雙源CT在尿路結(jié)石成分分析中的臨床研究

巢海潮，曾 濤，鮑坤旺，孟棟良，黃海鵬，包佑根，毛允義 ，朱心燊

（1.南昌大學(xué)研究生院醫(yī)學(xué)部2012級(jí)；2.江西省人民醫(yī)院泌尿外科，南昌 330006）

在西方國(guó)家尿路結(jié)石是一種常見(jiàn)病，每年發(fā)病率為100～300‰,12%的男性和5%的女性到70歲至少經(jīng)歷一次尿路結(jié)石的癥狀［1］。泌尿系結(jié)石是我國(guó)最常見(jiàn)的泌尿外科疾病之一，尤其在我國(guó)的南方地區(qū)其發(fā)病率很高，是世界上3個(gè)主要的泌尿系結(jié)石高發(fā)區(qū)之一［2］。術(shù)前了解尿路結(jié)石的組成成分有利于制定合理的個(gè)體化治療方案和采取有效的預(yù)防措施［3］。 雙源 CT（dual-source CT，DSCT）雙能量技術(shù)可在治療前對(duì)患者體內(nèi)的結(jié)石進(jìn)行成分分析，為選擇結(jié)石個(gè)體化治療方案提供重要的參考依據(jù)，并且對(duì)預(yù)防結(jié)石復(fù)發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用［4-5］。目前，多數(shù)結(jié)石成分分析的方法都限于取材患者術(shù)后標(biāo)本進(jìn)行體外研究，缺乏一種在治療前能對(duì)結(jié)石成分進(jìn)行分析的有效方法［6］。本研究以紅外光譜法分析尿路結(jié)石成分的結(jié)果作為對(duì)照，研究DSCT雙能量技術(shù)分析尿路結(jié)石的準(zhǔn)確性及可靠性。

1 臨床資料

1.1 病例資料

收集2010年12月至2012年12月在江西省人民醫(yī)院泌尿外科診斷為尿路結(jié)石患者75例，男52例，女 23 例，男女比例為 2.3∶1，年齡 21～75 歲。 均排除腎功能不全患者。全部患者術(shù)前均行DSCT雙能量掃描，利用紅外光譜法對(duì)術(shù)后結(jié)石標(biāo)本進(jìn)行結(jié)石成分分析。DSCT雙能量掃描前與所有患者簽訂知情同意書(shū)，并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 DSCT結(jié)石分析

采用siemens somatom definition DSCT（美國(guó)通用公司）進(jìn)行檢查，雙能量掃描A和B球管的管電壓分別為140和80 kV，電流分別為76和342 mA，數(shù)據(jù)采集后傳入工作站［5］,分別在結(jié)石最大橫截面測(cè)CT值（取結(jié)石中心約75%的區(qū)域作為興趣區(qū)），同一枚結(jié)石測(cè)量4次，取平均值。進(jìn)入后處理工作站的雙能量分析界面選項(xiàng)，導(dǎo)入雙能量掃描數(shù)據(jù)，進(jìn)行雙能量結(jié)石成分分析，以CT差值及比值判斷結(jié)石是否是尿酸結(jié)石，并由軟件得出雙能量結(jié)石分析值。

1.3 紅外光譜法結(jié)石分析

75例患者術(shù)前均行DSCT檢查和血清尿酸測(cè)定，術(shù)后結(jié)石標(biāo)本采用結(jié)石紅外光譜自動(dòng)分析系統(tǒng)（藍(lán)莫德科學(xué)儀器有限公司）進(jìn)行定性分析，將結(jié)石分為尿酸鹽結(jié)石和非尿酸鹽結(jié)石。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

75例結(jié)石標(biāo)本為患者術(shù)中取出或體外碎石后排出，其中上尿路結(jié)石69例（92.0%），下尿路結(jié)石6例（8.0%）。根據(jù)紅外光譜法，將結(jié)石分為尿酸鹽結(jié)石及非尿酸鹽結(jié)石。尿酸鹽結(jié)石25例，DSGT雙能量掃描在140 kV能量下的CT值為（316.3±64.5）HU，在 80 kV 能量下的 CT 值為（336.4±55.7）HU；非尿酸鹽結(jié)石50例，在140 kV能量下的CT值為（680.7±334.1）HU，在 80 kV 能量狀態(tài)下為（1005.2±221.3）HU。尿酸鹽結(jié)石與非尿酸鹽結(jié)石在2種能量狀態(tài)下差值、比值的比較見(jiàn)表1。

DSCT雙能量掃描示23例結(jié)石含尿酸，紅外光譜證實(shí)25例（表 2），DSCT示含尿酸的靈敏度為88.0%，特異度98.0%，陽(yáng)性預(yù)測(cè)值約95.7%，陰性預(yù)測(cè)值94.2%。尿酸鹽結(jié)石和非尿酸鹽結(jié)石的血清尿酸值分別為（526±10.1）和（465±9.5）mmol·L-1，2 者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=20.957，P＜0.05）。

