泌尿系结石成分分析及病例分析

3.15　泌尿系结石的成分分析

【病例】

（1）病例摘要　①病史:女，48岁，排尿困难伴发热，体外冲击波碎石2次。②体格检查:左侧输尿管走行区压痛及叩击痛。③实验室检查:白细胞增高，中性粒细胞90.6%（50%～70%）。

（2）能谱CT检查图例　参见图3.50。

图3.50　输尿管下段结石能谱图

注解:图①70keV单能量图像显示左侧输尿管下段高密度结石影；图②伪彩图清晰显示结石；图③有效原子序数测量结果图显示该结石的有效原子序数值为13.52，对照已知结石成分的光谱分析结果，确定该结石主要含草酸钙成分。

（3）离体实验研究　取猪肾一只，将选取好的结石标本分别埋入猪肾中（尽量保持在同一层面），分别取名结石l、结石2、结石3、结石4、结石5（图3.51）。

图3.51　多种结石能谱分析图

注解:图①、②分别为含结石的肾标本及其有效原子序数图；图③有效原子序数直方图显示:结石1与结石3有效原子序数的峰值比较接近，余各结石峰值有所差异；图④能谱分析结石1～5的平均有效原子序数分别为:13.82、10.24、13.49、10.52、14.05；图⑤经美国Nicolet公司AVATAR380型变换红外光谱结石分析仪测定结石1～5的主要成分分别为:一水草酸钙、胱氨酸、碳酸磷灰石、尿酸、二水草酸钙。图⑥水（碘）基物质密度图像:结石1与结石3有效原子序数的峰值虽然比较接近，但水基值相差较大，两者可在水基图像上得以鉴别。结石2与结石4有效原子序数比较接近，但两者水基值相差较大，故也可在此图像上鉴别。图⑦碘（水）基物质密度图像:含钙结石（草酸钙、磷酸钙）碘基值较其他成分结石高，尿氨酸最低。

【扫描方案】

采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，层厚1.25mm，层间距1.25mm。

【病案分析】(www.xing528.com)

泌尿系结石（calculi in urinary system）是一种常见的临床疾病，结石成分的判定有助于临床合适的治疗方法的选择，并为病因分析及合理的治疗方案的制订提供依据［1，2］。目前结石成分分析的可靠方法有红外光谱分析法、化学分析法及X射线衍射法等，但均为体外分析的方法，需要结石排出或取出后方可进行，而治疗前体内结石成分分析才更符合临床治疗的需求［3］。

常规CT（conventional computed tomography）成像为混合能量成像（polychromatic energy imaging），当对物体进行扫描时，就会出现CT值的漂移，不可避免的会导致CT值的不准确性，从而影响诊断。通过对结石CT值的研究，Deveci S等［1］研究结果显示结石的CT值从高到低依次为草酸钙结石、磷酸钙结石、胱氨酸结石、“感染”石和尿酸结石，但磷酸钙结石和草酸钙结石之间很难鉴别。“钙石”只有与尿酸结石间的CT值差异有统计学意义，而跟其他类型结石之间无统计学意义。故常规CT无法对结石的成分性质进行准确的定性分析。

能谱CT利用投影数据空间基物质解析的技术可获得任一能量点的单能量图像，除噪声外，图像的性质基本上与单一keV光源得到的图像相近。通过不同的keV数据，可以计算出物质的平均有效原子序数［4］。能谱CT不仅可以产生上述单能量图像，还可以通过物质分离技术产生不同的物质密度图像，如水、碘以及钙物质密度等。所以能谱CT能够利用有效原子序数（effective atomic number，Eff-Z）及不同物质密度图像分析不同成分的结石，对其进行精确的定量和定性。

本组用研究发现一水草酸钙、二水草酸钙和碳酸磷灰石的有效原子序数值相近，且均大于胱氨酸和尿氨酸。二水草酸钙虽然也属于草酸钙，但是其含水量却小于一水草酸钙，亦小于碳酸磷灰石。虽然胱氨酸和尿氨酸虽然物质密度相近，但是胱氨酸的含水量较大。这种物质密度成像之间的有差异有助于结石成分的判定。

（姬丽娟　郭　华）

参考文献

［1］Deveci S，Coskun M，Tekin MI，et al.Spiral computed tomography:role in determination of chemical compositions of pure and mixed urinary stones:an in vitro study［J］.Urology，2004，64:237-240.

［2］Bellin MF，Renard-Penna R，Conort P，et al.Helical CT evaluation of the chemical composition of urinary tract calculi with a discriminant analysis of CT-attenuation values and density［J］.Eur Radio1，2004，14:2134-2140.

［3］邓穗平，陈德志，欧阳健明.泌尿系结石组分分析方法及其研究进展［J］.光谱学与光谱分析，2006，26:761-776.

［4］黄科峰，用宝成，黄金山，等.能谱CT有效平均原子序数对离体尿路结石成分分析的前瞻性研究［J］.临床军医杂志，2011，39:615-617.