霍斯菲尔德单位相关变量对经皮肾镜取石术结果的影响

非对比计算机断层扫描(NCCT)被广泛接受用于诊断尿石症。其灵敏度(> 94%)和特异性(> 95%)均高于x线平片、超声和静脉肾盂造影¹。NCCT获得的信息包括结石大小、多样性、位置、解剖异常、皮肤到结石的距离、结石密度(Hounsfield单位[HU])和易碎性(结石异质性指数[SHI]和变异系数[VCSD])。^{2，3.，4，5}。结石的大小对预测自然排尿的可能性很重要。HU, SHI和VCSD与岩石成分和脆性有关，它们决定了冲击波碎石术(SWL)的成功。然而，关于HU在经皮肾镜取石术(PCNL)预后中的预测作用的研究文献很少。^{6，7，8，9}。

用于预测PCNL结果的结石评分系统有stone、CROES肾结石测量图和Guy 's结石评分^10，11，12。这些评分系统是根据结石数量、HU、负担、位置、解剖异常和外科医生的经验提出的。在这些评分系统中，只有STONE评分系统包含HU;然而，在该评分系统中，将HU(950)作为临界值的临床证据不足。

本研究旨在确定hu相关变量与PCNL预后之间的关系。我们引入了基于HU和截面积(CSA)的结石密度概念，作为PCNL预后的可能预测因子。

伦理批准

本研究已获得韩国天主教大学机构审查委员会批准(批准号KC18RESI0836)。在涉及人类参与者的研究中执行的所有程序都符合机构和/或国家研究委员会的道德标准以及1964年《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案或类似的道德标准。所有用于统计分析的信息都是匿名的，并且韩国天主教大学机构审查委员会放弃了获得知情同意的要求。

患者选择和研究设计

我们回顾性回顾了2014年1月至2019年10月在一所高等教育机构连续接受PCNL的683例患者的数据。总的来说，188例单道PCNL患者，最大结石直径为10 - 30mm，并通过术前和术后CT扫描进行评估。我们的研究分析了hu相关变量对PNL的影响，因此，通常已知对成功率有重大影响的结石大小仅限于10-30-mm大小的单个结石。下花萼中10 - 20毫米大小的石头根据石头管理指南被包括在内¹³。我们回顾性地评估了患者的特征、NCCT测量的结石相关变量和手术参数(手术时间、结石清除率、血红蛋白、红细胞压积、肌酐、住院时间和并发症)。与结石相关的变量为结石直径、结石位置[输尿管肾盂连接处(UPJ)、肾盂、下/中/上花萼]、结石最大CSA、皮肤-结石距离、最大CSA处自由绘制法HU值、HU标准差SHI。在轴位和冠状位视图中，在植骨视图中设置较大的CSA作为参考值。自由绘制方法是很容易地使用PACS程序，利用数字徒手卡尺(图1)。1)。此外，它是通过在最大CSA下，用自由的手沿着石头形状的内层直接铺设来测量的。两名泌尿科医生，包括一名泌尿科住院医师，评估结石状态并进行结石测量和计算。

我们将无结石状态(SFS)定义为没有残留碎片或临床上不明显的残余结石(≤2mm)。OP时间定义为从经皮穿刺到切口部位最终敷料的时间。

pcnl后的预后数据回顾性收集电子病历。所有患者均进行了术前和术后肾、输尿管和膀胱(KUB)放射学评估和NCCT检查。所有接受PCNL的患者在术后3个月内通过KUB平片和NCCT进行评估。所有病例在术后1周、4-8周和3-6个月进行分析。在常规随访的基础上，每6个月对结石残留患者进行随访。

所有手术均由经验丰富的内分泌科医生完成，他在一年内完成了150多例PCNL。本研究的排除标准是同时双侧PCNL和需要两个以上肾镜束的多重入路。比较SFS患者和残余状态患者的围手术期变量和基线人口统计学。术前数据包括体重指数、美国麻醉学会分类、术前SWL(表1)1)。我们也回顾了手术资料和并发症资料。根据改良的Clavien并发症报告系统记录并发症¹⁴。主要终点是计算hu相关变量与PCNL结果之间的相关性。