表1 2種結(jié)石成分在80和140 kV2種能量狀態(tài)下CT差值及比值的比較 ,HU

表1 2種結(jié)石成分在80和140 kV2種能量狀態(tài)下CT差值及比值的比較 ,HU

結(jié)石成分 n CT值差值 CT值比值尿酸鹽結(jié)石 25 20.1±8.1 1.06±0.02非尿酸鹽結(jié)石 50 324.6±31.2 1.48±0.03 t 14.98 2.40 P＜0.05 ＜0.05

表2 DSCT與紅外光譜法對(duì)結(jié)石含尿酸成分分析的結(jié)果例

3 討論

泌尿系結(jié)石是我國(guó)的常見(jiàn)病和多發(fā)病，治療后易復(fù)發(fā)。其病因較為復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制至今尚未完全清楚，與代謝、內(nèi)分泌、遺傳、飲食及生活習(xí)慣等多種因素密切相關(guān)。尿路結(jié)石成分多種多樣，其性質(zhì)對(duì)結(jié)石處理方案的選擇及復(fù)發(fā)的預(yù)防顯得十分重要［7］。制定結(jié)石的臨床治療方案不但取決于其位置、大小和數(shù)量，成分也是一個(gè)重要的因素。結(jié)石成分的不同，其治療方案的選擇和治療效果大相徑庭。與代謝有關(guān)的結(jié)石如尿酸鹽結(jié)石及胱氨酸結(jié)石首選藥物溶石［8－9］；一水草酸鈣結(jié)石采用體外沖擊波碎石術(shù)（ESWL）多不易擊碎，適合腔內(nèi)微創(chuàng)治療；磷酸鎂銨、磷酸鈣及二水草酸鈣結(jié)石可選擇ESWL和腔內(nèi)微創(chuàng)治療［10］。因此，治療前若能明確結(jié)石成分，有助于進(jìn)行代謝評(píng)估，制定合理的個(gè)體化治療方案及采取科學(xué)的預(yù)防措施，進(jìn)而提高治療效果，減少不必要的創(chuàng)傷，降低并發(fā)癥的發(fā)生，有效地預(yù)防結(jié)石的復(fù)發(fā)。目前，臨床上仍缺乏一種能在治療前明確結(jié)石成分的有效方法。

近年來(lái)隨著 CT 技術(shù)的迅猛發(fā)展，DSCT［11－12］使泌外科醫(yī)師在泌尿系結(jié)石病的診斷方面有了進(jìn)一步的提高。雙能量技術(shù)的應(yīng)用不僅可以明確結(jié)石的大小、數(shù)量及位置，而且可在治療前明確結(jié)石成分［13］，為尿路結(jié)石患者選擇合理的個(gè)體化治療方案提供了重要的參考依據(jù)，從而提高了結(jié)石治愈率，降低其復(fù)發(fā)率，減少了患者的痛苦。

有研究［14］表明，單能量CT可在體外通過(guò)測(cè)量干燥的純結(jié)石的CT值來(lái)推測(cè)結(jié)石成分，但單能量掃描得到的結(jié)石CT值容易受結(jié)石大小和周?chē)橘|(zhì)等因素的影響，變化范圍較增大，因此不同成分結(jié)石的CT值范圍存在重疊現(xiàn)象。同時(shí)利用單源CT測(cè)得結(jié)石的CT值來(lái)判斷結(jié)石的成分，必須對(duì)患者進(jìn)行2次掃描，由于2次呼吸不一，會(huì)導(dǎo)致雙能量數(shù)據(jù)空間配準(zhǔn)不良，此外還增加了患者所受的輻射劑量，所以單源CT雙能量技術(shù)很難應(yīng)用于臨床。

DSCT的雙能掃描能很好地彌補(bǔ)上述單源CT的不足，同時(shí)使用不同能量的2個(gè)球管掃描，由于不同物質(zhì)的能量衰減各不相同，從而將不同物質(zhì)區(qū)分開(kāi)，在雙源掃描模式下，2個(gè)球管分別設(shè)置電壓值、電流值或不同的濾過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)雙能X線(xiàn)的同時(shí)掃描與數(shù)據(jù)采集，不同的結(jié)石成分通過(guò)2種能量掃描將表現(xiàn)出不同的CT值，通過(guò)計(jì)算CT差值、比值及雙能量指數(shù)（DEI）可以推測(cè)其主要成分［15－16］。

在泌尿系結(jié)石的晶體成分中，尿酸和尿酸鹽結(jié)石約占10%［17］。尿酸結(jié)石可用藥物治療溶解自然排出，可不需要手術(shù)等創(chuàng)傷性治療。體外實(shí)驗(yàn)對(duì)尿酸識(shí)別的準(zhǔn)確性極高，可達(dá) 100%［18－19］。 本研究以 CT差值及比值作為指標(biāo)，通過(guò)DSCT結(jié)石分析軟件可得出雙能量結(jié)石分析值，發(fā)現(xiàn)尿酸鹽結(jié)石與非尿酸鹽結(jié)石在2種能量狀態(tài)下CT值差值、比值比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均 P＜0.05）；同時(shí) DSCT 顯示:結(jié)石是否含有尿酸成分的靈敏度和特異度很高，分別為88.0%和98.0%，因此誤診和漏診的可能性很小，可準(zhǔn)確地區(qū)分尿酸結(jié)石和非尿酸結(jié)石，其具有較高的臨床實(shí)用價(jià)值

