上尿路影像学检查

上尿路影像学检查

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DeBeatham, W., Hindman, N.M., Fishman, A.I., Grasso, M. (2022). Imaging of the Upper Urinary Tract. In: Hubosky, S.G., Grasso III, M., Traxer, O., Bagley, D.H. (eds) Advanced Ureteroscopy. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-82351-1_2

     上尿路影像学检查对于肾结石或输尿管结石、上尿路上皮癌或上尿路梗阻患者的诊断、治疗计划和随访是必不可少的。影像学检查方式的正确选择将取决于所需的临床信息和对患者的潜在风险。某些疾病过程的敏感性和特异性因可用的成像技术而异，因此了解每种模式的局限性对于针对给定情况进行适当的研究至关重要。

关键字

• 肾结石

• 上尿路上皮癌

• 上尿路梗阻

• 计算机断层扫描

• 磁共振成像

• 超声波

介绍

     上尿路结石的总体患病率呈上升趋势，使得准确、高效地诊断这一问题比以往任何时候都更加重要。影像学检查在确定结石负担程度、治疗计划和尿石症患者的随访中起着核心作用。影像学技术包括常规 X 线检查（肾脏、输尿管和膀胱或 KUB 的腹部 X 线）、静脉尿路造影 （IVU）、超声（美国）、磁共振尿路造影 （MRU） 和计算机断层扫描 （CT）。这些模式中的每一种都与优点和局限性有关。从20世纪90年代初开始，急诊室和办公室诊所的X片平片和静脉肾盂造影技术被超声检查和单层CT所取代。

     成像方面的其他进展，包括多探测器CT扫描，双能CT扫描，改进的超声设备和扫描技术，进一步完善了成像在结石病中的应用。对疑似结石疾病进行影像学检查有助于确诊，并准确排除其他病理（如急性阑尾炎、憩室炎、卵巢扭转等）[6，7]。一旦诊断出尿石症，影像学检查就会提供有关结石和收集系统的解剖学、功能和生理学信息，这些因素有助于实施治疗策略。

输尿管盂交界处上方肾盂结石更常采用冲击波碎石术 （SWL）、输尿管镜检查或经皮肾镜取石术 （PCNL） 进行治疗。较大的结石和鹿角结石用 PCNL 去除。PCNL 需要经皮超声检查 （US） 或荧光镜引导下穿刺肾萼、尿路扩张和结石碎裂提取。输尿管中的结石通常通过药物排出疗法、补液和疼痛控制进行治疗。较大的输尿管结石可能需要 SWL 干预或输尿管镜检查并伴有碎片提取术。因此，影像学检查在这些结石的初始诊断中，无论是在位置和大小方面，还是在评估消退/并发症的治疗随访中都很重要。

      上尿路上皮癌（UTUC）相对罕见。膀胱肿瘤占尿路上皮癌的90-95%。上尿路病变占尿路上皮癌的5-10%，在西方世界，估计每100，000名居民中发生率为2例[8]。在上尿路内，肾盂肿瘤的常见程度是输尿管肿瘤的两倍，在约17%的初始病例中，两者可同时出现膀胱肿瘤[9]。UTUC 可通过黏膜延伸在局部播散，并通过血源性或淋巴途径全身播散。转移部位最常累及腹膜后和/或盆腔淋巴结、肝脏、肺和骨。

      UTUC 患者通常有非特异性和可变的表现。虽然血尿是最常见的首发症状（70-80%）[8]，但这一发现是非特异性的，实际上可归因于其他原因，如肾结石、前列腺增生或尿路感染。患者也可能出现尿路梗阻症状，或者较少出现转移性播散的证据。从这个角度来看，非侵入性成像在UTUC的诊断，病情检查和随访中起着明显的作用。

常规放射成像/腹部平片

     传统上，疑似肾结石的诊断是通过X线平片进行的，称为肾脏，输尿管和膀胱的X光片（KUB）。由于大多数尿路结石含有钙，因此大多数足够大（大小至少为 2.6 mm）的结石[11]应在 X 线平片上可见。然而，某些结石组合物，特别是透射线可溶的结石（如尿酸或基质结石），在KUB上不可见。KUB的优点包括其广泛的可用性，最小的辐射暴露和低成本。然而，结石的可视化受限于结石尺寸小、结肠中上覆的肠气/粪便潴留、患者的身体习惯以及上覆的骨结构。