手术技术

术前对所有患者进行尿液分析和培养，并根据结果给予预防性抗生素治疗。

在全身麻醉下，患者在膀胱镜输尿管置管后采用俯卧位。输尿管置管后置入Foley导尿管。在俯卧位前，将其与输尿管导管一起放入无菌袋中，以防止脱位和污染。术后第1天拔除Foley导尿管。经皮通道采用透视引导穿刺，球囊扩张至24fr。手术中使用20fr肾镜。使用气动和超声波设备(Swiss Lithoclast, EMS Electro Medical System, Switzerland)粉碎石头。完成PCNL后，仔细检查收集系统，并进行肾造影以排除残余结石。除非有任何术中事件或疑似残留结石，否则手术结束时无肾造瘘管插入。除非有UPJ水肿、疑似残留结石或术中明显出血，否则不常规植入D-J¹⁵。

统计分析

连续变量以mean±SD或range报告，并使用独立样本Student’s进行比较t-test或Mann-Whitney U test视情况而定。使用卡方或线性逐线性关联检验对分类变量进行统计学显著性分析。我们使用G*Power 3.1 Window程序计算，逻辑回归所需样本数量至少为158个(α误差0.05,Power 1 - β = 0.80, Odds Ratio (OR) = 0.6, Pr(Y = 1 | X = 1)H0 = 0.3)，使得本研究的受试者数量足以获得Power。我们使用逻辑回归模型进行单变量和多变量评估，以确定SFS和OP时间的预测因子。p-值< 0.05认为有统计学意义。用类内相关系数(ICC)评估观察者间信度。¹⁶。统计分析使用R软件(版本3.3.2,R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria;http://r-project.org)。G power 3.1 for window。

患者人口统计、结石特征和围手术期数据

2014年1月至2019年10月，683例患者接受了PCNL。随后，495颗因结石数量、大小和道数被排除在外。最终，188例患者符合纳入标准。PCNL术后SFS率为79.2%(149/188)，残差率为20.8%(39/188)。比较无结石组和残余组的人口统计学、手术因素和结石特征(表2)1，2）;下花萼结石(25.5%比48.7%，p = 0.009)、骨盆和UPJ结石(62.4%比33.3%，p = 0.002)、结石CSA(94.5±46.1比128.3±98.5,p = 0.043)、HU/CSA(10.1±5.6比7.3±3.4,p = 0.001)、手术时间(56.4±22.6比6.55±22.9,p = 0.027)差异均有统计学意义。并发症分类采用改良的Clavien-Dindo分类法(表1)3.)。25例(13.3%)患者共发生31例并发症。

SFR的多因素logistic回归分析

在单因素分析中，以下因素与残留状态显著相关:下花萼结石(p = 0.006，优势比= 2.77)、骨盆或UPJ结石(p = 0.002，优势比= 0.30)、结石CSA (p = 0.013，优势比= 2.77)、HU/CSA (p = 0.00，优势比= 0.87)。在多元logistic回归分析的最终模型中，骨盆和UPJ结石(p = 0.003，优势比= 0.65)和HU/CSA (p = 0.027，优势比= 0.90)是整体患者SFS的独立显著预测因子(表1)4)。下萼石、SSD、HU、SHI、Radio-opacity对SFS无影响。结石状态预测logistic回归模型显著(x2 = 22.497, p = 0.001)， Nagelkerke决定系数(R²)的解释能力为48.7%。

在本研究中，我们重点研究了hu相关变量与CT测量的PCNL结果之间的关系。主要研究结果如下:影响单结石PCNL SFR的因素为结石位置和HU/CSA;影响手术时间的因素是CSA。

