刘宗才 付 隽 曾宪春 王玉权 唐 雷
贵州省人民医院放射科，贵州贵阳 550002
[摘要] 目的 探讨DSCT双能量判断体内结石成分的可行性和准确性。方法 收集2012年9月—2013年6月行CT平扫双能量泌尿系检查并经手术证实，红外波普分析的患者118例（结石共127颗）为研究对象，对其予以DSCT双能量扫描后，在工作站(MMWP)上完成结石成分分析；比较外光谱成分分析与DSCT双能量扫描所得结果。结果 双源CT双能量技术能准确的区分纯尿酸结石和非尿酸结石（敏感性、特异度均为100％），较准确的区分纯草酸钙结石（敏感性为100%，特异度为89.8%），纯羟基磷灰石（敏感性为84.6%，特异度为100%）。结论 双源CT双能量技术能在治疗前对尿路结石的成分进行初步分析，对尿路结石的预防和治疗有着重要的指导意义。
[教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 ] X线计算机；泌尿系结石；双能量；成分分析
[中图分类号] R691.4[文献标识码] A[文章编号] 1672-5654（2014）05（c）-0027-0003
Feasibility study of components in stone by DSCT dual energy judgment
LIU ZongcaiFU JunZENG XianchunWANG YuquanTANG Lei
Guizhou provincial people´s hospital rodidogy ,guizhou 5500002 ,China
[Abstract]ObjectiveTo investigate the feasibility and accuracy of dual energy DSCT judgment component calculus in vivo.MethodsFrom 2012 September to 2013 June underwent CT scan in dual energy urinary examination and confirmed by operation, 118 patients with infrared pop analysis (stone 127) as the research object, by DSCT dual energy scan on the post, in the workstation (MMWP) on stone composition analysis; analysis and DSCT spectra comparison dual energy scan results.ResultsDual energy technique of dual source CT can accurately differentiate between pure uric acid calculi and non uric acid calculi (sensitivity, specificity was 100%), to distinguish pure calcium oxalate stones accurately (sensitivity 100%, specificity 89.8%), pure hydroxyapatite (sensitivity 84.6%, specificity 100%). ConclusionDual energy technique of dual source CT can carry on the composition of urinary stones in the treatment of preliminary analysis, has the important guiding significance for the prevention and treatment of urinary calculi.
[Key words] X-ray computed;Urinary calculi;Dual energy;Component analysis
泌尿系结石病（Urinary stones disease）作为泌尿外科是最常见的疾病之一，又简称尿石病，其患病率在1%~5%，且在治疗后容易复发，甚至在治疗后10年内的复发率高达50%[1-2]。治疗好泌尿系结石的关键是制定一个好的治疗计划，而制定一个好的治疗计划的前提是在术前确定尿路结石的化学成分。目前，检测尿路结石化学成分的方法多为传统方法，即将结石取出后进行体外分析，但这种传统方法不利于尿路结石治疗方案的预先确定。近年来，随着科学技术的发展，CT技术越来越成熟，双源CT双能量结石成分分析国内外文献偶有报道，归纳后存在不足：①绝大部分研究为体外模型研究[3]；②体内结石成分分析或因样本量小、或因结石成分单一[4]而存在一定局限性。本文以红外波普分析尿路结石的结果作对照，研究DSCT双能量判断体内尿路结石可靠性和准确性。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2012年9月—2013年6月行CT平扫双能量泌尿系检查并经手术证实，红外波普分析的患者118例（结石共127颗），所有患者均来自我院住院部，其中男性71例，女性47例，年龄7~69岁，平均（49.3±12.6）岁。就诊主要症状为血尿、腹痛。排除儿童、哺乳妇女、孕妇及屏气时间＜10 s的患者。118例患者均进行红外波普分析和双能结石成分分析，并将两种分析结果进行对比分析。
