尿石症是小儿泌尿外科常见疾病，病因主要包括遗传代谢异常、生理畸形及尿路感染等，临床症状表现为肾绞痛、血尿、反复尿路感染、尿痛、排尿困难等^[1]。目前，小儿泌尿系结石的手术治疗方法主要包括体外冲击波碎石术、经皮肾镜碎石取石术、输尿管镜碎石取石术^[2]。刘李等^[3]报道，小儿泌尿系结石成分主要包括草酸钙结石(最多见)、尿酸结石、鸟粪石(感染性结石)、胱氨酸结石、混合性结石等，且较成人更易复发^[4]。鉴于CT是诊断小儿泌尿系结石灵敏度最高的影像学方法，Rodríguez-Plata等^[5]和舒露^[6]分别研究报道，可以通过CT豪恩斯菲尔德单位(hounsfield unit, HU)预测结石成分，为泌尿系结石患者的诊疗提供依据。本研究旨在探讨小儿泌尿系结石CT HU值在结石成分判断中的应用价值。

本研究为回顾性研究，以2009年4月至2022年4月在湖南省儿童医院诊断为泌尿系结石的患儿为研究对象。病例纳入标准：①首次在本院行碎石取石手术治疗；②术前在本院行CT影像学检查；③术中或术后获取结石标本，且术后结石成分单一。排除标准：①结石长径(结石在横断面上最大横截面积的最长尺寸)≤3 mm；②某种单一结石成分类型病例总数＜10例(如黄嘌呤结石5例)。根据上述标准，最终纳入本研究的泌尿系结石患儿共422例。本研究经过湖南省儿童医院伦理委员会审核批准(HCHLL-2022-137)，患儿父母均知情同意。

CT HU值测量：患儿治疗前均接受了泌尿系CT扫描影像学检查[检查设备：飞利浦64排螺旋CT(型号：PHILIPS CT Brilliance)，使用3 mm薄层厚度。进入医疗影像系统(picture archiving and communication system, PACA)，在CT平扫骨窗界面，结石长径大于3 mm认为有临床诊断意义。由CT扫描图像中结石长径层面的感兴趣区(region of interest, ROI)测量结石的CT HU值。在结石长径中心测量一次，标记为结石核心HU值；在结石长径外围分别测量两次，测量的HU值平均数标记为结石外围HU值；$\frac{(\text { 结石核心 } \mathrm{HU} \text { 值 }+ \text { 结石外围 HU 值 })}{2} $；HU密度(hounsfield units density, HUD)=$ \frac{\text { 结石平均 HU 值 }}{\text { 结石长径 }}$。CT HU值测量评估采取单盲设定，由两名经验丰富的放射科医师独立进行。

采用智能结石分析仪(型号：SUN-3G，济南鼎舜医疗器械有限公司)进行结石成分分析。红外光谱结石成分分析流程：①首先将结石标本用蒸馏水洗干净，放入70℃ ~100℃烤箱内烘干待用；②将结石样本研磨成粉末；③将纯溴化钾进行干燥处理，取200 mg干燥溴化钾与1 mg结石粉末样本混合，在玛瑙研钵中碾压成粉末充分混合；④将结石标本置于压片机中制备成半透明状检测片；⑤将检测片植入光谱槽中扫描，自动分析出结石成分。根据结石成分分析结果，将所有患儿分为4组：草酸钙结石组、尿酸结石组、鸟粪石组、胱氨酸结石组。草酸钙结石包括一水草酸钙和(或)二水草酸钙；尿酸结石包括无水尿酸、尿酸氢铵、一水尿酸；鸟粪石即感染性结石，包括磷酸铵镁和(或)碳酸磷灰石。

