PRIKAZ SESTAVE KAMNOV V LEDVICAH Z DVOSPEKTRALNO RAČUNALNIŠKO TOMOGRAFIJO

UNIVERZA V LJUBLJANI ZDRAVSTVENA FAKULTETA RADIOLOŠKA TEHNOLOGIJA 2. STOPNJE LEJA BAKAN PRIKAZ SESTAVE KAMNOV V LEDVICAH Z DVOSPEKTRALNO RAČUNALNIŠKO TOMOGRAFIJO MAGISTRSKO DELO LJUBLJANA, 2016

UNIVERZA V LJUBLJANI ZDRAVSTVENA FAKULTETA RADIOLOŠKA TEHNOLOGIJA 2. STOPNJE LEJA BAKAN PRIKAZ SESTAVE KAMNOV V LEDVICAH Z DVOSPEKTRALNO RAČUNALNIŠKO TOMOGRAFIJO DETERMINATION OF RENAL STONE COMPOSITION WITH DUAL-ENERGY COMPUTED TOMOGRAPHY MAGISTRSKO DELO MENTOR: doc. dr. Peter Popovič, dr. med., specialist radiologije SOMENTORICA: prim. asis. dr. Marija Šantl Letonja, dr. med., specialistka radiologije LJUBLJANA, 2016

ZAHVALA Mentorju doc. dr. Petru Popoviču, se zahvaljujem za vso pomoč, vzpodbude, strokovno vodenje in nasvete pri nastajanju tega dela. Posebna zahvala gre nedvomno tudi somentorici prim. asis. dr. Mariji Šantl Letonja za podporo in neverjetno požrtvovalnost. Hvala, da ste mi omogočili izvedbo praktičnega dela naloge in mi s svojimi strokovnimi nasveti pomagali pri izbiri teme naloge. Hvala tudi sodelavcu Andreju Štajerju in kolegom iz oddelka za patologijo Bolnišnice Murska Sobota, za pomoč pri izdelavi naloge. Zahvaljujem se tudi asis. dr. Gorazdu Tompu za pomoč pri izvedbi statističnega in teoretičnega dela naloge. Največja zahvala pa gre družini ter prijateljem za potrpežljivost in razumevanje, brez vas mi nebi uspelo. Velika zahvala gre tudi teti Majdi, katera me je s svojim optimizmom, vztrajnostjo in uspehi motivirala da uresničim svoje sanje.

IZVLEČEK Uvod: Ledvični kamni so tvorbe, ki lahko nastanejo kjerkoli v sečilih. Nekoč je bil zlati standard za prikaz, opredelitev in položaj kamnov intravenozna urografija, danes jo izpodriva nativna nižjedozna računalniška tomografija. V zadnjem času pa lahko vse bolj natančno s pomočjo DECT preiskave ocenimo tudi sestavo kamnov, ki je odločilna za načrtovanje zdravljenja. Namen: Naš namen je bil ugotoviti, kakšno vlogo ima DECT v oceni pogostosti ledvičnih kamnov glede na starost, spol in sestavo ter kakšni je DLP bolnikov med preiskavo. Metode dela: V retrospektivno raziskavo smo vključili 130 bolnikov, od tega 59 žensk in 71 moških. Starost bolnikov je bila od 31 do 89 let. Pregledana je bila dokumentacija bolnikov, pri katerih so bili prisotni kamni v področju sečil in uporabljena DECT preiskava. Podatki so bili pridobljeni iz bolnišničnega informacijskega sistema BIRPIS. DECT ledvičnih kamnov smo izvajali na aparatu Somatom Definition, 64- rezinski CT, proizvajalec Siemens. Rezultati in razprava: Ugotovili smo večjo pojavnost neuratnih kamnov (79%) v primerjavi z uratnimi. Pojavnost ledvičnih kamnov ni odvisna od spola. Največja pojavnost ledvičnih kamnov je v starosti od 61 do 70 let, in sicer 48% vseh kamnov ne glede na spol. Povprečni DLP pri obeh spolih je bil 8,3 msv. Vrsta kamnov in spol ne vplivata na DLP bolnikov. Zaključek: DECT preiskava je vse bolj razširjena, omogoča hitro in zanesljivo oceno sestave ledvičnih kamnov. Ključna prednost je preiskava brez uporabe kontrastnega sredstva in ima odličen vpliv na pravilen izbor zdravljenja. Ključne besede: Kamni v sečilih, ledvični kamni, diagnostično slikanje, računalniška tomografija, dvospektralna računalniška tomografija.

ABSTRACT Introduction: Kidney stones are solid formations that can develop anywhere in the urinary tract. In the past the golden standard for the detection of kidney stones was intravenous urography which has been widely replaced today by the native dual-energy computed tomography (DECT). Nowadays DECT examination also proves more and more exact in assessing the composition of kidney stones, which is critical for treatment planning. Aim: Our aim was to evaluate the role of DECT in the assessment of kidney stone occurrence in relation to age, gender and stone composition as well as to evaluate the radiation dose received by the patients during DECT examination. Methods: In our retrospective study we included 130 patients, of whom 59 were female and 71 male subjects between 31 and 89 years of age. Medical record documentation of patients with urinary stones detected in the urinary tract by DECT was evaluated. Data was gathered from the medical information system BIRPIS. Detection of kidney stones by DECT was carried out on Somatom Definition, 64-slice configuration CT system (Siemens). Results and discussion: We have detected a higher rate of non-uric acid stones (79%) in comparison to uric acid stones. Occurrence of kidney stones was not related to gender. The presence of kidney stones was most frequent in patients between the ages of 61 and 70 (48% of all stones were detected in this age range regardless of gender). The average radiation dose measured was 8.3 msv for both genders. Gender and stone composition had no influence on the radiation dose received by the patients. Conclusion: DECT examination is becoming increasingly widespread and provides us with rapid and reliable evaluation of kidney stone composition. The key benefits of this method are that it does not require the use of radiocontrast agents and facilitates the correct choice of treatment. Key words: stones in the urinary tract, kidney stones, diagnostic imaging, computed tomography, dual-energy computed tomography

SEZNAM KRATIC ADH ALARA ALFA (Α) ANOVA BIRPIS BMI CT DECT DLP ESWL FOV GPU Ha H0 HU IVU KS Antidiuretični hormon Angl. As Low Reasonably Achievable tako nizko kot je razumno dosegljivo Stopnja statistične značilnosti je verjetnost napake tipa I (napačna zavrnitev H0 hipoteze) Analiza variance Bolnišnični informacijski sistem Indeks telesne teže Angl. Computed tomography - računalniška tomografija Dvospektralna računalniška tomografija Angl. Dose Lenght Product - produkt doze in dolžine polja (mgy*cm) Drobljenje kamnov z elektrohidravličnimi impulzi Velikost polja Angl. Graphic Processing Unit Alternativna hipoteza statističnega testa Ničelna hipoteza statističnega testa Angl. Hounsfield unit Hounsfieldova enota Intravenozna urografija Kontrastno sredstvo MDCT Angl. Multiple Detector Computed tomography večdetektorski MR NH4+ SYNGO DE Magnetna resonanca Amonijev ion Program za analizo in rekonstrukcijo slik

KAZALO VSEBINE 1 UVOD... 1 2 ANATOMIJA IN FIZIOLOGIJA LEDVIC... 3 2.1 Zgradba ledvic... 3 2.2 Naloge in delovanje ledvic... 5 2.3 Odpoved ledvic (ledvična odpoved)... 7 3 SEČNI KAMNI... 9 3.1 Vzroki za nastanek kamnov v področju sečil... 9 3.2 Simptomi in znaki kamnov... 10 3.2.1 Akutni napad ledvičnih kolik... 12 3.3 Pojav in razvoj sečnih kamnov... 12 3.4 Vrste in sestava kamnov... 13 3.5 Klinična slika in zdravljenje... 15 3.6 Zunajtelesno drobljenje kamnov... 17 4 RAČUNALNIŠKA TOMOGRAFIJA... 19 4.1 Generacije CT tehnologije... 19 4.2 Delovanje računalniške tomografije... 21 4.2.1 Prednosti in slabosti računalniške tomografije... 22 4.2.2 Prihodnost računalniške tomografije... 23 4.3 Dvospektralna računalniška tomografija (DECT)... 23 4.3.1 Vloga DECT pri kamnih... 25 4.3.2 Pomankljivosti in prednosti... 26 4.3.3 Prihodnost... 26 4.4 Primerjava CT preiskave z IVU... 27 5 DECT KAMNOV V SEČILIH... 30 5.1 Program za analizo in rekonstrukcijo slik - Syngo DE... 31

6 KONTRASTNA SREDSTVA... 33 6.1 Intravenozna urografija (IVU)... 35 7 NAMEN... 38 8 METODE... 39 8.1 Bolniki... 39 8.2 Obdelava podatkov... 40 9 REZULTATI... 41 9.1 Opis vzorca... 41 9.2 Vrste ledvičnih kamnov in njihova pojavnost... 45 9.2.1 Pojavnost kamnov glede na sestavo (preverjanje delovne hipoteze 1)... 45 9.3 Pojavnost kamnov glede na spol (preverjanje delovne hipoteze 2)... 46 9.4 Sestava ledvičnih kamnov glede na spol (preverjanje delovne hipoteze 3)... 47 9.5 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starost bolnikov (preverjanje delovne hipoteze 4)... 48 9.5.1 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na spol in starostne skupine... 51 9.6 Sevalna obremenitev (preverjanje delovne hipoteze 5 in 6)... 53 10 RAZPRAVA... 56 10.1 Vrste ledvičnih kamnov in njihova pojavnost glede na spol... 56 10.2 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starost... 57 10.3 Sestava ledvičnih kamnov in spol glede na DLP... 59 11 ZAKLJUČEK... 60 12 VIRI IN LITERATURA... 61 13 PRILOGE... 70 13.1 Izjava o avtorstvu... 70

KAZALO SLIK Slika 1: Ledvični kamni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo)... 1 Slika 2: Prerez ledvice (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo)... 4 Slika 3: Pregledna RTG slika sečil. Kamen v desni ledvici in vstavljen splint v levo ledvico (Bolnišnični arhiv Murska Sobota)... 11 Slika 4: Ledvični kamni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo)... 14 Slika 5: Računalniški tomograf Siemens SOMATOM Definition (Bolnišnični arhiv Murska Sobota)... 21 Slika 6: Delovanje dvocevnega CT-ja (SIEMENS, 2009)... 24 Slika 7: Rekonstrukcija slike s programom Syngo DE v axialni in koronarni ravnini, značilno modro obarvanje kamna neuratni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota)... 30 Slika 8: A, L, F prikaz kamna v obeh ledvicah v treh ravninah s programom Syngo DE Kidney Stones (selektivna rekonstrukcija 80 kv in 140 kv). Kamen obarvan modre barve, kar pomeni da gre za neuratne kamne. D program Syngo DE (možnost prilagoditve parametrov vrednost za razmejitev) (Bolnišnični arhiv Murska Sobota)... 31 Slika 9: Posnetek IVU (Bolnišnični arhiv Murska Sobota)... 36 KAZALO TABEL Tabela 1: Pregledna tabela bolnikov, ki so vključeni v raziskavo... 41 Tabela 2: Kontingenčna tabela (SPOL / vrsta)... 47 Tabela 3: Sestava kamnov glede na spol (delež v %)... 47 Tabela 4: Rezultati Hi-kvadrat testa... 48 Tabela 5: Pojavnost sestave kamnov glede na starostne skupine... 50 Tabela 6: Kontingenčna tabela (SPOL/pojavnost-starost)... 52 Tabela7: Pojavnost sestave ledvičnih kamnov glede na spol in starostne skupine... 52 Tabela 8: Rezultati Hi-kvadrat testa... 53 Tabela 9: Opisna statistika podatkov... 53 Tabela 10: Rezultati analize variance (ANOVA)... 54 Tabela 11: Rezultati analize variance (ANOVA)... 54

KAZALO GRAFOV Graf 1: Vrste ledvičnih kamnov in njihova pojavnost (modra barva-mešani, rdeča barvaneuratni, zelena-uratni)... 45 Graf 2: Pojavnost različne sestave kamnov v % (n= 120) (modra barva- uratni; rdeča - neuratni)... 46 Graf 3: Pojavnosti ledvični kamnov glede na starostne skupine (modra barva-moški, rdečaženske)... 49 Graf 4: Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starostne skupine v % (rumena barva-prva starostna skupina, modra-druga starostna skupina, rdeča-tretja starostna skupina, zelenačetrta starostna skupina)... 49 Graf 5: Primerjava pojavnosti ledvičnih kamnov pri različnih starostnih skupinah (modra barva-moški, rdeča-ženske)... 51 Graf 6: Prikaz povprečne in največje DLP pri obeh spolih (modra barva-moški, rdeča-ženske)... 55

1 UVOD Prevalenca ledvičnih kamnov v populaciji je 10% - 14%, večji delež predstavljajo moški v odrasli dobi (Moe, 2006). Na Sliki 1 so prikazani ledvični kamni. Slika 1: Ledvični kamni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo) Ledvični oziroma sečni kamni so tvorbe, ki lahko nastanejo kjer koli v sečilih. Klinični potek je različen, saj bolezen lahko poteka nemo ali s hudimi bolečinami. Kamni lahko onemogočijo odtok seča iz ledvic, kar imenujemo hidronefroza, kar lahko privede do odpovedi ledvic (3%). Ob razviti hidronefrozi je večja tudi verjetnost razvoja bakterijske infekcije urotrakta, ki ima ob hidronefrozi hujši klinični potek in lahko hitro napreduje v sepso in posledično tudi smrt (Ajayi et al., 2007; Park, 2007). Kamni so lahko zelo različnih oblik in velikosti. Od zelo majhnih, ki jih opisujemo kot pesek pa do tako velikih, da zapolnijo celotni zbiralni sistem ledvice. Običajno so posamezni, lahko pa so v gručah v eni ali v obeh ledvicah (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). 1

Sečne kamne lahko ločimo glede na njihovo kemično sestavo. Najpogostejši so kalcijevi (neuratni) kamni, ki predstavljajo več kot 60% vseh kamnov. Pojavljajo se lahko v obliki kalcijevega oksalata ali kalcijevega fosfata. Njim sledijo kamni iz sečne kisline (uratni), infektni kamni (struvitni magnezijev amoinijev sulfat) in najredkejši cistinski kamni. Kalcijeve kamne dobro vidimo na rentgenski sliki, cistinske in uratne kamne pa slabo. Ponavadi jih odkrijemo z ultrazvokom ali pregledno RTG sliko sečil (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). Sestava kamnov, število, umeščenost in velikost kamnov nam služi za pomoč pri načrtovanju terapevtskih postopkov. Kamne, ki so sestavljeni iz cistina ali kalcijevega oksalata monohidrata najpogosteje odstranjujemo s perkutano nefrolitotomijo. Uratni kamni pa se najbolje odzivajo na zunajtelesno drobljenje, velik del teh kamnov pa je mogoče tudi raztopiti z uporabo zdravil (Pietrow and Preminger, 2007; Tuerk et al., 2011). Za odkrivanje sečnih kamnov uporabljamo različne radiološke slikovne preiskovalne metode, kot so pregledna RTG slika sečil, ultrazvok, intravenska urografija in CT (Anoia et al., 2009). V zadnjih letih narašča uporaba nativne (brez kontrasta) nižje dozne računalniške tomografije (ang.»computed tomography«- CT). Gre za CT izveden po protokolu z znižano izpostavljenostjo. CT preiskava ima visoko občutljivost (96%) in v nekaterih centrih že nadomešča intravensko urografijo kot metodo izbora pri vsakodnevni obravnavi bolnikov s sumom na sečne kamne. Pomanjkljivost naštetih metod je nezmožnost določitve sestave ledvičnih kamnov. Pristop k zdravljenju sečnih kamnov pa je predvsem odvisen od sestave ledvičnih kamnov. Novejše CT naprave, ki uporabljajo tehnologijo DECT lahko ločijo med uratnimi in neuratnimi kamni na podlagi različnih CT absorpcijskih vrednosti posameznih kamnov (Yeh et al., 2009). Cilj naše raziskave je oceniti vlogo DECT v oceni pogostosti in sestave ledvičnih kamnov in njen vpliv na pravilen izbor zdravljenja. 2

2 ANATOMIJA IN FIZIOLOGIJA LEDVIC Sečila oz. uropoetski trak je organski sistem, ki je sestavljen iz dveh ledvic (ren), dveh sečevodov (ureter), mehurja (vesica urinaria) in sečnice (urethra). Naloge sečil so izločanje odvečnih snovi iz telesa, npr. končni produkti presnove beljakovin (sečnina, kreatinin); uravnavanje vode in elektrolitov v telesu; vzdrževanje kislinsko-bazičnega ravnovesja v krvi; endokrine funkcije, npr. tvorba renina, eritropoetina, aktivne oblike vitamina D in prostaglandinov ter izločanje telesu tujih snovi, npr. zdravila, strupi (Cvetko, 2008; Dahmane, 2005). 2.1 Zgradba ledvic Človek ima dve ledvici, ki ležita za potrebušnico ob hrbtenici, v višini 12. prsnega vretenca do 2. ledvenega vretenca. Zaradi položaja jeter desna ledvica leži praviloma nižje od leve. Oblika ledvic je fižolasta, sta temno rdeče barve, po daljši osi merita približno 11cm, ter sta težki od 120 do 200g. Velikost ledvic je odvisna od spola in velikosti človeka. Ledvici ležita tudi na veliki ledveni mišici (m.psoas major) in sta pomični z dihanjem za 2,5 cm. Ledvice so obdane z dvema slojema maščevja, ki ščitita organ pred mehaničnimi vplivi, nad vsako ledvico pa leži tudi po ena nadledvična žleza (Dahmane, 2005). Vse površine in robovi so zaobljeni. Na medialnem robu je ugreznina (hilus), kjer vstopajo ledvična (renalna) arterija in vena, mezgovnice, ledvični živec in ledvični meh (renalni pelvis), ki je lijakasto oblikovan zgornji del sečevoda (ureterja). Vsako ledvico oskrbuje običajno enojna ledvična arterija, ki izhaja iz trebušne aorte (Cvetko, 2008; Dahmane, 2005). Na prerezu ledvice lahko vidimo zunanji del, imenovan ledvična skorja (cortex renis), ledvično sredico (medulla renis), ki se nahaja malo globje in je sestavljena iz 10 do 20 piramid, prikazuje Slika 2. Vrhove piramid imenujemo papile (papilla renalis) in molijo v ledvično čašico. Manjše čašice se spajajo v večje in se stekajo v ledvični meh (pelvis renalis). 3

