基于血清電解質和尿常規的青年戰士上尿路結石風險方程的建立*

中國人民解放軍第二五二醫院泌尿外科 （河北 保定 071000）

韓 剛 張 倩 陳宇東

基于血清電解質和尿常規的青年戰士上尿路結石風險方程的建立*

中國人民解放軍第二五二醫院泌尿外科 （河北 保定 071000）

韓 剛 張 倩 陳宇東

目的探討血清電解質及尿比重、pH值與青年戰士上尿路結石的相關性。方法回顧性分析255例因上尿路結石住院治療的青年戰士臨床資料，另選377例同期體檢的健康青年戰士作為對照，比較兩者血清鉀(K)、鈉(Na)、氯(Cl)、鈣(Ca)、二氧化碳結合力(CO2-CP)、尿比重(SG)和pH值的差異，并構建Logistic回歸方程。結果與對照組相比，結石組血清K和尿pH值偏低，而Na、Cl、Ca和SG偏高。經Logistic回歸后得到青年戰士上尿路結石風險方程Y=exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)/[1+exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)]。血清K和尿pH值是青年戰士上尿路結石的保護因素，而Na、Ca和SG則是危險因素。結論血清K、Na、Ca、尿pH和SG可能參與上尿路結石的發生過程，風險方程的應用有助于該疾病的個體化防治。

上尿路結石；青年戰士；電解質；尿常規

上尿路結石是部隊常見病，嚴重影響部隊官兵的健康和戰斗力。鉀(K)、鈉(Na)、氯(Cl)、鈣(Ca)等電解質離子在成石過程中發揮重要作用[1]。本文對患上尿路結石的青年戰士血清電解質及尿常規進行回顧性分析，為了解該人群上尿路結石的成因和防治提供依據。

1 對象與方法

1.1 一般資料2011年3月～2014年12月因上尿路結石就診的青年男性戰士255例，年齡23(17-25)歲，服役76(9-107)月。入伍前無尿石癥、代謝性疾病及基礎病史。腎結石76例，輸尿管結石179例，其中31例兩部位結石，2例三部位結石。診斷標準：超聲提示結石直徑＞0.3cm為陽性，根據病情行臥位腹平片、CT及靜脈泌尿系造影等進一步確診。同期于我院體檢的377例健康青年戰士作為對照組。

1.2 血清電解質及尿常規檢測采集結石組及對照組晨起空腹外周血及尿液標本。生化儀檢測血清K、Na、Cl、Ca、二氧化碳結合力(CO2-CP)水平；尿液自動分析儀檢測尿比重(SG)及pH值。

1.3 統計學方法各變量組間比較采用t檢驗(方差不齊時采用Welch檢驗)。所有樣本隨機化后，抽取85%樣本作為訓練集(結石組217例，對照組319例)，采用二因素Logisitc回歸模型進行多因素分析，構建青年戰士上尿路結石風險方程，剩余15%樣本作為測試集(結石組38例，對照組58例)，χ2檢驗比較風險方程判別訓練集和測試集的敏感性、特異性和準確性，考查方程的判別效能，并應用受試者工作特征曲線(ROC)評價回歸模型效果。P＜0.05為差異具有統計學意義。統計軟件采用Medcalc?Version 9.6.4.0(Frank Schoonjans，比利時)。

2 結 果

2.1 發生上尿路結石的年齡分布

和服役時間分布結石組上尿路結石的發生例數隨年齡和服役時間的延長逐漸增加(圖1)。

2.2 結石組與對照組年齡和服役

時間的比較結石組的年齡、服役時間與對照組相比無顯著差別(表1)。

表1 結石組與對照組各參數值的比較

2.3 結石組與對照組血清電解

質及尿比重、pH值的比較結石組血清K和尿pH值低于對照組，而Na、Cl、Ca和SG高于對照組，組間差異具有統計學意義(P＜0.05)；結石組CO2-CP和對照組相比無顯著差異(見表1)。

