Автореферат и диссертация по медицине (14.00.40) на тему:Прогнозирование эффективности литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней

На правах рукописи

ЦЭНДИН АЛЕКСАНДР КОНСТАНТИНОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛИТОТРИПСИИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЧЕВЫХ КАМНЕЙ

14.00.40 - урология 14.00.19 - лучевая диагностика, лучевая терапия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 2004

Работы выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова

Научные руководители:

доктор медицинских наук профессор

Панин Александр Григорьевич

доктор медицинских наук

Чибисова Марина Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук доцент

Шпиленя Евгений Семенович

доктор медицинских наук профессор

Кузнецов Сергей Вячеславович

Ведущее учреждение:

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. ИЛ. Павлова

Защита диссертации состоится " <- "мая 2004 года в часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.05 в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (194044, Санкт-Петербург, ул. акад. Лебедева, дом 6)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова

Автореферат разослан «СО " апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор

Цвелев Юрий Владимирович

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Мочекаменная болезнь (МКБ) является одной из важных проблем современной медицины, так как она встречается у 1-3% населения в развитых странах. МКБ занимает одно из ведущих мест среди хирургических болезней мочевой системы. Пациенты, страдающие МКБ, составляют 30-40% среди всех больных урологических стационаров, причем большинство из них находится в трудоспособном возрасте - от 30 до 60 лет (Тиктинский О.Л., 2000; Лопаткин НА, Дзеранов Н.К., 2003; Stoller M.L., 2000; Tiselius H.G. et al., 2001).

Восьмидесятые годы прошлого столетия, благодаря техническому прогрессу, усовершенствованию рентгеноурологической, ультразвуковой и эндоскопической техники, ознаменовались открытием дистанционной ударно-волновой литотрипсии (ДЛТ) и внедрением ее в клиническую урологическую практику, как основного метода лечения МКБ, (Лопаткин НА, 2003; Трапезникова М.Ф., Дутов В.В., 1999; Тиктинский О.Л. и соавт., 2000; Chaussy С. et al., 1986, 1997), а также последующих за ней других новых методик - контактная эндоскопическая литотрипсия и др. (Мартов А.Г. и соавт., 1991; Eden C.G. et al., 1998). Революционно быстрому внедрению этих методов лечения больных МКБ способствовали их малая инвазивность, травматичность и высокая эффективность разрушения мочевых камней до фрагментов, способных к спонтанному отхождению (Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997).

Литотрипсия является высоко эффективным методом лечения больных уролитиазом, но и она не лишена недостатков и осложнений (Лопаткин Н.А., Дзеранов Н.К., 2003). Кроме того, во время первого сеанса дробления разрушить камень удается не всегда, поэтому приходится прибегать к повторным процедурам, а при отсутствии эффекта применять другие виды лечения (Ткачук В.Н., 1994; Tiselius H.G. et al.,

Анализ работ последних лет показывает, что особенности состава и структуры мочевых камней во многом предопределяют эффективность дробления, без их знания весьма трудно добиться успеха в раз-

2001).

рушении мочевого камня (Дзеранов Н.К. и соавт., 1994; Степанов В.Н., 1996; Кадыров З.А., 1995; Барчуков В.Г. и соавт., 1997; Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Лопаткин Н.А., 2003; Неймарк А.И., 2003).

Несмотря на достаточное число работ, посвященных вопросам прогнозирования эффективности литотрипсии и факторам, влияющим на эффективность литотрипсии, в том числе химическому составу и структуре мочевых камней (Дзеранов Н.К. и соавт., 1994; Кадыров З.А., 1995; Джавад-Заде М.Д., 1996; Аляев Ю.Г., 2003; Петров СБ. и соавт., 2003), исследования в этой области вызывают большой интерес. Знание в предоперационном периоде плотностной структуры и минерального состава мочевых камней, а также изменений, происходящих в них под воздействием ударных волн, позволит прогнозировать эффективность литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, а также разработать и выбрать наиболее оптимальный и менее травматичный метод их разрушения, снизить количество осложнений, возникающих в ходе литотрипсии и после нее (Трапезникова М.Ф. и соавт., 2003; Петров СБ. и соавт., 2003).

В последнее время для оценки in vivo плотностной структуры мочевых камней внимание урологов привлекли специальные лучевые методы исследования: рентгеновская компьютерная томография (РКТ), ультразвуковая денситометрия, микрофокусная высокодетальная рентгенография и цифровая рентгенография (Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Зубарев В.А., 2001; Петров СБ., 2003; Mohammad R. et al., 1998), по данным которых можно судить о его минеральном составе.

Однако вышеперечисленные методы не лишены недостатков. Так, микрофокусная высокодетальная рентгенография не всегда дает точную информацию, и интерпретация ее данных зависит от опыта рентгенолога. При проведении РКТ эквивалентная доза облучения выше, чем при выполнении обзорного снимка мочевых путей, выше стоимость проведения РКТ, а также необходимо отметить, что РКТ не относится к обязательным методам исследования для больных МКБ, в то время, как обзорный снимок почек и мочевых путей выполняется всем таким пациентам. В то же время существуют достаточно информатив-

ные методы исследования, одним из преимуществ которых является относительная дешевизна при простоте выполнения.

В настоящее время, в стоматологии широко применяются методы компьютерной обработки рентгенограмм зубов для определения их плотностной структуры. Мочевые камни, как и зубы, являются биоминералами, и их оптическая плотность также зависит от их химического состава. Поэтому применение этого метода возможно для изучения плотностной структуры мочевых камней. При помощи радиовизиогра-фической программы "Trophy Windows 2000" фирмы "Trophy" (Франция), применяемой в настоящее время в стоматологической практике, возможен цифровой анализ обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня. Этот современный метод лучевой диагностики позволяет оценить в определенной степени относительную оптическую плотность и структуру мочевых камней, что и будет, в конечном счете, предопределять эффективность литотрипсии.

Цель исследования

Повышение эффективности лечения больных мочекаменной болезнью с помощью методов литотрипсии на основе диагностики физико-химических свойств мочевых камней in vivo.

Задачи исследования

1. Произвести цифровой анализ обзорных рентгенограмм мочевых путей и прицельных рентгенограмм мочевых камней при помощи программы 'Trophy Windows 2000" по стандартизированному протоколу (негативное и позитивное изображение, амплитудный рельеф и псевдорельеф, денситометрия в исследуемых зонах);

2. Изучить минеральный состав, структурно-текстурные особенности мочевых камней и их осколков после литотрипсии с помощью различных физических методов (рентгеновская дифрактометрия (фазовый анализ), инфракрасная спектроскопия, поляризационная микроскопия, растровая электронная микроскопия);

3. Провести корреляционный анализ между данными рентгенологических методов исследования и данными минералогического исследования мочевых камней у больных мочекаменной болезнью;

4. Оценить эффективность дистанционной и контактной лазерной литотрипсии в зависимости от минерального состава мочевых камней и оценить изменения, происходящие в мочевых камнях под воздействием ударных волн и лазерных импульсов с помощью различных физических методов исследования;

5. Создать линейные классификационные функции для определения минерального состава мочевых камней по данным лучевых методов исследования, а также для прогнозирования эффективности литотрипсии в зависимости от минерального состава и рентгенологических признаков мочевых камней.

Научная новизна

1. Доказана возможность применения у больных МКБ специального метода лучевой диагностики - обзорной рентгенографии мочевых путей, прицельной рентгенографии мочевого камня с последующим оцифровыванием рентгенограмм на высокоразрешающем сканере "Agfa Duoscan" и их компьютерной обработкой по программе 'Trophy Windows 2000" в следующих режимах: негативного и позитивного изображения, амплитудного рельефа, цветового раскрашивания, построения денситограмм в исследуемых зонах мочевых камней;

2. С помощью обзорной рентгенографии мочевых путей и прицельной рентгенографии мочевого камня и их цифровым анализом по стандартизированному протоколу изучены структурные особенности и оптические денситометрические характеристики рентгеновского изображения мочевых камней различного минерального состава. Указанная методика позволила оценить не только форму, размеры и контуры мочевых камней (как при традиционной рентгенографии), но и детально разобраться в их структурно-плотностных особенностях и денсито-метрических показателях;

3. В корреляции с данными поляризационной микроскопии, инфракрасной спектроскопии и рентгеновской дифрактометрии определены характерные показатели относительной оптической плотности мочевых камней, имеющих определенный химический (минеральный) состав: уратов, фосфатов, оксалатов, а также некоторых вариантов смешанных мочевых камней;

4. На основании данных цифрового анализа рентгенограмм мочевых камней построены линейные классификационные формулы практически для всех минеральных типов мочевых камней.

Практическая значимость

Результаты исследования целесообразно применять в повседневной клинической практике урологов, рентгенологов при диагностике и лечении больных с мочекаменной болезнью.

В клиническую практику рекомендуются методика обследования больных уролитиазом с использованием прицельной рентгенографии и ее компьютерной обработкой. Применение разработанных нами линейных классификационных функций позволяет in vivo определять минеральный состав мочевых камней по данным обзорной рентгенографии мочевых путей и прицельной рентгенографии мочевых камней, и в дальнейшем прогнозировать эффективность литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, а также позволяет избежать нецелесообразных сеансов литотрипсии и снизить количество осложнений в ходе и после дробления.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обзорный снимок мочевых путей, прицельная рентгенография мочевых камней с последующим сканированием рентгенограмм и цифровой обработкой изображения и денситометрией позволяет выявить особенности плотностной структуры мочевого камня in vivo;

2. На основании математического моделирования данных цифрового анализа рентгенограмм можно предположить минеральный состав и структурно-текстурные характеристики мочевых камней;

3. На основе данных о минеральном (химическом) составе и структурно-текстурных характеристиках мочевых камней можно прогнозировать результаты литотрипсии;

4. Разрушение мочевых камней с помощью ударных волн подчиняется единым законам разрушения твердых пород, согласно которым эта волна проходит по границам минерально-минеральное вещество и минеральное-органическое вещество, не разрушая при этом сам кристалл.