采用SPSS 25.0进行统计学分析。对服从正态分布的计量资料采用x±s表示；对多个符合正态分布的样本均数两两比较使用Dunnett-t检验进行方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。计数资料以频数、构成比表示，不满足正态分布的变量资料使用[M(Q₁，Q₃)]表示；多组间两两比较采用多样本的秩和检验(Kruskal-Wallis Dunn test)，基于两两比较的秩次，显著性水平设定为P＜0.008为差异有统计学意义。采用受试者工作特征曲线(receiver operating curve, ROC)分别计算各组参数截断值、ROC曲线下面积(area under curve, AUC)等。

本研究纳入的422例患儿中，年龄范围为4~204个月，平均年龄为67.4个月；男性284例(67.3%)，女性138例(32.7%)；草酸钙结石组273例，尿酸结石组89例，鸟粪石组38例，胱氨酸结石组22例，占比分别为65%、21%、9%、5%。

4组患儿结石外围HU值和结石平均HU值：尿酸结石组较草酸钙结石组、鸟粪石组、胱氨酸结石组均小(P＜0.05)。4组结石核心HU值：尿酸结石组较草酸钙结石组和鸟粪石组小(P＜0.05)。4组HUD：草酸钙结石组较尿酸结石组、鸟粪石组、胱氨酸结石组大(P＜0.05)；尿酸结石组较鸟粪石组小(P＜0.05)。4组中位尿pH值：胱氨酸结石组较草酸钙结石组和尿酸结石组大(P＜0.001)。见表 1。

表 1 Table 1

表 1 4组不同成分泌尿系结石患儿CT HU值、尿pH值比较 Table 1 Comparing four groups of different calculus composition with CT HU value and urinary pH

表 1 4组不同成分泌尿系结石患儿CT HU值、尿pH值比较 Table 1 Comparing four groups of different calculus composition with CT HU value and urinary pH 变量 结石外围HU值 (x±s) 结石平均HU值 (x±s) 结石核心HU值 (x±s) HUD (x±s) 中位尿pH值 M(Q1，Q3) 草酸钙结石组(n=273) 529±223 585±251 697±324 65±27d 6.0(6.0，6.5) 尿酸结石组(n=89) 399±158a 425±166b 476±201c 39±16e 6.0(6.0，6.5) 鸟粪石组(n=38) 556±312 597±326 681±371 54±25 6.0(6.0，6.5) 胱氨酸结石组(n=22) 566±154 589±155 637±187 41±17 6.5(6.0，7.1)f F/H值 F=684.196 F=668.044 F=561.221 F=365.906 H=17.969 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 注   HUD: 豪恩斯菲尔德单位，密度；多个符合正态分布的样本均数两两比较使用Dunnett-t检验进行方差分析，检验水准α=0.05；非正态分布尿pH中位值多组间两两比较，采用秩和检验(Kruskal-Wallis Dunn test)，检验水准α=0.008；a表示尿酸结石组与其余三组相比P＜0.05；b表示尿酸结石组与其余三组相比P＜0.05；c表示尿酸结石组与草酸钙结石组、鸟粪石组相比P＜0.05；d表示草酸钙结石组与其余三组相比P＜0.05；e表示尿酸结石组与鸟粪石组相比P＜0.05；f表示胱氨酸结石组与草酸钙结石组和尿酸结石组相比P＜0.001

草酸钙结石组与非草酸钙结石组HUD的AUC为0.755，灵敏度为0.722，特异度为0.705，最佳截断值为48；非尿酸结石组与尿酸结石组的核心HU值AUC为0.700，灵敏度为0.607，特异度为0.764，最佳截断值为566；胱氨酸结石组与非胱氨酸结石组中位尿pH值AUC为0.704，灵敏度为0.682，特异度为0.657，最佳截断值为6.25。详见图 1至图 3、表 2至表 4。

图 1 草酸钙结石与非草酸钙结石HUD参数的ROC曲线下面积 Fig.1 Area under the ROC curve for HUD parameter of calcium oxalate and non-calcium oxalate calculi

图 2 非尿酸结石与尿酸结石的结石核心HU值参数ROC曲线下面积 Fig.2 Area under the ROC curve of HU value parameters in core of non-uric acid and uric acid calculi