Iz ledvičnega meha izhaja sečevod, po katerem odteka seč v mehur. Mehur je zbiralnik za urin, hkrati pa s krčenjem omogoča tudi uriniranje. Iz urina naprej vodi sečnica (Cvetko, 2008). Ledvični meh Ledvična sredica Ledvična skorja Slika 2: Prerez ledvice (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo) Desna in leva ledvica mejita na različne organe, od katerih sta ločeni z ovojnicami. Desna ledvica zgoraj meji na desni jetrni reženj, spodaj pa leži ascendentni kolon. Medialni del na sprednji strani meji na descendentni del dvanajstnika. Na zgornjem delu leži desna nadledvična žleza. Leva ledvica s sprednje strani je v stiku z zadnjo steno želodca. Ta se nahaja v višini ledvične line, kjer poteka preko ledvice rep trebušne slinavke. Leva ledvica spodaj meji na vijuge tankega črevesja. Tako je lateralni rob zgoraj v stiku z vranico, spodaj pa z descendentnim kolonom. Na zgornjem delu pa leži leva nadledvična žleza. 4

Levična arterija je veja trebušne aorte in v ledvico vodi arterijsko kri. Od trebušne aorte se odcepi pravokotno v višini drugega ledvenega vretenca. Arterija s svojimi vejami predstavlja funkcionalni in nutritivni krvni obtok ledvice. Po vstopu v ledvični sinus se običajno deli v pet segmentnih arterij. Vsaka segmentna arterija pa oskrbuje ledvični segment. Običajno vsako ledvico prehranjuje po ena ledvična arterija, posledica embrionalnega razvoja ledvic pa je lahko prisotnost dveh ali redkeje celo treh ledvičnih arterij, ki izvirajo iz trebušne aorte. Stelatne vene zbirajo venozno kri iz povrhnjega dela skorje pod ledvično ovojnico. Te se združujejo v interlobularne vene. V njih se drenira tudi venozna kri iz peritubularnih kapilarnih prepletov v skorji. Renalni veni odvajata kri v spodnjo veno kavo (Cvetko, 2008). 2.2 Naloge in delovanje ledvic Najpomembnejše naloge ledvic so, da s filtracijo krvi proizvajajo urin, uravnavajo ph krvi, izločajo sečnino, urate, kreatinin in sečno kislino, vzdržujejo krvni pritisk ter izločajo končne produkte zdravil in toksinov. Osnovna morfološka (oblikovna in gradbena) ter funkcionalna (delovalna) enota ledvic je nefron. Vsaka ledvica ima med 1 in 2 milijona nefronov. Nefron je cevka, ki ima dva dela. En del je ledvično Malpighijevo telesce (corpusculum renis), drugi pa je ledvični kanalček (tubulus renalis). Nefron sestavlja tudi Henleyjeva pentlja in distalni zaviti tubul, kateri se nadaljuje v zbiralnih kanalčkih, ki se končujejo v sistemu ledvičnih čašic (Cvetko, 2008). Malpighijevo telesce je na meji vidljivosti, leži v ledvični skorji in ji tako daje zrnat videz, sestavljeno je iz klobčiča kapilar glomerulus. V glomerulus vodi arteriola vas afferens, ta se cepi v številne kapilare, ki se nato združijo v tanjšo arteriolo vas efferens. Glomerulus obdaja prazni žogi podobna ovojnica capsula glomeruli. Ledvična cevka ima več odsekov; prvi odsek je ob izstopu iz kapsule in je močno navijugan proksimalni zviti tubul (se nadaljuje v dolgo in ravno henlejevo pentljo, ki sega v sredico), drugi odsek pa je distalni zviti tubul (Cvetko, 2008; Dahmane, 2005). 5

Pri nastanku seča sodelujejo trije mehanizmi: glomerulna filtracija, delna resorpcija glomerulnega filtrata iz lumna tubulov in tubulna sekrecija v seč. Ledvice v minuti dobijo okoli 1,2 litra krvi, zato jih uvrščamo med najbolj prekrvavljene organe. V glomerulih nastaja iz krvi primarni seč. Dnevno ga nastane približno 180 litrov. Pri prehodu skozi različne dele tubulov nastane končni seč, ki ga dnevno izločamo okoli 1,5 litra, preostali del pa se resorbira. Količina seča, ki ga izločimo je odvisna od številnih dejavnikov. Pri dehidraciji se npr. izločanje seča zmanjša, seč pa je zelo koncentriran. Seč nastane, ko se v ledvicah kri očisti nepotrebnih in škodljivih snovi. Skozi pore v steni žilic v Bowmanovi kapsuli se precedi kri v glumerulu. Po navadi se filtrirajo le voda, ioni in manjše beljakovinske molekule. Tako nastane primarni seč oz. glomerulni filtrat. V krvi pa ostanejo večji delci, kot so krvne celice in beljakovine. V primarnem seču so telesu še vedno potrebne nekatere snovi, ki se v različnih delih tubulov vsrkajo nazaj v kri. Te snovi so voda, glukoza, aminokisline ter elektroliti. Nepotrebne snovi pa se normalno izločijo (Winston, 2007). 99% primarnega seča se reabsorbira v tubulih in zbiralnih kanalčkih. Vsa filtrirana glukoza, kalij, sečna kislina, aminokisline, natrij in voda se reabsorbirajo v proksimalnem tubulu. Tu se začenja tudi uravnavanje kislinsko - bazičnega ravnovesja, poteka tudi skoraj popolna reabsorpcija hidrogenkarbonata. V proksimalnem tubulu tekočina ostane tako izotonična s plazmo, spremeni se samo njena sestava. V ascendentnem kraku Henleyeve pentlje pa poteka aktivna reabsorpcija 25% natrija. V distalnem tubulu pa se začenja reabsorpcija vode pod vplivom antidiuretičnega hormona (ADH). Nato še sledi reabsorbcija natrija in hidrogenikarbonata, izločijo pa se snovi. Pri tem nastaja tudi amonijev ion (NH4+), ki povečuje pufersko kapaciteto. Tako se v zbiralnih kanalčkih seč dokončno koncentrira (Winston, 1998; Hojs, 2010). 6

2.3 Odpoved ledvic (ledvična odpoved) Ledvična odpoved pomeni nenormalno delovanje ledvic v tej meri, da niso sposobne zadostnega izločanja odpadnih snovi iz telesa. Vzrokov ledvične odpovedi je več. Nekateri vodijo v hitro slabšanje ledvičnega delovanja (akutno ledvično odpoved), drugi v postopno slabšanje ledvičnega delovanja (kronično ledvično odpoved). Akutna ledvična odpoved je nenadno resno poslabšanje ali začasna izguba ledvične funkcije in je lahko posledica infekcije, hudih opeklin, poškodbe, obsežnega kirurškega posega, zastrupitev ali predoziranja z zdravili. Osnovna motnja je lahko hitro zmanjševanje glomerulne filtracije. Količina seča je tako lahko zmanjšana oligurična akutna ledvična odpoved ali pa je normalna neoligurična akutna ledvična odpoved. Med znake akutne ledvične odpovedi prištevamo oligurija ali anurija in zvečanje dušičnih snovi v serumu (kreatinin in sečnina). To stanje je popravljivo, ko odstranimo vzrok oz. osnovna bolezen popravi in ledvice začnejo normalno delovati. V času do povrnitve normalne ledvične funkcije je potrebno prehodno zdravljenje z dializo (Butarović-Ponikvar, et al., 2007). Kronični ledvična odpoved označuje postopno in trajno okvaro ledvične funkcije skozi več mesecev ali let. Večja incidenca bolezni je med starostniki, bolniki s sladkorno boleznijo, in ljudmi s kroničnim popuščanjem srca. Glavna dejavnika tveganja za nastanek sta sladkorna bolezen in zvišan krvni tlak. Pri kronični ledvični bolezni ločimo pet stopenj. Stopnjo okvare določamo s preiskavami urina in krvnih testov. Prva stopnja je zmanjšana ledvična rezerva, druga stopnja je začetna ledvična insuficienca, tretja stopnja je zmerna kronična ledvična insuficienca, četrta stopnja je napredovala kronična ledvična insuficienca in peta stopnja uremija (Winston, 2007; Butarović-Ponikvar, et al., 2007). Ko je ledvična funkcija okvarjena do te mere, da se zaradi okvarjene funkcije izločanja ti kopičijo v telesu, je možno odpadne snovi in odvečno tekočino odstraniti iz telesa z dializo. Dializa je postopek, ki pri odpovedi delovanja obeh ledvic človeku zagotavlja preživetje. Omogoča namreč učinkovito odstranjevanje odvečne tekočine, presnovkov in strupenih snovi. 7

Hemodializa je poleg peritonealne dialize in presaditve ledvic ena od možnih načinov zdravljenja vzdrževanja normalnega ravnovesja tekočin, elektrolitov, kislosti krvi ter izločanja odpadnih in strupenih presnovkov. Samo zdravljenje poteka prek žilnega pristopa, za katerega se sprva uporablja dializni kateter v eni od večjih ven, pri dalj časa trajajočem zdravljenju pa arterio-venska fistula (kirurško napravljena povezava med arterijo in veno). Z dializnim aparatom in njegovimi črpalkami se kri spelje v zunaj telesni krvni obtok do dializatorja. Dializator je naprava, ki opravlja funkcijo umetne ledvice oz. filtra. V njem se nahaja dializna raztopina, v katero se iz krvi filtrirajo odpadne snovi (sečnina, kreatinin, kisline in kalij). Očiščena kri se potem vrača v telesni krvni obtok. Peritonealno dializo kot filter uporablja peritonej trebušne votline. Pred začetkom dialize se operativno skozi majhen rez na trebušni steni v peritonealno votlino vstavi kateter. Skozi kateter ali črpalko se dializna raztopina vtoči v trebušno votlino. V trebušni votlini ostane tako dolgo, da se skozi peritonej v dializno raztopino filtrirajo odpadne snovi iz krvnega obtoka. Potem se ta dializna raztopina zamenja (Cvetko, 2008). Pri bolnikih s končno ledvično odpovedjo je zdravljenje z dializo doživljenjsko. Nadomesti ga lahko samo presaditev ledvic, za ta poseg pa je pogoj dobro zdravstveno stanje bolnika (Cvetko, 2008; Winston, 2007) 8

3 SEČNI KAMNI Sečni kamni spremljajo človeštvo že dolgo časa. Prvi zapisi o ledvičnih kamnih in kamnih v mehurju izhajajo iz Egipčanskih mumij (4800 let pred Kristusom). Sečni kamni lahko nastanejo kjerkoli v sečilih. Glede na mesto nastanka ločimo ledvične kamne in kamne sečnega mehurja (Ajayi et al., 2007; Park, 2007; Preminger, 2007). Sečni kamni so pogosto in resno obolenje. Pogosto povzročajo tipično bolečino imenovano ledvična kolika, kot zapleti pa se lahko pojavijo vnetje sečil in ledvična odpoved. Ledvična kolika je tako eden izmed najpogostejših vzrokov nujne urološke obdelave. 3.1 Vzroki za nastanek kamnov v področju sečil Sečni kamni nastanejo zaradi povečanega izločanja kalcija v seč, nastanejo pa lahko tudi zaradi motenj v presnovi vode in topljenca. Približno ¾ vseh sečnih kamnov vsebuje kalcij. Na nastanek kamnov vpliva več dejavnikov lahko so zunanji ali notranji dejavniki. K zunanjim spadajo: vrste prehrane (prehrana bogata s proteini in revna z vlakninami), slaba hidracija, dolgotrajno pomanjkanje tekočine, vodi v koncentriranje seča. K notranjim pa spadajo presnovna obolenja, okužbe sečil, anatomske ovire, starost, spol (pogosteje se pojavljajo pri moških v starosti od 20 do 50 let). Pomemben dejavnik za nastanek kamnov je tudi ph seča. Dehidracija je glavni dejavnik tveganja za nastanek sečnih kamnov (Reed- Dunnick, 2008; Moe, 2006). Največkrat na nastanek vplivata tudi okužba sečil ter zoženje (obstrukcija). Ta lahko nastane kjerkoli v urološkem traktu. Zoženje ja lahko prirojeno; kjer je poudarjena fiziološka ožina sečevoda, ali so pa prisotne druge poškodbe, vnetja, žilne motnje, malignomi. Posledica obstrukcije je zastoj seča, kateri poveča možnost okužbe sicer sterilnega seča, in s tem vpliva tudi na njegovo sestavo. Infekcije se ponavadi razvijejo zaradi okužbe povzročene z mikroorganizmi (Proteus, Klebsiela, Staphylococcus). Na mukozni površini uropoetskega trakta se kažejo vse te spremembe. Osnovo za nastanek kamna naredijo bakterije, ko se epitelij odlušči in s tem izloča mukus, fibrin in koloide na katere se vežejo te bakterije (Hojs, 2010). 9

Sečni kamni lahko nastanejo pri visoki koncentraciji kalcija, oksalata in urične kisline v seču; ali pri pomanjkanju vode v ledvicah, ali pri pomanjkanju citrata v seču. Ledvice morajo za izpiranje odpadnih produktov prejeti dovolj vode iz telesa. Sečni kamni se začnejo počasi formirati, če redno prihaja do dehidracije. Takrat se odpadne snovi nabirajo, koncentracija pa narašča. Seč normalno vsebuje magnezij, citrate, pirofosfat, ter kisli mukopolisaharid. S temi sestavinami se lahko preprečuje formiranje kamnov. Delujejo kot inhibitorji, vodilni je citrat. Tudi v sečevodu so lahko prisotni kamni. Ti kamni nastanejo v ledvici, zato so njihova kemična sestava in vzroki enaki kot pri sečnih kamnih. Pri poti iz ledvice v sečni mehur se kamni v sečevodu lahko ustavijo na fizioloških ožinah sečevoda, kar povzroči motnjo v odtoku seča. Bolezenske spremembe pa so odvisne od stopnje zapore, časa trajanja zapore in morebitne prisotnosti okužbe. Dalj časa trajajoča motnja v odtoku seča lahko povzroči akutno ledvično okvaro, ki ob zelo dolgem času zapore preide v kronično. Zaradi draženja lahko pride na mestu kamna do vnetja stene sečevoda in okolnega tkiva (Hojs, 2010). 3.2 Simptomi in znaki kamnov Simptomi in znaki so odvisni glede na velikost in položaj kamna in pridruženo okužbo. Sečni kamni, ki zamašijo sečevod ali ledvični meh, lahko povzročijo različno bolečino (Ajayi et al., 2007; Park, 2007). Majhni ledvični kamni se lahko brez težav izločijo s sečem (Preminger, 2007). Akutni simptomi se kažejo kot huda bolečina v spodnjem delu hrbta s sevanjem v dimlje, pogosto in boleče odvajanje seča; slabost in bruhanje, ter krvavkast seč. Če kamni povzročijo akutno motnjo v odtoku seča, je lahko bolečina stalna. Nekateri bolniki so lahko tudi brez bolečin, edini znak ki lahko kaže na prisotnost kamnov pa je hematurija. 10

Simptomi sečnih kamnov se po navadi pojavijo, če: sečni kamen obtiči v ledvicah, prične potovati v sečnico, sečni kamen povzroči okužbo (Ajayi et al., 2007; Park, 2007; Preminger, 2007). Na Sliki 3 je pregledna RTG slika sečil. Prikazan je kamen v desni ledvici in vstavljen splint v levo ledvico. Kamen v desni ledvici Slika 3: Pregledna RTG slika sečil. Kamen v desni ledvici in vstavljen splint v levo ledvico (Bolnišnični arhiv Murska Sobota) 11

3.2.1 Akutni napad ledvičnih kolik Prvi simptom ledvičnih kamnov je običajno količna bolečina, ki se nahaja ledveno in se širi navzdol ob potovanju kamna. Bolečina je enostranska. Če se kamen nahaja v spodnjem delu sečevoda bolečina seva pri moških v testis in pri ženskah v velike labije. Bolečina je lahko zelo močna, velikokrat je lahko bolnik tudi bled in se poti (Hajdinjak, 2006). Pri laboratorijski preiskavi je značilna prisotnost eritrocitov in levkocitov v seču. Istočasna prisotnost bakterij v seču nakazuje na okužbo sečil. Vrsto kamna je možno predvideti na podlagi ph seča. V bazičnem seču (ph višji od 7,5) se bolj pogosto formirajo fosfatni in struvitni kamni. Te kamne na rtg posnetkih slabše vidimo, so pa pogosto povezani z vnetno spremenjenim sečem. V kislem seču (ph okrog 5) se najpogosteje formirajo uratni kamni (Hajdinjak, 2006). 3.3 Pojav in razvoj sečnih kamnov Sečni kamen je sestavljen iz dveh delov; kristalnega plašča in organskega jedra (matriksa). Tubulni epitelij ledvičnega parenhima izloča organsko snov na katero se sekundarno nalagajo mineralne snovi. Na ta način nastanejo mikroliti. Seč jih lahko brez težav spira. Mikrolit služi kot kristalizacijsko jedro za nabiranje nadaljnjih soli, kadar obvisi na sluznici papile. Makrolit nastane tako, da postopoma raste z nalaganjem. Za nastajanje kristalnega plašča sta potrebna proces kristalizacije soli in proces agregacije solnih kristalov. Proces kristalizacije soli lahko nastane v prenasičeni raztopini kristalov v seču. Proces agregacije solnih kristalov pa omogoča zleplenje ali agregacijo kristalov soli. Kristalizacija soli ni nujno da vodi do pojava sečnih kamnov. Za nastanek kamnov sta torej potrebna agregacija kristalov soli in zlepljenje (M. Grabe, 2014). 12

