常规CT扫描中尿酸结石与非尿酸结石的区别

刘 欢，杨学东，石凤祥，吴 哲，孙 昊，金征宇

(1.中国中医科学院 广安门医院 放射科，北京 100053； 2.中国医学科学院 北京协和医院 放射科，北京 100730；3.抚顺市中心医院 放射科，辽宁 抚顺 113006)

泌尿系结石在全世界的发病率逐年提升[1]，其化学成分包括尿酸、胱氨酸、草酸钙、羟基磷灰石等。当结石某种化学成分含量>95%，称为单纯结石，含有两种以上化学成分的结石称为混合性结石[2-3]。随着生活水平提高，中国尿酸结石的比例明显增加[2,4]，治疗前区分尿酸结石与非尿酸结石非常重要，尿酸结石可以通过碱化和稀释尿液治疗，只有伴有尿路梗阻或混有较多其他成分时才需要外科治疗，而非尿酸结石一般都需要多种方法综合治疗[5-6]。随着CT技术的快速发展，双能量CT已经能够准确区分尿酸结石与非尿酸结石[7-8]，但双能量CT的结石成分分析技术并未普及，往往都是通过常规CT完成结石的确诊。本研究拟通过在常规CT扫描中进行多参数测量，包括结石的CT值、结石是否均匀、结石/肾脏CT值比、结石大小、身体宽度，以期找出诊断尿酸结石更准确、实用的方法。

1 材料与方法

1.1 患者基本资料

在北京协和医院信息系统中搜集2015年10月至2019年10月经双能量CT诊断的尿酸结石与非尿酸结石，选取长径>7 mm的所有尿酸结石50例，同期患者随机选取长径>7 mm的非尿酸结石60例(表1)。所有患者在双能量CT检查前均完成常规CT检查，结石成分须经泌尿外科术后证实。本研究中，尿酸结石指的是结石成分是纯尿酸或以尿酸为主结石，如果结石成分中不含有尿酸或以非尿酸为主要成分，将其归类为非尿酸结石。

表1 入组患者的一般情况Table 1 Characteristics of patients

1.2 检查方法

采用西门子双源双能量CT(Somatom Definition Flash)进行扫描，检查范围自双肾上极至耻骨联合水平，采用常规平扫、双能量扫描模式。常规平扫球管电压及有效电流分别为100 kVp/230 mAs，旋转时间0.5 s，螺距0.9 mm，Kernel D40f中等平滑，准直32 mm×0.6 mm，扫描厚度为7 mm，无间距扫描，扫描数据上传至医生工作站进行数据测量。双源球管电压及有效电流分别为140 kVp/178 mAs、100 kVp/230 mAs，开启自动管电流调节，旋转时间0.5 s，螺距0.9 mm，Kernel B30f中等平滑，准直32 mm×0.6 mm，扫描厚度为7 mm，无间距扫描，重建层厚及层间距均为1 mm。扫描数据重建后上传至西门子Leonardo后处理工作站进行双能量结石成分分析。

1.3 数据采集

常规CT扫描患者发现结石后，对结石进行双能量扫描，通过结石成分分析，区分出尿酸结石与非尿酸结石。

由一名影像医师对入组的结石进行测量，该医师测量前不知道结石的具体成分，测量内容包括结石的CT值、大小、是否均匀，肾脏CT值，并计算患者的身体宽度，身体宽度测量方法为右肾门水平腹部左右径+前后径，观察结石是否均匀需要调节窗宽、窗位，显示结石的内部细节(图1)。

A.stones with uniform density; B.stones with uneven density图1 通过调节窗宽、窗位显示结石密度是否均匀Fig 1 The density of stones can be shown through adjusting the window width and window level(×4)

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0进行统计学分析，通过独立样本t检验、卡方检验、受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)评价各指标的预测价值。ROC曲线能够判断某种因素对尿酸结石诊断是否有诊断价值，横坐标X轴为特异性，越接近零准确率越高；纵坐标Y轴为敏感度，越大代表准确率越好。