2.4 各種因素對發生上尿路結石

的影響的Logistic回歸及風險方程的構建以發生上尿路結石為因變量(有結石為1，無結石為0)，以K、Na、Cl、Ca、CO2-CP、pH值和SG為自變量，進行Logistic多元回歸分析，進一步深入研究其對上尿路結石的影響，結果顯示，K、Na、Ca、pH和SG進入模型(表2)，與青年戰士上尿路結石的發生相關：血清K和尿pH值是上尿路結石的保護因素，而血清Na、Ca和SG是上尿路結石的危險因素。

表2 青年戰士上尿路結石影響因素的Logistic回歸參數

青年戰士上尿路結石風險方程：Y=exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)/ 1+exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)

表3 訓練集與測試集診斷效能的比較(Y=0.35)

選擇最佳截點Y=0.35，則該方程判斷訓練集上尿路結石發生的敏感性為70.51%(153/217)，特異性為82.13%(262/319)，準確性為77.43%(415/536)；判斷測試集上尿路結石發生的敏感性為84.21%(32/38)，特異性為72.41%(42/58)，準確性為77.08%(74/96)；χ2檢驗顯示訓練集與測試集的敏感性、特異性和準確性無顯著差異(表3)

2.5 模型效果的判定-ROC曲線分析Logistic回歸分析后生成該方程的預測概率變量Y，進一步構建該變量預測上尿路結石的ROC曲線(圖2)，曲線下面積為0.86，顯著高于曲線下面積0.50參考值(P＜0.01)。

3 討 論

3.1 部隊上尿路結石發病情況上尿路結石的發生與性別、年齡、營養結構、飲水量、職業、氣候、地理位置、文化水平以及遺傳背景、基礎疾病等因素相關[2-3]，多數指標難于量化，個體差異大，不易比較研究。

本研究選擇青年戰士這一特殊人群作為研究對象。其一般特點為：性別單一(男性)，健康(入伍時經體檢排除基礎及代謝性疾病)，年齡集中(17-25歲)，服役時間短(9-107月)，文化水平接近(中學-大學)，駐地相對固定，氣候相同，作息制度、訓練量、飲食結構相近。其上尿路結石發病因素與當地居民、廠礦企業等有明顯差別[4]。

Evans等報道駐伊美軍人員平均(93±43)天即可形成癥狀性結石[5]。本研究中發生上尿路結石的時間為76(9-107)月，遠高于前者。究其原因可能是本組病例駐地位于冀中平原，屬溫帶季風氣候，而伊拉克地區屬熱帶沙漠氣候，平均氣溫相差大；且我軍訓練、生活方式、飲食結構與美軍亦有較大差別。

直方圖顯示結石組上尿路結石發生例數隨患者年齡、服役時間增加逐步增加，提示結石形成是一個受駐地環境、水源以及訓練、生活方式、膳食習慣等多方面影響的長期過程，部隊需加強衛生知識宣教，倡導合理飲食結構和訓練方式。

圖1 青年戰士發生上尿路結石的年齡和服役時間分布。

圖2 風險方程預測概率變量Y的ROC曲線。（AUC=0.86, P＜0.01）。

上尿路結石與代謝的關系 代謝異常是結石形成的重要原因，多種電解質離子參與結石的形成[6]。K、Na、Ca之間存在協同作用。過多鹽分攝入導致的高尿Na可抑制Ca重吸收，造成高尿Ca，增加結石Ca鹽飽和度。而且，血清Na升高能增加血清Cl的濃度，提高尿液pH值，降低尿枸櫞酸排泄量，促進結石形成。相反，限Na可降低尿Ca排泄，減少尿結晶形成。而K具有與Na相反的生理作用，增加K攝入有可能降低結石的危險[7]。

許清泉等報道結石患者的K和CO2-CP降低，Na、Cl、Ca升高，Logistic回歸顯示男性的K、Na和CO2-CP與結石發生相關[6]。與上述研究結果不同，本研究結石組與對照組K、Na、Cl和Ca的差異具有統計學意義。而Logistic回歸顯示Cl和CO2-CP被排除，血清K水平降低與Na、Ca水平升高則上尿路結石發生的危險升高。造成這一差異的原因，可能與入組人群不同有關：前者年齡跨度大(5-87歲)，且未細分結石部位，