3.4 Vrste in sestava kamnov Kemična sestava kamnov je različna, odvisna je od vrste kemičnega neravnovesja v seču. Snovi v urinu kristalizirajo v odvisnosti od sestave urina in njegovega ph. Tako določeni kamni nastajajo bolj v kislem urinu (uratni, oksalatni, ksantinski, cistinski), določeni sečni kamni pa so prisotni predvsem v bazičnem urinu (kamni iz fosfata, karbonata) (Moe, 2006). V sečilih lahko nastanejo kamni različne kemične sestave: Kalcijevi kamni: so izmed vseh vrst sečnih kamnov najpogostejši; kalcij oksalatni kamni (60%) in kalcij fosfatni kamni (20%); vzrok zanje je lahko povišana koncentracija kalcija v urinu zaradi okužb, osteoporoze, hipervitaminoze z vitaminom D, kostnih tumorjev, hiperparatiroidizma in Addisonove bolezni. Presežek kalcija se pri normalnih pogojih izloča s sečem, če je moten proces pa se kopiči v ledvici. V ledvici tako lahko pride do formiranja kalcijevih kamnov, ker se na kalcij vežejo še drugi odpadni produkti. Kamni iz kalcijevega oksalata so močno radiopačni in večkrat koraliformne oblike. Kamni iz kalcijevega fosfata pa dajejo srednje močno senco in so zrnate oblike. Uratni kamni (10%); so iz sečne kisline in povezani z motnjami v presnovi protina (putika) ter premajhno diurezo. Ta vrsta kamna je bolj pogosta pri moških. Uratni kamni so radiotransparentni. Struvitni kamni (7%); po sestavi so predvsem magnezij-amonij-fosfatni kamni. So mešani, vnetni kamni. Povezani so z bakterijskimi okužbami urina. Ženske so bolj nagnjene k infektom v področju sečil, zato so te vrste kamnov pri njih pogostejše. Cistinski kamni (3%); so povezani s prirojenimi motnjami v absorpciji cistina. Cistin je aminokislina. Cistinski kamni so redki, vzrok njihovega nastanka je genetska nepravilnost. Gre za avtosomne recesivne dedne bolezni. Njihovo zdravljenje pa je zahtevno in dolgotrajno. Cistin je v vodi manj topen, zato se v seču obarja s tem pa lahko povzroči akutne bolečine (ledvične kolike), bruhanje, lahko pa tudi pojav krvi v seču. Pri ledvičnih kolikah gre za eno najhujših bolečin, pojavijo se ko se kamen premakne v sečevod. Vidljivost cistinskih kamnov na radiogramu je odvisna od tega, koliko kalcija vsebujejo (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). 13

Kamne v sečilih pogosto delimo na kamne, ki vsebujejo kalcij in so vidni na pregledni RTG sliki sečil (kamni iz kalcijevega fosfata ali kalcijevega oksalata), ter kamni, ki ne vsebujejo kalcija in niso vidni na pregledni RTG sliki sečil (struvitni kamni (vnetni), uratni in cistinski kamni) (Reed-Dunnick, 2008). Kamni iz kalcijevega oksalata se po zdravljenju radi ponovijo, čez 10 let se lahko ponovijo tudi pri 50% bolnikov (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006), prikazuje Slika 4. Ledvični kamni Slika 4: Ledvični kamni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota oddelek za patologijo) 14

3.5 Klinična slika in zdravljenje Diagnosticiranje sečnih kamnov izvajamo s pomočjo anamneze, pregleda bolnika, analize krvi in seča in radioloških slikovno preiskovalnih metod. Klinična diagnoza je narejena na osnovi informacij o lokaciji in stopnji bolečine, ki je tipično krčevita (sunkoviti napadi) (Hajdinjak, 2006). V krvi se pogledajo elektroliti; predvsem koncentracija kalija, kreatinin. Koncentracija kreatinina nam pove, če gre pri bolniku za ledvično odpoved. Za ugotavljanje prisotnosti kamnov se v Sloveniji uporabljajo različne radiološke slikovno preiskovalne metode. Kot prvi preiskavi se uporabljata pregledna RTG slika sečil ter ultrazvok trebuha in sečil. Kombinacija teh metod potrdi diagnozo sečnih kamnov v visokem odstotku, v nekaterih študijah do 90%. Na ultrazvoku se namreč vidijo samo zgolj kamni v ledvicah, v predelu pieloureteralnega prehoda, ter pred mehurjem, v kolikor tam povzročajo zastoj. Ultrazvok ne zazna večine kamnov, ki povzročajo težave in so v poteku sečevoda (Hajdinjak, 2006). Če je stanje nejasno, se lahko naredi še pregledna rtg slika sečil. Sama RTG pregledna slika sečil odkrije približno 50% radiopačnih kamnov. Ostali niso vidni zaradi premajhne velikosti ali prekrivanja s kostnimi strukturamo ali črevesno vsebino (Hajdinjak, 2006). Zanesljiva metoda za diagnosticiranje sečnih kamnov pa je intravenska urografija, s katero lahko natančno prikažemo, kje leži sečni kamen (Anoia et al., 2009). Začetna lokacija kamna lahko vpliva na verjetnost spontanega izločenja. Spontano se izločijo v 48% primerov kamni, ki se nahajajo v proksimalnem sečevodu. V 79% primerov pa tisti kamni, ki so v predelu prehoda iz sečevoda v mehur (Gettman in Segura, 2005). Okoli 80% kalcinacij se izloči spontano. Spontana izločitev kamna je odvisna od velikosti, oblike in lokacije kamna, napetosti gladkih mišic, sluzničnega edema in anatomskih ovir. Sečnih kamnov manjših od 4 mm je več kot 90%, ostalih 10% kamnov je pa več kot polovica s premerom 4 7 mm in se izločijo spontano. Kamni, večji od 8 mm pa se iz ledvic redko spontano izločijo (Reed-Dunnick, 2008; Gettman in Segura, 2005; Knudsen et al., 2007). 15

Zdravljenje oziroma odstranjevanje kamnov iz sečil, ki se ne izločijo spontano, izvajajo urologi. Za zdravljenje je pomembno poznavanje sestave kamnov (Reed-Dunnick, 2008; Pietrow and Preminger, 2007). Cistinski kamni in kamni iz kalcijevega oksalata monohidrata se najpogosteje odstranjujejo s perkutano nefrolitotomijo (Pietrow and Preminger, 2007). Uratni kamni se najbolje odzivajo na zunajtelesno drobljenje. Zunajtelesno drobljenje kamnov je tudi najpogostejši terapevtski postopek pri zdravljenju urolitiaze (Tuerket al., 2011) in se izvaja z napravo, ki ustvarjajo vibracijske valove, ki usmerjeno potujejo skozi telo vse do kamna in ga zdrobijo. Bolnik potem s sečem izloči kamen v obliki manjših drobcev ali peska. Na ta način drobijo kamne v ledvicah in sečevodu (Bratuš, 2012). Uratne kamne se da raztopiti z uporabo ustrezne prehrane in zdravil (Pietrow and Preminger, 2007). Nastanek kamnov najbolje preprečimo s preventivo. Telesu moramo zagotoviti zadosten vnos tekočine. Najboljši znak stopnje hidracije je barva ter vonj seča: temen seč z močnim vonjem je znak slabe hidracije, prozoren seč pa je znak dobre hidracije. Pozorni pa moramo biti predvsem na ustrezno hidracijo v poletnih časih, pri večjih fizičnih naporih, kjer prihaja do močnejšega potenja. Uživanje velike količine tekočine (izloči se vsaj 1700 ml seča dnevno) prispeva k zmanjšanju možnosti nastajanja kamnov. To je tudi prvi ukrep pri preprečevanju ponovitvi sečnih kamnov potem, ko je prišlo do uspešnega izločanja kamna. Ta količina je za veliko ljudi ne običajna, zato se morajo potruditi in zavestno uživati večje količine tekočine. To mora postati pri tistih, ki so nagnjeni k nastajanju kamnov v sečilih in se jim ponavljajo, način življenja (Hajdinjak, 2006). Ponovitev sečnih kamnov lahko do neke mere preprečimo tudi z dieto. Priporoča se manjši vnos natrija (soli), kalcija, oksalatov, purinov. Tveganje na nastanek kamnov povečajo mineralne vode. Do tega pride, ko se iz teh vod skozi ledvice izločijo minerali in če je vnos tekočin (navadne vode) premajhen, se minerali tam naberejo, kar pripelje do nastanka kamnov. Presnovne motnje lahko omilimo z vnosom mineralne vode obogatene s citratom in magnezijem (Ajayi et al., 2007; Reed-Dunnick, 2008; Park, 2007). 16

3.6 Zunajtelesno drobljenje kamnov Od prve klinične uporabe zunajtelesnega drobljenja kamnov v sečilih (SWL) je minilo že več kot 20 let. SWL so za zdravljenje kamnov prvič uporabili leta 1980 v Nemčiji, že po nekaj letih pa je postalo standardno zdravljenje. Pri zunajtelesnem drobljenju kamnov s posebno napravo razbijamo kamne v sečilih z zunanje strani telesa. Z usmerjenimi udarnimi valovi (kratkimi pulzi visokoenergijskih zvočnih valov), ki se prenašajo skozi kožo, drobimo kamenje. Kamen absorbira energijo udarnih valov, zaradi česar se drobi na manjše koščke. Drobci se nato izločijo s sečem. Vsak aparat za zunajtelesno drobljenje vsebuje štiri sestavine: izvor udarnih valov, zbiranje udarnih valov, prenos valov skozi medij ter slikovni prikaz kamna. Poznamo tri vrste izvora udarnih valov. Najstarejši je elektrohidravlični, kateri proizvaja točkovne valove, ki jih je treba sekundarno usmeriti na kamne. Piezoelektrični izvor pa sestavljajo v poloblo razporejeni piezokristali. Udarni val nastane takrat, ko se piezokristali razširijo pri visokonapetostnem električnem sunku. Elektromagnetni izvor pa predstavlja z vodo napolnjena cev, v kateri je kovinska membrana, za njo pa se nahaja tuljava. Udarni vali nastanejo takrat ko ob visokonapetostnem sunku nastane v tuljavi elektromagnetno polje, ki odbija nasprotno nabito kovinsko membrano. Pri samem prenosu je pomembno, da mora potekati skozi medij s čim manjšo izgubo energije. Zato je postavljen izvir valov znotraj cevi z vodo, katera je na koncu zaprta s posebno plastično membrano. Med bolnika in membrano pa se še namesti gel, kateri se uporablja pri ultrazvočnih preiskavah. Bolnike se lahko po potrebi tudi fiksira s posebnim trakom, da se zaradi dihanja, področje kamna premikale le minimalno. Kamen se lahko prikaže z rentgenskim aparatom ali z ultrazvokom. Kadar so pa kamni radiolucentni, ji lahko prikažemo samo tako, da jih oblijemo z jodovim kontrastnim sredstvom. Analgezija je bila včasih splošna in področna, danes pa se uporablja le še intravenska sedacija. 17

Uspešnost SWL metode je odvisna predvsem od velikosti kamnov in njihove lege. In vitro so preiskovali različne lastnosti kamnov, katere so kirurško odstranili. Drobljivost je bila zelo različna med sestavami. Največja drobljivost je bila pri magnezij-amonij fosfatnih kamnih (42% drobljivost), najmanjša pa pri kamnih iz kalcijevega oksalata (19%). SWL je primeren za uporabo pri več kot 90% bolnikov. Uspeh je odvisen od številnih dejavnikov, kot npr. zgradbe, velikosti in lege kamna ter vaše fizične pripravljenosti (Ahn et al., 2015). Najpogostejši zapleti, ki lahko nastanejo na organih zaradi ESWL z udarnimi valovi so omenjene ledvične kolike (78% bolnikov), rentgensko vidna pot zdrobljenih kamnov (10% bolnikov), okužbe sečil (6% bolnikov) ter makrohematurija (3% bolnikov). Resnejših komplikacij pa je zelo malo. Po vsaki ESWL preiskavi sledi še kontrolno slikanje, in sicer pregledna slika urotrakta (Smrkolj in Tršinar, 2003; Bratuš, 2012). 18

4 RAČUNALNIŠKA TOMOGRAFIJA Računalniška tomografija je slikovno diagnostična metoda, ki temelji na klasični RTG preiskavi vendar zajema podatke trodimenzionalno in omogoča prostorski prikaz organov in tkiv. Izraz tomografija izhaja iz grške besede "Tomos", ki pomeni "rezino" ali "poglavje" in "graphia", ki pomeni "opisujejo". Prednost CT-ja pred klasično tomografijo je v boljši kontrastni ločljivosti, ni superpozicije tkiv, manj sipanega sevanja zaradi tanjšega reza, 3D slika, analiza kostne gostote, ter omogoča tudi transverzalne reze. Z razvojem CT-aparatov postaja ločljivost naprav večja, doza, ki jo prejme preiskovanec, pa manjša. (Herman, 2009; Hsieh, 2009). 4.1 Generacije CT tehnologije CT tehnologijo delimo na 7 osnovnih generacij: 1. generacija: CT-ji so uporabljali približno 1 cm širok sevalni žarek, ki sta ga prestregla 1 ali 2 detektorja. Slika je bila pridobljena s translacijo in rotacijo žarka ter detektorjev. Žarek in detektor so se premikali od ene točke do druge, hkrati pa so se vrteli okrog bolnikovega telesa. 2. generacija: Naprave so imele izboljšan žarek, ki je seval pod večjim kotom in več detektorjev, kar je bistveno skrajšalo čas slikanja. (Herman, 2009; Hsieh, 2009). 3. generacija: V začetku 90-ih let je prinesla veliko sprememb v področje CT skeniranja, predvsem glede hitrosti. Žarek, ki sveti v detektorje je fiksen. Translacija ni več prisotna, saj žarek povzame celotno območje skeniranja. Časi kalkulacij in posnetkov postanejo dovolj kratki za posnetke pljuč. 19

4. generacija: Je bila uvedena istočasno s tretjo generacijo, ponuja pa približno enako hitrost in prostorske resolucije. Uporablja se stacionaren obroč z detektorji okrog obroča (360 stopinj). Z ostalimi sistemi se ta razlikuje predvsem po tem, da aparat premika bolnika. 5. generacija: Pri tej metodi CT skeniranja se ne premikata ne bolnik in ne vir RTG žarkov. CT naprava uporablja veliko število virov RTG žarkov stacioniranih pod različnimi koti in položaji, ki jih samodejno vklaplja in izklaplja. Metoda je revolucionarna v tem, da zajame serijo 2D posnetkov objekta (3D). Primerna za kardiološke preiskave. 6. generacija (vijačna/spiralna računalniška tomografija): Ta metoda omogoča, da se preiskovanec hkrati z gibanjem izvora premika vzdolž rotacijske osi. S tem postopkom skrajšamo čas preiskave. 7. generacija (večvrstična/večrezinska računalniška tomografija): uporabljajo se detektorji, ki so razporejeni v več vrst, tako lahko z enim obhodom izvora rtg svetlobe zberemo podatke za več rezin. Pri tem se lahko uporablja tudi tehnika spiralne tomografije. Z novejšimi generacijami se je čas slikanja skrajšal, s tem pa je kvaliteta slik bistveno izboljšana. V uporabi je tudi napredna računalniška tehnologija z uporabo GPU-jev (Graphic Processing Unit). Ta naprava omogoča, da lahko v realnem času iz informacij, ki so bile pridobljene med slikanjem, nastane rekonstrukcija originalnega objekta. Na računalniku se potem ustvari virtualne objekte, ki so sestavljeni iz volumskih elementov voksli. Voksle se potem lahko opazuje v vseh ravninah; sagitalni, koronarni in transverzalni oz. v katerikoli poljubni ravnini (Herman, 2009; Hsieh, 2009). 20

4.2 Delovanje računalniške tomografije CT je sestavljen iz gantrija, konzole in računalnika (Slika 5). V CT gantriju se nahajajo rtg cev, generator, detektorsko polje (omogoča merjenje jakosti rentgenske svetlobe), slip ring (omogoča spiralno slikanje, gre za prenos podatkov in energije brez uporabe kablov) in kolimatorji - zaslonka (ob cevi, katera kontrolira dozno obremenitev in velikost obsevanega polja ter ob detektorju, pri enoreznih uravnava debelino reza, pri večrezinskih pa uravnava razmerje med signalom in šumom) (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). Slika 5: Računalniški tomograf Siemens SOMATOM Definition (Bolnišnični arhiv Murska Sobota) Princip delovanja je preprost. Najzahtevnejši del je kombinacija ustreznih posnetkov v kakovostno sliko prereza in nato več prerezov v 3D sliko telesa. Rentgenski žarek, ki se oslabi na več nivojih, zaznavamo z detektorjem v ozadju, kjer dobimo matrični profil žarka. Če vir in detektor ustrezno premaknemo, dobimo premaknjeni profil. Če to ponovimo pod več različnimi koti, dobimo več različnih profilov za isti del. Rentgenska cev in detektorji naredijo obrat 360. 21

Med obratom poslikajo profile oslabljenega žarka. Pri vsakem krogu naredijo približno 1000 profilov. Računalnik nato profile rekonstruira nazaj v presek. V zadnjih desetih letih se za vse to uporabi le en računalnik z več jedrnim procesorjem in veliko grafičnimi kanali. Zelo pomemben podatek pri preiskavi z računalniško tomografijo je kakovost slike. Z uporabo različnih spektrov rtg svetlobe, z večanjem števila preslikav in z načinom rekonstrukcije tomograma lahko dobimo boljšo rekonstrukcijo originala. Pri slikanju se preverja tudi prejeta doza sevanja. V grobem velja pravilo, da je za boljšo kakovost slike potrebna višja doza sevanja. Preiskovanec bi naj prejel čim nižjo dozo po načelu ALARA (As Low Reasonably Achievable), zato mora biti tomografsko slikanje ravno toliko dobro, da se lahko še z gotovostjo postavi diagnoza (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). 4.2.1 Prednosti in slabosti računalniške tomografije Dobre strani CT-ja so, da gre za neinvazivno, natančno in hitro slikovno diagnostično metodo. V primerjavi z navadnim rentgenom omogoča natančen in jasen pregled veliko različnih tkiv in organov, npr: pljuča, kosti, ledvica, jetra, krvnožilni sistem. V primerjavi z magnetno resonanco (MR) je CT preiskava hitrejša in ima manj kontraindikacij (npr. nekompatibilnost kovinskih tujkov z MR preiskavo). S CT jem lahko tudi načrtujemo obsevanje tumorjev in ga uporabljamo kot vodenje pri minimalno invazivnih posegih. Slaba stran je visoka doza sevanja, ki jo prejme pacient (10-15 msv). Doza se določi glede na del telesa, ki ga opazujemo in velikost bolnika (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). Zaradi visoke doze sevanja CT preiskava ni primerna za nosečnice in za otroke. Dodatne slabe strani preiskave so slabši prikaz mehkih tkiv (v primerjavi z MR preiskavo), in možni zapleti s kontrastnimi sredstvi: možnost alergične reakcije na jod in možnost akutne ledvične okvare zaradi aplikacije jodnih kontrastnih sredstev (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). 22