      据报道，KUB检测尿路结石（以CT为金标准时）的敏感性和特异性分别为45-59%和71-77%[12]。平片 X 线摄影的另一个局限性是缺乏内脏的软组织细节，限制了对肾脏、输尿管和相关筋膜平面的评估。因此，它通常不用于经皮肾镜取石术或肾灭绝术的术前计划。相反，它主要用于规划透视引导下的SWL，随访已知的不透射线结石（对于选择监测其结石的患者），以及监测SWL、输尿管镜检查和PCNL后结石碎片的状态[13]。

超声波

   超声（US）是评估泌尿道的常用方法。它不使用电离辐射，因此是疑似尿石症的儿童和妊娠患者的首选手术（图2.1）。US也是检测肾盂积水和输尿管的首选影像学检查方式，尽管它通常不能显示梗阻的原因。

图 2.1  

肾脏超声检查显示左肾矢状位，显示轻度肾盂积水和伴有阴影的近端输尿管结石（红框）。按照惯例，上极标有红色星标有，下极标有黄色星形  

      在急性肾绞痛的情况下，肾脏电阻指数的测量可能提供有关梗阻真实存在的信息，但阻力指数（通常定义为大于0.7）的确切阈值并不精确。作为背景，在尿路梗阻中，发生影响收集系统和肾脏灌注中压力的病理生理学变化。超声对于采集系统扩张的检测非常敏感，但采集系统可以扩张而不会阻塞。为了区分这些情况，可以通过测量肾内动脉中的电阻指数（RI）进行彩色多普勒超声检查。真正的梗阻（高急性期除外）导致肾内血管收缩，RI 连续增加至上限 0.7 以上，而非梗阻性扩张不会导致 RI 升高。不幸的是，除了梗阻之外，其他生理条件之间存在交叉，可能导致RI升高，因此该单独测量在读者之间具有相对较高的变异性[。

       重要的是要认识到 US 在肾脏和输尿管结石诊断方面的局限性，这些结石检测的敏感性有限，并且高估结石大小。许多由多个小组组成的精心设计的研究已经将非造影剂计算机断层扫描（NCCT）与美国在检测肾和输尿管结石方面的表现进行了比较。总体而言，这些研究表明，US 对结石检测不那么敏感，并且倾向于高估结石的大小，特别是对于较小尺寸的结石。在一项前瞻性研究中，Sheafor等人报告称，NCCT检测输尿管结石的敏感性为96%，而美国仅为61%]。一项由Ray等人进行的文献综述报告，与NCCT相比，US在检测输尿管和肾结石方面的汇总敏感性仅为45%[18]。另一项更为现代的研究比较了NCCT与美国的NCCT，该研究在24小时内对肾结石患者进行了比较，该研究报告称，美国未发现37%的NCCT检测结石，漏诊结石的平均大小为4.5 mm[19]。同一项研究还指出了美国对宝石尺寸的普遍高估。对于在 NCCT 上测量为 ≤5 mm 但同时在 NCCT 和美国看到的结石，美国在 82% 中高估了 3.3 mm 的尺寸。在另一项研究中，美国高估了NCCT≤4 mm的结石，占33%[20]。美国对结石大小的高估必须被视为一种限制，因为它可能会改变治疗，因此，通常与美国一起进行 KUB X 线检查，以代替 NCCT 对肾结石进行随访，以限制患者的辐射暴露。重要的是要向患者传达美国的局限性，以便正确管理期望。       超声在评估上尿路上皮癌方面的作用有限。  肾盆病变可能表现为回声性肾窦内的软组织肿块。  这些病变通常相对于正常肾实质为高回声。  房腭内病变可能导致局灶性肾盏扩张。  由于超声很少显示输尿管，因此评估输尿管病变时存在局限性  。

