临床研究肾结石负荷的三种测量参数与输

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作者

袁谦江洪涛刘增钦谢京黄建生肖克峰

作者单位

医院暨南大学第二临床医学院南方医院泌尿外科，深圳市泌尿外科微创医学工程技术研究开发中心

引用本刊

袁谦，江洪涛，刘增钦，等.肾结石负荷的三种测量参数与输尿管软镜手术时间及效果的相关性分析[J].中华泌尿外科杂志，，42（5）：-.

DOI:10./cma.j.cn--

摘要

目的

探讨肾结石负荷的3种测量参数（结石体积、结石最大径、结石面积）与输尿管软镜碎石术手术时间及效果的相关性。

方法

回顾性分析年1月至年12月医院70例因单发肾结石行输尿管软镜碎石术患者的临床资料。男46例，女24例；年龄(47±12)岁。结石位于左侧28例，右侧42例；位于肾盂32例、下盏29例、中盏6例、上盏3例。70例均行输尿管软镜碎石术。记录手术时间。将术前CT图像导入ITK-SNAP3.6.0软件半自动计算结石体积。采用术前CT平扫图像，在冠状面上选择结石最大截面，测量结石最大长径（D）和宽径（d），结石面积=0.25πDd。根据术后CT平扫结果将患者分为两组：残余结石最大径≤2mm者为完全清除组，2mm者为部分清除组。分别对结石体积、结石最大径、结石面积与手术时间或效果的相关性进行分析，并进行简单线性回归分析，再通过前向逐步线性回归评估其他因素对手术时间的影响。

结果

手术时间中位值63(50,84)min。完全清除组47例，结石体积(,)mm3，结石最大径15(10,19)mm，结石面积82(49,)mm2。部分清除组23例，结石体积(,)mm3，结石最大径15(12,20)mm，结石面积(73,)mm2。两组结石体积、结石最大径、结石面积差异均无统计学意义(P0.05)。结石最大径20mm患者的完全清除率为55%(6/11)，结石最大径≤20mm患者的完全清除率为70%(41/59)，两组差异无统计学意义(P0.05)。结石体积与手术时间的相关系数最大，为0.58,结石最大径和结石面积与手术时间的相关系数分别为0.33和0.34。结石体积与手术时间的简单线性回归的决定系数最优，为0.36,结石最大径、结石面积与手术时间的决定系数分别为0.17和0.22。手术时间与结石体积进行单因素线性回归后计算出的AIC基线值为.24,采用前向逐步回归法依次加上结石最大径、结石成分、结石位置等因素后，AIC值依次增加至.19、.69、.03。

结论

结石体积、结石最大径和结石面积与输尿管软镜碎石术的结石清除率均无显著相关性，但结石体积是影响手术时间的最主要因素，是反映结石负荷的最佳参数。

输尿管软镜碎石术逐渐成为临床上治疗肾结石的主要手术方法，但对于其手术适应证尚存在争议，一般认为输尿管软镜碎石术适合治疗直径≤2cm的肾结石［1］。但是，手术的影响因素十分复杂，鹿角形结石、结石直径、结石CT值、结石所在盏平均长度等均可能对手术时间及效果产生影响［2］。国内有学者通过建立肾结石多个因素RUSS评分的方法对输尿管软镜的结石清除率进行预测［3］。然而，目前临床上普遍使用输尿管软镜碎石术治疗肾内单发结石，RUSS评分法的评估作用有限，究其原因，可能在于肾结石负荷的评估不够准确。目前评估结石负荷通常采用结石最大径或者结石面积，这种方法比较简便，但误差较大，难以准确评估结石负荷［4］。本研究回顾性分析年1月至年12月医院因单发肾结石进行输尿管软镜碎石术70例患者的临床资料，分析结石体积、结石最大径、结石面积与手术时间及效果的相关性。