4.2.2 Prihodnost računalniške tomografije Definicija modernega CT-ja se spreminja iz leta v leto. Razvoj CT-ja poteka predvsem v smeri višjih resolucij detektorjev (omogočajo prikaz prerezov človekovega telesa z zelo visoko kontrastno ločljivostjo, posledično dobra preglednost tkiva z majhnim lastnim kontrastom), večji zmogljivosti RTG cevi, izboljšanih algoritmih rekonstrukcije, izboljšave v razvojni tehniki. Prihodnost teži tudi h kombiniranim tehnikam slikanja. Pomembno je tudi, da se doza sevanja ne poveča na račun izboljšav nove tehnike (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). Nove generacije CT aparatov omogočajo prikaz struktur z nižjo izpostavljenostjo bolnika z ionizirajočim sevanjem, tudi za 60% manj (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). Število CT preiskav se je v zadnjih letih zelo povečala, kar je privedlo do višje obremenitve bolnikov z ionizirajočim sevanjem. S standardno CT preiskavo pri uporabi klasičnih algoritmov, za bolnike pomeni sorazmerno visoko izpostavljenost sevanju (6,6 msv) (Graser et al., 2008). Pri uporabi nižje doznih algoritmov pa lahko dosežemo pod 3 msv (Thomas et al., 2010; Andrabi et al., 2015). Zato je pomemben ukrep zmanjšanje izpostavljenosti sevanja z optimizacijo nižje doznih protokolov (Andrabi et al., 2015). 4.3 Dvospektralna računalniška tomografija (DECT) DECT je novejša tehnologija, ki dovoljuje ločevanje različnih struktur na osnovi CT absorpcijske vrednosti tkiva. Izhaja iz dveh hkratnih pridobitev CT vrednosti pri različnih energijah. Uporabljata se dva detektorska sistema in dve rentgenski cevi, pri kateri je po navadi izbrana napetost 80 in 140 kv. Razporejeni so pravokotno en na drugega, ter vgrajeni v en nosilec, ki omogoča hkratno pridobivanje podatkov, tako pri nižji in višji napetosti rentgenske cevi (Johnson and Fink, 2011; Kraśnicki et al., 2012; SIEMENS, 2009) (Slika 6). 23

Slika 6: Delovanje dvocevnega CT-ja (SIEMENS, 2009) Možnost za CT slikanje z drugačnim rentgenskim spektrom, z namenom, da povečamo diferenciacijo tkiva, je bila realizirana in testirana leta 1970. Do same predstavitve Dual Source CT-ja leta 2006 je metoda dosegla bistveno klinično in vsestransko uporabnost. Druga generacija SOMATOM Definition Flash je bila predstavljena leta 2008 (Johnson in sod., 2011). Sodobni dvoenergijski računalniški tomogafi so že več rezinski (128 rezinski) in imajo tudi možnost zajema večjega polja (FOV). Vgrajeno imajo tudi novejšo in hitrejšo programsko opremo. Pomemben dejavnik pri zmanjševanju dozne obremenitve je razvoj novih selektivnih filtrov (Selective Photon Shield), ki absorbirajo nizkoenergijske fotone iz rentgenskega fotonskega spektra. Rezultat je veliko boljša ločljivost pri slikah, kjer uporabljamo napetost 80 in 140 kv. Maksimalen tok cevi je 550 ma pri 80 kv, 650 ma pri 100 kv in 500 ma pri 140 kv (Johnson in sod., 2011). CT preiskava nam omogoča tudi 3D rekonstrukcije, ki so nam v pomoč za načrtovanje zdravljenja (Dretler in Spencer, 2001; Duan et al., 2013). S 3D rekonstukcijami je mogoče predvideti drobljivost kamnov. Boljša drobljivost se pričakuje predvsem pri kamnih, ki so na pogled bolj robati, pri kamnih z bolj gladko površino pa je pričakovati slabšo drobljivost (Manglaviti et al., 2011). 24

Že pred nekaj leti so poskušali s CT določiti sestavo kamnov v predelu sečil, vendar takrat CT aparati še niso imeli takšne tehnične zmogljivosti ter računalniški programi niso omogočali tega. CT preiskava je postala del diagnostičnega algoritma za prikaz kamnov v področju sečil, s tem ko so se razvili novi večdetektorski CT aparati, z možnostjo tankih rezin, ter z ustrezno programsko opremo (Hu and Fox, 1996; Grosjean et al., 2008). Pri obravnavi bolnikov s sumom na kamne v sečilih je CT preiskava prinesla velik napredek. Uporablja se predvsem preiskava z dvocevnim dvoenergijskim CT aparatom. Ta naprava omogoča oceniti sestavo kamnov, s tem pa lahko prispevamo k boljšemu načrtovanju zdravljenja (Yeh et al., 2009). 4.3.1 Vloga DECT pri kamnih Z uporabo dvospektralnega CT lahko ločimo uratne kamne od neuratnih kamnov in s tem prispevamo k izbiri terapevtskih postopkov (Bres-Niewada et al., 2014). Uratne kamne gradijo lahki kemijski elementi (H,C,N,O), neuratni kamni pa so sestavljeni iz težkih kemijskih elementov (P, Ca, S) (Primak et al., 2007; Vrtiska et al., 2010). Atenuacija fotonov rentgenske svetlobe je različna pri uratnih in neuratnih kamnih. Neuratni kamni imajo višje atenuacijske vrednosti od uratnih kamnov (Graser et al., 2008; Primak et al., 2007; Stolzmann et al., 2010; Vrtiska et al., 2010). Stopnja atenuacije je pa odvisna od energije RTG fotonov, atomskega števila, debeline in gostote snovi. Stopnjo atenuacije merimo s Hounsfieldovimi enotami (Yeh et al., 2009). 25

4.3.2 Pomankljivosti in prednosti Slabe strani so predvsem stroški opreme, povečana količina slik ter potreba po dodatni usposobljenosti radiologov in radioloških inženirjev. Stroški opreme DECT dražji od konvencionalnih MDCT (ang. <Multiple detector Computed tomography> - večdetektorski). Ko je enkrat DECT kupljen in nameščen, je pogosto problem pri sredstvih za širitev in izboljšanje programske opreme. Problem nastaja tudi pri arhiviranju, zaradi povečanega števila nastalih slik. Poleg osnovnih sklopov slik, nastanejo dodatne slike predvsem pri dodatnih rekonstrukcijah. Sama programska oprema je zahtevna, zato so potreba usposabljanja za radiologe. Potrebno je tudi dobro sodelovanje timskega dela med radiološkimi inženirji, radiologi in medicinskimi fiziki pri sestavi optimalnih protokolov za dvospekralne CT (Vrtiska et al., 2010). Kot prednost DECT tehnologije v klinični uporabi vključuje tudi možnost ocenitev jetrnih lezij, trebušne slinavke in nadledvične žleze. V CT angiografiji abdominalne aorte omogoča tudi ocenitev anevrizme. DECT tehnologija oz. aplikacija omogoča tudi možnost odstranjevanja kosti, prav tako lahko virtualno povečamo slike s katerimi prikažemo razliko v kontrastu in kalciniranih trombusov pri bolnikih z endovaskularnimi stenti (Graser, et al., 2009). DECT omogoča tudi hitro slikanje srca, ki daje boljšo ločljivost slike koronarnih arterij s visoko časovno ločljivostjo (SIEMENS AG, 2009). 4.3.3 Prihodnost Z uporabo novih detektorjev, selektivnih filtrov in novo programsko opremo je mogoče doseči velik napredek pri ločevanju kamnov različne sestave (Johnson and Fink, 2011; Kraśnicki et al., 2012; SIEMENS, 2009). V ta namen imajo nekateri novejši aparati že dodane kositrne filtre (Primak et al., 2010; Vrtiska et al., 2010). Poleg zmanjševanja dozne obremenitve DECT predstavlja tudi širok razpon odobrenih aplikacij, ki spremenijo dnevno klinično rutino. Te aplikacije lahko zajemajo tako direktno angiografijo z odstranitvijo kosti, kot tudi pljučno modularno opredelitev. 26

Eden od prepričljivih primerov je sposobnost izločanja kostnine in substrakcije kalciniranih plakov iz CTA volumna. Tako so lažje ugotovljene npr. anevrizme v bližini baze lobanje. Omogoča tudi možnost odstranitve vsebnosti joda za nazaj, za nekontrastno sliko. Tako je možno ustvariti nekontrastno sliko po skeniranju. V večini primerov to odstrani potrebo po dodatnem nekontrastnem slikanju, ter tako pripomore k zmanjševanju doze. Tudi brez navedene aplikacije Optimum Contrast avtomatsko optimizira slike z dvojnim kontrastom in minimalnim šumom (SIEMENS AG, 2009). 4.4 Primerjava CT preiskave z IVU Nekoč je bil zlati standard za prikaz kamnov v sečilih intravenozna urografija, danes pa jo je zamenjala nativna CT preiskava sečil (Stacul et al., 2008; Williams et al., 2004). S to preiskavo lahko dosežemo visoko specifičnost (96%) in občutljivost/senzitivnost (95%) za prikaz kamnov (Andrabi et al., 2015). Uporabljajo pa se predvsem različni protokoli z znižano dozo, s katerimi se zmanjša izpostavljenost za 50% v primerjavi s standardno CT preiskavo. Za izbiro CT izvedenega po protokolu z znižano izpostavljenostjo uporabljamo manjši tok rtg cevi (30 mas ali manj), napetost cevi je 120 kv ter uporabimo širšo kolimacijo. Sama obremenitev bolnikov z ionizirajočim sevanjem pri nativni CT preiskavi z uporabo protokolov z znižano izpostavljenostjo je podobna nativnemu RTG posnetku trebuha. Prednost je tudi ta, da bolnika ne obremenimo s kontrastnim sredstvom (Polleti et al., 2007). Nekateri avtorji pa navajajo, da za prikaz ostalih patoloških procesov v trebuhu ne zadostuje nativna CT preiskava kamnov v področju sečil. Brez uporabe kontrastnega sredstva ne moremo videti nekaterih pomembnih patologij. Preiskavo z dajanjem kontrastnega sredstva naredimo takrat, kadar se pri bolniku ne prikažejo kamni oz. kadar ne vidimo vzroka za klinično simptomatiko (Anderson and Smith, 2001). 27

Kamni velikosti manj kot 2 mm povzročajo parcialni volumski efekt, zato se ne analizirajo, kamni velikosti 2 mm tudi ne predstavljajo terapevtskega problema. Kamni, ki so pa večji od 4 mm pa lahko že povzročajo klinične težave in možne zaplete (zaporo odtoka urina) (Miller and Kane, 1999). Preiskava z nižje doznim CT za prikaz kamnov v področju ledvic ni primerna za bolnike, ki imajo indeks telesne teže (BMI) večji od 31. Avtorji razlagajo to z dejstvom, da bi lahko majhne kamne zamenjali s hiperdenznimi piramidami, ker je renalna stroma bolj heterogena kot ureter in periureterni prostor (Poletti et al., 2007). Drugi avtorji so spet mnenja, da te ovire ni in da je preiskava možna tudi pri bolnikih z BMI nad 31 (Abou et al., 2012). Težavo pri določitvi sestave kamna na DECT pa predstavlja kombinacija debelega bolnika (BMI >31) in kamen, ki je umeščen v mali medenici. Težava nastane zaradi tega, ker fotoni pri 80 kv nimajo dovolj energije da bi prodrli skozi telo. K zmanjšanju detekcije signala vodijo predvsem velika atenuacija fotonov zaradi kosti medenice, mišic ter maščobe. Prava sestava kamna se ne more določiti, ker je razmerje med atenuacijo pri 80 kv in 140 kv porušeno (Thomas et al., 2010). V mnogih bolnišnicah je IVU še vedno prva metoda za odkrivanje ledvičnih kamnov. Ob prebiranju različnih člankov smo ugotovili, da ima CT preiskava številne prednosti v primerjavi z IVU preiskavo. Te prednosti vključujejo krajši čas pregleda, izogibanje stroškov in zapletov pri intravenskem injiciranju kontrastnega sredstva, večja občutljivost za odkrivanje kamnov in večji potencial za odkrivanje nepravilnosti, ki niso povezane z boleznijo ledvičnih kamnov. Po drugi strani pa so bolniki običajno izpostavljeni višjim dozam sevanja pri CT preiskavah. V naši bolnišnici imamo možnost, da za samo preiskavo ledvičnih kamnov uporabljamo CT z nižje doznim protokolom. Urologi pogosto napotujejo bolnike z napotno diagnozo kamen v področju sečil in želijo da se opravi CT preiskava. Prvi korak pri tej diagnozi je protokol za nižje dozni CT urotrakta. 28

Če se bolnika pošlje neposredno na CT preiskavo ledvičnih kamnov, je njegova kumulativna doza sevanja nižja od običajne CT preiskave. Pri običajnih CT preiskavah z uporabo klasičnih algoritmov prejme bolnik okoli 6,6 msv. Za CT preiskavo ledvičnih kamnov pa se uporablja algoritem z znižano dozo, kjer lahko dosežemo pod 3mSv. To pa je tudi primerljiva doza nativnemu rtg postnetku trebuha, ki se prav tako uporablja za ugotavljanje ledvičnih kamnov (opredelitev velikosti in položaj kamnov). Z uporabo novejše tehnologije DECT, ki nam omogoča oceniti tudi sestavo kamnov, pa lahko z visoko natančnostjo ločimo med uratnimi in neuratnimi kamni. To je tudi razlog, zakaj se uporablja več nizkodozna CT preiskava in ne IVU preiskava (Thomson et al., 2001). V večini bolnišnic se še vedno delata obe vrsti preiskav, vendar se bo, glede na rezultate, v prihodnosti IVU uporabljal le še izjemoma, za posebne primere. 29

5 DECT KAMNOV V SEČILIH Potek DECT preiskave je za bolnika enak kot potek CT preiskave. Bolniki na preiskavo pridejo tešči. S seboj morajo imeti napotnico, laboratorijski izvid vrednosti dušičnih retentov in ostale izvide zdravniških pregledov. Razloži se jim sam postopek preiskave ter se jim da navodila za dihanje med preiskavo. Bolnik na mizi CT naprave leži na hrbtu z rokami nad glavo. Začetek skeniranja se nastavi v višini prsnih bradavic. Najprej se naredi topogram v sagitalni in koronarni ravnini. Sam topogram je prilagojen nizkodoznemu protokolu. Sagitalni topogram nam služi za lažjo nastavitev oz. orientacijo pri nastavitvi nativnega abdomna. S tem dosežemo optimalni prikaz urotrakta in se izognemo nepotrebnemu prikazu ostalih abdominalnih organov. Tudi nativna CT preiskava se opravi z nižje doznim protokolom. Potem se oceni prisotnost/odsotnost kamnov v predelu urotrakta. Z nativnim CT tako prikažemo kamen, določimo mesto, število kamnov in njihovo obliko. Če so kamni prisotni, opravimo DECT preiskavo v področju, kjer se nahaja kamen. Z uporabo DECT lahko ocenimo sestavo kamna. Slika 7: Rekonstrukcija slike s programom Syngo DE v axialni in koronarni ravnini, značilno modro obarvanje kamna neuratni (Bolnišnični arhiv Murska Sobota) Po opravljeni preiskavi se podatki prenesejo v program za analizo in rekonstrukcijo slik Syngo DE (Slika 7). V tem programu se analizira oz. oceni sestava kamnov. Sestavo kamna program kodira z značilnimi barvami. 30

5.1 Program za analizo in rekonstrukcijo slik - Syngo DE Poznamo različne programe za analizo in rekonstrukcijo slik po opravljeni DECT preiskavi. Med prvimi je tehnologijo za analizo sestave sečnih kamnov z DECT preiskavo ponudil Siemens. Tudi v bolnišnici Murska Sobota uporabljajo takšno tehnologijo. Za DECT postprocesiranje ter določanje sestave kamnov je Siemens na osnovi kliničnih in laboratorijskih raziskav razvil poseben računalniški program z imenom Syngo DE,» Kidney Stones «. Program temelji na primerjavi atenuacije RTG žarkov pri preiskavah z napetostjo RTG cevi 140 kv in pri preiskavi z napetostjo RTG cevi 80 kv. O stopnji absorbcije rtg fotonov odloča atomsko število kemijskih elementov (sestava kamnov) (Primak et al., 2007). Šantl Letonja in Hajdinjak (2014) navajata, da algoritem segmentira kamen pri 140 kv in pri 80 kv ter določi povprečno (HU) pri vsaki od energij. Razmerje med povprečnima atenuacijama pri dveh energijah je odvisno od sestave kamna. Razmerja atenuacijskih vrednosti so značilno nižja za uratne kamne v primerjavi z drugimi vrstami kamnov (Šantl Letonja in Hajdinjak, 2014, cit. po Hidas et al., 2010). Slika 8: A, L, F prikaz kamna v obeh ledvicah v treh ravninah s programom Syngo DE Kidney Stones (selektivna rekonstrukcija 80 kv in 140 kv). Kamen obarvan modre barve, kar pomeni da gre za neuratne kamne. D program Syngo DE (možnost prilagoditve parametrov vrednost za razmejitev) (Bolnišnični arhiv Murska Sobota) 31