静脉尿路造影/静脉肾盂造影

     静脉肾盂造影 （IVP） 以前是诊断和随访尿路结石的金标准。这种方式包括在给予肠道制剂后，首先用侦察X光片，然后在静脉内给予高渗不透射线造影剂后，在预定的时间点拍摄针对肾脏深处的连续平片。由此产生的高分辨率图像显示肾脏处于造影剂增强的各个阶段，并显示造影剂排泄到肾脏的收集系统中，从而提供小花萼和大花萼，漏斗，肾盂和输尿管的出色解剖细节。在这种情况下，肾或输尿管结石被视为收集系统内的填充性缺陷。      IVP的优势包括其可用性、估计肾功能的能力、梗阻程度，以及由于其高分辨率（吻海绵肾囊性肾小管扩张、细微的花憩室和细微造影剂外渗的出色表现）而对精细解剖结构的出色描述。      IVP的缺点包括需要肠道准备以改善肾脏的可视化，需要静脉注射造影剂，需要放疗，其对腹腔内和盆腔内器官的描述不佳，以及其获取时间可变（一项研究中长达108分钟）[22]。  此外，IVP检测输尿管结石的敏感性在文献中为59.1%-64%，特异性为92%[22，23]。  此外，一项meta分析纳入了4项研究，含296例患者，结果显示，在诊断和排除结石方面，非造影剂螺旋CT明显优于IVP（非造影剂CT和IVP的合并阳性似然比分别为23.15和9.32）[24]。  由于相对于 IVP 的非造影剂（未增强）螺旋 CT 扫描具有更好的敏感性和特异性，因此这种方式已被 CT 扫描所取代，用于诊断尿石症。  IVP的局限性当代适应证包括需要立即评估上尿路的情况，例如在创伤病例期间在手术室或排除医源性损伤[25]。  IVP在肾上睑下垂的诊断中也具有独特的有用作用，肾上睑下垂是一种罕见的疾病，当从仰卧位移动到直立或直立位时存在肾下降（图2.2），当患者直立时会引起肾绞痛，但当他们卧位时会缓解。  一旦诊断出来，这种情况可以用肾固定术有效治疗。

图 2.2  

(a）在直立位置静脉注射肾盂造影，腰椎编号。注意右近端输尿管在L4椎骨水平处的显着扭结。（b）同一患者仰卧位，右输尿管矫直后右肾明显向上移动。本患者患有右肾上腺上睑下垂，成功通过机器人肾固定术治疗  

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     肾脏 UTUC 可能表现为造影剂增强型采集系统中的填充缺损。不规则或斑点的外观反映了造影剂在状病变间隙中的跟踪。然而，这种外观是非特异性的，可能反映凝块或真菌病变的存在。在存在肾盂积水或造影剂排泄不良的情况下，这种方式也受到限制。

计算机断层扫描

背景

非造影剂螺旋CT目前被视为调查疑似尿石症患者的最佳初始研究[26，27]。1995年，非造影剂CT首次被描述为对结石检查有用，因为当时人们一再证明它在尿路结石的诊断方面具有无与伦比的准确性，据报道敏感性为95-98%，特异性为96-100%[3，4，28，29，30，31，32]。

    最初，所有CT扫描都是使用单层，点和拍摄技术进行的（这些是非螺旋，非螺旋CT扫描仪）。然而，自1998年推出第一台多探测器（也称为螺旋或螺旋）CT扫描仪以来，几乎所有的单层扫描仪都被多探测器扫描仪所取代，从2个探测器到128个探测器不等。这些进步使得CT扫描仪的分辨率通过获取亚厘米切片厚度的数据而显着提高，允许各向同性体积采集，以便可以通过单个1分钟的轴向采集生成三维数据集。此外，后处理算法和工作站也取得了进展，可以生成多平面数据集。这些进展改善了CT的诊断图像质量，使得肾和输尿管结石的描绘，包括结石的数量，大小和位置;皮肤到石头的距离;与输尿管卵巢交界处的距离，很容易做到。此外，当轴向图像与高分辨率日冕重新格式化图像（由各向同性薄片轴向采集生成）一起进行检查时，对结石的检测得到改善。

       随着这些小结石描绘的进步，多探测器CT评估结石衰减测量值和内部结构的能力也有所提高，这再次有助于预测对治疗的反应。虽然CT不能可靠地测定确切的结石成分，但考虑到各种结石类型和组合的Hounsfield单位（HU）范围的重叠[35，36，37]，可以预测对治疗的反应。当结石衰减小于900-1000 HU时，多个研究组使用SWL显示出更有效的治疗反应[38， 39]。CT还提供皮肤与结石之间的距离，这也被证明会影响SWL的成功，在皮肤与石头距离为≤10cm的患者中，结果最佳。

