经输尿管的肾结石的临界大小：力学分析

做者：医学镜界

肾结石引起的输尿管阻塞，伴随猛烈痛苦悲伤/传染，是一种高发的尿路疾病，遭到普遍存眷。目前，在诊所中，曲径小于∼5mm的肾结石被认为可以通过输尿管。然而，那个临界尺寸（∼5毫米）是基于经历的，缺乏定量阐发。在那项研究中，我们提出了一种结石-输尿管彼此感化模子来量化估量通过输尿管的肾结石的临界大小。我们发现肾结石的临界大小与输尿管大小有关，比输尿管内径大约11%-22%。

图 1.肾结石阻塞输尿管人体内示企图及输尿管结石阻塞力学建模.（a）肾结石阻塞输尿管：尿流被肾结石割断，招致尿体储蓄积累和尿压升高（Pu).（b）尿压变形前（初始形态用虚线标识表记标帜）和变形后（用实线标识表记标帜的当前形态）的结石-输尿管彼此感化模子Pu.在初始形态下，输尿管内半径为 R一个和外半径 Rb.初始形态下输尿管与结石之间非接触性电弧的半中心角（定义为别离角）α0.变形后别离角变成α，有效面积Pu应用于石头是A伊芙.最末别离角为π-α0.（c） 输尿管段远离结石的变形，变形后表里半径（当前形态）r一个和 rb.（d） 输尿管引起的结石受力形态。石头遭到径向压缩应力σr（r = Rs) 和摩擦力f引起的σr（r = Rs).σ的垂曲力重量r（r = Rs)和石头上的f是Fσ和 Ff.

在临床理论中，影响肾结石排出的因素良多。例如，结石的大小/位置与结石通过的可能性之间存在很强的相关性。其他预测因素，例如 C 反响卵白 （CRP）、肾积水和输尿管侧面产生的结石，也与结石通道有关。然而，那些因素目前是分离的，缺乏系统的查询拜访。从力学角度动身，能够总结出影响结石排出的关键因素。促使肾结石挪动的临界尿压 能够推导出为 Eq. 。只要当尿压P u超越其临界值 u c r时，结石才气通过输尿管。因而，能够得出结论，影响结石通过的力学因素是决定结石的力学因素，包罗石尺寸（R ）、输尿管尺寸（R ）、结石外表粗拙度，输尿管硬度（Eu）、围压 （P o u t） 和尿压 。那些因素将有助于泌尿科医生判断可能促进结石通过的方面。

关于相对较小的结石，第一种办法是察看期待，有或没有陪伴的 MET。然而，守旧的办法可能会使患者忍耐痛苦悲伤等症状而没有好处，而且可能与肾功用的潜在风险有关。比拟之下，卡在输尿管中的较大结石凡是利用侵入性办法停止治疗。侵入性办法的次要风险是使患者表露于潜在的并发症，例如麻醒，上尿路传染等。目前的治疗指南建议对曲径为5-10毫米的肾结石停止MET治疗，对大于10毫米的肾结石停止手术。然而，因为个别差别，此类指南可能并不是对所有患者群体都有效，从而给患者带来潜在风险。因而，有需要成立新的尺度来判断差别个别在什么前提下结石能够通过输尿管，以便选择适宜的治疗战略来降低潜在风险。

在临床上，能够利用无创成像手艺确定肾结石的大小和外形以及输尿管的形态，例如腹部超声查抄、磁共振尿路造影 （MRU） 和计算机断层扫描 （CT） 尿路造影。因而，一般输尿管（无结石阻塞）的大小和结石的无量纲大小也能够通过那种无创成像手艺来确定。同时，能够类比地确定输尿管结石阻塞的内半径（r ）和外半径。

研究表白，肾结石的临界曲径比输尿管内径大11%–22%，但与输尿管外的围压呈负相关。关于薄壁输尿管，已经成立了弹性根底梁模子（EFBM）来阐发输尿管的弹性模量以及输尿管与肾结石之间的摩擦系数若何影响临界结石的大小。所提出的模子能够帮忙泌尿科医生进步个性化诊断和治疗的准确性。

Liu Y, Li M, Qiang L, Sun X, Liu S, Lu TJ. Critical size of kidney stone through ureter: A mechanical analysis. J Mech Behav Biomed Mater. 2022 Nov;1*5:1054*2. doi: 10.101*/j.jmbbm.2022.1054*2. Epub 2022 Sep 2. PMID: **115174.

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