Проблема лечения и диагностики мочекаменной болезни (МКБ) сохраняет свою актуальность во всем мире. МКБ является одним из самых распространенных урологических заболеваний, ее заболеваемость в мире  составляет не менее 3% и продолжает возрастать [1].  МКБ чаще встречается у лиц мужского пола, преимущественно в возрасте 30-60 лет [2]. По данным исследования P. Geavlete, проведенного в 2007 году, 8,9% мужчин и 3,2% женщин во всем мире переносят это заболевание в течение своей жизни [3].

Мочекаменная болезнь - это заболевание обмена веществ, вызываемое многими факторами, проявляющееся формированием конкрементов в органах мочевыделительной системы, часто носящее наследственный характер. Точные причины и механизмы развития мочекаменной болезни до сих пор остаются неизвестны. Рост заболеваемости МКБ в последние десятилетия можно связать с повышением влияния ряда неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека, а так же особенностями современной жизни — однообразием пищи с обилием белка, гиподинамией. Основные теории предполагают ведущее воздействие таких факторов, как изменение состава мочи с повышением уровня литогенных ионов и снижением уровня ингибиторов кристаллизации. Также, по данным многих авторов,  важное значение в патогенезе уролитиаза играют инфекции мочеполовой системы  и хронический пиелонефрит. Микроорганизмы способны вызывать и усиливать камнеобразование за счет уростаза, нарушения кровотока и транспорта камнеобразующих веществ в канальцевой системе почек [4,5]. 

Из-за отсутствия эффективных патогенетических методов лечения и профилактики уролитиаза в 35-75% заболевание рецидивирует, а так же снижает продолжительность жизни у 5-20% пациентов [6,7]. Изучение состава и структуры конкрементов, особенностей их разрушения может помочь в оптимизации схем  лечения мочекаменной болезни и улучшить отдаленные результаты. Важную роль в определении  этих параметров играют современные методы лучевой диагностики, такие как компьютерная томография.

Компьютерная томография (КТ) - метод послойного исследования внутренней структуры объекта, основанный на измерении и компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Он был предложен в 1972 году Годфри Хаунсфилдом и Алланом Кормаком, удостоенными за эту разработку Нобелевской премии.

Разумеется, такой метод быстро нашел свое применение в урологии. Уже в 1977 году S. Sagel и соавторы писали что новый метод компьютерной томографии эффективен в диагностике мочекаменной болезни [8]. J.Wickham и соавторы в 1980 году в своей публикации обратили внимание на то, что КТ в значительной степени помогает с локализацией конкремента в мочевыделительной системе перед проведением хирургического вмешательства. [9]. Важно отметить, что по данным M. Federle и соавторов, 1981 год, КТ позволяет избежать проведения более инвазивных процедур, таких как ретроградная пиелография, обладая при этом даже более высокой диагностической ценностью [10]. M. Resnick и соавторы в 1984 году писали что КТ может использоваться для диагностики рентгенонегативных конкрементов, а так же эффективна для мониторинга процесса медикаментозного растворения мочевых камней [11].

До внедрения в клиническую практику метода компьютерной томографии для определения химического состава камней использовались исключительно клинические и лабораторные методы.  В 1984 году B. Hillman и соавторами было высказано предположение о большом потенциале КТ для определения химического состава почечных камней в попытке выбрать оптимальное лечение. В исследовании in vitro авторам удалось при помощи КТ дифференцировать конкременты мочевой кислоты, оксалата кальция и струвиты [12].

В 1988 году был представлен первый спиральный компьютерный томограф, а в 1992 - мультиспиральный компьютерный томограф (МСКТ). Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента. Благодаря спиральной компьютерной томографии и МСКТ стало возможно визуализировать конкременты мочеполовой системы вне зависимости от их локализации, размера и состава, а так же оценить состояние мочевых путей выше и ниже обструкциии без применения искусственного контрастирования и инвазивных вмешательств. Это играет немаловажную роль при непереносимости контрастных препаратов у больных, которым противопоказано их введение [13,14].

Совершенствование аппаратной части и методик исследования позволило задуматься о получении более достоверных данных о структуре и составе конкремента. Так, D. Herremans и его коллеги в 1993 году разделили исследуемые in vitro конкременты на 3 группы по химическому составу: состоящие из моногидрата оксалата кальция, цистиновые и кальциевые конкременты   [15]. В свою очередь, M.R. Mostafavi в 1998 году и S. Ramakumar в 1999 году, проведя ряд исследований in vivo и in vitro, предположили, что плотность камня в HU может с высокой точностью помочь в определении состава камней мочевой кислоты, струвитов и конкрементов оксалата кальция [16,17].

В 2001 году G. Motley была предпринята попытка изучить структуру конкремента путем определения плотности в области наибольшего поперечного диаметра камня. Автор предположил, что определение структуры камня было бы быть более эффективным, чем только определение плотности в HU  [18].  Данные о структуре конкремента могли бы в значительной степени помочь в оценке потенциальной эффективности такого метода лечения  как дистанционная ударно-волновая литотрипсия (ДЛТ), который является «золотым стандартом» терапии МКБ, а так же принятии решения о возможном выборе альтернативных способов элиминации конкремента.