Апробация и внедрение результатов работы

Материалы исследования доложены на научных конференциях молодых ученых СПбГМА им. И.И. Мечникова "Окружающая среда и здоровье населения" (Санкт-Петербург, 2001), "Проблемы охраны здоровья населения и окружающей среды" (Санкт-Петербург, 2002), конференции, посвященной 160-летию Александровской больницы (Санкт-Петербург, 2002), на Пироговской научной конференции (Москва,

2002), на X Российском съезде урологов (Москва, 2002), пленуме Российского общества урологов по дистанционной литотрипсии (Сочи,

2003), на научно-практической конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга и 100-летию больницы им. Императора Петра Великого (Санкт-Петербург, 2003), а также на 871-ом заседании Санкт-Петербургского урологического общества им. СП. Федорова (2004).

Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры урологии и кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии СПбГМА им. И.И. Мечникова, а также урологического отделения больницы Петра Великого, ГМПБ №2, больницы Святой Преподобомученицы Елизаветы, МСЧ № 70 ГП "Пассажиравтотранс", отделения литотрипсии Александровской больницы г. Санкт-Петербурга.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в которых отражены основные положения диссертационного исследования, а также получено удостоверение на рационализаторское предложение № 1673 от 24.02.04 г.

Объем и структура диссертации;

Диссертация представлена в одном томе, состоит из введения, обзора литературы, трех глав с изложением материалов собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 152 страницах текста и содержит 79 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 280 источников, их них 136 иностранных авторов.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы. Основу диссертационной работы составили клинические наблюдения за 358 больными с МКБ, из которых 97 -проводилось консервативное или оперативное лечение, 108 - производилась контактная лазерная литотрипсия, а 153 - дистанционная литот-рипсия с использованием электрогидравлического и электромагнитного литотрипторов в период с 1999 по 2003 год.

Нами было обследовано 358 пациентов с МКБ различной локализации (камни почек, камни мочеточника, камни мочевого пузыря). Всем больным были выполнены следующие рентгенологические исследования: обзорная рентгенография почек (в том числе сканирование с денситометрией у 97 пациентов); внутривенная урография, ретроградная или антеградная уретеропиелография (по показаниям). У 97 пациентов, которым проводилось оперативное или консервативное лечение, выполнялась прицельная рентгенография удаленных различными способами мочевых камней. Рентгенологическое исследование производилось на аппарате "Medio 50 СР" фирмы Philips (Нидерланды).

Исследование мочевых камней с помощью цифрового анализа рентгенограмм проводилось в Санкт-Петербургском институте стоматологии на кафедре рентгенологии. После визуального анализа рентгенограммы были оцифрованы на высокоразрешающем сканере "Agfa Duoscan". Затем их рентгено-мониторное изображение подвергали компьютерной обработке по разработанному стандартизированному протоколу при помощи радиовизиографической программы "Trophy

Windows 2000" фирмы "Trophy" (Франция) в следующих режимах:

1) стандартное негативное изображение рентгеновского снимка;

2) позитивное изображение (в сложных диагностических случая помогает выявлять неоднородные участки уплотнения и разрежения структуры мочевых камней); 3) амплитудный рельеф позволяет лучше дифференцировать структурно-вещественное кристаллическое строение мочевых камней; 4) цветовое окрашивание дает более точное представление об интенсивности, плотности и структуре мочевых камней; 5)"псевдорельеф" - в зависимости от плотности отдельные участки мочевых камней имеют различную высоту над поверхностью рентгеновской пленки при проведении компьютерного анализа по данной программе; 6) динамическая денситометрия дает возможность провести количественную оценку плотностной структуры мочевых камней.

Исследование мочевых камней и их фрагментов при помощи инфракрасной спектроскопии и поляризационной микроскопии проводилось в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова на кафедре минералогии, кристаллографии и петрографии (автор выражает признательность за помощь в проведении данных фрагментов исследований доктору геолого-минералогических наук профессору М.А. Иванову). При помощи инфракрасной спектроскопии был изучен состав 92 фрагментов мочевых камней после контактной лазерной литотрипсии (КЛЛТ). Для анализа мочевых камней использовался спектрофотометр "РЕ-1710" фирмы "Perkin-Elmer" (США). С помощью метода поляризационной микроскопии были изучены структурно-текстурные особенности 97 мочевых камней, из которых предварительно были изготовлены прозрачные шлифы толщиной 0,03 мм. Прозрачные шлифы мочевых камней изучались в проходящем (Николи II) и поляризованном (Николи X) свете на микроскопе "Axiolab" фирмы "Zeiss" (Германия), фотографии шлифов изготовлены при помощи видеокамеры "Baumer Optronic CX05c" (Германия) и компьютерной программы "Видео-тест мастер 4,0" (РФ).

Рентгеновская дифрактометрия мочевых камней производилась в лаборатории рентгеноструктурного анализа ОАО "Института "Гипро-

никель" (автор выражает признательность за помощь в проведении-данного фрагмента исследования кандидату химических наук М.А. Не-мойтину). С помощью метода рентгеновской дифрактометрии был изучен минеральный состав 97 мочевых камней, удаленных оперативным путем или отошедших самостоятельно, и 134 фрагментов после ДЛТ. Исследование производилось на аппарате ДРОН-6 (РФ) с использованием рентгенометрических картотек ASTM и JCPDS (США).

ДЛТ на электрогидравлическом литотрипторе "Урат П" (РФ) выполнялась в отделении литотрипсии Александровской больницы города Санкт-Петербурга. ДЛТ на электромагнитном литотрипторе "Multiline ЗВ" фирмы Siemens (Германия) выполнялась в урологическом отделении ЦМСЧ №122 города Санкт-Петербурга. Контактная лазерная ли-тотрипсия (КЛЛТ) цветным пульсирующим лазером производилась при помощи лазерного литотриптора "Candela MDL 3000" (США) в клинике урологии СПбГМА им. И.И. Мечникова на базе больницы Петра Великого.

Обследованные группы больных достаточны по числу наблюдений, что позволило провести статистическую обработку полученного материала. При исследовании мочевых камней на начальном этапе обработки произведен статистический анализ общей базы данных. Было вычислено общее количество встречающихся признаков в номинальных шкалах по всем параметрам. Таким образом, помимо абсолютных, вычислены и относительные частоты встречаемости. Метод определения связи признаков выбран исходя из шкалы измерения признаков. В связи с тем, что данные были представлены качественными признаками, для анализа их взаимосвязи использовали метод непараметрического корреляционного анализа Спирмена. Достоверной считали корреляционную связь при р<0,05. Для принятия решения о том, какие переменные различают две или более возникающие совокупности применялся дискриминантный анализ. На первом этапе формировали выборку, на втором - формировали решающие диагностические правила и проводили оценку их информативности. На заключительном этапе относили исследуемый камень к тому или иному классу. Статистическая

обработка материала выполнялась с использованием прикладных программ для статистической обработки данных "Statistica 5.5" и "SPSS 10.5". В ходе исследования эффективности ДЛТ и КЛЛТ все цифровые данные были подвергнуты обработке с использованием стандартного статистического пакета Microsoft Excel. Оценка достоверности средних значений проводилась методом Стьюдента-Фишера.

Таким образом, анализ клинического материала и данных исследования мочевых камней являются достаточными для решения цели и задачи диссертационной работы.

Результаты исследования. Для исследования были использованы 97 мочевых камней, отошедших самостоятельно или удаленных оперативным путем. После изучения внешнего вида, фотографирования и прицельной рентгенографии камни распиливались на две примерно равные части. Одна из полученных частей служила для определения химического (минерального) состава, а вторая - для изучения структурно-текстурных особенностей мочевых камней.

При исследовании вышеуказанных мочевых камней методом рентгеновской дифрактометрии установлено, что 59 из них (60,8%) были полиминеральными, а 38 (39,2%) могли быть условно названы мономинеральными, так как они содержали другие минералы в небольших количествах в виде примесей (не более 10%). В изученных камнях выявлено 8 минеральных разновидностей: вевеллит, ведделлит, гидроксила-патит, струвит, брушит, мочевая кислота и ее гидрат, а также цистин.

На рис. 1 представлены примеры двух мочевых камней, принадлежащих к группе оксалатов, но существенно отличающихся в своем строении, хотя по химическому составу их различает только одна молекула воды.

На рис. 1а представлен вевеллит или оксалат кальция моногидрат, который имеет микрозональную текстуру (р=0.000) и радиально-лучистую структуру (р=0.000). На рис.1б представлен ведделлит или оксалат кальция дигидрат, который, имеет кавернозную текстуру (р=0.004) и зернистую структуру.

Рис. 1 Фотографии шлифов оксалатных мочевых камней (а - вевеллит, б - ведделлит) (ув. х 10 Николи II)

В результате анализа эффективности литотрипсии в зависимости от минерального состава мочевых камней, нами получены следующие данные. Для разрушения мочевых камней, состоящих из минерала ве-веллита, в среднем требовалось проведение большего количества сеансов ДЛТ (2,5±0,7), и соответственно применение большего количества ударных волн (4523±241), чем для разрушения мочевых камней, состоящих из ведделлита (среднее количество сеансов ДЛТ - 1,2±0,3; количество ударных волн - 1886±215). Полная фрагментация мочевых камней, состоящих из вевеллита, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 64,7% случаев, а состоящих из ведделлита в 80%. При КЛЛТ полная фрагментация вевеллита в течение первого сеанса достигалась в 35,7% (среднее количество сеансов КЛЛТ - 2,8±0,4; количество лазерных импульсов - 3249 ± 844), а ведделлита в 80% (среднее количество сеансов КЛЛТ - 1,4±0,4; количество лазерных импульсов - 2399±214) (р<0.05). По нашему мнению это связано с тем, что кристаллы вевелли-та очень плотно прилегают друг к другу, и такие мочевые камни будут скорее разрушаться по границам между крупными минеральными агрегатами с образованием крупных осколков. В отличие от вевеллита, мочевые камни, состоящие из ведделлита, имеют в своем строении мно-

жество микропустот и пор неправильной формы, что позволяет легко разрушить эти камни с образованием мелких осколков.