对象与方法一、一般资料

本研究共70例，男46例，女24例；年龄(47±12)岁。结石位于左侧28例，右侧42例；位于肾盂32例，下盏29例，中盏6例，上盏3例。

二、结石参数的测量方法

1.结石体积的测量方法：将CT平扫DICOM图像导入ITK-SNAP3.6.0软件，进行结石影像的半自动分割与三维重建。灰度域值范围采用最小域值＞,软件自动对重建好的结石三维模型进行体积运算，记录运算结果。

2.结石最大径的测量方法：采用CT平扫三维重建，选取冠状位结石最大截面，测量结石的最大长径。

3.结石面积的测量方法：采用CT平扫三维重建，选取冠状位结石最大截面，测量结石的最大长径(D)和宽径(d)，结石面积=0.25πDd［5］。

三、手术方法

输尿管软镜碎石步骤参考文献［6］，术前2周留置F6双J管。全麻后，患者取截石位。输尿管硬镜经尿道进入膀胱，拔除预留的双J管，再留置导丝，硬镜下探查输尿管通畅，无异常病变后退镜。顺导丝置入NavigatorHD输尿管软镜鞘(美国BostonScience公司)，URF-V电子输尿管镜(日本Olympus公司)进入肾内，使用VersaPulsePowerSuiteHolmiumW激光碎石机(美国Lumenis公司)、μm光纤碎石，激光器初始每次发射的激光能量为1.0J，频率为20Hz，输出功率为20W，根据碎石效率可上调至1.2～1.4J，频率20～25Hz，总输出功率控制在30W以内。用镍钛合金网篮(美国BostonScience公司)尽量取出碎石。术后留置双J管2～4周，拔管后复查肾脏CT平扫。

根据术后CT平扫结果将研究对象分为两组：残余结石≤2mm者为完全清除组，＞2mm者为部分清除组［2］。

四、统计学方法

采用开源软件R语言3.4.4分析数据，采用dplyr包和ggplot2包。计量资料不符合正态分布，采用M(P25,P75)表示，计数资料以例或百分比表示。采用Wilcoxon秩和检验分析完全清除组和部分清除组的结石体积、结石最大径及结石面积的差异。采用χ2检验比较结石最大径20mm与≤20mm患者的结石清除率。手术时间与结石体积、结石最大径或结石面积的相关性采用Spearman法进行显著性检验。手术时间与结石体积、结石最大径及结石面积间的回归关系采用简单线性回归法取得，并计算出决定系数R2。为进一步判断手术时间是否受结石最大径、位置、成分的影响，在结石体积的基础上采用前向逐步多因素线性回归分析的方法，依次增加上述因素，计算其赤池信息量准则(Akaikeinformationcriterion,AIC)值，以最小AIC值作为最佳拟合模型。以P0.05为差异有统计学意义。

结果70例手术时间中位值63(50,84)min。结石体积(,)mm3;结石最大径15(10,19)mm，其中11例20mm，59例≤20mm；结石面积98(55,)mm2。结石均为混合成分，主要成分为一水草酸钙57例(82%)，碳酸磷灰石8例(11%)，无水尿酸5例(7%)。完全清除组47例，结石体积(,)mm3，结石最大径15(10,19)mm，结石面积82(49,)mm2；部分清除组23例，结石体积(,)mm3，结石最大径15(12,20)mm，结石面积(73,)mm2；两组结石体积、最大径、面积的差异均无统计学意义(P值分别为0.23、0.22、0.17)。结石最大径20mm患者的完全清除率为55%(6/11)，结石最大径≤20mm患者的完全清除率为70%(41/59)，两组差异无统计学意义(P=0.54)。相关性分析结果显示，手术时间与结石体积、结石最大径、结石面积的相关系数分别为0.57、0.32、0.32。结石体积、结石最大径、结石面积与手术时间的线性回归分析结果显示(图1)，结石体积、结石最大径、结石面积的决定系数R2分别为0.36、0.17、0.22。手术时间与结石体积进行单因素线性回归后计算出的AIC基线值为.24,采用前向逐步回归法依次加上结石最大径、结石成分、结石位置等因素后，AIC值分别增加至.19、.69、.03。讨论