1.2 双能结石成分分析
使用Siemens Somatom Definition双源CT机加上双能量扫描模式。双能量扫描模式即A管球管电压为 142 kVp、参考管电流为50 mAs而B 管球管电压为80kVp，开启CARE Dose 4D，球管旋转频率为0.30s/圈，螺距、准直、重建层厚、扫描野以及重建间距分别为0.8、64 mm×0.6 mm、1 mm、210~250 mm和0.7 mm，卷积核B30f smooth。扫描方向为从上而下。卷积核D30f medium smooth。图像重建层厚1.0 mm，间距0.75 mm。后处理工作站为Siemens Syngo Multi Modality 工作站（Syngo MMWP, version 2008A, Siemens Medical Solutions）。经双能量扫描后得到140kV的薄层图像和80kV的薄层图像以及一组融合图像，这组融合图像是通过特殊计算按照70% 140kV的数据与30% 80kV的数据比率融合后得到的。将图像调入双能卡，启动Kidney Stones应用程序，对所需分析层面以及结石分析曲线中的蓝色斜线的位置(系统默认该斜线斜率为1.15)分别作出选择和调节，点击“calculate”，结石样本则被用红色和蓝色标记，所在点的斜率决定了分析结果中结石的颜色。蓝色斜线位置调在尿酸点，则尿酸结石被标记为红色，非尿酸结石被标记为蓝色；若斜率被调节至胱氨酸为结石点，如果结石含胱氨酸成分为红色，不含胱氨酸成分为蓝色；若斜率被调节至羟基羟基磷灰石为结石点，如果结石含羟基羟基磷灰石为红色，不含羟基羟基磷灰石为蓝色；如果调节斜率，结石始终被标记为蓝色，结石则认为含草酸钙盐成分。每一例结石均按上述步骤进行结石成分分析。
1.3红外波普结石成分分析
将结石标本冲洗干净后，自然干燥，将其放入玛瑙研钵中，再加入200~300 mg烘干的溴化钾晶体粉末，将其混合反复搅拌研碎。 将研碎后的样品倒入样品板，置于液态加压器上压片，加压至20 kPa。同时点击计样品采集确定键。结石红外光谱曲线可通过将压片放入结石分析仪器卡槽中由计算机工作站自动得出，完成进行结石成分分析。对于混合成分结石，依据各种成分吸收峰的强度确定，主要成分和次要成分根据结石主要成分含量是否达到70%为标准，若达到70%则为为纯结石，若未达到70%则为混合结石[5]。
1.4统计学方法
采用SPSS 17.0软件包进行分析，统计指标为准确性、敏感性、特异度和阳性预测值。计数资料采用百分比表示，采用χ2检验，P<0.05为差异具有统计学意义。
2结果
2.1 红外光谱结果
118例127颗结石中，103颗纯结石，24颗为混合结石。结石包括草酸钙68颗、羟基羟基磷灰石13颗、尿酸19颗、胱氨酸1颗、磷酸铵镁2颗。24例混合结石包括一水草酸钙、二水草酸钙及羟基羟基磷灰石混合结石11例；一水草酸钙、羟基羟基磷灰石混合结石7例；尿酸、一水草酸钙混合结石4例；尿酸、羟基羟基磷灰石2例。
2.2 双能与红外光谱对比结果
全部127颗结石均被标记显示，双能结石成分分析结果（表1），草酸钙结石：双能显示纯草酸钙结石74颗，约占全部结石的58.3%，光谱证实68颗，约占53.3%。双能显示纯草酸钙准确性为95.3%，敏感性为100%，特异度为89.8%，阳性预测值为91.9%（表2）。羟基磷灰石：双能分析显示纯羟基磷灰石结石11颗，光谱显示13颗结石含羟基磷灰石，另外2颗结石双能量显示为羟基磷灰石和草酸钙混合结石。双能显示纯羟基磷灰石的准确性为98.4％，敏感性为84.6%，特异度为100%，阳性预测值为100%（表3）。尿酸结石：双能显示纯尿酸结石19颗，光谱证实19颗。双能显示纯尿酸结石的准确性为100％，敏感性为100％，特异度为100％，阳性预测值为100％（表4）。胱氨酸结石：双能显示2颗纯胱氨酸，但红外光谱未发现含胱氨酸的结石，故均为假阳性。
3 讨论
泌尿系结石成因复杂，且不同成分结石成因不同[6]。原发性、继发性和特发性结石是根据结石的成因给结石分的三种类型。由此可见，了解泌尿系结石成分对临床上治疗泌尿系结石意义非凡。首先，在结石诊断的时候，就可以根据结石成分来推测结石的成因，进一步还可以推测体内代谢情况，然后便可以针对性的选择治疗计划，最后研究出最合适的治疗方法，可见其对指导治疗方式的合理选择、患者的治疗和预防复发及评估治疗效果都具有重要的作用。