При помощи поляризационной микроскопии были исследованы фрагменты мочевых камней после ДЛТ. При микроскопии фрагментов (рис. 2) были отмечены сходные изменения, происходящие при литот-рипсии, заключающиеся в сохранении целостности кристаллов при дроблении, разрушении их скоплений (агрегаций) при прохождении ударной волны по межкристаллическим соединениям (по границе минеральное-минеральное вещество), а также по границе минеральное-органическое вещество без разрушения самого кристалла.

Рис. 2. Фрагмент оксалатного камня (вевеллит) после ДЛТ (ув. х 20)

По нашим данным оксалаты, фосфаты, камни смешанного состава, а также некоторые ураты дают на обзорных и прицельных рентгенограммах тени различной формы, интенсивности и однородности.

На рис. 3 и 4 представлены результаты цифрового анализа обзорных рентгенограмм мочевых путей и прицельных рентгенограмм мочевых камней, состоящих из вевеллита (рис.3) и ведделлита (рис.4). Данные мочевые камни дают на рентгенограммах интенсивные плотные тени однородной структуры, однако нами были выявлены статистические достоверные различия между ними в относительной оптической плотности. Так для мочевых камней, состоящих из вевеллита, относительная оптическая плотность составила 180 условных единиц (у.е.) (р=0.004) или 175 у.е. (р=0.015), а для ведделлита- 190 у.е. (р=0.000).

Рис. 3. Результаты цифрового анализа рентгенограмм оксалатного камня, состоящего из вевеллита (а - негативное изображение, б - денситограмма)

Рис. 4. Результаты цифрового анализа рентгенограмм оксалатного камня, состоящего из ведделлита (а - негативное изображение, б -денситограмма) В дальнейшем нами была предпринята попытка формирования решающих правил диагностики минерального состава камней. С этой целью был использован дискриминантный анализ, с помощью которого строились линейные функции в виде уравнений с учетом наиболее информативных рентгенологических характеристик мочевых камней, полученных при помощи цифрового анализа рентгенограмм.

Используя наиболее информативные рентгенологические характеристики по результатам дискриминантного анализа, для мочевых камней, состоящих из минерала вевеллита, может быть рассчитана линейная классификационная функция по следующей формуле:

У=0.87+0.29Х1+2.03Х2-5.5ХЗ+0.54Х4+1.04Х5+2Л5Х6,

где 0.87 - константа, - четкий контур мочевого камня на рентгенограмме, Хг - однородная тень, Хз - высокоинтенсивная тень, Х4 - низкоинтенсивная тень, Х$ - оптическая плотность 175 у.е., Хб - оптическая плотность 180 у.е., и где наличие признака определяется как "Х=1", а его отсутствие как "Х=0". Это уравнение может быть использовано для решения задачи диагностики вевеллитов с достоверностью 78,8%. По данным дискриминантного анализа также известно, что величины групповых центроидов (средних значений) составили -2,96, если камень является вевеллитом и 0,54, если камень не является ве-веллитом. Сравнивая значение, вычисленное по данной формуле со значениями групповых центроидов, можно с достоверностью 78.8% (р=0.000) утверждать, является ли данный камень вевеллитом.

Наиболее часто встречающимися, по нашим данным, фосфатными камнями являются мочевые камни, состоящие из гидроксилапатита (7,2%) и струвита (4,1%). Фосфатные камни, состоящие из минерала гидроксилапатита, имеют микрослоистую (р=0.012) или камерную (р=0.307) текстуру и зернистую структуру (р=0.001). Данные камни состоят из мелких зернистых кристаллов, которые очень плотно прилегают друг к другу, и для своего разрушения требуют применения большего количества ударных волн в ходе литотрипсии (среднее количество сеансов ДЛТ - 2,4±0,6, а при КЛЛТ - 2,2±0,4; количество ударных волн при ДЛТ- 4281±341, лазерных импульсов - 3862±957). Полная фрагментация мочевых камней, состоящих из гидроксилапатита, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 36,4% случаев, а при КЛЛТ в16,7%(р<0.05).

В отличие от гидроксилапатита мочевые камни, состоящие из струвита, характеризуются губчатой (р=0.000), камерной (р=0.019) или макрослоистой (р=0.004) текстурой и криптовой (зернистой) структурой (р=0.016). Кристаллы струвита имеют большие размеры и расположены хаотично, что объясняет более легкое их разрушение с использованием меньшего количества ударных волн (среднее количество сеансов ДЛТ - 1,3±0,5, а при КЛЛТ - 1,0±0,2; количество ударных волн при ДЛТ- 2135±54, лазерных импульсов - 1426±125). Полная фрагмен-

тация мочевых камней, состоящих из струвита, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 88,9% случаев, а при КЛЛТ в 100% (р<0.05).

На рентгенограммах мочевые камни, состоящие из гидроксилапа-тита дают высокоинтенсивную плотную тень (р=0.031), однородной структуры (р=0.078) с относительной оптической плотностью 230 у.е. (р=0.000) или 220 у.е. (р=0.002). Мочевые камни, состоящие из струвита, выглядят на обзорных и прицельных рентгенограммах в виде тени умеренной интенсивности и плотности (р=0.000) и неоднородной структуры с просветлениями или дефектами наполнения в центре. Для струвита достоверной, по нашим данным, явилась оптическая плотность 150 у.е. (р=0.000) или 170 у.е. (р=0.000).

Мочевая кислота и ее соли (ураты) были обнаружены в 15 (15,5%) мочевых камней. Мочевая кислота как главная основа мочевого камня была найдена в 6 случаях (6,2%). В остальных 9 камнях (9,3%) мочевая кислота была выявлена в смеси с гидратом мочевой кислоты.

Камни, состоящие из мочевой кислоты, а также из мочевой кислоты в сочетании с ее гидратом, имеют макрозональную (р=0.000) или микрозональную (р=0.018) текстуру и сферолитовую структуру в виде ступенчато-зональных сростков расщепленных кристаллов (р=0.000). Наличие большого количества белковых прослоек между кристаллами, по-видимому, определяет их удовлетворительную фрагментацию, причем существенных различий в количестве ударных волн, необходимых для их эффективной фрагментации нет. Полная фрагментация мочевых камней, состоящих из мочевой кислоты, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 90,0% случаев (среднее количество сеансов - 1,4±0,4, ударных волн - 2538±75), а при КЛЛТ в 75,0% (р<0.05), а мочевых камней, состоящих из мочевой кислоты в сочетании с ее гидратом, соответственно в 92,3% (среднее количество сеансов - 1,3±0,5, ударных волн - 2292± 121) и 100,0% случаев (р<0.05).

При анализе рентгенограмм уратные камни чаще всего не выявлялись, т.е. были рентгенонеконтрастными (р=0.004), или давали малоинтенсивную тень низкой плотности (р=0.005) и однородной структуры за счет незначительных примесей других минералов. Для камней, состоя-

щих из мочевой кислоты, характерной была относительная оптической плотность 120 у.е. (р=0.022), а для камней, состоящих из смеси мочевой кислоты и ее гидрата, 120 у.е. (р=0.000) или 135 у.е. (р=0.003).

Нами также были проанализированы структурно-текстурные особенности и рентгенологические характеристики некоторых вариантов смешанных мочевых камней. Так смешанные камни, состоящие из минералов вевеллита и гидроксилапатита, имеют микрозональную текстуру (р=0.043) с наличием полостей - фанестральная текстура (р=0.028) и сферолитовую структуру в виде субпараллельных сростков волокнистых кристаллов (р=0.000) в сочетании с зернистой структурой (р=0.822). Анализ эффективности литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней показал, что для их разрушения в среднем потребовалось 1,9±0,4 сеансов ДЛТ (2831+75 ударных волн) или 2,1±0,3 сеанс КЛЛТ (2939 ±435 лазерных импульсов). Полная фрагментация мочевых камней, состоящих из вевеллита и гидроксилапатита, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 75,5% случаев, а при КЛЛТ в 60,0% (р<0.05). На рентгенограммах мочевые камни, состоящие из вевеллита и гидроксилапатита дают интенсивную плотную тень (р=0.005) с относительной оптической плотностью 210 у.е. (р=0.001) или 220 у.е. (р=0.050).

Смешанные мочевые камни, состоящие из струвита и мочевой кислоты, имеют микрослоистую (р=0.005) текстуру в сочетании с камерной (р=0.000) и зернистую структуру (р=0.179) в сочетании со сферо-литовой структурой в виде ступенчато-зональных сростков расщепленных кристаллов (р=0.273). Полная фрагментация мочевых камней, состоящих из струвита и мочевой кислоты, в течение первого сеанса ДЛТ достигалась в 100,0% случаев (среднее количество сеансов - 1,0±0,6, ударных волн - 1956±120), а при КЛЛТ в 83,3% (среднее количество сеансов - 1,5±0,2, лазерных импульсов - 2305±281) (р<0.05). На рентгенограммах данные мочевые камни дают средней интенсивности тень умеренной плотности (р=0.051), неоднородной структуры (р=0.012) с относительной оптической плотностью 140 у.е. (р=0.001) или 145 у.е. (р=0.032).

Цистиновый камень встретился нами у одного пациента (1,0%). При анализе обзорной и прицельной рентгенограммы выявить его не удалось - рентгенонеконтрастный камень, однако на экскреторной уро-грамме был выявлен дефект наполнения средней трети мочеточника, что подтвердилось в ходе уретероскопии с КЛЛТ. Однако в ходе КЛЛТ его разрушить не удалось, и он был удален во время уретеролитотомии. Как при визуальном, так и при микроскопическом исследовании данного мочевого камня не было найдено следов воздействия лазера, что возможно связано с тем, что энергия лазерного излучения им не поглощается. Текстура цистинового камня была представлена микрозонами. В центре была выражена зернистая морфология кристаллов, а на периферии сферолитовая морфология (сростки расщепленных кристаллов).