Barvni prikaz kamna temelji na principu atenuacijskih vrednosti posamezne slikovne pike. Program sam obarva strukture glede na razmerja atenuacijskih vrednosti. Program ima določeno privzeto vrednost za razmejitev, ta je 1,15. Če so strukture z razmerjem atenuacije pod to določeno vrednostjo (npr. uratni kamni) jih obarva rdeče barve. Če pa je razmerje atenuacij nad to vrednostjo se strukture obarvajo modro (npr. neuratni kamni - kalcijevi, cistinski, struvitni) (Slika 8). Za lažje ločevanje med vsadki oz. tujki v sečilih in kamni ima program možnost spreminjanja mejne vrednosti (Primak et al., 2007). 32

6 KONTRASTNA SREDSTVA Radiografska kontrastna sredstva (KS) v osnovi razdelimo na dve veliki skupini. V prvo skupino spadajo pozitivna kontrastna sredstva, katerih poglavitna značilnost je višja stopnja atenuacije rentgenskih fotonov od človeških tkiv. Drugo skupino zaokrožajo negativna kontrastna sredstva, ki atenuirajo rentgenske fotone v manjši meri od našega organizma. Jodova kontrastna sredstva sodijo v skupino pozitivnih kontrastnih sredstev, ki so vodotopna. Ne-vodotopna pozitivna kontrastna sredstva predstavljajo barijeve spojine (Thomsen, 2009). Kakor vsa zdravila imajo tudi kontrastna sredstva svoje značilnosti in stranske učinke. Zaradi vse večjega razpona novih raziskovalnih metod v zadnjih letih in hkrati števila različnih produktov jodovih kontrastnih sredstev je bilo potrebno definirati njihove ključne značilnosti in jih uvrstiti v razrede. Umestitve urejamo glede na kemijske in fizikalne značilnosti, ki vključujejo kemijsko strukturo, osmolalnost ter ionizacijo in koncentracijo joda v raztopini (Singh in Daftary, 2008). Navadno se kontrastna sredstva razvrščajo glede na kemijsko strukturo in osmolalnost. Omenjeni lastnosti ravno tako igrata poglavitno vlogo pri vzrokih za razvoj neželenih stranskih učinkov. Jodova KS glede na kemijsko zgradbo razvrščamo v naslednje štiri razrede: Ionski monomeri Ionski dimeri Neionski monomeri Neionski dimeri Neionska KS za razliko od ionskih pri vnosu v organizem ne ionizirajo in na ta način ohranijo prvotno kemijsko obliko in zato težje izzovejo nezaželene reakcije. 33

Osmolalnost, ki opredeljuje število delcev v raztopini (mol/kg) in je drugi pogost vzrok za razvoj stanskih učinkov. KS so glede na vrednost osmolalnosti znana kot visoko, nizko in iso-osmolalna. Iso-osmolalna jodova KS imajo osmolalne vrednosti enakovredne krvi ter plazmi in zato manjšo verjetnost, da izzovejo reakcijo od sorodnih nizko in visoko osmolalnih KS (Thomsen, 2009). Nekateri ljudje so, predvsem na kontrastna sredstva, ki vsebujejo jod, preobčutljivi (alergični) (Singh in Daftary, 2008). Neželene reakcije glede na princip nastanka opredeljujemo kot kemotoksične ali anafilaktične. Za razvoj kemotoksičnih neželenih učinkov je odgovorna kemijska zasnova KS, resnost tovrstne reakcije je vselej neposredno odvisna od injiciranega volumna kontrasta (Bush in Swanson 1991). Zaradi strogih predpisov o kemijski sestavi in čistosti KS so tovrstne reakcije izjemno redke. Akutne sistemske, alergijske ali anafilaktične reakcije nimajo povsem razjasnjenega načina delovanja in se razvijejo v eni uri od aplikacije KS. Izzvane so nenadno in niso odvisne od količine prejetega KS (Thomsen, 2009). Sistemske reakcije vrednotimo kot blažje, zmerne in resne. Blažje reakcije so: slabost, milejše oblike bruhanja, urtikarija in srbenje. Zmerne reakcije: resnejši pojav bruhanja, izrazita urtikarija, bronhospazem, edem na predelu obraza ali grla in vazovagalne reakcije. Resne reakcije: hipovolemični šok, prekinitev dihanja, srčni zastoj in krči (Bush and Swanson, 1991, cit. po Thomsen, 2009). V 1 od 170.000 primerov se iniciacija kontrastnega sredstva konča s smrtnim izidom (Thomsen, 2009). Zaradi grožnje za razvoj akutne sistemske reakcije pri intravenskem vnosu jodovega kontrastnega sredstva v telo preiskovanca je z namenom zmanjšanja nevarnosti potrebno slediti smernicam in priporočilom varnostnega komiteja o kontrastnih sredstvih (Thomsen, 2009). Priporočeni ukrepi zajemajo uporabo neionskih jodovih kontrastnih sredstev, nastanitev bolnika na radiološkem oddelku še vsaj 20 min po opravljeni preiskavi, oprema za oživljanje in razrešitev drugih nujnih stanj naj bo vselej v bližini ter pripravljena za takojšnjo rabo (Thomsen, 2009). Poleg priporočenih ukrepov je ključno poznavanje rizičnih stanj oz. dejavnikov tveganja, ki lahko pripomorejo pri nastanku akutne reakcije na jodovo KS. 34

Med te sodijo predhodne znane reakcije na jodova KS, astma, ostale pri bolniku v preteklosti izražene alergije (Thomsen, 2009). V primeru opravljanja preiskave z jodovim KS pri bolnikih s predhodno znanimi dejavniki tveganja za nastanek akutne reakcije na jodna KS se lahko za prikaz morebitne patologije opravi katera izmed drugih preiskovalnih metod brez uporabe jodnih KS (magnetno resonančno slikanje, ultrazvočno slikanje). V kolikor z uporabo opisanih preiskovalnih metod ne bi pridobili diagnostično relevantnih informacij in bi bila uporaba jodovih KS nujna, je pred opravljanjem RTG preiskave s KS potrebno možnost razvoja reakcije omejiti s premidikacijskim režimom. Premedikacijski režimi zajemajo več različnih vrst uporabe zdravil. Običajno se premedikacijska zdravila aplicirajo bolniku pred samim pričetkom preiskave z jodovim KS (Thomsen, 2009). 6.1 Intravenozna urografija (IVU) Intravenozna urografija (IVU) je kontrastna preiskava, s katero prikažemo celotna sečila z neionskim jodovim vodotopnim kontrastnim sredstvom, ki ga vbrizgamo v veno (Starc, 2009). Indikacije za to preiskavo so zelo različne, najbolj pogoste pa so: kamni v urotraktu, abdominalne kolike in hematurija. Kontraindikacije za IVU so ledvična odpoved, alergične reakcije ter bolezni ščitnice (Starc, 2009). Sama preiskava poteka po določenem vrstnem redu in traja približno 30 min, odvisno od prehajanja kontrastnega sredstva. Namen te preiskave je, da vidimo kako funkcionirajo ledvice (Petković, 1984). Preiskavo začnemo s pregledno sliko trebuha. Nato po intravenski aplikaciji KS sledijo 3-4 slike s kontrastnim sredstvom (Slika 9). 35

Prva slika je pregledna rtg slika urotrakta, njej sledi po 5 min slika ledvic - že prikaz kontrastnega sredstva, nato spet po 5 min prikaz celotnega uropoetskega sistema in na koncu slika mehurja. Vse slike naredimo v isti fazi dihanja, po navadi ob koncu izdiha. To se dela zaradi dihalne pomičnosti ledvic (Sutton, 1994; Starc, 2009). Slika 9: Posnetek IVU (Bolnišnični arhiv Murska Sobota) Tveganj za preiskavo sečil je lahko več: preobčutljivostna (alergična) reakcija na kontrastno sredstvo ter lokalni anestetik, prehodno poslabšanje ledvične funkcije pri IVU aplikaciji kontrasta je redko, lahko ga omilimo z nekoliko večjim vnosom tekočine po preiskavi, pri direktnih polnitvah KS so možne poškodbe zaradi prenapolnitve, nepravilno vstavljenih katetrov, osnovnega bolezenskega stanja sečil in morebitnih anatomskih posebnosti. Lahko se pojavi manjša krvavitev, ki se po navadi sama zaustavi, ali okužba, ki jo zdravimo, vbrizganje KS izven sečnih poti, krvavitev na mestu vboda z iglo. 36

IVU je še vedno izjemno dobra preiskava, kljub temu, da v zadnjih letih narašča vse več CT preiskav ledvičnih kamnov. Res pa je, da ima CT določene prednosti, pred IVU-jem. Pri CT preiskavi kamnov v sečilih se ne uporablja kontrastnega sredstva. To je pomembno predvsem pri bolnikih, kateri imajo alergije oz. so občutljivi na KS. Prednost je tudi ta, da je na klasični urografiji večja verjetnost, da bi spregledali manjše kamne, kot pri CT-ju. Zato ker ima CT pri zaznavanju kamnov večjo senzitivnost, kar 97%. Prejeta doza pri obeh preiskavah ja pa približno enaka, če se uporablja nižje dozni CT (Reed Dunnuck, 2008). 37

7 NAMEN Namen raziskave je ugotoviti: 1. sestavo ledvičnih kamnov z uporabo DECT; 2. ali obstaja povezava med spolom bolnikov in pojavnostjo ledvičnih kamnov; 3. ali obstaja povezava med spolom bolnikov in sestavo ledvičnih kamnov; 4. ali obstaja povezava med starostjo bolnikov in pojavnostjo ledvičnih kamnov; 5. kakšna je sevalna obremenitev bolnikov z različno sestavo ledvičnih kamnov; 6. kakšna je sevalna obremenitev bolnikov z ledvičnimi kamni glede na spol Preverjali smo naslednjih šest delovnih hipotez: 1. Neuratni (kalcijevi) kamni so najpogostejši ledvični kamni. 2. Pojavnost ledvičnih kamnov je neodvisna od spola bolnikov. 3. Sestava ledvičnih kamnov je neodvisna od spola bolnikov. 4. Pojavnost kamnov je neodvisna od starosti bolnikov. 5. Sestava ledvičnih kamnov ne vpliva na sevalno obremenitev bolnikov 6. Spol bolnikov z ledvičnimi kamni ne vpliva na sevalno obremenitev 38

8 METODE Naše raziskovalno delo je potekalo od 1.1.2015 do 1.12.2015 na Radiološkem oddelku v Splošni bolnišnici Murska Sobota. Za izdelavo magistrske naloge smo naredili podrobnejši pregled literature in virov v podatkovnih bazah COBBIS.SI, PubMed in Science Direct od leta 2001 dalje po ključnih besedah kamni v sečilih, ledvični kamni, diagnostično slikanje, računalniška tomografija, dvoenergijska računalniška tomografija. Pregledali smo dokumentacijo bolnikov, pri katerih so bili prisotni kamni v področju sečil in uporabljena DECT preiskava. Podatki so pridobljeni iz bolnišničnega informacijskega sistema BIRPIS. DECT ledvičnih kamnov smo izvajali na aparatu proizvajalca Siemens. Računalniški tomograf Somatom Definition je 64-rezinski CT, ki ima dva izvora rentgenske svetlobe in dva detektorska sistema. Rentgenski cevi in detektorska sistema sta pravokotna en na drugega in vgrajena v en nosilec, ta način omogočata hkratno pridobivanje podatkov tako pri nižji, kot pri višji napetosti rtg cevi. 8.1 Bolniki Podatke smo zbirali na Radiološkem oddelku v Splošni bolnišnici Murska Sobota. Analizirali smo obdobje treh let, od marca 2011 do junija 2013. V računalniškem sistemu BIRPIS (bolnišnični informacijski sistem) smo pregledali dokumentacijo bolnikov, pri katerih so bili prisotni ledvični kamni. Izločili smo vse ostale, razen tistih bolnikov, kateri so imeli narejeno CT preiskavo z nižjedoznim protokolom in DECT preiskavo. V raziskavo je bilo tako vključenih 130 bolnikov. Iz pregledane dokumentacije bolnikov smo si izpisali naslednje podatke: spol, datum rojstva, datum DECT preiskave, DLP (produkt doze in dolžine polja), iz samega napisanega izvida smo pa izpisali še za kakšne vrste kamnov gre (uratni, neuratni, mešani), v kateri ledvici se nahaja (leva, desna, obe) ter koliko kamnov je bilo vidnih. 39

Zbrane podatke smo pregledali in jih uredili v pregledno tabelo. Podatke smo še statistično obdelali ter jih prikazali v grafični in opisni obliki. Merila za vključitev bolnikov v raziskavo so bila: sum na ledvične kamne narejena nižjedozna DECT preiskava. Izključitveni pogoji so bili: drugi vzroki za napotitev na DECT uporaba DECT in KS mlajši od 18 let V raziskavo niso bili vključeni bolniki z drugimi vzroki za napotitev, ker je bil namen izključno samo sum na ledvične kamne in CT preiskava brez KS. Delež bolnikov mlajših od 18 let je zelo majhen, zato niso bili vključeni v raziskavo. 8.2 Obdelava podatkov Zbrani podatki so statistično obdelani ter prikazani v grafični in opisni obliki. Podatki so kvantitativno obdelani s statističnimi metodami, kvalitativno pa z analizo vsebine. Pri statistični obdelavi podatkov smo za kategorični tip spremenljivk uporabili korespondenčno analizo (hi-kvadrat test splošne asociacije in Fisherjev test eksaktnosti) ter binomski test, za numerični tip spremenljivk pa analizo variance (ANOVA). Mejo statistične značilnosti smo postavili pri p<0,05. Alfa (α) ali stopnja statistične značilnosti je verjetnost napake tipa I (napačna zavrnitev H0 hipoteze). Uporabili smo deskriptivno (opisno) metodo za korektno uporabo, študijo in razlago že znane literature. S tem smo pregledali že znano literaturo, ki bo predstavljala osnovo za predstavitev magistrske naloge. 40

9 REZULTATI 9.1 Opis vzorca V retrospektivno raziskavo smo vključili 130 bolnikov, 59 žensk in 71 moških. Starost bolnikov je bila med 31 do 89 let, povprečna starost 52 let. Bolniki so bili napoteni na Radiološki oddelek v Splošni bolnišnici Murska Sobota, kjer so med marcem 2011 in junijem 2013 opravili DECT preiskavo, za oceno sestave ledvičnih kamnov. V tabeli 1 so prikazane klinične in demografske značilnosti pregledanih bolnikov. Bolniki so ločeni po spolu, starosti, št. kamnov, pojavnost kamnov, vrsta kamnov in DLP. Tabela 1: Pregledna tabela bolnikov, ki so vključeni v raziskavo Št. leva desna obe DLP Zap.št SPOL starost kamnov ledvica ledvica ledvici uratni neuratni (mgy*cm) 1 M 69 2 0 1 Ne Ne Da 636,00 2 M 56 2 0 2 Ne Da Da 327,00 3 M 80 1 0 1 Ne Ne Da 465,00 4 M 49 4 3 1 Da Ne Da 419,00 5 Ž 47 1 1 0 Ne Ne Da 628,00 6 Ž 60 1 1 0 Ne Ne Da 451,00 7 Ž 85 3 0 3 Ne Ne Da 301,00 8 M 36 4 3 1 Da Ne Da 346,00 9 Ž 81 2 0 2 Ne Ne Da 344,00 10 Ž 56 1 0 1 Ne Ne Da 594,00 11 Ž 91 1 0 1 Ne Ne Da 445,00 12 M 71 5 0 5 Ne Da Da 399,00 13 Ž 66 1 1 0 Ne Ne Da 351,00 14 M 64 1 1 0 Ne Da Da 559,00 15 Ž 73 1 0 1 Ne Da Ne 464,00 16 M 61 1 1 0 Ne Ne Da 337,00 17 M 77 6 1 5 Da Ne Da 301,00 18 M 57 1 0 1 Ne Ne Da 305,00 19 Ž 33 3 0 3 Ne Ne Da 271,00 20 M 44 2 2 0 Ne Ne Da 554,00 21 Ž 71 1 0 1 Ne Da Ne 597,00 22 M 26 1 1 0 Ne Ne Da 628,00 23 Ž 78 7 4 3 Da Da Ne 408,00 41

24 Ž 64 1 1 0 Ne Ne Da 1370,00 25 M 55 3 0 3 Ne Ne Da 493,00 26 Ž 88 1 1 0 Ne Ne Da 441,00 27 Ž 62 1 1 0 Ne Ne Da 470,00 28 M 54 4 1 3 Da Ne Da 595,00 29 Ž 60 1 0 1 Ne Ne Da 631,00 30 M 79 5 5 0 Ne Da Ne 430,00 31 M 79 1 1 0 Ne Da Ne 537,00 32 M 59 1 0 1 Ne Ne Da 826,00 33 Ž 59 2 0 2 Ne Da Ne 622,00 34 Ž 77 1 0 1 Ne Da Ne 349,00 35 Ž 53 5 5 0 Ne Ne Da 658,00 36 M 67 3 0 3 Ne Da Ne 523,00 37 Ž 92 2 2 0 Ne Da Ne 591,00 38 Ž 78 1 1 0 Ne Ne Da 502,00 39 M 62 3 3 0 Ne Ne Da 842,00 40 M 62 3 0 3 Ne Ne Da 726,00 41 M 50 6 6 0 Ne Ne Da 526,00 42 M 55 1 0 1 Ne Ne Da 502,00 43 Ž 56 2 0 2 Ne Ne Da 521,00 44 Ž 74 1 0 1 Ne Ne Da 277,00 45 M 76 1 1 0 Ne Ne Da 724,00 46 M 77 4 4 0 Ne Da Ne 576,00 47 Ž 80 4 2 2 Da Ne Da 791,00 48 Ž 62 4 2 2 Da Ne Da 252,00 49 M 57 3 2 1 Da Da Da 684,00 50 Ž 49 1 0 1 Ne Da Ne 754,00 51 Ž 46 1 0 1 Ne Ne Da 949,00 52 Ž 76 1 0 1 Ne Da Da 593,00 53 M 42 1 0 1 Ne Ne Da 547,00 54 M 54 1 0 1 Ne Ne Da 699,00 55 M 73 3 1 1 Da Da Da 673,00 56 M 66 1 1 0 Ne Ne Da 555,00 57 Ž 47 1 1 0 Ne Ne Da 599,00 58 Ž 50 2 0 2 Ne Ne Da 431,00 59 M 60 3 1 2 Da Ne Da 1491,00 60 Ž 67 1 0 1 Ne Ne Da 463,00 61 M 55 4 3 1 Da Ne Da 662,00 62 M 65 1 1 0 Ne Da Ne 480,00 63 M 68 1 0 1 Ne Da Da 764,00 64 Ž 62 1 0 1 Ne Ne Da 687,00 65 Ž 55 1 1 0 Ne Ne Da 642,00 66 Ž 83 1 0 1 Ne Da Ne 1143,00 67 Ž 89 2 2 0 Ne Da Da 470,00 68 Ž 70 1 0 1 Ne Ne Da 501,00 42