2 结果

纳入患者110例，其中尿酸结石患者50例，非尿酸结石患者60例。独立样本t检验结果显示，尿酸结石与非尿酸结石的CT值、平均径大小具有统计学差异(P<0.05)。卡方检验结果显示，尿酸结石与非尿酸结石密度是否均匀具有显著差异(P<0.05)，而与肾脏CT值、身体宽度没有差异。

ROC曲线(图2)显示，尿酸结石与非尿酸结石的CT值有统计学意义(P<0.01)，结石大小、密度是否均匀有统计学意义(P<0.05)。结石CT值在预测尿酸结石上具有较高的预测价值，AUC=0.948，灵敏度94%，特异度85.0%；根据ROC曲线，以CT值730 HU为阈值诊断尿酸结石，其阳性预测值83.9%，阴性预测值94.4%，准确度80.1%。结石的大小也具有一定的预测价值，AUC=0.63，灵敏度36.0%，特异度88.3%；根据ROC曲线，以结石平均径>18.05 mm诊断为尿酸结石，其阳性预测值72%，阴性预测值62.4%，准确度64.5%。以结石CT值小于730 HU且结石密度均匀预测尿酸结石，其特异度100%，阳性预测值100%。

3 讨论

泌尿系结石的化学成分有很多种，如尿酸、胱氨酸、草酸钙、羟基磷灰石等，而且大多数都为以某种化学成分为主的混合性结石，治疗前识别尿酸结石非常重要[5-6]。

虽然不同化学成分结石的CT值有重叠[9-11]，但区分尿酸结石与非尿酸结石有一定的可行性，李丽超等以CT值550 HU为阈值能够区分出大部分的尿酸结石与非尿酸结石[12-14]，但以上研究没有对结石大小进行限定、CT值不是在患者体内测量。因为当结石较小时，CT无法准确测量其CT值[15]，仅≥4.3 mm的结石才与CT值有显著关系[16]，所以本研究筛选长径大于扫描层厚7 mm的结石入组。由于单纯测量CT值诊断尿酸结石的方法比较单一，本研究通过多参数(结石是否均匀、结石大小、身体宽度、肾脏CT值)的测量比较，探讨尿酸结石与非尿酸结石的更进一步区别，提高常规CT诊断尿酸结石的特异度、阳性预测值，并加深常规CT在诊断尿酸结石中的认识。

A.ROC curve of CT value in diagnosis of uric acid stones; B.ROC curve of average diameter for diagnosis ofuric acid stones

本研究共搜集110例患者，尿酸结石50例，非尿酸结石60例，所有数据测量均在术前患者体内完成。分析结果提示，用结石CT值小于730 HU可以诊断大部分尿酸为主结石，由于本研究中入组的尿酸结石大多数为以尿酸为主的混合性结石，所以设定中的阈值730 HU比Spettel等[14]学者研究中提出的纯尿酸阈值550 HU偏高。尿酸结石的平均径偏大、密度均匀的较多，以平均径大于18.05 mm诊断尿酸结石也有一定参考价值。当以结石CT值小于730 HU，同时结石密度均匀诊断尿酸结石，其特异度100%，阳性预测值100%。

有研究表明内脏脂肪肥胖与尿酸结石密切相关[17]，而身体宽度(右肾门水平腹部左右径+前后径)可以反映腹型肥胖的程度。本研究结果显示身体宽度在区分尿酸结石与非尿酸结石上并没有显著差异。肾脏CT值并没有统计学差异，所以结石与肾脏CT值比的意义与结石CT值测量相同。

本研究的优势是尿酸结石样本量大，在患者体内完成所有数据测量，过程真实还原临床，同时研究了多个和尿酸结石可能相关的因素。总之，用结石的CT值可以诊断大部分尿酸结石，当结石CT值与结石密度是否均匀结合考虑时，可以显著提高诊断尿酸结石的特异度和阳性预测值，对结石的平均径大小测量也有很好的参考价值。