Таким образом, для всех минеральных групп мочевых камней возможно рассчитать линейные функции для определения их минерального состава с учетом наиболее информативных рентгенологических характеристик мочевых камней (интенсивность, однородность тени, характер контура мочевого камня, значение относительной оптической плотности мочевого камня), полученных при помощи цифрового анализа обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня, а также с учетом используемой рентгеновской техники. В дальнейшем, используя математические модели, возможно определение минерального состава и структурно-текстурных особенностей мочевых камней.

Полученные результаты также свидетельствуют о том, что эффективность литотрипсии, как ДЛТ, так и КЛЛТ зависит от физико-химических свойств (минерального состава и структурно-текстурных особенностей) мочевых камней. При этом хуже поддаются разрушению мочевые камни, состоящие из вевеллита или гидроксилапатита, а также некоторые полиминеральные камни (вевеллит в сочетании с ведделли-том и вевеллит в сочетании с гидроксилапатитом).

Применение этих данных позволяет прогнозировать эффективность предстоящей литотрипсии в зависимости от физико-химических

свойств мочевых камней, а также определять оптимальное количество ударных волн, необходимое для их разрушения.

ВЫВОДЫ

1. Обзорная рентгенография мочевых путей и прицельная рентгенография-мочевых камней с последующим их цифровым анализом по программе "Trophy Windows 2000" позволяет провести детальную оценку структурно-плотностного состава мочевых камней.

2. Мочевые камни, имеющие характерные рентгенологические признаки (интенсивность, однородность тени на рентгенограмме, вид ден-ситограммы, относительную оптическую плотность), различаются по своему минеральному составу и структурно-текстурным особенностям.

3. Дистанционная и контактная лазерная литотрипсии являются эффективными современными методами лечения мочекаменной болезни (эффективность их составляет 91,5% и 79,8% соответственно)

4. Одними из основных факторов, влияющих на эффективность ли-тотрипсии, являются физико-химические свойства мочевых камней: минеральный состав и их структурно-текстурные особенности.

5. Разрушение мочевых камней с помощью ударных волн подчиняется единым законам разрушения твердых пород, согласно которым эта волна проходит по межкристаллическим соединениям, не разрушая при этом сам кристалл.

6. Математическое моделирование данных цифрового анализа рентгенограмм (обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня) позволяет с достаточной долей достоверности (до 90%) определять физико-химические свойства мочевых камней in vivo, что позволяет прогнозировать эффективность литотрипсии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Диагностические мероприятия у больных с мочекаменной болезнью следует начинать с применения обзорной рентгенографии мочевых путей, экскреторной урографии, а также прицельной рентгенографии мочевых камней.

2. С целью получения диагностической информации о структурно-плотностном составе мочевых камней необходимо использовать сканирование обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня с последующим цифровым анализом изображения по программе "Trophy Windows 2000" и определением относительной оптической плотности мочевых камней.

3. Для прогнозирования и оптимизации процессов литотрипсии у больных с мочекаменной болезнью, с учетом физико-химических свойств мочевых камней, целесообразно математическое моделирование данных цифрового анализа обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевых камней.

4. Для оценки структурно-текстурных особенностей мочевых камней целесообразно использование методов, традиционных в минералогии и петрографии осадочных горных пород, при этом предпочтительнее сочетание поляризационной микроскопии, рентгеновской дифрак-тометрии, инфракрасной спектроскопии, а также растровой электронной микроскопии.

5. В отношении литотрипсии рекомендуется использование детальной классификации мочевых камней с учетом их структурно-текстурных и рентгенологических особенностей.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Методы исследования состава и структуры мочевых камней // Окружающая среда и здоровье населения / Сб. науч. ст. -СПб.: СПбГПМА, 2001. С.45-46 (соавт.: Панин А.Г., Кормушкина Е.А.).

2. Возможности современных методик лучевой диагностики в повышении эффективности литотрипсии // Вестник РГМУ. -2002. -№1(22). -С.66 (соавт.: Зубарев В.А.).

3. Современные методы лучевой диагностики в исследовании камней мочевого пузыря // Проблемы охраны здоровья населения и окружающей среды / Мат. науч.-практ. конф. -СПб.: СПбГМА, 2002. -С.307 (соавт.: Панин А.Г., Дударев А.Л., Зубарев В.А., Архангельский А.И.).

4. Особенности физико-химических свойств камней мочевого пузыря у больных доброкачественной гиперплазией предстательной железы // Сб. тр. юбилейной конф., посвящ. 160-летию Александровской больницы. -СПб., -2002. -Ч. II. -С.20-21 (соавт.: Архангельский А.И., Зубарев В.А., Пудовкин А.В.).

5. Возможности современных методик лучевой диагностики в выборе метода противорецидивной терапии уролитиаза // Сб. тр. юбилейной конф., посвящ. 160-летию Александровской больницы. -СПб., -2002. -Ч. II. -С.57-58 (соавт.: Панин А.Г., Зубарев В.А.).

6. Оценка эффективности контактной лазерной литотрипсии в лечении больных с камнями мочеточников // Мат. X Российского съезда урологов. -М., 2002. -С.768-769 (соавт.: Панин А.Г., Стецик О.В.).

7. Оценка физических свойств мочевых камней с помощью цифрового анализа рентгенограмм перед дистанционной литотрипсией // Мат. пленума правления Российского общества урологов, -М., 2003. -С.245-246 (соавт.: Панин А.Г., Дударев АЛ., Чибисова М.А, Стецик О.В.).

8. Пути улучшения отдаленных результатов лечения больных уроли-тиазом // Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова. -2003. -№1. - С. 147-148 (соавт.: Панин А.Г., Зубарев В.А., Чибисова М.А).

9. Мочекаменная болезнь // Учебное пособие для студентов. -СПб.: СПбГМА, 2003. -28 с. (соавт.: Панин А.Г., Стецик О.В., Топузов М.Э., Зубарев В.А., Алексеева И.В.).

10. Методы цифрового анализа рентгенограмм в исследовании мочевых камней // Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова. -2004. -№1. -С. 104-107 (соавт.: Панин А.Г., Чибисова М.А, Стецик О.В., Зубарев В.А.).

11. Методика компьютерной обработки обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевых камней по программе "Trophy Windows 2000" // Удостоверение на рационализаторское предложение № 1673 от 24.02.04 г., принятое к исп. в СПбГМА им. И.И. Мечникова (соавт.: Панин А.Г., Чибисова М.А, Иванов М.А, Стецик О.В., Зубарев В.А.).

p-8 i 20

Актуальность проблемы

Мочекаменная болезнь (МКБ) является одной из важных проблем современной медицины, так как она встречается у 1-3% населения в развитых странах. МКБ занимает одно из ведущих мест среди хирургических болезней органов мочевой системы. Пациенты, страдающие МКБ, составляют 30-40% среди всех больных урологических стационаров, причем большинство из них находится в самом трудоспособном возрасте - от 30 до 60 лет (Дзеранов Н.К., 1994; Тиктинский О. Л., 2000; Лопаткин H.A., Яненко Э.К., 2000; Лопаткин H.A., Дзеранов Н.К., 2003; Stoller M.L., 2000; Tiselius H.G., 2001).

Характерной особенностью МКБ является тенденция к частому рецидивирова-нию, которая колеблется в пределах 50-70%, а также полиэтиологический характер мочекаменной болезни, что затрудняет ее профилактику и лечение (Дзеранов Н.К., 1994; Яненко Э.К. и соавт., 1996; Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997; Панин А.Г., 2000; Тиктинский О.Л., Александров В.П., 2000; Othes В., 1983; Stoller M.L., 2000).

Лечить больных МКБ, имеющих рецидивные камни, значительно сложнее, чем пациентов с первичными камнями. Процент тяжелых осложнений у больных МКБ прямо пропорционально увеличивается по отношению к кратности оперативных вмешательств. Высока послеоперационная летальность при выполнении повторных оперативных вмешательств при МКБ, которая, по данным различных авторов, колеблется от 1,8 до 3,4% (Павлова Л.П., 1990; Дзеранов Н.К., 1994; Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997).

Следствием МКБ является образование мочевого камня. Поскольку именно мочевой камень является проявлением болезни, все меры по его удалению - путем дробления, растворения, операции - направлены в первую очередь на этот конечный продукт заболевания (Билобров В.М., 1986; Степанов В.Н., 1994).

Благодаря техническому прогрессу, усовершенствованию рентгеноурологиче-скон, ультразвуковой и эндоскопической техники появились способы контактного и бесконтактного разрушения мочевых камней. Восьмидесятые годы прошлого столетия ознаменовались открытием дистанционной ударно-волновой литотрипсин (ДЛТ) и внедрением ее в клиническую урологическую практику, как основного метода лечения МКБ, (Шевцов И.П. и соавт., 1986; Горячев И.А. и соавт., 1992; Лопаткин H.A., 1994, 2003; Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997; Трапезникова М.Ф., Дутов В.В., 1999; Тиктинский О.Л. и соавт., 2000; Chaussy С. et al., 1986, 1997; Newman J., 1996; Kostakopoulos A.-- et al., 1997), а также последующих за ней других новых методик -контактная эндоскопическая литотрипсия, пункционпая нефролитолапаксия и др. (Мартов А.Г. и соавт., 1991; Комяков Б.К., 1993; Лопаткин H.A. и соавт., 1994; Воло-шаненко В.А. п соавт., 2000; Adams D.H., 1996; Eden C.G. et al., 1998), . Литотрипсия - это метод хирургического, но неоперативного лечения камней почек и мочеточников, который в значительной мере вытеснил оперативное удаление мочевых камней (Тиктинский О.Л., Александров В.П., 2000). Революционно быстрому внедрению методов способствовали их малая инвазивность, травматичность и высокая эффективность разрушения мочевых камней до фрагментов, способных к спонтанному отхож-дению (Кадыров З.А., 1995; Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997; Степанов В.Н. и соавт., 1997).