对于HU与PCNL预后之间的关系，guucuk等。^6，9报告HU的临界值应为677.5,HU值越低，成功率越低。同时，Alper等人。⁷提示HU、成功率和手术时间之间没有相关性，且当HU值高时，透视时间延长。唯一的大规模研究是CROES集团在2013年采用多中心设计进行的;作者报告说，非常低和高密度的结石成功率下降，需要更长的手术时间⁸。因此，关于HU对PCNL结果的影响尚无共识。不一致的主要原因是由于测量HU的方法不同，缺乏观察者间的可靠性和可重复性。

在本研究中，影响结石游离率的部位是肾盂;这些石头在盖伊的石头评分系统中被评为I级。使用HU/CSA作为PCNL预后的预测因子，我们证明了具有高HU/CSA值的结石具有高无结石率的趋势。这可以用以下事实来解释:在相同的CSA中，SFR会随着HU的增加而升高，而在相同的HU中，SFR会随着CSA的减少而升高。

在CROES研究中⁸在极低密度和高密度结石中，PCNL的成功率较低。首先，该研究没有在大量中心采用一致的测量方法。其次，由于CT层厚度和能量方案的差异，在结石评估方面存在异质性。第三，HU倾向于与石材的大小成比例增加¹⁷随HU的增大，射电不透明比例增大。综上所述，认为HU本身对OP时间的影响是显著的还不够。在我们的研究中，基于HU、放射不透明度和结石异质性指数的OP时间分析没有显著差异。此外，作为连续变量，OP时间与HU之间无显著相关。

考虑到石头尺寸测量，Patel等人提出了关于限制的问题，因为现有的人工测量存在高度的观察者之间的可变性，以及使用商业化计算机程序的石头测量方法的有效性^18，19。然而，没有足够的临床或成本相关的证据开始在临床实践中使用它。另一方面，关于我们使用的自由绘制测量，Tanaka等人。^20.建议使用石头CSA测量并使用它来预测SWL结果的效率。

在HU测量的标准化方面，Narayan等。²¹比较兴趣区域测量技术。对于哪种测量技术是有效的，似乎没有达成共识。莫特利等人。²²Nakada等人。²³HU和结石直径比是预测钙结石和尿酸结石预后的重要因素。据我们所知，本研究首次报道了HU和CSA的比例及其对PCNL预后的影响。

由于没有标准的测量方法，我们的自由绘制技术可以在几乎所有的PACS程序中用作单一测量。此外，我们将研究人群限制在大于CT厚度大小的单个结石中，并尽量减少部分体积效应。该数据集的同质性代表了本研究的一个优势。

尽管有这些优点，我们的研究也有一些局限性。首先，该研究采用回顾性设计，患者数量较少。虽然结石范围(1.0-3.0 cm)使该组具有异质性，但可以认为偏差最小化，因为它针对的是单结石和单通道PCNL患者。最近，随着为患者提供“自主选择”手术的趋势日益增长，重要的是要注意，对于结石小于2厘米的患者，有可能提供柔性输尿管镜检查，甚至是SWL和柔性输尿管镜检查的“联合方法”²⁴。其次，CSA/HU比率作为预测因子可能是一个混杂变量。因为溶血性尿毒随结石大小的增加而增加²⁵，单独的CSA可能是决定SFR的因素。此外，使用自由抽取结石测量方法的医生之间可能存在测量偏差。然而，在测量Hounsfield单位时，众所周知，无论采用何种测量方法，观察者之间/内部的可变性都显示出很高的一致性概率²⁶，我们的数据在类内相关系数分析中也显示出一致。然而，最大结石直径、CSA和HU不是SFR的显著预测因素，我们使用多变量logistic回归最小化了混杂变量的可能性。影响PCNL预后的变量很多，我们的研究组仅包含单结石和单路PCNL患者。最后，我们没有包括对石头成分的分析。由于这些原因，需要对更大的数字进行前瞻性研究，包括对石头成分的分析。

总之，HU本身对PCNL的预后没有影响。然而，一个与HU相关的变量HU/mm²，可预测SFR。我们认为HU/CSA可用于设计结石治疗方案和预测PCNL的预后。在未来的研究中，HU/CSA可以作为决定输尿管镜手术和SWL预后的有效变量。