图 3 胱氨酸结石与非胱氨酸结石尿pH值参数ROC曲线下面积 Fig.3 Area under the ROC curve of urinary pH parameters between cystine and non-cystine calculi

表 2 Table 2

表 2 HUD鉴别草酸钙结石成分诊断价值分析 Table 2 Diagnostic value of HUD in the identification of calcium oxalate calculus

表 2 HUD鉴别草酸钙结石成分诊断价值分析 Table 2 Diagnostic value of HUD in the identification of calcium oxalate calculus 变量 HUD AUC 截断值 准确度 灵敏度 特异度 草酸钙结石比非草酸钙结石 0.755 48 0.715 0.722 0.705 注   HUD: 豪恩斯菲尔德单位，密度；AUC：曲线下面积

表 3 Table 3

表 3 结石核心HU值鉴别非尿酸结石成分诊断价值分析 Table 3 Core HU diagnostic values for identifying uric acid calculus compositions

表 3 结石核心HU值鉴别非尿酸结石成分诊断价值分析 Table 3 Core HU diagnostic values for identifying uric acid calculus compositions 变量 结石核心HU值 AUC 截断值 准确度 灵敏度 特异度 非尿酸结石比尿酸结石 0.700 566 0.639 0.607 0.764 注   AUC：曲线下面积；HUD: 豪恩斯菲尔德单位

表 4 Table 4

表 4 尿pH值鉴别胱氨酸结石成分诊断价值分析 Table 4 Diagnostic value of urinary pH for identifying cystine calculi ingredients

表 4 尿pH值鉴别胱氨酸结石成分诊断价值分析 Table 4 Diagnostic value of urinary pH for identifying cystine calculi ingredients 变量 尿pH值 AUC 截断值 准确度 灵敏度 特异度 胱氨酸结石比非胱氨酸结石 0.704 6.25 0.675 0.682 0.657 注   AUC：曲线下面积

小儿泌尿系结石的成分与其临床治疗、预后有关，不同的结石成分、大小、位置均会直接关系到患儿的治疗效果。小儿泌尿系结石成分包括草酸钙结石、尿酸结石、鸟粪石、胱氨酸结石、混合性结石等。2022年，刘李等^[3]报道了592例儿童泌尿系结石成分分析结果，单一结石成分以草酸钙结石、尿酸氢铵为主，分别占63.7%、14.3%。本研究中单一结石成分的草酸钙结石、尿酸结石、鸟粪石、胱氨酸结石分别占65%、21%、9%、5%，与文献报道结果相符。邢滇霞^[7]于2017年报道，胱氨酸结石在体外冲击波碎石取石中难度最大，草酸钙结石的碎石难度相对较大，鸟粪石的碎石难度最低。鉴于CT影像学检查是诊断泌尿系结石最敏感的方法，不仅快速、精准、全面，还可通过CT HU值的测量预测患儿结石成分。因此在泌尿系结石患儿的治疗过程中，术前通过CT扫描识别结石成分类型，选择合适的治疗方法，对改善患儿的治疗效果有重要意义。

本研究发现，草酸钙结石组HUD高于尿酸结石组、鸟粪石组、胱氨酸结石组；尿酸结石组的结石外围HU值、结石核心HU值、结石平均HU值、HUD均低于其他三组。当HUD大于等于48时，提示草酸钙结石；当结石核心HU值小于566时，提示尿酸结石；当尿pH值大于等于6.25时，提示胱氨酸结石；排除其他结石成分后，其余结石成分类型提示为鸟粪石。这与Altan等^[8]研究报道草酸钙结石核心CT HU值、外围CT HU值、平均CT HU值和HUD的样本均数均高于胱氨酸结石和鸟粪石的结果有一定差别。在区分胱氨酸结石和鸟粪石时，CT HU值、HUD比较均无明显差异，需要引入尿pH值等参数。依据胱氨酸结石组与非胱氨酸结石组ROC曲线分析结果，当尿pH值截断值设定在(6.25)时，灵敏度、特异度、准确度较高，对于区分胱氨酸结石和非胱氨酸结石有一定的参考意义。这一发现与Altan等^[8]报道的鸟粪石组的尿pH值中位数高于胱氨酸组有差别，胱氨酸结石患儿治疗过程中需要碱化尿液。临床工作中还需参考患儿的血常规、C反应蛋白、降钙素原、尿常规白细胞数、尿培养等感染性指标，进一步区分胱氨酸结石和鸟粪石。