Широкое внедрение в клиническую практику литотрипсии позволило снизить уровень открытых операций при мочекаменной болезни до 15-20% (Дзеранов Н.К., 1994; Lehtoranta К., 1995), а при камнях мочеточников - до 3-8% (Трапезникова М.Ф., Дутов В.В., 1999; Lingeman J.E., 1996; Segura J.W. et al., 1997).

Литотрипсия является высоко эффективным методом лечения больных уроли-тиазом, но и она не лишена недостатков и осложнений (Лопаткин H.A., Дзеранов Н.К., 1994; Ткачук В.Н. и соавт., 1994; Coptcoat M.J. et al., 1986; Berman С. et al., 1995). Кроме того, во время первого сеанса дробления разрушить камень удается не всегда, поэтому приходится прибегать к повторным процедурам, а при отсутствии эффекта применять другие виды лечения (Ткачук В.Н. и соавт., 1992; Tiselius H.G. et al, 2001).

Анализ работ последних лет показывает, что особенности состава и структуры мочевых камней во многом предопределяют эффективность дробления, без знания которых весьма трудно добиться успеха в разрушении мочевого камня (Билобров В.М., 1986; Люлько A.B. и соавт., 1991; Дзеранов Н.К. и соавт., 1994; Степанов В.Н., 1994, 1996; Кадыров З.А., 1995; Джавад-Заде С. М., 1996; Кузьменко В.В. и соавт., 1996; Барчуков В.Г. и соавт., 1997; Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Лопаткин H.A., 2003; Неймарк А.И., 2003).

Для исследования мочевых камней, отошедших самостоятельно или удаленных оперативным путем, и их фрагментов после литотрипсии в настоящее время применяется комплекс физических методов (инфракрасная спектрография, рентгеновская ди-фрактометрия, кристаллооптический анализ, электронная сканирующая микроскопия), которые позволяют провести анализ мочевого камня и его фрагментов после дробления, оценить изменения происходящие в камне под воздействием ударных волн (Колпаков И.С., Глики Н.В., 1965; Люлько A.B. и соавт., 1991; Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Зубарев В.А., 2001; Suzuki T. et al., 1997; Tellez Martinez-Fornes M. et al.,1997; Boyde A. et al., 1998).

Несмотря на достаточное число работ, посвященных вопросам прогнозирования эффективности литотрипсии и факторам, влияющим на эффективность литотрипсии, в том числе химическому составу и структуре мочевых камней (Дзеранов Н.К. и соавт., 1994; Кадыров З.А., 1994, 1995; Джавад-Заде М.Д., 1996; Барчуков В.Г. и соавт., 1997; Аляев Ю.Г., 2003; Петров С.Б. и соавт., 2003), исследования в этой области вызывают большой интерес. Знание в предоперационном периоде плотностной структуры и минерального состава мочевых камней, а также изменений, происходящих в них под воздействием ударных волн, позволит прогнозировать эффективность литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, а также разработать и выбрать наиболее оптимальный и менее травматичный метод их разрушения, снизить количество осложнений, возникающих в ходе литотрипсии и после нее (Степанов В.Н. и соавт., 1997; Трапезникова М.Ф. и соавт., 1999, 2003; Петров С.Б. и соавт., 2003).

В последнее время для оценки структуры и плотностного состава мочевых камней in vivo внимание урологов привлекли специальные лучевые методы исследования: рентгеновская компьютерная томография, ультразвуковая денситометрия, микрофокусная высокодетальная рентгенография с прямым многократным увеличением изображения и цифровая рентгенография (Хейфец В.Х., 1991; Панин А.Г., 1987, 2000; Стецик О.В., 2000; Зубарев В.А., 2001; Абоян И.А., 2003; Петров С.Б., 2003; Hillmann В J. et al., 1984; Mohammad R. et al., 1998), по данным которых (средняя плотность мочевого камня, интенсивность и однородность структуры тени мочевого камня) можно судить о его минеральном (химическом) и плотностном составе.

Однако вышеперечисленные методы не лишены недостатков. Так, микрофокусная высокодетальная рентгенография не всегда дает точную информацию, и интерпретация ее данных зависит от опыта рентгенолога. При проведении РКТ эквивалентная доза облучения выше, чем при выполнении обзорного снимка мочевых путей, плюс выше стоимость проведения РКТ, а также необходимо отметить, что РКТ не относится к обязательным методам исследования для больных МКБ, в то время, как обзорный снимок почек и мочевых путей выполняется всем таким пациентам.

В то же время существуют достаточно информативные методы исследования, одним из преимуществ которых является относительная дешевизна при простоте выполнения. Так, в стоматологической практике широко применяются методы компьютерной обработки рентгенограмм зубов для определения их плотностной структуры. Мочевые камни, также как и зубы, являются биоминералами, и их оптическая плотность тоже зависит от их химического состава. Поэтому применение этого метода также возможно для изучения плотностной структуры мочевых камней. При помощи радиовизиографической программы "Trophy Windows 2000" фирмы "Trophy" (Франция), применяемой в настоящее время в стоматологической практике, возможен цифровой анализ обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня. Этот современный метод лучевой диагностики мочевых камней позволяет оценить в определенной степени относительную оптическую плотность и структуру мочевых камней, что и будет, в конечном счете, предопределять эффективность литотрипсии.

Цель исследования

Повышение эффективности лечения больных мочекаменной болезнью с помощью методов литотрипсии на основе диагностики физико-химических свойств мочевых камней in vivo.

Задачи исследования

1. Произвести цифровой анализ обзорных рентгенограмм мочевых путей и прицельных рентгенограмм мочевых камней при помощи программы "Trophy Windows 2000" по стандартизированному протоколу (негативное и позитивное изображение, амплитудный рельеф и псевдорельеф, денситометрия в исследуемых зонах);

2. Изучить минеральный состав, структурно-текстурные особенности мочевых камней и их осколков после литотрипсии с помощью различных физических методов рентгеновская дифрактометрия (фазовый анализ), инфракрасная спектроскопия, поляризационная микроскопия, растровая электронная микроскопия);

3. Провести корреляционный анализ между данными рентгенологических методов исследования и данными минералогического исследования мочевых камней у больных мочекаменной болезнью;

4. Оценить эффективность дистанционной и контактной лазерной литотрипсии в зависимости от минерального состава мочевых камней и оценить изменения, происходящие в мочевых камнях под воздействием ударных волн и лазерных импульсов с помощью различных физических методов исследования;

5. Создать линейные классификационные функции для определения минерального состава мочевых камней по данным лучевых методов исследования, а также для прогнозирования эффективности литотрипсии в зависимости от минерального состава и рентгенологических признаков мочевых камней.

Научная новизна

1. Доказана возможность применения у больных мочекаменной болезнью специального метода лучевой диагностики - обзорной рентгенографии мочевых путей, прицельной рентгенографии мочевого камня с последующим оцифровыванием рентгенограмм на высокоразрешающем сканере "Agfa Duoscan" и их компьютерной обработкой по программе "Trophy Windows 2000" в следующих режимах: негативного и позитивного изображения, амплитудного рельефа, цветового раскрашивания, построения денситограмм в исследуемых зонах мочевых камней.

2. С помощью обзорной рентгенографии мочевых путей и прицельной рентгенографии мочевого камня и их цифровым анализом по стандартизированному протоколу изучены структурные особенности и оптические денситометрические характеристики рентгеновского изображения мочевых камней различного минерального состава. Указанная методика позволила оценить не только форму, размеры и контуры мочевых камней (как при традиционной рентгенографии), но и детально разобраться в их структурно-плотностных особенностях и денситометрических показателях.

3. В корреляции с данными поляризационной микроскопии, инфракрасной спектроскопии и рентгеновской дифрактометрии определены характерные показатели относительной оптической плотности мочевых камней, имеющих определенный химический (минеральный) состав: уратов, фосфатов, оксалатов, а также некоторые варианты смешанных мочевых камней.

4. На основании данных цифрового анализа рентгенограмм мочевых камней построены линейные классификационные формулы практически для всех минеральных типов мочевых камней.

Практическая значимость

Результаты исследования целесообразно применять в повседневной клинической практике урологов, рентгенологов при диагностике и лечении больных с мочекаменной болезнью.

В клиническую практику рекомендуются методика обследования больных уро-литиазом с использованием прицельной рентгенографии и ее компьютерной обработкой. Применение разработанных нами линейных классификационных функций позволяет in vivo определять минеральный состав мочевых камней по данным обзорной рентгенографии мочевых путей и прицельной рентгенографии мочевых камней, и в дальнейшем прогнозировать эффективность литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, а также позволяет избежать нецелесообразных сеансов ДЛТ и контактной лазерной литотрипсии (KJIJIT) и снизить количество осложнений в ходе и после дробления.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Обзорный снимок мочевых путей, прицельная рентгенография мочевых камней с последующим сканированием рентгенограмм и цифровой обработкой изображения и денситометрией позволяет выявить особенности плотностной структуры мочевого камня in vivo.

2. На основании математического моделирования данных цифрового анализа рентгенограмм можно предположить минеральный состав и структурно-текстурные характеристики мочевых камней.

3. На основе данных о минеральном (химическом) составе и структурно-текстурных характеристиках мочевых камней можно прогнозировать результаты литотрипсии.

4. Разрушение мочевых камней с помощью ударных волн подчиняется единым законам разрушения твердых пород, согласно которым эта волна проходит по границам минерально-минеральное вещество и минеральное-органическое вещество, не разрушая при этом сам кристалл.