       双能CT已经发展，与传统的多探测器CT相比，可以更好地表征结石类型[42]。双能CT使用一个（在低能和高能之间快速千伏峰值切换）或两个低能和高能的X射线管进行，两个相应的64探测器阵列在90°角下对立[43，44]。双X射线管允许以两种不同的能量（通常为80和140 kVp）进行扫描，从而可以表征所获得的数据中的组织含量[45]。组织在低和高kVp能量下具有可变的X射线衰减，双能软件利用它来确定正在扫描的材料。因此，通过双能CT，可以区分纯尿酸、混合尿酸和钙化结石。

肿瘤评估

       作为血尿检查的一部分，三相（非造影剂、造影剂/肾源性以及排泄/造影后期）CT 成像（在大多数中心通常称为 CT 尿路造影）有助于识别仅非造影剂可能遗漏的血尿来源。CT 尿路造影涉及腹部和盆腔的多相螺旋成像，无静脉造影剂。造影剂前阶段评估肾结石或输尿管结石，并提供一组基线图像来评估任何可能的肾肿块，并与以后获得的造影剂增强图像进行比较。肾源期通常在造影剂输注后 80-140 秒，可评估肾实质，排泄期（通常在输注后 4-8 分钟）可评估尿路上皮。重建可以评估上尿路的整个腔腔空间。

CT尿路造影在现有影像学技术中具有最高的诊断准确性，敏感性为0.67-1.0，特异性为0.93-0.99，但评估扁平或特别小（小于5mm）病变的效果较差[8]。它通常是 UTUC 初始诊断和临床分期的首选影像学检查方式。

CT 上 UTUC 的外观是可变的。它经常表现为收集系统或输尿管内的增强软组织肿块。根据成像的相位，UTUC在前对比图像上可能看起来有些高密度，并且在造影后阶段可能表现出早期增强。尿路上皮病变通常被视为排泄期的充盈性缺损（图 2.3），也可能表现为不规则、壁厚或梗阻的花萼。晚期病变可能显示浸润至肾实质（图 2.4），伴有正常结构畸变。CT尿路造影的另一个好处是用于肿瘤的分期，因为它允许同时对最常见的转移扩散部位 - 淋巴结，肝脏，骨骼和肺部进行成像。然而，预测病理分期的总体准确率在36%-83%之间[10]。

图 2.3  

(a） 肾源期 CT 尿路造影的日冕视图。白色箭头指向增强左肾盂腔内肿瘤。（b）同一患者在延迟性尿路造影阶段有冠状视图，清楚地显示上尿路上皮癌的充盈缺损令人担忧（白色箭头）。（c）同一患者，尿路造影阶段轴向视图，白色箭头显示左肾盂充盈缺损。（d）在手术室进行的逆行肾盂造影显示病变为填充性缺陷（黑色箭头），后来被确定为上尿路上皮癌  

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图 2.4  

(a） 肾源期 CT 尿路造影轴向视图显示右肾后下极浸润性上尿路上皮癌（白色箭头），与实质浸润一致。（b） 同一患者的逆行肾盂造影显示收集系统下极部分缺失，这是局部晚期上尿路上皮病变中常见的不祥发现。（c） 另一名患者的逆行肾盂造影显示下疖狭窄（黑色箭头和蓝色破折号）。当与上尿路上皮癌相关时，这也是局部晚期疾病经常出现的发现  

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局限性

    CT扫描存在缺点，主要与这种方式相对于标准普通膜和IVP（或不使用电离辐射的超声/MRI）的辐射剂量增加有关。虽然重复 CT 扫描对习惯性结石形成者患者的长期影响尚未确定，但人们担心恶性肿瘤增加的可能性（例如白血病和甲状腺癌）。常规CT扫描给予患者的辐射剂量约为8-16毫西弗（mSV），而腹部平片为0.5-0.9 mSV，IVP为1.3-3.5 mSV[47]。低剂量CT扫描报告的辐射范围与腹部平片相似（0.5-2 mSV），这些研究显示，与标准CT相比，检测结石的准确性无变化，低剂量队列的敏感性为98%，特异性为95%[47，48]。一个重要的警告是，在 BMI 超过 30 kg/m 的患者中，使用低剂量 CT 检测输尿管结石的敏感性和特异性降低。2.这反映在当代方案中，这些方案要求对BMI≤30 kg/m的疑似输尿管结石患者进行低剂量CT检查。2，而常规CT用于BMI>30 kg/m的患者2，以维持诊断有效性[49]。

