序列，调整检査参数为：A球管的管电压为Snl 40 kV，管电流为162 mAs;B球管的管电压为100 kV,管电流为210 mAs，球管旋转时间0.5 s，把准直设为32层X0.6 mm，调整螺距至0.7，扫描层厚设置为5 mm，层间距为0.5 mm,重建层厚为1.5 mm，融合因子选择0.5，卷积函数用B30fmediumsmooth来重建融合图像，检査结束后将所得数据全部传入工作站。启用西门子公司的Syngomultimodalityworkplace工作站，接着让两位经验丰富的放射科医师在随机，默认的标准肾脏软组织窗下对结石影像进行分析，分别在每位患者的最大结石处，取得最大横截面并取截面积的1/2～2/3为感兴趣区，测量患者的CT值，同一枚结石由2两位医师测量4次，取平均值，与此同时记录下对应的原子序数。再点击DualEnergy软件包，应用程序内的Kidneystone,将140 kV和100 kV的拆薄重建数据导入工作站，进行双能量结石成分分析，判断结石成分，筛选出易碎结石后。确认无ESWL禁忌证，同样使用江苏苏州中加医疗科技有限公司生产的ZDE-222A型电磁式体外冲击波碎石机进行碎石，步骤同对照组。

3 观察指标 ①观察组的结石平均原子序数和对应的平均CT值，两组肾结石患者的结石平均CT值、一次性碎石成功率,疗效评估(结石排净率：术后7 d复查KUB和超声显示体内无结石颗粒；完全粉碎率：术后7 d复查KUB和超声显示残石长径<4 mm；部分粉碎率：术后7 d复查KUB和超声显示结石主体变化不大)；②碎石后并发症总发生率。

结 果

1 两组患者肾结石平均CT值, 观察组的结石平均原子序数 对照组的平均CT值明显较高于观察组，两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)，见表2。在观察组中应用能谱CT检测出易碎结石的平均原子序数，平均CT值。尿酸石的平均原子序数为(6.94±2.84)，平均CT值为(554.25±67.13) Hu，磷酸镁铵石的平均原子序数为(8.33±1.98)，平均CT值为(751.16±153.12) Hu，二水草酸钙石的平均原子序数为(9.21±2.78),平均CT值为(905.46±87.43)Hu。两两之间比较差异有统计学差异(P<0.05)。且可看出易碎肾结石平均原子序数越大的肾结石，其对应的平均CT值越大。易碎肾结石的平均原子序数，平均CT值呈正相关，见表3。

表2 两组患者肾结石平均CT值(Hu)

表3 易碎结石的平均原子序数、平均CT值

2 碎石后两组总疗效情况 对照组40例中，术后7 d复查，对照组无石率55%，残石率20%，部分粉碎率25%，总有效率75%。观察组40例中无石率75%，残石率15%，部分粉碎率10%，总有效率90%，两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 两组总疗效对比 [例 (%)]

3 碎石后两组并发症总发生率情况 对照组患者40例患者中，碎石后出现肉眼血尿6例，感染发热1例，疼痛3例，石街1例，碎石后并发症总发生率为27.5%。观察组40例患者中碎石后出现肉眼血尿2例，感染发热0例，疼痛2例，石街0例，碎石后并发症总发生率为10%。观察组明显低于对照组，两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)，见表5。

表5 碎石后两组术后并发症总发生率对比 [例 (%)]

讨 论

对于肾结石成分的诱发机制目前有着各种学说尚无定论，但可以明确的是不同成分的肾结石有着不同的的特性，随着能谱CT的发展，使用其分析结石成分已经慢慢被临床医生所接受，能谱CT技术可得到101个单能谱图像和基物质图像, 对单能谱下物质的衰减曲线进行分析并得出物质成分。能谱CT相对X线、B超而言，具备速度快，敏感度和准确性高，可重复性强，并能显示阴性结石[4]，扫描不受骨骼重叠和肠道内容物干扰，更容易判断结石的位置、大小及CT值，原子序数等优点[5-7]。国外也有研究表明依据CT值和原子序数判断泌尿系结石成分具有可行性[8]。能谱CT成像中的有效原子序数、钙水比值及50 keV单能量CT值3个指标均可明显区分尿酸类、鸟粪石类、胱氨酸类、磷酸钙类及草酸钙类结石[9]。本研究中易碎结石组的平均CT值比对照组的低，并且一次性碎石成功率也更高，这与桂定文等[10]的研究结果基本相符合，易碎结石的原子序数和CT值都较低，在受到同样外力冲击的同时CT值低的易碎类结石能被更好的击碎，黄永斌等[11]通过研究发现在ESWL碎石中泌尿系结石CT值小的结石碎石速度快且成功率更高。黄苏溪等[12]的关于79例的结石研究，同样表明易碎结石在同样的ESWL强度下能达到更高的碎石成功率。本次研究还在观察组中检测出尿酸石的平均原子序数为(6.94±2.84)，平均CT值为(554.25±67.13) Hu，磷酸镁铵石的平均原子序数为(8.33±1.98)，平均CT值为(751.16±153.12) Hu，二水草酸钙石的平均原子序数为(9.21±2.78)，平均CT值为(905.46±87.43) Hu。两两之间比较有统计学差异(P<0.05)。这与魏燕等[13]的研究结果基本一致，周云等[14]研究的研究显示能谱CT能根据原子序数判定结石成分外，结石的CT值也是易碎结石较低，范兵等[15]在研究中发现结石的硬度和原子序数有内在联系，结石的原子序数与CT值变化趋势相同，这与本研究的结果基本一致。肾结石的成分是影响硬度的主要原因，通过原子序数明确了结石成分后，结合易碎结石的平均CT值区间，可预测结石成分，能更好选择易碎的结石患者进行体外冲击波碎石。能谱CT特有的机制与成像原理把结石的内质更好得以图片的形式表现出来。通过分析结果选择其他的碎石方法，如传统经皮肾技术[16]和新的双镜联合技术[17]等，比较小的石头辅以中药也可以达到排石的效果[18]。

本研究表明ESWL前对患者肾结石进行成分的判定和硬度的评估，筛选出易碎结石，比盲目进行ESWL的成功率要高，降低了进行多次体外冲击波的风险，并能减少术后并发症的发生。