Апробация и внедрение результатов работы

Материалы исследования доложены на научных конференциях молодых ученых СПбГМА им. И.И. Мечникова "Окружающая среда и здоровье населення" (Санкт-Петербург, 2001), "Проблемы охраны здоровья населения и окружающей среды" (Санкт-Петербург, 2002), конференции, посвященной 160-летию Александровской больницы (Санкт-Петербург, 2002), на Пироговской научной конференции (Москва, 2002), на X Российском съезде урологов (Москва, 2002), пленуме Российского общества урологов по дистанционной литотрипсии (Сочи, 2003), на научно-практической конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга и 100-летию больницы им. Императора Петра Великого (Санкт-Петербург, 2003), а также на 871-ом заседании Санкт-Петербургского урологического общества им. С.П. Федорова (2004).

Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры урологии и кафедры лучевой диагностики и лучевой терапии СПбГМА им. И.И. Мечникова, а также урологического отделения больницы Петра Великого, ГМПБ №2, больницы Святой преподобомученицы Елизаветы, МСЧ № 70 ГП "Пассажиравтотранс", отделения литотрипсии Александровской больницы г. Санкт-Петербурга.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в которых отражены основные положения диссертационного исследования, а также получено удостоверение на рационализаторское предложение № 1673 от 24.02.04 г.

Объем и структура диссертации

Диссертация представлена в одном томе, состоит из введения, обзора литературы, трех глав с изложением материалов собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций, списка литературы. Работа изложена на 152 страницах текста и содержит 79 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 280 источников, их них 136 иностранных авторов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МОЧЕВЫХ КАМНЕЙ

Для исследования были использованы 97 мочевых камней, отошедших самостоятельно или удаленных оперативным путем. Камни изучались не более чем через 7 дней с момента их отхождения или удаления. После изучения внешнего вида, фотографирования и прицельной рентгенографии камни распиливались на две примерно равные части. Одна из полученных частей служила для определения химического (минерального) состава, а вторая - для изучения структурно-текстурных особенностей камней методами, традиционно применяемыми в геологии, минералогии и петрографии.

Исследованные мочевые камни имели самый разнообразный внешний вид: 18 (18,6%) были округлой формы, 27 (27,8%) - овальной, а 52 (53,6%) - неправильной (звездчатой, сердцевидной, гроздьевидной, многоугольной и др.). Поверхность 18 (18,6%) камней была гладкой, ровной, как бы полированной. В 79 (81,4%) случаях камни имели неровную (бугристую, почкообразную, шиповатую, друзовидную или шероховатую) поверхность. На гладкой поверхности некоторых камней располагались островки мелких кристаллов.

Цвет камней также был самый разный: белый, серый, желтый, коричневый, черный и др., а некоторые из них имели участки нескольких разных цветов. Было отмечено, что в ряде камней поверхностный слой имел одну окраску (темную), а на распилах - другую (светлую). По-видимому, пигментные красящие вещества фиксировались на поверхности этих камней во время их прохождения по мочевым путям. Возможно, красящие вещества в процессе роста камней обесцвечивались в результате происходивших химических реакций или отталкивались к поверхностным слоям как посторонние примеси.

Химический и минеральный составы мочевых камней

При исследовании 97 вышеуказанных мочевых камней методом рентгеновской дифрактометрии и инфракрасной спектроскопии установлено, что 59 из них (60,8%) были полиминеральными, а 38 (39,2%) могли быть условно названы мономинеральными, так как они содержали другие минералы в небольших количествах в виде примесей (не более 10% от объема камня). В изученных камнях выявлено 8 минеральных разновидностей: вевеллит, ведделлит, гидроксилапатит, струвит, брушит, мочевая кислота, гидрат мочевой кислоты и цистин. Среди 38 мономинеральных камней было 19 оксалатных (50,0%), 12 фосфатных (31,6%), 6 уратных (15,8%) и 1 цистиновый (2,6%). В полиминеральных мочевых камнях обнаружены следующие сочетания минералов: вевеллит и ведделлит - 37,3%, вевеллит и мочевая кислота - 22,1%, вевеллит и гидроксилапатит — 18,6%, мочевая кислота и гидрат мочевой кислоты - 15,2%, а также струвит и мочевая кислота - 6,8%.

Анализ данных, полученных при различных рентгенологических исследованиях и в результате компьютерной обработки рентгеновского изображения по программе "Trophy" в различных режимах позволил разделить всех пациентов с мочекаменной болезнью на группы в зависимости от минерального состава мочевых камней. Результаты рентгенологических исследований и их компьютерной обработки сопоставлялись с данными других методов исследования мочевых камней: рентгеновской ди-фрактометрии (фазовый анализ) и поляризационной микроскопии.

Классификация мочевых камней по их структурно-текстурным особенностям

При описании внутреннего строения мочевых камней использовались понятия "текстура" и "структура", которые традиционно применяются в минералогии и петрографии для характеристики минеральных агрегатов (камней).

Текстура (от лат. textura - ткань) - характеризует размеры, форму и пространственное расположение составных частей камней.

Структура (от лат. structura - строение) - характеризует особенности камней по размерам, равномерности и форме составляющих их кристаллов.

Описание внутреннего строения мочевых камней выполнено на основе разработанной классификации их структурных и текстурных особенностей, представленной в таблицах 3.1 и 3.2.

Поскольку большинство мочевых камней являются кристаллическими, то при их описании применялись традиционные в минералогии и петрографии подходы, используемые при анализе особенностей внутреннего строения природных кристаллических образований.

На основании комплексных данных клинико-рентгенологических исследований все мочевые камни были разделены на группы в зависимости от их плотностного состава, и найдено соответствие их минеральным характеристикам, полученным в результате рентгеноструктурного анализа и поляризационной микроскопии.

ГЛАВА 5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время продолжается активное обсуждение вопроса о малоинва-зивных методах лечения больных с МКБ. Среди этих методов выделяют различные варианты литотрипсии (дистанционная, контактная уретероскопическая и чрезкож-ная), при этом, по мнению многих авторов, преимущество отдается методу ДЛТ.

Несмотря на накопленный большой опыт применения литотрипсии у больных мочекаменной болезнью, до сих пор многие вопросы этих перспективных методов лечения больных с МКБ вызывают широкую дискуссию. Представления о показаниях к применению и противопоказаниях, технике выполнения и эффективности данных методов литотрипсии постоянно дополняются (Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997; Трапезникова М.Ф., Дутов В .В., 1999; Лопаткин Н.А., Дзеранов Н.К., 2003; ТаШу О.О., 1998; "ЛвеКив et а!., 2001).

На сегодняшний день также изучены многие факторы, влияющие на эффективность литотрипсии. Так, следует выделить следующие факторы, которые влияют на эффективность литотрипсии: форма и размер мочевого камня, физико-химические свойства мочевого камня (минеральный состав, структурно-текстурные особенности), локализация мочевого камня в мочевых путях, длительность нахождения мочевого камня в мочеточнике, функциональное состояние почек и многие другие (Ткачук В.Н. и соавт., 1994; Кадыров З.А., 1995; Трапезникова М.Ф. и соавт., 1995, 2003; Яескег Б. е1а!., 1989 и др.).

Работы, посвященные изучению эффективности литотрипсии немногочисленны (Джавад-Заде С.М., 1996; Дзеранов Н.К. 2003 и др.). Степень участия каждого признака для прогнозирования успешного результата лечения, обработанная методами вероятностной статистики, позволяет судить о вкладе каждого из них в эффективность литотрипсии. Так суммарный вклад такого фактора, как состав и структура мочевых камней достаточно вариабилен и находится во главе списка значимых факторов результатов литотрипсии. При этом коэффициент информативности этого признака зависит п от методов исследования, используемых для диагностики плотност-ного и минерального состава и структуры мочевых камней.

В последнее время количество работ, посвященных изучению эффективности литотрипсии в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, постоянно увеличивается (Кузьмеико В.В., 1994, 1996; Петров С.Б. и соавт., 1998; Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Лопаткин H.A., 2003; Неймарк А.И., 2003; Tellez Marti-nez-Fornes М., 1997). Это связано с внедрением в комплексное обследование больных современных методов лучевой диагностики (РКТ с определением средней плотности мочевого камня по Хаунсфилду, ультразвуковая денситометрия, микрофокусная высокодетальная рентгенография с прямым увеличением изображения, цифровая рентгенография и др.), а также с появлением современных методов исследования физико-химических свойств мочевых камней (рентгеновская дифрактометрия, поляризационная микроскопия с возможностью цифрового анализа изображения, растровая электронная микроскопия).

Вышеперечисленные методы не лишены недостатков. Так, микрофокусная высокодетальная рентгенография с прямым увеличением изображения не всегда дает точную информацию, и интерпретация ее данных зависит от опыта рентгенолога. При проведении РКТ эквивалентная доза облучения выше, чем при выполнении обзорного снимка мочевых путей, плюс выше стоимость проведения РКТ, а также необходимо отметить, что РКТ не относится к обязательным методам исследования для больных МКБ, в то время, как обзорный снимок почек и мочевых путей выполняется всем таким пациентам. В то же время существуют также достаточно информативные методы исследования, одним из преимуществ которых является относительная дешевизна при простоте выполнения.

Так, в настоящее время, в стоматологической практике широко применяются методы компьютерной обработки рентгенограмм зубов для определения их плотност-ной структуры. Мочевые камни, также как и зубы, являются биоминералами, и их оптическая плотность тоже зависит от их химического состава. Поэтому применение этого метода также возможно для изучения плотностной структуры мочевых камней. При помощи радиовизиографической программы "Trophy Windows 2000" фирмы "Trophy" (Франция), применяемой в настоящее время в стоматологической практике, возможен цифровой анализ обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня. Этот современный метод лучевой диагностики мочевых камней позволяет оценить в определенной степени относительную оптическую плотность и структуру мочевых камней, что и будет, в конечном счете, предопределять эффективность литотрипсии.

В доступной нам литературе практически отсутствует информация об использовании компьютерной обработки рентгеновского изображения мочевых камней и корреляции этих данных с данными минералогического исследования мочевых камней, что послужило предпосылкой для выполнения данной работы.