CT 成像需要静脉注射造影剂，这可能导致造影剂引起的肾病或对造影剂的过敏反应。近年来，美国放射学会（American College of Radiology）制定了关于干预用药前的方案，以及倡导减少静脉注射造影剂和优化静脉输液或碳酸氢盐扩容的方案，解决了这一问题[50]。

CT 成像的另一个缺点可能是蠕动引起的输尿管不完全混浊。一些用于纠正这种情况的技术包括静脉注射生理盐水或呋塞米以促进收集系统和输尿管的扩张[51]。此外，在输尿管梗阻患者中，造影剂排泄可能受到抑制，妨碍对采集系统和输尿管的充分评估，使本研究对该患者群体的效果较差。

磁共振成像

背景

     磁共振成像（MRI）已经越来越受欢迎，鉴于该技术各自的优点和局限性，其目前的使用是混合的。由于MRI对钙化检测不敏感，因此在直接评估或诊断肾结石疾病方面价值有限，但在上尿路上皮癌的分期和监测中具有效用。然而，对于应避免放疗的患者（例如，年轻患者、妊娠患者），MRI 在梗阻性结石疾病的诊断中具有效用，通常用作超声检查的辅助手段，并且由于类似原因在 UTUC 的初始病情检查中具有效用。此外，使用钆作为造影剂使MRI对有碘造影剂过敏史的患者或肾功能受损的患者有益。涉及钆螯合的新技术进一步提高了该药剂的安全性。与 CT 成像一样，MRI 能够评估输尿管、肾实质、会阴组织和远处解剖结构。MRI的效用受到以下事实的限制：它既耗时又昂贵，并且相对于CT成像具有较低的空间分辨率。采集时间增加可能导致呼吸或蠕动引起的运动伪影。

结石管理

    在非造影剂 MRI 上诊断梗阻性结石通常见于液体敏感序列，表现为扩张的收集系统，伴有肾脏/输尿管周围信号增强（水肿）。结石（尽管通常未见）可能偶尔表现为信号性空洞[52]。Regan等人评估了MR尿路造影在结石疾病诊断中的疗效，并得出结论，与IVP相比，它在识别输尿管梗阻的水平和程度方面非常准确[53]。

肿瘤管理

    在T2加权成像上，尿路上皮癌的信号强度低于尿液，因此在扩张系统中肿瘤的表现[10]。然而，由于它与实质是等值的，因此钆对评估其程度是有益的。使用高 T2 加权序列进行的静态 MR 尿路造影可以准确定位输尿管梗阻。

正电子发射断层扫描

    18-氟脱氧葡萄糖 （18-FDG） PET/CT 是一种在分期和监测一系列代谢活动性恶性肿瘤方面有用的影像学检查方式。因此，与单独CT成像相比，它对检测淋巴结转移性疾病有效，具有更高的敏感性和特异性[54]。在未经治疗的患者中，PET CT对淋巴结病的敏感性和特异性分别为77%和97%，在既往接受过化疗的患者中，随之下降到低至50%[55]。尿路示踪剂的显著摄取和排泄通常限制了对 UTUC 的直接评估。其他化合物，如11C胆碱和11醋酸丙酯可能有助于在融合 CT 成像上识别尿路上皮病变;然而，这些药物目前并不容易获得。

结论

     作为结石和上尿路上皮病变诊断、计划和监测的一部分，放射影像学成像对于泌尿科医生来说是必不可少的。随着较新模式的分辨率和成本的提高，其相对效用也随之提高。将来肾结石的影像学检查可以详细准确地识别结石成分，这有可能进一步完善治疗。此外，随着这些和未来技术的改进，我们早期诊断UTUC并更有效地分期疾病的能力将改善患者的预后。