69 Ž 57 1 0 1 Ne Ne Da 973,00 70 M 61 2 2 0 Ne Ne Da 749,00 71 M 43 2 2 0 Ne Ne Da 494,00 72 M 30 1 1 0 Ne Ne Da 377,00 73 Ž 55 1 0 1 Ne Ne Da 320,00 74 Ž 52 1 0 1 Ne Ne Da 496,00 75 Ž 38 6 3 3 Da Ne Da 432,00 76 Ž 32 4 3 1 Da Ne Da 230,00 77 Ž 53 2 0 2 Ne Ne Da 320,00 78 M 69 2 1 1 Da Ne Da 1286,00 79 Ž 84 1 0 1 Ne Ne Da 353,00 80 M 37 9 4 5 Da Ne Da 674,00 81 M 56 31 15 16 Da Da Ne 449,00 82 Ž 68 1 1 0 Ne Ne Da 521,00 83 M 74 1 1 0 Ne Da Ne 532,00 84 Ž 89 5 1 4 Da Da Ne 279,00 85 M 69 3 2 1 Da Ne Da 613,00 86 Ž 76 1 1 0 Ne Ne Da 469,00 87 Ž 69 1 1 0 Ne Ne Da 657,00 88 Ž 78 3 1 2 Da Ne Da 714,00 89 M 67 3 3 0 Ne Da Ne 704,00 90 M 75 1 0 1 Ne Ne Da 597,00 91 Ž 62 1 1 0 Ne Ne Da 604,00 92 M 56 8 4 4 Da Ne Da 487,00 93 M 31 3 2 1 Da Ne Da 750,00 94 Ž 75 1 1 0 Ne Da Ne 557,00 95 Ž 60 8 4 4 Da Da Ne 552,00 96 Ž 73 2 0 1 Ne Da Ne 445,00 97 Ž 84 2 1 1 Da Ne Da 477,00 98 M 59 1 0 0 Ne Ne Da 598,00 99 Ž 70 2 1 1 Da Ne Da 546,00 100 M 57 1 0 0 Ne Da Ne 600,00 101 M 46 2 1 1 Da Da Ne 399,00 102 M 68 1 1 0 Ne Ne Da 568,00 103 M 68 2 1 1 Da Da Ne 170,00 104 M 65 2 1 1 Da Da Ne 519,00 105 M 75 2 0 2 Ne Da Da 372,00 106 M 44 1 0 0 Ne Ne Da 644,00 107 Ž 46 1 1 0 Ne Ne Da 538,00 108 M 78 1 1 0 Ne Ne Da 658,00 109 M 69 3 1 2 Da Ne Da 378,00 110 Ž 47 1 0 1 Ne Ne Da 442,00 111 M 53 4 2 2 Da Ne Da 580,00 112 M 40 4 2 2 Da Ne Da 516,00 113 M 70 1 0 1 Ne Ne Da 698,00 43

114 M 48 1 1 0 Ne Ne Da 544,00 115 M 75 1 1 0 Ne Ne Da 277,00 116 M 77 6 3 3 Da Ne Da 482,00 117 M 61 2 2 0 Ne Ne Da 294,00 118 Ž 66 4 0 4 Ne Ne Da 325,00 119 M 70 1 0 1 Ne Ne Da 604,00 120 Ž 48 3 1 2 Da Ne Da 581,00 121 M 49 2 0 2 Ne Da Ne 722,00 122 M 55 6 3 3 Da Ne Da 440,00 123 M 26 2 2 0 Ne Ne Da 295,00 124 M 51 7 3 4 Da Da Da 762,00 125 M 55 1 0 1 Ne Ne Da 730,00 126 M 49 3 0 3 Ne Ne Da 632,00 127 M 54 2 1 1 Da Ne Da 585,00 128 M 74 2 1 0 Ne Ne Da 532,00 129 Ž 50 5 0 5 Ne Ne Da 418,00 130 Ž 53 3 2 1 Da Ne Da 976,00 Vzorčenje je bilo samo opazovalne narave in ne eksperimentalne. Zato lahko naredimo zaključke le ob predpostavki, da izbrani podatki predstavljajo reprezentativen vzorec populacije, ki pride na slikovno diagnostiko. 44

Prikaz vrste kamnov pri moških in ženskah 50 45 Število pacientov 50 40 30 20 10 0 SPOL-m 8 SPOL-ž 2 13 12 vrsta-mešani vrstaneuratni vrsta-uratni

uratni 21% neuratni 79% uratni neuratni

Binomski test (n=130, P=0,5; α=0,05) ni pokazal statistično značilne (p > 0,05) korelacije med pojavnostjo kamnov in spolom bolnikov; ne moremo zavrniti H0. S tem smo potrdili delovno hipotezo 2, da je pojavnost ledvičnih kamnov neodvisna od spola bolnikov. 9.4 Sestava ledvičnih kamnov glede na spol (preverjanje delovne hipoteze 3) Opravljena je bila analiza neodvisnosti vrstic in kontingenčne tabele (Tabela 2) s korespondenčno analizo (Hi-kvadrat test) (Tabela 3): Hipotezi za statistični test: H0: Vrstice (spol) in stolpci (vrste kamnov) tabele so neodvisni (sestava ledvičnih kamnov je neodvisna od spola bolnikov). Ha: Obstaja povezava (odvisnost) med vrsticami (spol) in stolpci (vrste kamnov) tabele (sestava ledvičnih kamnov je odvisna od spola bolnikov) Tabela 2: Kontingenčna tabela (SPOL / vrsta) vrsta-mešani vrstaneuratni vrstauratni SPOL-m 8 50 13 SPOL-ž 2 45 12 Tabela 3: Sestava kamnov glede na spol (delež v %) SPOL vrsta Število Delež v % SPOL-m mešani 8 6,2 neuratni 50 38,5 uratni 13 10 SPOL-ž mešani 2 1,5 neuratni 45 34,6 uratni 12 9,2 47

Tabela 4: Rezultati Hi-kvadrat testa Hi-kvadrat (meritev) 2,819 Hi-kvadrat (kritična vrednost) 5,991 DF 2 p-vrednost 0,244 Alfa 0,05 Ker je dobljena p vrednost (p = 0,244) večja od statističnega nivoja značilnosti (p = 0,05), ne moremo zavrniti H0 hipoteze (Tabela 4). Tveganje za napačno zavrnitev ničelne hipoteze H0 je 24,4%. S tem smo potrdili delovno hipotezo 3, da je sestava ledvičnih kamnov neodvisna od spola bolnikov. Povezave med spolom in vrsto kamna nismo potrdili, opazi pa se sicer tendenco večje pojavnosti mešanih kamnov pri moški populaciji, vendar relativno majhno skupno število takih primerov onemogoča zaključke o statistično značilni razliki (p = 0,05). 9.5 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starost bolnikov (preverjanje delovne hipoteze 4) Bolnike smo razdelili v štiri starostne skupine: 1.starostna skupina: 0-30 let 2.starostna skupina: 31-50 let 3.starostna skupina: 51-80 let 4.starostna skupina: 81-100 let 48

Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starostne skupine Št. Pacientov 60 50 40 30 20 54 37 10 0 14 3 0 12 0 10 1.skupina2.skupina3.skupina4.skupina Starostne skupine moški ženske Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starostne skupine v % 4.starostna skupina 8% 1.starostna skupina 2% 2.starostna skupina 20% 3.starostna skupina 70% 1.skupina 2.skupina 3.skupina 4.skupina

Tabela 5: Pojavnost sestave kamnov glede na starostne skupine Starost Število Delež v % prva starostna skupina 3 2,3 druga starostna skupina 26 20 tretja starostna skupina 91 70 četrta starostna skupina 10 7,7 Iz grafa 4 je razvidno, da je pri obeh spolih največja pojavnost ledvični kamnov v 3.starostni skupini, ki predstavlja starost posameznikov 51-80 let (Graf 3). Od skupnega števila kamnov v starostnih skupinah (Tabela 5), predstavlja 3.starostna skupina kar 70%, 2.starostna skupina 20%, najmanj pa 1.starostna skupina, ki predstavlja le 2% kamnov (Graf 4). Binomski test Hipotezi za statistični test H0: pojavnost kamnov je neodvisna od starostnih skupin bolnikov. Ha: pojavnost kamnov je v odvisnosti od starostnih skupin bolnikov. Test na osnovi binomske distribucije (n=130, P=0,25, α=0,05) je potrdil statistično značilno (p< 0,05) večjo pojavnost kamnov v tretji starostni skupini v primerjavi z ostalimi skupinami; zavrnemo H0 in sprejmemo Ha. S tem nismo potrdili delovne hipoteze 4 (pojavnost kamnov je neodvisna od starosti bolnikov) in ugotovili, da je pojavnost kamnov odvisna od starosti bolnikov. Pri binomske testu smo upoštevali verjetnost P = 0,25, ker smo testirali 4 skupine (Graf 4). 50

Primerjava pojavnosti ledvičnih kamnov pri različnih starostnih skupinah moški ženske 25 20 ŠT. PACIENTOV 15 10 5 0 1 = 10 11 =20 21=30 31=40 41=50 51=60 61=70 71=80 81=90 91=100 STAROST (LETA) Graf 5: Primerjava pojavnosti ledvičnih kamnov pri različnih starostnih skupinah (modra barva-moški, rdeča-ženske) Iz grafa 5 vidimo, da je največja pojavnost ledvični kamnov v starosti med 61-70 let, posamezniki pri teh letih spadajo v tretjo starostno skupino (51-80). Število začne naraščati od 51 leta naprej, padati pa začne pri 71 letu. Sledi druga starostna skupina (31-50), v kateri je največja pojavnost ledvičnih kamnov pri posameznikih v starosti od 41-50 let. Najmanjša pojavnost ledvičnih kamnov je pa bila v prvi skupini (0-30). 9.5.1 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na spol in starostne skupine Opravljena je bila analiza neodvisnosti vrstic in kontingenčne tabele (Tabela 6) s hi-kvadrat testom (korespondenčna analiza) (Tabela 7 in 8). 51

Hipotezi za statistični test: H0: Vrstice (spol) in stolpci (starostne skupine) tabele so neodvisni (pojavnost kamnov v starostnih skupinah je neodvisna od spola bolnikov). Ha: Obstaja povezava (odvisnost) med vrsticami in stolpci tabele (pojavnost kamnov v starostnih skupinah je v odvisnosti od spola bolnikov. Tabela 6: Kontingenčna tabela (SPOL/pojavnost-starostna skupina) druga starostna skupina prva starostna skupina tretja starostna skupina Četrta starostna skupina SPOL-m 14 3 54 0 SPOL-ž 12 0 37 10 Tabela 7: Pojavnost sestave ledvičnih kamnov glede na spol in starostne skupine SPOL Starost Število Delež v % SPOL-m druga starostna skupina 14 10,8 prva starostna skupina 3 2,3 tretja starostna skupina 54 41,5 četrta starostna skupina 0 0 SPOL-ž druga starostna skupina 12 9,2 prva starostna skupina 0 0 tretja starostna skupina 37 28,5 četrta starostna skupina 10 7,7 52

Tabela 8: Rezultati korespondenčne analize Hi-kvadrat (meritev) 15,353 Hi-kvadrat (kritična vrednost) 7,815 DF 3 p-vrednost 0,002 Alfa 0,05 Ker je izračunana vrednost p (p=0,002) manjša od stopnje značilnosti (p=0,05), zavrnemo ničelno hipotezo H0 in sprejmemo alternativno hipotezo Ha. Tveganje za napačno zavrnitev ničelne hipoteze H0 je 0,2%. Hi-kvadrat test je potrdil statistično značilno odvisnost med starostnimi skupinami in spolom, oziroma da je pojavnost kamnov v starostnih skupinah v odvisnosti od spola bolnikov (Ha). Na podlagi Fisherjevega testa eksaktnosti smo to statistično značilno odvisnost potrdili med četrto starostno skupino in ženskim spolom (p < 0,05). 9.6 Sevalna obremenitev (preverjanje delovne hipoteze 5 in 6) Minimalni prejeti DLP je bil 170 mgy*cm, maksimalni prejeti DLP pa 1491 mgy*cm (Tabela 9). Povprečna sevalna obremenitev je znašala 555,6 mgy*cm (Graf 6). Tabela 9: Opisna statistika podatkov Število Minimalna Maksimalna Povprečna Standardni Spremenljivka meritev vrednost vrednost vrednost odklon DLP (mgy*cm ) 130 170,000 1491,000 555,600 208,700 53

Analiza ANOVA S pomočjo analize variance (ANOVA) smo ugotavljali razlike DLP med bolniki z različno sestavo kamnov. Hipotezi za statistični test: H0: sestava kamnov je neodvisna od DLP Ha: sestava kamnov je odvisna od DLP Tabela 10: Rezultati analize variance (ANOVA) Število prostorskih stopenj Vsota kvadratov Povprečje kvadratov F Pr > F Vrsta kamna 2 11793,828 5896,914 0,134 0,875 Ugotovili smo, da ni statistično značilne razlike (p=0,05) v DLP pri bolnikih z različno sestavo kamnov (p=0,875); (Tabela 10). Ker je izračunana vrednost p večja od stopnje značilnosti (p=0,05), ne moremo zavrniti ničelne hipoteze H0. To pomeni, da lahko potrdimo delovno hipotezo 5, da sestava ledvičnih kamnov ne vpliva na DLP bolnikov. Tabela 11: Rezultati analize variance (ANOVA) DF Vsota kvadratov Povprečje kvadratov F Pr > F SPOL 1 30687,056 30687,056 0,703 0,403 S testom ANOVA smo ugotavljali tudi razlike med DLP in spolom (Tabela 11). 54

Hipotezi za statistični test: H0: spol bolnikov z ledvičnimi kamni je neodvisen od DLP Ha: spol bolnikov z ledvičnimi kamni je odvisen od DLP Ugotovili smo, da med spoloma ni statistično značilne razlike (p=0,05) v DLP (p=0,403). Ker je izračunana vrednost p večja od stopnje značilnosti (p=0,05), ne moremo zavrniti ničelne hipoteze H0. To pomeni, da lahko potrdimo delovno hipotezo 6, da spol bolnikov z ledvičnimi kamni ne vpliva na DLP. Prikaz povprečne in največje DLP DLP (mgy*cm) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1370 1491 Max Povp. 553,39 558,58 555,6 Moški Ženske Povprečje Spol Graf 6:Prikaz povprečne in največje DLP pri obeh spolih (modra barva-moški, rdeča-ženske) Iz grafa 6 lahko vidimo, da je bil pri moških povprečni DLP 553,39 mgy*cm (8,3 msv), najvišji DLP pa je bil 1370 mgy*cm (20,5 msv). Pri ženskah je bil DLP rahlo višji, kot pri moških, in sicer 558,58 mgy*cm (8,4 msv). Najvišji DLP pa je znašal 1491 mgy*cm (22,4 msv). Povprečni DLP pri obeh spolih pa je bil 555,6 mgy*cm (8,3 msv). 55

10 RAZPRAVA Za ugotavljanje prisotnosti kamnov v poteku sečil uporabljamo različne radiološke slikovno preiskovalne metode, kot so pregledna RTG slika sečil, ultrazvok, intravenska urografija in CT (Anoia et al., 2009). Pomankljivost naštetih metod je, da z njimi ne moremo natančno določiti sestave ledvičnih kamnov. Pristop k zdravljenju sečnih kamnov pa je odvisen predvsem od sestave ledvičnih kamnov, kar lahko natančno prikažemo le z uporabo DECT. Neuratni kamni (cistinski kamni in kamni iz kalcijevega oksalata monohidrata) se najpogosteje odstranjujejo s perkutano nefrolitotomijo. Uratni kamni se najbolje odzivajo na raztapljanje z uporabo ustreznih zdravil z ali brez zunajtelesnega drobljenja (Renner et al., 1999). V raziskavi smo ocenjevali vlogo DECT v oceni pogostosti, sestave ledvičnih kamnov in DLP bolnikov. 10.1 Vrste ledvičnih kamnov in njihova pojavnost glede na spol Rezultati naše raziskave so pokazali statistično značilno večjo pojavnost neuratnih kamnov (73,1%) v primerjavi z uratnimi. Skupni delež uratnih kamnov je bil okrog 19% in je večji kot delež mešanih kamnov (7,7%). Dokazali smo tudi, da pojavnost ledvičnih kamnov ni odvisna od spola. Odvisnosti med spolom in vrsto kamna nismo uspeli dokazati, opazili pa smo večjo tendenco pojavnosti mešanih kamnov pri moški populaciji, vendar je relativno majhno skupno število takih primerov onemogočalo zaključke o statistično značilni razliki. Opravljene so bile številne in vitro in vivo raziskave, ki so proučevale merjenje gostote kamnov s Hounsfildovimi enotami (atenuacije), za ugotavljanje sestave kamnov v poteku sečil. Raziskave so bile narejene z uporabo standardne CT tehnologije in so pokazale, da lahko razlikujemo med uratnimi in neuratnimi kamni (Eliahou, 2010; Mahalingam et al., 2015). Neuratni kamni imajo višje vrednosti HU kot uratni kamni, sama stopnja atenuacije pa je odvisna od različnih dejavnikov: energije rtg fotonov, atomskega števila, debeline in gostote snovi (Graser et al., 2008; Primak et al., 2007; Stolzmann et al., 2010, Yeh et al., 2009). 56