Выполненная работа является попыткой прогнозирования эффективности ли-тотрипсии в лечении больных МКБ в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, определяемых прижизненно по данным обычного обзорного снимка мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевых камней.

На первом этапе исследования все больные были разделены на три основные группы по методам лечения.

Первую группу больных (п-97) составили пациенты, которым выполнялось оперативное вмешательство или проводилась консервативные мероприятия. Данные рентгенологического исследования этих пациентов: обзорная рентгенограмма мочевых путей и прицельная рентгенограмма мочевого камня подвергались цифровому анализу при помощи радиовизиографической программы "Trophy Windows 2000". Целые конкременты, полученные во время оперативного вмешательства или отошедшие самостоятельно подвергались исследованиям с целью установления их химического состава и определения их структурно-текстурных характеристик. С целью выявления информативности используемых методов лучевой диагностике был проведен сравнительный корреляционный анализ с данными современных методов исследования физико-химических свойств мочевых камней, применяемых в основном в геологии с использованием современных компьютерных прикладных программ.

Нами выделено 5 основных групп мочевых камней, традиционно используемые в урологии, а внутри каждой группы камни разделены в зависимости от химического состава на их разновидности. Подобная классификация не противоречит традиционной классификации мочевых камней (Панин А.Г., 2000; Hienzsch Е., Schneider HJ., 1973; Pyran L.N., 1979).

Изучение каждой из групп мочевых камней позволило выявить закономерности в их строении. Выявленные закономерности позволяют сопоставить не только химический состав и структурно-текстурные особенности мочевых камней, но и данные их рентгенологического исследования. Подобного мнения придерживается также ряд других авторов (Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000; Зубарев В.А., 2001).

К группе океалатов был отнесен 41 мочевой камень. Лишь в 15 (15,5%) случаях был найден чистый вевеллит и в 4 (4Л%) - ведцеллит (практически без примесей). В большинстве же мочевые камни из группы океалатов были представлены смесью ве-веллита (количественно он преобладает в таких мочевых камнях) и ведцеллита - 22 (22,7%) камня.

Оксалатные камни, состоящие из минерала вевеллита и характеризующиеся микрозональной текстурой и радиально-лучистой структурой, на рентгенограммах чаще дают высокоинтенсивную однородную тень с относительной оптической плотностью 175-180 у.е. Оксалатные камни, состоящие из минерала ведцеллита и имеющие кавернозную или микрозональную текстуру и зернистую структуру, на рентгенограммах также дают интенсивную плотную тень, однородной структуры с относительной оптической плотностью 190 у.е. Полиминеральные оксалатные камни, состоящие из вевеллита и ведцеллита и характеризующиеся чаще всего микрозональной текстурой и сферолитовой структурой II или III типа, на рентгенограммах дают высокоинтенсивную плотную тень с относительной оптической плотностью 200-210 у.е.

Фосфаты - всего 12 (12,4%) мочевых камня - были представлены в виде: кальций-фосфатов (гидроксилапатит - 7 камней (7,2%) и брушит - 1 камень (1,0%)), и магний-фосфатов (струвит —4 мочевых камня (4,1%)), в основном коралловидные или рецидивные.

Фосфатные камни, состоящие из минерала гидроксилапатита и имеющие микрослоистую или камерную текстуру и зернистую (криптовую) структуру, дают на рентгенограммах высокоинтенсивную плотную тень однородной структуры с относительной оптической плотностью 220-230 у.е. Фосфатные камни, состоящие из минерала струвита, характеризуются губчатой, камерной (т.е. кавернозной) или макро-слоистой текстурой и криптовой (зернистой) структурой и дают на рентгенограммах тень умеренной плотности и средней интенсивности с относительной оптической плотностью 150-170 у.е.

Мочевая кислота и ее соли (ураты) были обнаружены в 15 (15.5%) мочевых камнях (в основном в камнях мочевого пузыря). Мочевая кислота как главная основа мочевого камня была найдена в 6 случаях (6.2%). В остальных 9 камнях (9.3%) мочевая кислота была выявлена в смеси с гидратом мочевой кислоты. Таким образом, полученные данные подтверждают точку зрения, что мочевые камни, относящиеся к так называемым уратам, нередко (и чаще всего) состоят из кристаллов чистой мочевой кислоты и ее гидрата, а ураты, как таковые, встречаются все же реже.

Уратные конкременты, состоящие из мочевой кислоты и имеющие макрозо-нальную или микрозональную текстуру и сферолитовую структуру III типа на рентгенограммах или не дают тени - рентгенонеконтрастные камни, или дают малоинтенсивную тень низкой плотности с относительной оптической плотностью 120 у.е. Уратные камни, состоящие их мочевой кислоты и ее гидрата и характеризующиеся макрослоистой текстурой и чаще всего сферолитовой структурой III типа на рентгенограммах также или не дают тени - рентгенонеконтрастные конкременты, или дают малоинтенсивную тень низкой плотности с относительной оптической плотностью 120-135 у.е.

Также были проанализированы структурно-текстурные особенности и рентгенологические характеристики различных вариантов смешанных мочевых камней.

Нами при помощи инфракрасной спектрографии был выявлен также один цис-тиновый мочевой камень. При анализе обзорной и прицельной рентгенографии выявить его не удалось - рентгенонеконтрастный камень, однако на экскреторной уро-графии был обнаружен дефект наполнения средней трети мочеточника, что подтвердилось в ходе уретероскопии с контактной лазерной литотрипсией. Текстура его была представлена микрозонами, структура характеризовалась зернистой морфологией кристаллов в центре, а на периферии сферолитовой морфологией (сростки расщепленных кристаллов).

Для всех минеральных групп мочевых камней разработаны линейные функции для определения их минерального состава с учетом наиболее информативных рентгенологических характеристик мочевых камней, полученных при помощи цифрового анализа обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня.

Таким образом, результаты исследования мочевых камней позволяют сделать вывод о том, что все группы мочевых камней, различающиеся по своему минеральному составу и структурно-текстурным особенностям, имеют, статистически достоверно, свои характерные рентгенологические признаки (интенсивность, однородность тени на рентгенограмме, вид денситограммы, относительную оптическую плотность и др.).

Второй группе (п=153) больных выполнялась ДЛТ, а третьей КЛЛТ (п=102) с учетом показаний и противопоказаний к этим методам лечения. Эффективность ли-тотрипсии оценивалась по количеству сеансов и ударных волн необходимых для достижения фрагментации камней на осколки, размеры которых не превышают 3-4 мм. Последние в дальнейшем подвергались рентгеновской дифрактометрии, либо инфракрасной спектроскопии с целью изучения их минерального (химического) состава.

Эффективность ДЛТ у наблюдаемых больных составила 92,8%, а эффективность КЛЛТ - 79,8% (р<0,05). При использовании электромагнитного литотриптора "Multiline" эффективность была несколько выше, чем при использовании электрогидравлического литотриптора "Урат П" (соответственно 95,8% и 92,2%). Среднее количество сеансов ДЛТ, потребовавшееся для разрушения мочевых камней на аппарате Multiline, было меньшим, чем на аппарате "Урат П" (соответственно 1,6+0,2 и 1,8+0,3). Полученные данные сопоставимы с данными других авторов (Чарыев М., 1995; Аль-Шукри С.Х. и соавт., 1997) и объясняются возможностью более точной фокусировки ударной волны аппарата Multiline на камень, в связи с наличием рентгеновского и ультразвукового наведений. Однако статистический анализ не выявил достоверной разницы между результатами ДЛТ на аппаратах "Урат П" и "Multiline". Это еще раз доказывает мнение Н.А. Лопаткина и соавт. (1994), которые считают, что нет универсальных и нет плохих литотрипторов. Каждый аппарат создавался с определенными параметрами и для определенных целей, а причинами неэффективности дробления являются неправильный отбор больных с учетом возможностей литотриптора, несоблюдение методики дезинтеграции конкремента и некоторые другие факторы.

У 134 пациентов, получивших сеансы ДЛТ, для оценки ее эффективности в зависимости от минерального состава мочевых камней было проведено исследование их фрагментов после вмешательства методом рентгеновской дифрактометрии (фазового анализа). Определение минерального состава камней и их фрагментов у всех больных, по ряду независящих причин, не представлялось возможным.

В 80 случаях (59,7%) это были полиминеральные мочевые камни, а камней мономинерального состава оказалось 54 (40,3%). По преимущественному содержанию солей фрагменты мочевых камней после ДЛТ оказались оксалатами в 46 случаях (34,3%), фосфатами - в 22 (16,4%), уратами - в 23 (17,2%), а смешанных камней было

43 (32,1%). В мочевых камнях были обнаружены следующие разновидности минералов: вевеллит и ведделлит - среди оксалатов; струвит, брушит и гидроксилапатит — среди фосфатов; мочевая кислота и гидрат мочевой кислоты — среди уратов.

При анализе результатов ДЛТ в зависимости от минерального состава мочевых камней отмечено, что эффективность дробления была выше у больных со смешанными (полиминеральными) камнями, чем с мономинеральными, что подтверждается данными других авторов (Дзеранов Н.К., 1994; Кадыров З.А., 1994; 1995).

Наиболее трудно поддаются дроблению мономинеральные оксалатные и фосфатные камни, такие как моногидрат оксалата кальция (вевеллит) - 64,7% и кальций-триокси-фосфат (гидроксилапатит) - 36,4% (р<0,05), требующие применения большего количества высокоэнергетичных импульсов в процессе литотрипсии (среднее количество импульсов 4523±241 и 4281+341 соответственно при напряжении генератора 18,7+0,1 кВ). Исключение среди мономинеральных камней составили довольно хрупкие фосфаты (струвит, брушит) и ураты, состоящие из мочевой кислоты, которые были практически все полностью разрушены (88,9%, 100,0% и 90,0% соответственно (р<0,05)) в ходе одного сеанса ДЛТ с применением меньшего количества импульсов (2135+54, 1760±34 и 2538+75 соответственно).