3.2上尿路結石與下尿路結石發病因素多有不同；而本研究嚴格限定了患上尿路結石青年男性戰士這一特殊群體，年齡范圍、工作性質、運動量、學歷、飲食結構、作息制度以及基礎疾病等與前者有較大差異。

有學者報道上尿路結石的發生與尿pH值關系密切[8]。本研究中結石組尿pH值低于對照組(P＜0.01)；Logistic回歸顯示pH值是上尿路結石的保護因素，提示堿化尿液可能有助于預防上尿路結石。

SG反映的尿液中溶質的濃度。本研究中結石組的SG高于對照組，Logistic回歸亦顯示SG升高是上尿路結石的危險因素。原因可能為軍事訓練強度大，出汗多且不能及時飲水，尿中溶質濃度升高，形成結石晶體鹽類過飽和狀態，在有核基質存在和抑制晶體形成物質不足的情況下形成結石。

3.3 部隊上尿路結石風險方程的建立與效果判斷上尿路結石是多重危險因素聯合作用的結果，同類研究均僅限于應用Logistic回歸篩選危險因素[9]。由于個體差異大，相同危險因素對不同個體的影響程度相差甚遠。

本研究以血清電解質和尿常規這兩個易于量化的體檢項目為基礎，構建上尿路結石風險方程；依據每一變量對診斷的相關性分配相應權重，既考慮到影響因素的全面性，又避免了簡單疊加指標造成的診斷效能降低[10]。以Y=0.35為截點，將測試集每例患者的K、Na、Ca、SG和pH值代入方程，結果顯示該方程預測測試組上尿路結石發生的敏感性、特異性和準確性與訓練集無顯著差異；ROC曲線分析顯示曲線下面積為0.86，顯著高于無效模型的0.50(P＜0.01)，證實該模型有效。

綜上所述，本研究著眼于青年戰士這一特殊群體，選擇血清電解質和尿常規這兩個設備簡單、方便基層部隊及野戰條件下開展的檢驗項目，構建青年戰士上尿路結石風險方程，為基層部隊開展上尿路結石個體化防治提供了依據。研究中發現血清K、pH值可能作為保護因素，血清Na、Ca及SG可能作為危險因素，參與上尿路結石發病機制。

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Establishment of Risk of Urinary Stones Equation for Young Soldiers by Serum Electrolyte and Routine Urine Test*

HAN Gang, ZHANG Qian, CHEN Yu-dong. The PLA 252 Hospital, Baoding 071000, Hebei Province, China

ObjectiveTo explore risk factors and development of upper urinary tract lithiasis in young soldiers by assessing the relevance between serum electrocyte, routine urine test.Methods255 young soldiers suffered from upper urinary tract lithiasis were involved in this research. Other 377 health young soldiers were considered as control. Serum levels of K, Na, Cl, Ca, CO2-CP, and urine pH and urine specific gravity (SG) were analyzed between these two groups.ResultsThere was signifcant difference in serum K, Na, Cl, Ca, urine pH, and SG. Logisitic regression analyses showed that K and urine pH were protective factors, while Na, Ca, and SG were risk factors for upper urinary tract lithiasis in young soldiers. The risk equation was established by logistic regression:Y=exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)/[1+exp(-140.56-1.91×K+0.36×Na+4.25×Ca-1.59×pH+92.72×SG)].ConclusionsSerum K, Na, Ca, and urine pH and SG may play role in pathogenesis of upper urinary tract lithiasis, and the use of risk equation may contribute to preventing and curing this disease with individualized pattern.

Upper Urinary Tract Lithiasis; Young Soldier; Electrocyte; Routine Urine Test

R649.4

A

解放軍252醫院院管課題基金資助項目(YY2012-12 & 2014252YY01)

10.3969/j.issn.1009-3257.2016.03.010

2016-05-27

韓 剛，男，泌尿外科專業，主治醫師。主要研究方向：微創泌尿外科。

陳宇東