将结石取出体外分析是检测泌尿系结石化学成分的传统方法。近年来，随着科学技术的发展，医学CT技术的进步，多层螺旋CT已能够通过测定结石的 CT 值来予以鉴别，但遗憾的是对成分混合复杂的结石尚不能够区分[7]。在DSCT的双能量扫描模式下，A、B球管通过对球管电压、参考管电流的滤过和设置的不同，使得双能量 X 线的扫描与数据采集能够同时完成，这样一次扫描采集便能够得到两组数据，而且这两组数据的电流值和采集背景电压都不同。其原理是在不同的 X 射线能量照射下不同成分的泌尿系结石的X线吸收率都是不同的，这样就导致表现出的 HU 值也不相同，最后经过后台处理软件 Syngo Dual Energy 处理之后利用图像融合重建技术进行有效地图像融合，于是能体现结石化学成分的DSCT双能量特征性重建图像便被构建出来[8]。不仅如此，DSCT双能量扫描的优点也很多，首先便是时间短，一个熟练的放射影像科技师从患者上检查床开始，到扫描结束，可将扫描时长控制在3min左右，这样扫描带来的辐射剂量便被有效降低，并且操作步骤易行、简便。本研究结果显示，DSCT双能量可以准确区分草酸钙、羟基磷灰石尿酸、尿酸结石和胱氨酸类结石。以红外光谱比较，DSCT双能量对于纯草酸钙结石诊断的准确性、敏感性、特异度和阳性预测值分别为95.3%、100%、89.8%、91.9%；对纯羟基磷灰石诊断的准确性、敏感性、特异度和阳性预测值分别为98.4％、84.6%、100%、100%；对纯尿酸结石诊断的准确性、敏感性、特异度和阳性预测值分别为100%、100%、100%、100%；说明DSCT双能量对泌尿系纯结石的诊断与金标准红外光谱法一致性强。与周长圣等[11]利用双源双能量 CT 鉴别尿路离体结石成分的研究报道相一致。但对纯胱氨酸结石的诊断，存在假阳性，分析原因可能因本组资料中纯胱氨酸病例较少所致，将在今后研究中进一步扩大样本量研究。
综上，双源CT双能量技术能在治疗前对尿路结石的成分进行初步分析，对尿路结石的预防和治疗有着重要的指导意义。
[教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献]
[1] 张剑飞，邱建宏，丁红，等.尿路结石成分分析 (附326例报告)[J].临床泌尿外科杂志,2013,28(5):381-382.
[2] Alaya A, Nouri A, Najjar M F. Urinary stone composition in pediatric patients: a retrospective study of 205 cases[J].Clinical Chemistry and Laboratory Medicine, 2011,49(2):243-248.
[3]Basiri A, Taheri M, Taheri F. What is the State of the Stone Analysis Techniques in Urolithiasis[J].Urology journal, 2012,9(2):445-454.
[4]石华，徐述雄，李凯，等.贵州省708例尿路结石成分分析[J].第三军医大学学报,2013,35(7):657-660.
[5]Ramakumar S,Patterson DE,LeRoy AJ, et al. Prediction of stone composition from plain radiographs: a prospective study[J].J Endourol,1999,13(6):397-401.
[6]顾方六.尿石症的流行病学和病因学[J].中华泌尿外科杂志,2003,24(10):717-719.
[7]Boll D，Patil N，Paulson E，et al.Renal stone assessment with dual-energy multidetector CT and advanced postprocessing tyechniques: improved characterization of renal stone composition—pilot study[J].Radiology, 2009,25(6): 813-821.
[8] 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(64):394-401.
[9]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(17):629-635.
[10]Moslemi M K, Saghafi H, Joorabchin S M A. Evaluation of biochemical urinary stone composition and its relationship to tap water hardness in Qom province, central Iran[J].International journal of nephrology and renovascular disease, 2011,4(1):145-149.
[11]周长圣,张龙江,徐凤,等.利用双源双能量 CT 鉴别尿路离体结石成分的研究[J].国际医学放射学杂志,2012，35(6):511-514.
（收稿日期：2014-02-18）