Эффективность литотрипсии полиминеральных камней хоть и выше, чем мономинеральных, но среди них также есть группы камней, требующие затраты большего количества высокоэнергетических импульсов: мочевые камни состоящие из минералов вевеллита и ведделлита были разрушены в течение одного сеанса ДЛТ в 75,0% случаев (2462+230 импульсов при 18,5+0,1 кВ), а камни состоящие из вевеллита в сочетании с гидроксилапатитом в 75,0% случаев (2831+75 при 18,5±0,1 кВ) (р<0,05).

Из 3 (2,3%) неразрушенных камней, в некоторых случаях подвергшихся неоднократным сеансам ударноволновой литотрипсии, и в итоге удаленным оперативным путем, химический состав оказался следующим: два камня оказались мономинеральными: вевеллит и гидроксилапатит, а один полиминеральным, состоящими из смеси вевеллита с ведцеллитом.

При поляризационной микроскопии фрагментов мочевых камней после ДЛТ были отмечены сходные изменения, происходящие при литотрипсии, заключающиеся в сохранении целостности кристаллов при дроблении, разрушении их скоплений (агрегаций) при прохождении ударной волны по межкристаллическим соединениям (по границе минеральное-минеральное вещество), а также по границе минеральное-органическое вещество. Также было выявлено, что оксалатные камни имеют выраженное радиально-лучистое строение, слои близко прилегают друг к другу, а рыхлые органические прослойки выражены слабо. В отличие от оксалатов, фосфатные и уратные камни чаще имеют концентрическое строение с чередованием ярко выраженных рыхлых органических прослоев.

У 92 пациентов для оценки эффективности КЛЛТ в зависимости от минерального состава камней мочеточника было проведено исследование их фрагментов после вмешательства методом инфракрасной спектроскопии. Определение минерального состава камней и их фрагментов у всех больных, по ряду независящих причин, не представлялось возможным. В 53 случаях (57,6%) это были смешанные камни сложного минерального состава, а конкрементов мономинерального состава оказалось 39 (42,4%). По преимущественному содержанию солей фрагменты камней мочеточников оказались оксалатами в 32 случаях (34,8%), фосфатами - в 15 (16,3%), уратами - в 7 (7,6%), смешанные камни - 37 (40,2%), а у 1 (1,1%) больного был выявлен цистино-вый камень. В мочевых камнях были обнаружены следующие разновидности минералов: вевеллит и ведделлит - среди оксалатов; струвит, брушит и гидроксилапатит -среди фосфатов; мочевая кислота и гидрат мочевой кислоты - среди уратов.

При анализе результатов КЛЛТ в зависимости от минерального состава камней мочеточника отмечено, что эффективность дробления была значительно выше у больных со смешанными (полиминеральными) камнями, чем с мономинеральными. Исключение составили лишь пациенты с хрупкими фосфатами (струвит, брушит). Среди больных с мономинеральными оксалатными камнями мочеточников полное их разрушение при КЛЛТ в ходе одного сеанса было лишь в 47,3% случаев. В отличие от них, фосфатные мономинеральные камни состоящие из брушита и струвита в 100% случаев были полностью разрушены в ходе КЛЛТ, что соответствует данным других авторов (Панин А.Г., 2000; Стецик О.В., 2000).

Однако при более детальном анализе эффективности КЛЛТ у больных с оксалатными и фосфатными камнями мочеточника было обнаружено, что среди них имелись как легко дробимые, так и трудно поддающиеся фрагментации разновидности минералов. Наибольшие трудности были отмечены при разрушении камней, состоящих из минералов вевеллита, среди оксалатов, и гидроксилапатита, среди фосфатов. КЛЛТ камней мочеточников такого минерального состава была эффективной (полная фрагментация в течение первого сеанса) лишь в 35,7% и 16,7% случаев соответственно. Также низкая эффективность была при литотрипсии полиминеральных камней, состоящих из сочетания вевеллита и гидроксилапатита с превалированием одного, либо другого компонента (60,0%). Полученные данные подтверждают мнение многих авторов о том, что деление мочевых камней лишь на основе содержащихся в них солей на оксалаты, фосфаты и ураты не удовлетворяет современным требованиям, особенно, в отношении литотрипсии (Люлько A.B. и соавт., 1991; Дзеранов Н.К. и соавт., 1994; Степанов В.Н. и соавт., 1994; Кадыров З.А., 1995; Джавад-Заде С.М., 1996; Dretler S.P., 1988; Grenabo L. et al., 1998).

У 1 больного (1,1%) был выявлен довольно редкий по составу цистиновый камень, который не удалось разрушить в ходе КЛЛТ. Этот камень был удален во время уретеролитотомии и при визуальном осмотре не имел видимых следов воздействия лазера, несмотря на то, что при КЛЛТ по нему нанесли более 5000 импульсов максимальной мощности. При микроскопическом исследовании этого камня (40- и 180-кратное увеличение) не было найдено следов воздействия лазера. Это наблюдение подтверждает то положение, что лазерное излучение длиной волны 504 нм не поглощается цистиновыми камнями (Zerbib М. et al., 1990; Kachel Т.А. et al., 1991; Adams D.H., Abernathy B.B., 1996).

В ходе КЛЛТ отмечен ряд особенностей разрушения мочевых камней. Во-первых, у большинства больных с эффективной КЛЛТ фрагментирующий эффект лазера наблюдался уже после первых "пробных" 100-200 импульсов. Камень довольно быстро и легко разрушался, однако, обычно оставался один, реже - два, относительно крупных фрагмента, трудно поддающихся дроблению. Именно для их дробления и требовалось основное количество лазерных импульсов. Во-вторых, у некоторых больных наблюдался и совсем другой вид разрушения камней — неожиданная, почти полная, мелкая их фрагментация, после достижения какого-то "порогового" довольно значительного количества импульсов (2000-4000).

Анализ фрагментов мочевых камней после КЛЛТ при помощи растровой электронной микроскопии позволил выявить ряд особенностей разрушения мочевых камней под воздействием импульсного лазера и объяснить различную эффективность их дробления. После импульсного воздействия лазера не было выявлено повреждений кристаллов, из которых состояли камни. При исследовании панорамы внутренней поверхности кратеров, образовавшихся после лазерного воздействия, можно утверждать, что мочевые камни разрушались под воздействием ударной волны, а не термического эффекта. В изученных камнях не было отмечено следов воздействия высокой температуры (оплавление, коагуляция и др.). Остроугольные сколы кратеров соответствовали текстуре камней, то есть разрушение последних происходило по границам составляющих их частей, в основном, по границе минеральное-органическое вещество. В меньшей степени разрушение мочевых камней происходило по границе минеральное-минеральное вещество, что указывают на то, что лазерная дробимость мочевых камней зависит в основном от особенностей их текстуры, а не структуры. Именно текстура определяет форму, размеры и распределение различных частей конкремента.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что эффективность литот-рипсии, как ДЛТ, так и КЛЛТ зависит от физико-химических свойств (минерального состава п структурно-текстурных особенностей) мочевых камней.

Таким образом, используя цифровой анализ обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня, на основании данных об интенсивности, однородности тени, характере контура мочевого камня, а также значения относительной оптической плотности мочевого камня, возможно определение минерального состава мочевых камней, что позволяет нам прогнозировать эффективность предстоящей литотрипсии (как ДЛТ, так и КЛЛТ) в зависимости от физико-химических свойств мочевых камней, а также определить оптимальное количество ударных волн, необходимое для разрушения мочевого камня.

1. Обзорная рентгенография мочевых путей и прицельная рентгенография мочевых камней с последующим их цифровым анализом по программе "Trophy Windows 2000" позволяет провести детальную оценку структурно-плотностного состава мочевых камней.

2. Мочевые камни, имеющие характерные рентгенологические признаки (интенсивность, однородность тени па рентгенограмме, вид денситограммы, относительную оптическую плотность и др.), различаются по своему минеральному составу и структурно-текстурным особенностям.

3. Дистанционная и контактная лазерная литотрипсии являются эффективными современными методами лечения мочекаменной болезни (эффективность их составляет 91,5% и 79,8% соответственно).

4. Одними из основных факторов, влияющих иа эффективность литотрипсии, являются физико-химические свойства мочевых камней: минеральный состав и их структурно-текстурные особенности.

5. Разрушение мочевых камней с помощью ударных волн подчиняется единым законам разрушения твердых пород, согласно которым эта волна проходит по межкристаллическим соединениям, не разрушая при этом сам кристалл.

6. Математическое моделирование данных цифрового анализа рентгенограмм (обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня) позволяет с достаточной долей достоверности (до 90%) определять физико-химические свойства мочевых камней in vivo, что позволяет прогнозировать эффективность литотрипсии.

1. Диагностические мероприятия у больных с мочекаменной болезнью следует начинать с применения обзорной рентгенографии мочевых путей, экскреторной уро-графии, а также прицельной рентгенографии мочевых камней.

2. С целью получения диагностической информации о структурно-плотностном составе мочевых камней необходимо использовать сканирование обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевого камня с последующим цифровым анализом изображения по программе "Trophy Windows 2000" и определением относительной оптической плотности мочевых камней.

3. Для прогнозирования и оптимизации процессов литотрипсии у больных с мочекаменной болезнью, с учетом физико-химических свойств мочевых камней, целесообразно математическое моделирование данных цифрового анализа обзорной рентгенограммы мочевых путей и прицельной рентгенограммы мочевых камней.

4. Для оценки структурно-текстурных особенностей мочевых камней целесообразно использование методов, традиционных в минералогии и петрографии осадочных горных пород, при этом предпочтительнее сочетание поляризационной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, инфракрасной спектроскопии, а также растровой электронной микроскопии.

5. В отношении литотрипсии рекомендуется использование детальной классификации мочевых камней с учетом их структурно-текстурных и рентгенологических особенностей.