Pomankljivost raziskav je v prekrivanju rezultatov meritev, kar je onemogočilo visoko stopnjo specifičnosti. To je bil tudi razlog za uvedbo DECT tehnologije. DECT postprocesiranje ter določanje sestave kamnov temelji na primerjavi med atenuacijo spektra RTG fotonov pri preiskavah z napetostjo na RTG cevi 140 kv in pri preiskavi z napetostjo na RTG cevi 80 kv. Na ta način z uporabo DECT lahko z visoko natančnostjo ločimo med uratnimi in neuratnimi kamni ter vrstami neuratnih kamnov (Bres-Niewada et al., 2014). Avtorji v literaturi navajajo, da so neuratni kamni najpogostejši, kar je primerljivo z rezultati naše raziskave (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). Smith et al. (2010) navaja, da so v 75 do 85% ledvičnih kamnov iz kalcija. Pri analizi različnih vrst neuratnih kamnov pa so oksalatni kamni najpogostejši in sicer v 60 %, na drugem mestu pa so kamni iz kalcijevega fosfata v 20 % (Boll et al., 2009, Thomas et al., 2010, Šantl Letonja in Hajdinjak, 2014, cit. po Hidas et al., 2010). Vzrok za nastanek kalcijevih kamnov je lahko povišana koncentracija kalcija v urinu zaradi okužb, osteoporoze, hipervitaminoze z vitaminom D, kostnih tumorjev, hiperparatiroidizma in Addisonove bolezni. Uratni kamni se pojavljajo v približno 10%, so iz sečne kisline in povezani z motnjami v presnovi protina (putika) ter premajhno diurezo (Kacjan, 2012). Ta vrsta kamna je bolj pogosta pri moških (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). Študije so pokazale tudi, da so moški bolj izpostavljeni za večje tveganje nastanka oksalatnih kamnov (73%) in kamnov iz sečne kisline (79%), ženske so pa bolj izpostavljene nastanku struvitnih kamnov (58%) (Smith et al., 2010). Pri naši raziskavi smo ugotovili nekoliko večji delež uratnih kamnov (19.2%), nismo pa opazili, da bi bili uratni kamni bolj pogosti pri moških. 10.2 Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starost V raziskavi smo ugotovili, da je pri obeh spolih statistično značilno največja pojavnost ledvičnih kamnov v starosti nad 60 let in statistično značilno večja pojavnost pri ženskah nad 80 let. Iz naše raziskave je mogoče skleniti tudi, da je večja pojavnost kamnov pri moških, kot pa pri ženskah, vendar tega s statističnimi testi nismo mogli dokazati, ker smo imeli premajhen vzorec in neenakomerno porazdelitev posameznikov v starostnih skupinah. 57

Razlogov za večjo pojavnost kamnov pri starejših bolnikih je več. Na nastanek kamnov vpliva več dejavnikov, to so lahko zunanji ali notranji dejavniki. K zunanjim spadajo: vrsta prehrane (prehrana bogata s proteini in revna z vlakninami), slaba hidracija oz. dolgotrajno pomanjkanje tekočine, ki vodi v koncentriranje seča. K notranjim pa spadajo presnovna obolenja, okužbe sečil, anatomske ovire ter starost in spol. Nekateri avtorji pa poročajo, da je povečanje ledvičnih kamnov razmeroma v razvitih državah, zaradi spremembe življenskega sloga, predvsem zaradi naraščanja debelosti (Andrabi et al., 2015). Vse več dokazov je, da pojavnost in razširjenost ledvičnih kamnov v razvitih industrijskih državah, kjer je pričakovana življenjska doba daljša, narašča. V manj razvitih državah, za katere je tipična podhranjenost in krajša pričakovana življenjska doba, so ledvični kamni zelo redka bolezen. Romero in sodelavci so poročali o večji pojavnosti ledvičnih kamnov pri starejših prebivalcih v starosti od 50 do 60 let (Romero et al., 2010), kar se ujema z rezultati naše raziskave, čeprav nekateri avtorji (Reed-Dunnick, 2008) v starejši literaturi navajajo starost med 20-50 let. Predvidevamo, da je eden od razlogov za večji delež kamnov pri starejši populaciji bolnikov ponovljivost kamnov. Verjetnost ponovitve z leti narašča. Po 2-3 letih se ponovi kamen pri 40% bolnikov, pri 75% bolnikov se lahko ponovi po 7-10 let, ter po 15-20 letih se kamen ponovi pri 100% bolnikov (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). Večja pojavnost kamnov pri ženskah nad 80 let v naši raziskavi je posledica neenakomerne porazdelitve bolnikov v starostne skupine glede na spol, saj je bil v četrti starostni skupini zastopan izključno ženski spol, tako da ne moremo sklepati da to velja za celotno populacijo. Stojić (1970) navaja, da so pri moških ledvični kamni pogostejši, kot pa pri ženskah. Kacjan (2012) pa navaja, da moški (12%) zbolevajo trikrat pogosteje kot ženske (5%) in da je največja incidenca med 20. in 50. letom. Čeprav nekateri avtorji poročajo o naraščanju pojavnosti kamnov pri ženskah, v dostopni literaturi večinoma poročajo o enakem deležu, kar se tudi ujema z rezultati naše raziskave (Reed-Dunnick, 2008; Nicolau et al., 2015). Oddsson (2015) je poročal, da je pogostnost ledvičnih kamnov pri moških 58% in pri ženskah 42%. 58

10.3 Sestava ledvičnih kamnov in spol glede na DLP V raziskavi smo ugotovili, da vrsta kamnov in spol bolnikov z ledvičnimi kamni ne vplivata na DLP bolnikov. Intravenozna urografija in pregledna rtg slika sečil v nekaterih okoljih, še vedno predstavljata metodo zbora za prikaz ledvičnih kamnov, ki pa jo v vsakdanji klinični praksi vse bolj nadomešča CT preiskava sečil brez kontrasta (Stacul et al., 2008; Williams et al., 2004), saj ima le ta višjo specifičnost in občutljivost za prikaz kamnov (Andrabi et al., 2015; Mahalingam et al., 2015). Pri CT preiskavi se uporabljajo nižjedozni protokoli, s katerimi se zmanjša sevalna obremenitev pod 3 msv (razpon 1.9-5 msv), kar pa je približno toliko kot pri preiskavi z intravenozno urografijo (Poletti et al., 2007; Stacul et al., 2008; Thomas et al., 2010; Nicolau et al., 2015). Sevalna obremenitev pri standardni CT preiskavi trebuha z ali brez kontrasta je med 3 in 25 msv (Mahalingam et al., 2015). Pri delu s DECT, ki ga uporabljamo tako za prikaz kamnov, kot za oceno sestave kamnov pa je seveda potrebno misliti tudi na dodatno sevanje, ki ga bolnik prejme. Sevanje pri tej preiskavi ocenjeno na 4.5 do 7 msv in je odvisno od tehnologije, ki jo uporabimo (Mahalingam et al., 2015). Po podatkih v dostopni literaturi je sevalna obremenitev pri DECT v povprečju okrog 7 msv (Sung et al., 2011), kar je primerljivo z rezultati naše raziskave (povprečna prejeta doza sevanja v naši skupini bolnikov je bila 8,3 msv (izračunano iz grafa 6)). Pri mlajših bolnikih moramo biti glede sevanja še posebej pazljivi, saj moramo upoštevati, da bodo lahko imeli veliko naknadnih CT preiskav. Tako moramo pri vsakem posameznem bolniku pretehtati uporabnost informacij, ki jih pridobimo s to preiskavo in škodo, ki jo povzročimo s sevanjem. Zato je velikega pomena tudi izobraževanje vseh, ki vodijo te bolnike in sodelujejo pri tej preiskavi, vključno z radiološkimi inženirji, za dosego čim nižje sevalne obremenitve za bolnike. 59

11 ZAKLJUČEK V retrospektivni raziskavi smo v preučevani skupini bolnikov z ledvičnimi kamni, pri katerih smo opravili DECT preverjali šest hipotez. Odgovori na zastavljene delovne hipoteze so: 1. Neuratni (kalcijevi) kamni so najpogostejši ledvični kamni. 2. Pojavnost ledvičnih kamnov je neodvisna od spola bolnikov. 3. Sestava ledvičnih kamnov je neodvisna od spola bolnikov. 4. Pojavnost kamnov je odvisna od starosti bolnikov. 5. Sestava ledvičnih kamnov ne vpliva na DLP bolnikov 6. Spol bolnikov z ledvičnimi kamni ne vpliva na DLP Najpomembnejše ugotovitve so: Pri obeh spolih se v 79% pojavljajo neuratni (kalcijevi) kamni in v 21% uratni kamni. Največja pojavnost ledvični kamnov je v starosti med 61-70 let in sicer 48% vseh kamnov, ne glede na spol. Povprečni DLP, pri obeh spolih je bila 8,3 msv, kar je primerljivo s podatki v literaturi. Rezultati naše raziskave so pokazali, da je DECT preiskava vse bolj razširjena in nam na področju slikovne diagnostike bolnikov s sumom na kamne v področju sečil omogoča hitro in zanesljivo oceno sestave ledvičnih kamnov. Naša raziskava torej potrjuje ključno vlogo DECT preiskave v diagnostičnem postopku sestave ledvičnih kamnov in njen odločilni vpliv na pravilen izbor zdravljenja. 60

12 VIRI IN LITERATURA Abou El-Ghar ME, Shokeir AA, Refaie HF, El-Nahas AR (2012). Low-dose unenhanced computed tomography for diagnosing stone disease in obese patients. Stones Endur; 10(3): 279 83. Ahn SH, Oh TH, Seo IY (2015). Can a dual-energy computed tomography predict unsuitable stone components for extracorporeal shock wave lithotripsy?. Korean J Urol.; 56(9): 644 649. Ajayi L, Jaeger P, Robertson W, Unwin R (2007). Renal stone disease. Ren. Disord. Medicine 35(8): 415 19. Anderson KR, Smith RC (2001). CT for the evaluation of flank pain. J. Endourol; 15(1): 25 9. Andrabi Y, Patino M, Das CJ, Eisner B, Sahani DV, Kambadakone A (2015). Advances in CT imaging for urolithiasis. Indian J Urol.; 31(3): 185 193. Anoia EJ, Paik ML, Resnick MI (2009). "Chapter 7: Anatrophic Nephrolithomy". V: Graham, SD; Keane, TE. Glenn's Urologic Surgery (7th izd.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 45 50. Boll DT, Patil NA, Paulson EK, Merkle EM, Simmons WN, Pierre SA, et al. (2009). Renal stone assessment with dual-energy multidetector CT and advanced postprocessing techniques: improved characterization of renal stone composition pilot study. Radiology. 250(3): 813 20. 61

Boulay I, Holtz P, Foley WD, White B, Begun FP (1999). Ureteral calculi: diagnostic efficacy of helical CT and implications for treatment of patients. Ajr Am. J. Roentgenol 172(6): 1485 90. Bratuš D (2012). Simptomi urgentnih uroloških stanj. V Bratuš D, Hlebič G, Kacjan U. Nujna stanja v urologiji v klinični praksi. Maribor: Društvo za bolezni sečil. 7-13. Brenner DJ, Hall EJ (2007). Computed Tomography An Increasing Source of Radiation Exposure. COLUMBIA UNIV. HEALTH SCIENCES, 2277-2284. Bres-Niewada E, Dybowski B, Radziszewski P (2014). Predicting stone composition before treatment can it really drive clinical decisions?. Cent European J Urol.; 67(4): 392 396. Bush WH, Swanson DP (1991). Acute reactions to intravascular contrast media: types, risk factors, recognition, and specific treatment. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1950858. <15.4.2015>. Butarovič Ponikvar J, Kaplan Pavlovič S, Ponikvar R, Malovrh M (2007). Kronična za ledvična bolezen in anemija. Knjižnica za bolnike. Ljubljana: Roche. Cvetko E (2008). Sečila. V: Martinčič Štiblar G, Cor A, Cvetko E, Marš T, Legan M. Anatomija, histologija, fiziologija. Ljubljana: Medicinska fakulteta; 151-157. Dahmane R (2005). Ilustrirana anatomija. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije. Dretler SP, Spencer BA (2001). CT and stone fragility. J. Endourol. Endourol. Soc., 15(1): 31 6. 62

Duan X, Qu M, Wang J, Trevathan J, Vrtiska T, Williams JC Jr, et al. (2013). Differentiation of calcium oxalate monohydrate and calcium oxalate dihydrate stones using quantitative morphological information from micro-computerized and clinical computerized tomography, 189(6): 2350 6. Eliahou R, Duvdevani M, Coulon P in sod (2010). Determination of Renal Stone Composition with Dual-Energy CT: In Vivo Analysis and Comparison with X-ray Diffraction Radiology, 257(10). Gettman MT, Segura JW (2005). "Management of ureteric stones: issues and controversies". British Journal of Urology International 95 (Supplement 2): 85 93. Graser A, Johnson TRC, Bader M, Staehler M, Haseke N, Nikolaou K, et al. (2008). Dual energy CT characterization of urinary calculi: initial in vitro and clinical experience. Invest. Radiol., 43(2): 112 9. Graser A, Johnson TRC (2009). European Radiology; 19: 13-23. Grosjean R, Sauer B, Guerra RM, Daudon M, Blum A, Felblinger J, et al. (2008). Characterization of human renal stones with MDCT: advantage of dual energy and limitations due to respiratory motion. Roentgenol.; 190(3): 720 8. Hajdinjak T (2006). Ledvične kolike (Renal colic). Medicinski mesečnik. 384-389. Herman GT (2009). Fundamentals of computerized tomography: Image reconstruction from projection, 2nd edition; Springer. 63

Hojs R (2010). Srečno-žilne bolezni in kronična ledvična odpoved. V: Lindič J, Kovač D. Za dobro ledvic. Ljubljana: Zveza društev ledvičnih bolnikov Slovenije, Slovensko zdravniško društvo, Slovensko nefrološko društvo. Hsieh J (2009). Computed tomography Principles, Design, Artifacts, and Recent Advances, second edition. SPIE: Washington. Hu H, Fox SH (1996). The effect of helical pitch and beam collimation on the lesion contrast and slice profile in helical CT imaging. Med. Phys.; 23(12): 1943 54. Johnson T, Fink C (2011). Dual Energy CT in Clinical Practice. Springer Heidelberg, 1113. Kacjan U (2012). Akutna bolečina ledveno-ledvična kolika-ledvični kamni. V. Bratuš D, Hlebič G; Kacjan U (ur.). Nujna stanja v urologiji v klinični praksi. Maribor: Društvo za bolezni sečil; 23-26. Kellett MJ (2002). Metdods of investigation. V: Adams A. The Genitourinary tract. V: Grainger RG, Allison DJ, Adam A, Dixin AK (2002). Diagnostic Radiology, A Textbook of Medical Imaging. London: Chuchill Livingstone. Knudsen BE, Beiko DT and Denstedt JD (2007). Chapter 16: Uric Acid Urolithiasis, pp. 299 308 in Stoller and Meng. Kraśnicki T, Podgórski P, Guziński M, Czarnecka A, Tupikowski K, Garcarek J, et al. (2012). Novel clinical applications of dual energy computed tomography. Adv. Clin. Exp. Med. Off. Organ Wroclaw Med. Univ., 21(6): 831 41. 64

M. Grabe M, Bartoletti R, Bjerklund-Johansen T. E, H.M. Cek H M, Pickard RS, Tenke P, Wagenlehner F, Wullt B (2014). Guidelines on Urological Infections. European Association of Urology. Online Guidelines. http://www.uroweb.org/guidelines/online-guidelines/ Dostopano: 22.9.2015 Mahalingam H, Lai A, Mandal AK, Kumar Singh S, Bhattacharyya, Khandelwal N (2015). Evaluation of low-dose dual energy computed tomography for in vivo assessment of renal/ureteric calculus composition. Korean J Urol.; 56(8):587-593 Manglaviti G, Tresoldi S, Guerrer CS, Di Leo G, Montanari E, Sardanelli F, et al. (2011). In vivo evaluation of the chemical composition of urinary stones using dual-energy CT. Ajr Am. J. Roentgenol, 197(1):W76 83. Moe OW (2006). Kidney stones: pathophysiology and medical management. Lancet, 367(9507): 333 44. Miller OF, Kane CJ (1999). Time to stone passage for observed ureteral calculi: a guide for patient education. 162(3 Pt 1): 688 690. Park S (2007). Medical management of urinary stone disease. Expert Opin. Pharmacother, 8(8): 1117 25. Nicolau C, Claudon M, Derchi LE, Adam EJ, Bachmann Nielsen M, Mostbeck G, Owens CM, Nyhsen C, Yarmenitis S (2015). Imaging patients with renal colic consider ultrasound first. Opinion; 6(4):441-447. 65

Pietrow PK, Preminger GM (2007). Evaluation and medical management of urinary lithiasis. In: Wein AJ, Kavoussi LR, Novick AC, Partin AW, Peters CA, eds. Campbell-Walsh Urology. Vol 2. 9th ed. Philadelphia, PA: Saunders Elsevier; 1393-1430. Poletti P-A, Platon A, Rutschmann OT, Schmidlin FR, Iselin CE, Becker CD (2007). Lowdose versus standard- dose CT protocol in patients with clinically suspected renal colic. Ajr Am. J. Roentgenol, 188(4): 927 33. Preminger GM (2007). "Chapter 148: Stones in the Urinary Tract". V: Cutler, RE. The Merck Manual of Medical Information Home Edition (3. izd.). Whitehouse Station, New Jersey: Merck Sharp and Dohme Corporation. Primak AN, Fletcher JG, Vrtiska TJ, Dzyubak OP, Lieske JC, Jackson ME, et al. (2007). Noninvasive differentiation of uric acid versus non-uric acid kidney stones using dualenergy CT. Acad. Radiol,; 14(12): 1441 7. Primak AN, Giraldo JCR, Eusemann CD, Schmidt B, Kantor B, Fletcher JG, et al. (2010). Dual-source dual-energy CT with additional tin filtration: Dose and image quality evaluation in phantoms and in vivo. Ajr Am. J. Roentgenol.; 195(5): 1164 74. Reed Dunnuck N (2008). Textbook of Uroradiology. 4.izdaja. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins Smith RC, Verga M, McCarthy S, et al. (1996). Diagnosis of acute flank pain: Value of unenhanced helical CT. AJR; 166:97. Reynard J, Brewster S, Biers S (2006). Oxford textbook of urology. Oxford: Oxford University Press. Riedel M (2011). An Introduction to Dual Energy Computed Tomography. University of Texas Health Science Center at San Antonio. 66