本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，尿酸鹽結(jié)石與非尿酸鹽結(jié)石患者的血清尿酸值存在差異，分別為（526±10.1）和（465±9.5）mmol·L－1（t=20.957，P＜0.05）。 表明血清尿酸的含量與結(jié)石的發(fā)生存在密切關(guān)系，分析其原因:隨著社會(huì)生活水平的提高，不良飲食生活習(xí)慣（大量飲酒及過(guò)量食用嘌呤豐富的食物等）導(dǎo)致血清尿酸的升高。因此，尿酸鹽結(jié)石患者的血清學(xué)分析為結(jié)石的預(yù)防提供了理論依據(jù)。對(duì)于尿酸結(jié)石患者，建議采用堿性飲食，避免過(guò)多食用如家禽肉類(lèi)、海鮮等含嘌呤豐富的食品。

本研究通過(guò)DSCT對(duì)結(jié)石患者體內(nèi)結(jié)石在治療前進(jìn)行掃描，能有效地區(qū)分尿酸鹽與非尿酸鹽結(jié)石，為結(jié)石患者尋找結(jié)石病因，選擇合理的個(gè)體化治療方案及預(yù)防結(jié)石復(fù)發(fā)具有重要的指導(dǎo)作用。

［1］Saita A,Bonaccorsi A,Motta M.Stone composition:where do we stand［J］.Urol Int,2007,79（Sl）:16－19.

［2］張國(guó)強(qiáng),徐吉平,姚德鴻.泌尿系結(jié)石的臨床特征與治療分類(lèi)［J］.臨床泌尿外科雜志,1998,13（4）:150－153.

［3］Hidas G,Eliahou R,Duvdevani M,Determination of renal stone composition with dual－energy CT:in vivo analysis and comparison with x－ray diffraction［J］.Radiology,2010,257（2）:394－401.

［4］朱光斌.DECT對(duì)尿結(jié)石化學(xué)成分分析的實(shí)驗(yàn)和臨床應(yīng)用研究［D］.廣州:南方醫(yī)科大學(xué)，2010.

［5］Grase A,Johnson T R,Bader M,et al.Dual energy CT characterization of urinary calculi:initial in vitro and clinical experience［J］.Invest Radiol,2008,43（2）:112－119.

［6］高健剛,夏溟.上尿路結(jié)石治療方法的選擇及進(jìn)展［J］.中華泌尿外科雜志,2006,27（6）:1287－1288.

［7］史之敏.尿石成分分析概述［J］.現(xiàn)代診斷與治療,2009,20（5）:257－260.

［8］Stolzmann P,Scheffel H,Rentsch K,et al.Dual－energy computed tomography for the differentiation of uric acid stones:ex vivo performance evaluation［J］.Urol Res,2008,36（3/4）:133－138.

［9］Sheir K Z,Mansour O,Madbouly K,et al.Determination of the chemical composition of urinary calculi by noncontrast spiral computerized tomography［J］.Urol Res,2005,33（2）:99－104.

［10］張艷斌,林政,陳軍,等.125例尿路結(jié)石成分分析及防治對(duì)策［J］.安徽醫(yī)學(xué),2009,30（1）:17－20.

［11］顧海峰,鄭玲,李林.雙源CT雙能量成像及其初步應(yīng)用初探［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2009,30（6）:63－65.

［12］高娟,朱飛鵬,鄭玲,等.雙源CT雙能量成像技術(shù)在臨床應(yīng)用的最新進(jìn)展［J］.檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床,2010,7（9）:874－876.

［13］馬智軍,張素娟,馮強(qiáng).雙源CT雙能量技術(shù)對(duì)泌尿系結(jié)石成分的研究［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)工程,2010,18（4）:23－24.

［14］范永毅.單純螺旋CT平掃在上尿路結(jié)石成分判斷中的應(yīng)用［J］.山東醫(yī)藥,2010,50（22）:6－7.

［15］Hidas G,Eliahou R,Duvdevani M,et al.Determination of renal stone composition with dual－energy CT:in vivo analysis and comparison with X－ray diffraction［J］.Radiology,2010,257（2）:394－401.

［16］Stolzmann P,Kozomara M,Chuck N,et al.In vivo identification of uric acid stones with dual－energy CT:diagnostic performance evaluation in patients［J］.Abdom Imaging,2010,35（5）:629－635.

［17］葉章群,鄧耀良,董誠(chéng)，等.泌尿系結(jié)石［M］.2 版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2010:156－158.

［18］Ferrandino M,Pierre S A,Simmons W N,et al.Dualenergy computed tomography with advanced postimage acquisition data processing:improved determination of urinary stone composition［J］.J Endourol,2010,24（3）:347－354.

［19］Stolzmann P,Leschka S,Scheffel H,et al.Characterization of urinary stones with dual－energy CT improved differentiation using a tin filter［J］.Invest Radiol,2010,45（1）:1－6.