对于鸟粪石(感染性结石)患儿，因结石大部分发生在肾脏，生长速度快，常迅速填满肾盂和肾大盏，从而导致患儿肾功能丧失，易并发严重感染，结石复发率和致死率均较高^[9]。Schnabel等^[10]认为，抗感染治疗对于感染性结石的防治具有重要的作用，未经治疗的感染性结石是泌尿外科微创手术的禁忌。术前通过CT HU值等参数判断患儿结石成分，如为感染性结石，则采取积极干预措施，在围手术期使用抗生素进行抗感染治疗，术中相对缩短手术时间，保持较低的肾盂内灌注压，从而减少围手术期全身炎症反应、脓毒血症、肾功能衰竭、感染性休克等感染相关并发症的发生^[11]。胱氨酸结石主要是由于胱氨酸尿石症所致，具有遗传特异性，也被称为遗传性结石。赵夭望等^[12]研究报道，胱氨酸结石患儿术后复发率极高，且胱氨酸结石质韧，体外冲击波碎石通常不易粉碎。如术前相关指标提示为胱氨酸结石，则可选择除体外冲击波碎石以外的治疗方法，进而提高临床治疗效果。

CT HU值与泌尿系结石成分的相关性研究多以成人为研究对象，这些研究中使用了结石平均CT HU值、最大CT HU值、最小CT HU值、结石异质性指数、平均结石密度、双能量指数等参数预测结石成分^[13]。因为结石的大小与CT HU值呈正相关，为避免结石大小的影响，本研究中同样使用了HUD参数^[14]。而通过CT HU值参数，很难判断鸟粪石和胱氨酸结石成分，因此引入了尿pH值这一参数^[8]。在相关研究中，结石异质性指数、平均结石密度、双能量指数等参数对于预测结石成分很有效，但与结石核心CT HU值、外围CT HU值、HUD等相比，并没有突出的优势^[15]。CT检查诊断泌尿系结石的灵敏度、特异度都很高，大部分患儿不需要镇静，可快速完成检查，明确病情，且在评估泌尿系结石患儿的急性输尿管结石症状、结石负担、已知泌尿系生殖道畸形和可疑结石症状等方面有明显的优势^[16]。但根据Lam等^[17]研究报道，CT扫描仍存在一定辐射，尽管辐射量较低，但如果反复行CT检查，会导致一定的累积辐射暴露，特别是胱氨酸结石患儿，术后易复发。因此，小儿泌尿系结石患儿术后随访中，可优先考虑泌尿系彩超检查。

本研究的局限性在于为单中心研究，样本量有限。同时，结石成分类型按照单一结石成分分组，但并不包括一些罕见的单一结石成分类型(如黄嘌呤结石等)。另外，临床中部分患儿结石成分类型为混合性结石成分，对于此类结石成分的术前判断有待进一步研究。

综上所述，通过CT HU值测量，能为判定草酸钙结石和尿酸结石成分提供参考，结石核心HU值小于566时，提示尿酸结石；HUD大于等于48时，提示草酸钙结石；胱氨酸结石成分和鸟粪石结石成分的进一步判断，需要参考尿pH值等参数。

利益冲突  所有作者声明不存在利益冲突

作者贡献声明  覃锋、何天衢、赵夭望负责研究的设计、实施和起草文章；李创业、易婷、孙小文、刘畅、李艳芳、邹志敏进行病例数据收集和分析；赵夭望、王智负责研究设计与酝酿，并对文章知识性内容进行审阅