Romero V, Akpinar H, Assimos DS (2010). Kidney Stones: A Global Picture of Prevalence, Incidence, and Associated Risk Factors. Wake Forest University School of Medicine, 12 (2/3). SIEMENS AG (2009). Flash speed. Lowest dose. SIEMENS. Germany, 4-46. Singh J, Daftary A (2008). Iodinated Contrast Media and Their Adverse Reactions*. http://tech.snmjournals./content/early/2008/05/15/jnmt.107.047621.full.pdf. <15.4.2015> Smith JK, Lockhart ME, Berland NW (2010). Nephrolithiasis/urolithiasis. Medscape. http://emedicine.medscape.com/article/381993-overview. <28.9.2015> Smrkolj T, Tršinar B (2003). Zunajtelesno drobljenje kamnov v sečilih. Medicinski razgledi, 42: 351 359. Stacul F, Rossi A, Cova MA (2008). CT urography: the end of IVU? Radiol. Med. (Torino), 113(5): 658 69. Starc T (2009). Diagnostične in interventne radiološke metode 1 urološka diagnostika. Ljubljana (študentsko gradivo, za interno uporabo). Stolzmann P, Kozomara M, Chuck N, Müntener M, Leschka S, Scheffel H, et al. (2010). In vivo identification of uric acid stones with dual-energy CT: diagnostic performance evaluation in patients. Abdom. Imaging, 35(5): 629 35. Sung MK, Singh S, Kalra MK (2011). Current status of low dose multi detector CT in the urinary tract. World Journal of Radiolog; 3(11): 256-265. 67

Sutton D (1994). Radiology and Imaging for Medical Students. Tokyo. Šantl Letonja M, Hajdinjak T (2014). Dvoenergijska računalniško- tomografska preiskava pri obravnavi bolnikov s kamni v sečilih. Zdrav Vestn Supl, 30-27. Thomas C, Heuschmid M, Schilling D, Ketelsen D, Tsiflikas I, Stenzl A, et al. (2010). Urinary calculi composed of uric acid, cystine, and mineral salts: differentiation with dualenergy CT at a radiation dose comparable to that of intravenous pyelography. Radiology, 257(2): 402 9. Thomsen HS, Webb JAW (2009). Contrast Media Safety Issues and ESUR Guidelines (Second Edition). Berlin: Springer-Verlag, 3-223. Thomson JM, Glocer J, Abbott C, Maling TM, Mark S (2001). Computed tomography versus intravenous urography in diagnosis of acute flank pain from urolithiasis: a randomized study comparing imaging costs and radiation dose. Department of Radiology, Christchurch Hospital: New Zealand. 45(3):291-7. Tuerk C, Knoll T, Petrik A, Sarica K, Staub M, Seitz C (2011). Guidelines on Urolithiasis. European Association of Urology, http://www.uroweb.org/guidelines/online--guidelines/. <26.2.2015> Vrtiska TJ, Takahashi N, Fletcher JG, Hartman RP, Yu L, Kawashima A (2010). Genitourinary Applications of Dual-Energy CT. Ajr; 194: 1434-1442. Yeh BM, Shepherd JA, Wang ZJ, Teh HS, Hartman RP, Prevrhal S (2009). Dual-energy and low-kvp CT in the abdomen. Ajr Am. J. Roentgenol, 193(1): 47 54. 68

Williams JC Jr, Kim SC, Zarse CA, McAteer JA, Lingeman JE (2004). Progress in the use of helical CT for imaging urinary calculi. J. Endourol. Endourol, 18(10): 937 41. Winson R (2007). Človek. Mladinska knjiga: Ljubljana. 69

13 PRILOGE 13.1 Strokovni članek Strokovni članek PRIKAZ SESTAVE KAMNOV V LEDVICAH Z DVOSPEKTRALNO RAČUNALNIŠKO TOMOGRAFIJO Professional Article DETERMINATION OF RENAL STONE COMPOSITION WITH DUAL-ENERGY COMPUTED TOMOGRAPHY Leja Bakan doc.dr. Peter Popovič prim.asis.dr. Marija Šantl Letonja POVZETEK Uvod: Ledvični kamni so tvorbe, ki lahko nastanejo kjerkoli v sečilih. Nekoč je bil zlati standard za prikaz, opredelitev in položaj kamnov intravenozna urografija, danes jo izpodriva nativna nižjedozna računalniška tomografija. V zadnjem času pa lahko vse bolj natančno s pomočjo dvospektralne računalniške tomografije (DECT) ocenimo tudi sestavo kamnov, ki je odločilna za načrtovanje zdravljenja. Namen: Namen raziskave je bil ugotoviti, kakšno vlogo ima DECT v oceni pogostosti ledvičnih kamnov glede na starost, spol in sestavo ter kakšna je pri tem izpostavljenost bolnikov. Metode dela: V retrospektivno raziskavo smo vključili 130 bolnikov, od tega 59 žensk in 71 moških. Starost bolnikov je bila od 31 do 89 let. Pregledana je bila dokumentacija bolnikov, pri katerih so bili prisotni kamni v področju sečil in uporabljena DECT preiskava. Podatki so bili pridobljeni iz bolnišničnega informacijskega sistema BIRPIS. 70

Raziskava je trajala od januarja 2015 do decembra 2015. DECT ledvičnih kamnov smo izvajali na aparatu Somatom Definition, 64-rezinski CT, proizvajalec Siemens. Rezultati in razprava: Ugotovljena je večja pojavnost neuratnih kamnov (79%) v primerjavi z uratnimi. Pojavnost ledvičnih kamnov ni odvisna od spola. Največja pojavnost ledvičnih kamnov je v starosti od 61 do 70 let, in sicer 48% vseh kamnov ne glede na spol. Povprečni DLP pri obeh spolih je bil 8,3 msv. Vrsta kamnov in spol ne vplivata na DLP bolnikov. Zaključek: DECT preiskava je vse bolj razširjena, omogoča hitro in zanesljivo oceno sestave ledvičnih kamnov. Ključna prednost je preiskava brez uporabe kontrastnega sredstva in ima odličen vpliv na pravilen izbor zdravljenja. Ključne besede: kamni v sečilih, ledvični kamni, diagnostično slikanje, računalniška tomografija, dvospektralna računalniška tomografija. ABSTRACT Introduction: Kidney stones are solid formations that can develop anywhere in the urinary tract. In the past the golden standard for the detection of kidney stones was intravenous urography which has been widely replaced today by the native dual-energy computed tomography (DECT). Nowadays DECT examination also proves more and more exact in assessing the composition of kidney stones, which is critical for treatment planning. Aim: Our aim was to evaluate the role of DECT in the assessment of kidney stone occurrence in relation to age, gender and stone composition as well as to evaluate the radiation dose received by the patients during DECT examination. Methods: In our retrospective study we included 130 patients, of whom 59 were female and 71 male subjects between 31 and 89 years of age. Medical record documentation of patients with urinary stones detected in the urinary tract by DECT was evaluated. Data was gathered from the medical information system BIRPIS. Detection of kidney stones by DECT was carried out on Somatom Definition, 64-slice configuration CT system (Siemens). Results and discussion: We have detected a higher rate of non-uric acid stones (79%) in comparison to uric acid stones. Occurrence of kidney stones was not related to gender. 71

The presence of kidney stones was most frequent in patients between the ages of 61 and 70 (48% of all stones were detected in this age range regardless of gender). The average radiation dose measured was 8.3 msv for both genders. Gender and stone composition had no influence on the radiation dose received by the patients. Conclusion: DECT examination is becoming increasingly widespread and provides us with rapid and reliable evaluation of kidney stone composition. The key benefits of this method are that it does not require the use of radiocontrast agents and facilitates the correct choice of treatment.. Key words: stones in the urinary tract, kidney stones, diagnostic imaging, computed tomography, dual-energy computed tomography UVOD Ledvični oziroma sečni kamni so tvorbe, ki lahko nastanejo kjer koli v sečilih. Klinični potek je različen, saj bolezen lahko poteka nemo ali s hudimi bolečinami. Kamni lahko onemogočijo odtok seča iz ledvic, kar imenujemo hidronefroza, kar lahko privede do odpovedi ledvic (3%). Ob razviti hidronefrozi je večja tudi verjetnost razvoja bakterijske infekcije urotrakta, ki ima ob hidronefrozi hujši klinični potek in lahko hitro napreduje v sepso in posledično tudi smrt (Ajayi et al., 2007; Park, 2007). Prevalenca ledvičnih kamnov v populaciji je 10% - 14%, večji delež predstavljajo moški v odrasli dobi (Moe, 2006). Kamni so lahko zelo različnih oblik in velikosti. Od zelo majhnih, ki jih opisujemo kot pesek pa do tako velikih, da zapolnijo celotni zbiralni sistem ledvice. Običajno so posamezni, lahko pa so v gručah v eni ali v obeh ledvicah (Reed- Dunnick, 2008; Moe, 2006). Sečne kamne lahko ločimo glede na njihovo kemično sestavo. Najpogostejši so kalcijevi (neuratni) kamni, ki predstavljajo več kot 60% vseh kamnov. Pojavljajo se lahko v obliki kalcijevega oksalata ali kalcijevega fosfata. Njim sledijo kamni iz sečne kisline (uratni), infektni kamni (struvitni magnezijev amoinijev sulfat) in najredkejši cistinski kamni. Kalcijeve kamne dobro vidimo na rentgenski sliki, cistinske in uratne kamne pa slabo. Po navadi jih odkrijemo z 72

ultrazvokom ali pregledno RTG sliko sečil (Reed-Dunnick, 2008; Moe, 2006). Sestava kamnov, število, umeščenost in velikost kamnov nam služi za pomoč pri načrtovanju terapevtskih postopkov. Kamne, ki so sestavljeni iz cistina ali kalcijevega oksalata monohidrata najpogosteje odstranjujemo s perkutano nefrolitotomijo. Uratni kamni pa se najbolje odzivajo na zunajtelesno drobljenje, velik del teh kamnov pa je mogoče tudi raztopiti z uporabo zdravil (Pietrow and Preminger, 2007; Tuerk et al., 2011). Za odkrivanje sečnih kamnov uporabljamo različne radiološke slikovne preiskovalne metode, kot so pregledna RTG slika sečil, ultrazvok, intravenska urografija in CT (Anoia et al., 2009). Pomanjkljivost naštetih metod je nezmožnost določitve sestave ledvičnih kamnov. V zadnjih letih narašča uporaba nativne (brez kontrasta) nižje dozne računalniške tomografije (ang.»computed tomography«- CT). Gre za CT izveden po protokolu z znižano izpostavljenostjo tudi za 60% manj (Brenner, Hall, 2007; Hsieh, 2009; Poletti et al., 2007; Riedel, 2011). Število CT preiskav se je v zadnjih letih zelo povečalo, kar je privedlo do višje obremenitve bolnikov z ionizirajočim sevanjem. S standardno CT preiskavo pri uporabi klasičnih algoritmov, za bolnike pomeni sorazmerno visoko izpostavljenost sevanju (6,6 msv) (Graser et al., 2008). Pri uporabi nižje doznih algoritmov pa lahko dosežemo pod 3 msv (Thomas et al., 2010; Andrabi et al., 2015). Zato je pomemben ukrep zmanjšanje izpostavljenosti sevanja z optimizacijo nižje doznih protokolov (Andrabi et al., 2015). Nekoč je bil zlati standard za prikaz kamnov v sečilih intravenozna urografija, danes pa jo je zamenjala nativna CT preiskava sečil (Stacul et al., 2008; Williams et al., 2004). S to preiskavo lahko dosežemo visoko specifičnost (96%) in občutljivost/senzitivnost (95%) za prikaz kamnov (Andrabi et al., 2015). Pristop k zdravljenju sečnih kamnov je predvsem odvisen od sestave ledvičnih kamnov. Novejše CT naprave, ki uporabljajo tehnologijo DECT lahko ločijo med uratnimi in neuratnimi kamni 73

na podlagi različnih CT absorpcijskih vrednosti posameznih kamnov (Yeh et al., 2009). DECT je novejša tehnologija, izhaja iz dveh hkratnih pridobitev CT vrednosti pri različnih energijah. Uporabljata se dva detektorska sistema in dve rentgenski cevi, pri kateri je po navadi izbrana napetost 80 in 140 kv. Razporejeni so pravokotno en na drugega, ter vgrajeni v en nosilec, ki omogoča hkratno pridobivanje podatkov, tako pri nižji in višji napetosti rentgenske cevi (Johnson and Fink, 2011; Kraśnicki et al., 2012; SIEMENS, 2009). Atenuacija fotonov rentgenske svetlobe je različna pri uratnih in neuratnih kamnih. Neuratni kamni imajo višje atenuacijske vrednosti od uratnih kamnov (Graser et al., 2008; Primak et al., 2007; Stolzmann et al., 2010; Vrtiska et al., 2010). Stopnja atenuacije je pa odvisna od energije RTG fotonov, atomskega števila, debeline in gostote snovi. Stopnjo atenuacije merimo s Hounsfieldovimi enotami (Yeh et al., 2009). Z uporabo novih detektorjev, selektivnih filtrov in novo programsko opremo je mogoče doseči velik napredek pri ločevanju kamnov različne sestave (Johnson and Fink, 2011; Kraśnicki et al., 2012; SIEMENS, 2009). V ta namen imajo nekateri novejši aparati že dodane kositrne filtre (Primak et al., 2010; Vrtiska et al., 2010). CT preiskava nam omogoča tudi 3D rekonstrukcije, ki so nam v pomoč za načrtovanje zdravljenja (Dretler in Spencer, 2001; Duan et al., 2013). S 3D rekonstukcijami je mogoče predvideti drobljivost kamnov. Boljša drobljivost se pričakuje predvsem pri kamnih, ki so na pogled bolj robati, pri kamnih z bolj gladko površino pa je pričakovati slabšo drobljivost (Manglaviti et al., 2011). Poznamo različne programe za analizo in rekonstrukcijo slik po opravljeni DECT preiskavi. Med prvimi je tehnologijo za analizo sestave sečnih kamnov z DECT preiskavo ponudil Siemens. Za DECT postprocesiranje ter določanje sestave kamnov je Siemens na osnovi kliničnih in laboratorijskih raziskav razvil poseben računalniški program z imenom Syngo DE,» Kidney Stones «. Program temelji na primerjavi atenuacije RTG žarkov pri preiskavah z napetostjo RTG cevi 140 kv in pri preiskavi z napetostjo RTG cevi 80 kv. 74

O stopnji absorbcije rtg fotonov odloča atomsko število kemijskih elementov (sestava kamnov) (Primak et al., 2007). Barvni prikaz kamna temelji na principu atenuacijskih vrednosti posamezne slikovne pike. Program sam obarva strukture glede na razmerja atenuacijskih vrednosti. Program ima določeno privzeto vrednost za razmejitev, ta je 1,15. Če so strukture z razmerjem atenuacije pod to določeno vrednostjo (npr. uratni kamni) jih obarva rdeče barve. Če pa je razmerje atenuacij nad to vrednostjo se strukture obarvajo modro (npr. neuratni kamni - kalcijevi, cistinski, struvitni) (Primak et al., 2007). NAMEN Namen raziskave je bil ugotoviti, kakšno vlogo ima DECT v oceni pogostosti ledvičnih kamnov glede na starost, spol in sestavo ter kakšna je pri tem izpostavljenost bolnikov. METODE DELA V retrospektivno raziskavo smo vključili 130 bolnikov, od tega 59 žensk in 71 moških. Starost bolnikov je bila od 31 do 89 let. Pregledana je bila dokumentacija bolnikov, pri katerih so bili prisotni kamni v področju sečil in uporabljena DECT preiskava. Podatki so bili pridobljeni iz bolnišničnega informacijskega sistema BIRPIS. Raziskava je trajala od januarja 2015 do decembra 2015. Iz pregledane dokumentacije bolnikov smo si izpisali naslednje podatke: spol, datum rojstva, datum DECT preiskave, DLP (produkt doze in dolžine polja), iz samega napisanega izvida smo pa izpisali še za kakšne vrste kamnov gre (uratni, neuratni, mešani), v kateri ledvici se nahaja (leva, desna, obe) ter koliko kamnov je bilo vidnih. Zbrane podatke smo pregledali in jih uredili v pregledno tabelo. Podatki so kvantitativno obdelani s statističnimi metodami, kvalitativno pa z analizo vsebine. DECT ledvičnih kamnov smo izvajali na aparatu Somatom Definition, 64-rezinski CT, proizvajalec Siemens. CT ima dva izvora rentgenske svetlobe in dva detektorska sistema. Rentgenski cevi in detektorska sistema sta pravokotna en na drugega in vgrajena v en nosilec, ta način omogočata hkratno pridobivanje podatkov tako pri nižji, kot pri višji napetosti rtg cevi. 75

Število pacientov Prikaz vrste kamnov pri moških in ženskah 60 40 20 0 SPOL-m 50 45 13 12 8 2 SPOL-ž neuratni 79% uratni 21% uratni neuratni

4.starostn a skupina 8% 3.starostn a skupina 70% Pojavnost ledvičnih kamnov glede na starostne skupine v % 1.starostn a skupina 2% 2.starostn a skupina 20% 1.skupina 2.skupina 3.skupina 4.skupina ŠT. PACIENTOV Primerjava pojavnosti ledvičnih kamnov pri različnih starostnih skupinah 25 20 15 10 5 0 1 = 10 11 =20 moški ženske 21=30 31=40 41=50 51=60 61=70 71=80 81=90 91=100 STAROST (LETA)