目前文献报道的结石体积测算方法有公式法、CT三维建模法。公式法比较简便，CT三维建模法对软件及算法的要求较高。多项研究结果表明CT三维建模法的准确性高于公式法［10］。结石径线越大，公式法的准确性就越差，这可能是由于径线越大结石形态越不规则［11］。本研究采用免费影像建模软件ITKSNAP，在简单设置参数后可以用CT原始影像数据快速对结石进行半自动化的三维建模，进而获取结石体积信息。这种半自动化的标准方法降低了完全人工测量的误差，可以获得更加准确的参数信息。本研究结果显示，结石体积与输尿管软镜手术时间的相关系数显著优于结石最大径和结石面积，结石体积与手术时间建立的线性回归模型的决定系数也是最优的。因此结石体积是反映结石负荷的最佳指标。

泌尿系结石CT三维重建技术在泌尿系结石诊治的各个方面都有应用。例如，在预测输尿管结石的排石率方面，研究结果显示对于＞7mm的输尿管结石，采用CT建模测量出来的结石体积是其能否自行排出的唯一影响因素［12］。在预测无症状肾结石将来出现临床症状的可能性方面，结石体积也较结石最大径准确［13］。此外，采用螺旋CT三维重建肾结石形态也有助于经皮肾镜取石术前设计最佳的穿刺通道［14］。Ozbir等［15］通过多因素回归分析发现结石体积占肾集合系统体积的比例是影响经皮肾镜取石术并发症的两个独立危险因素之一。但通过CT三维重建预测输尿管软镜碎石术效果的研究未见文献报道。除结石体积外，结石最大径、结石主要成分、结石位置是否会共同影响手术时间尚不明确。本研究为阐明这一问题，采用前向逐步回归分析法，以结石体积与手术时间的线性回归模型作为基础，逐步叠加结石最大径、结石主要成分、结石位置等变量进行多元线性回归分析，以AIC作为评价模型拟合优良性的标准。在结石体积的基础上增加上述变量，AIC值均有不同程度的增加，这说明结石体积是手术时间最重要的影响因素，增加其他因素并没有增加模型的拟合优度。

不同成分的结石硬度差别较大，越硬的结石碎石效率越低。而本研究结果显示结石主要成分对于手术时间的影响似乎并不显著。这可能是由于以下两个原因：①本研究中82%的结石成分为一水草酸钙，其他成分所占比例较小，对统计结果影响较小。②手术过程中，术者也会根据碎石效果调节激光输出功率，降低了结石成分对于手术时间的影响。

本研究结果显示，结石体积、结石最大径、结石面积对输尿管软镜碎石术效果均无显著影响。这可能有以下原因：①影响结石清除率的因素非常复杂，如设备状况、术者水平、结石硬度、结石位置、患者身体状况等。②本研究为回顾性分析，77％的患者结石最大径在2cm以下。术前结合术者的操作经验、输尿管软镜和激光的设备状态，有比较准确的对结石清除效果的评估，因此，本研究结果未能体现结石负荷对结石清除率的影响。但随着术者熟练程度的提高，输尿管软镜和激光设备的改进，一些医疗中心已开始尝试采用输尿管软镜治疗2cm以上的结石［16］。从理论上推断，结石负荷的增大会导致结石清除率的降低。因此，有必要进行输尿管软镜碎石术治疗较大结石的前瞻性研究，以探讨结石负荷与结石清除率的关系，并探索输尿管软镜碎石术治疗结石负荷的上限。

综上所述，与结石最大径及结石面积相比，结石体积是反映结石负荷更为合适的指标，也是影响单发肾结石输尿管软镜碎石手术时间最主要的因素。因此，建议在评估肾结石负荷时尽量采用CT检查，以结石体积作为主要指标。

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