Так, исследования, проведенные N.P. Guptа и соавторами в 2005 году показали, что энергия ударной волны, необходимая для фрагментации, связана с плотностью камней, и что чем она выше, тем сильнее энергия ударной волны, необходимая для достижения фрагментации [19]. П.Г. Коротких в 2009 году были проведено исследование структуры конкрементов 112 пациентов при помощи мультиспиральной компьютерной томографии in vitro, сравнение результатов с микродтвердостью, определяемой на микротвердометре ПМТE3М, сопоставление с результатами общеклинических исследований и последующего лечения. По внутренней структуре полученные камни были распределены П.Г. Коротких на 3 типа: «монолитный», «смешанный» и «анизотропный», результаты ДЛТ при этом различались. Лучше всего литотрипсии поддавались камни «анизатропной» конфигурации среднего и мелкого размера, «смешанные» камни требовали увеличения продолжительности и количества сеансов ДЛТ, камни «монолитной» структуры, особенно большого размера ДЛТ лечить было нецелесообразно  [20]

Полученные при помощи компьютерной томографии данные могут помочь не только в определении структуры, но и состава конкремента, что также важно для прогнозирования результатов ДЛТ. В 2004 году Кузьмичевой Г. М. и соавторами был разработан способ определения состава мочевых камней in vivo при помощи спиральной КТ, рентгеноскопии и данных лабораторных исследований мочи. Авторы сделали вывод, что знание состава мочевого камня позволяет назначить конкретные лекарственные препараты, целью которых является уменьшения объема и структурной плотности камня, что помогает  оптимизировать режимы литотрипсии и уменьшить опасность травмирования почки [21]. В свою очередь, по данным экспериментально-клинического исследования 147 мочевых конкрементов и лечения 270 больных мочекаменной болезнью методом дистанционной ударно-волновой литотрипсии, проведенного  А.А. Губарем в 2009 году, плотность камней зависит от их минерального состава. Согласно полученным данным, плотность камней оксалатов достигает 1114,24±109,46 HU, уратов – 264,65 ± 55,47 HU, фосфатов – 625,41±74,59 HU, плотность камней смешанного состава достигает 839,31±61,42 HU. Автором было доказано, что для прогностических целей показатели средней плотности следует рассматривать в неразрывной связи с разбросом плотности этого камня, как характеристикой степени его неоднородности. Чем больше плотность конкремента и меньший разброс плотности внутри него, тем менее ожидаемый прогноз его эффективного разрушения [22]. S.R. Patel и его коллеги в 2009 году предположили, что плотность камней в  HU может быть использована для дифференцирования подтипов кальциевых конкрементов, и сообщили, что она особенно полезна при диагностике камней, состоящих из моногидрата и дигидрата оксалата кальция. В аналогичном исследовании в 2014 году F.C. Torricelli  и соавторы  опубликовали данные о том, что кальциевые конкременты могут быть идентифицированы с высокой точностью, при использовании  значения плотности в HU, но при этом имеется совпадение значений плотностей уратных и мочекислых камней, что затрудняет их диагностику [23, 24].

S. Spettel и соавт., 2013 год, разработали методику исследования in vivo мочекислых камней с использованием рН мочи и плотности в HU. Изучение сразу двух этих показателей значительно повысило точноcть диагностики. В частности, камни > 4 мм, HU ≤ 500 и рН ≤ 5,5 в 90% случаев были определены как мочекислые [25].

Данные КТ важны и при выбор других методов элиминации конкрементов. Так, A.Gücük и соавторы в 2012 году сообщили, что при помощи КТ можно с высокой точностью оценить структуру и состав остаточных отломков конкрементов после чрескожной литотомии. Это позволяет снизить продолжительность и количество инвазивных манипуляций, что в свою очередь приводит к снижению травматического повреждения почечной паренхимы [26].

Следует также отметить, что информация о структуре и составе конкремента может помочь оценить, как и в случае ДЛТ, успешность проведения уретероскопической литотрипсии, в частности длительность процедуры, необходимую для успешной элиминации камней энергию, количество и характер получившихся фрагментов [27].

Появляются и новые методики, такие как двухэнергетическая компьютерная томография. Сканирование с двумя энергетическими уровнями может увеличить объем информации, которую можно получить при КТ-исследовании. Так, по данным A. Primak, полученным в 2007 году, при помощи двухэнергетической КТ ураты можно отличить от конкрементов другого состава in vivo с вероятностью не менее 93% [28]. Эту вероятность можно увеличить до 100% при помощи использования специальных фильтров и  использования напряжений при 135 и 80 кВ [29]. В свою очередь, A. Graaser в 2008 году сообщил, что при помощи двухэнергетической КТ можно дифференцировать in vivo камни мочевой кислоты, цистиновые, струвитные и смешанные конкременты, что имеет важное значение для выбора метода лечения [30]. Недавние исследования S. Acharya так же показали, что двухэнергетическая КТ повзоляет эффективно дифференцировать in vivo различные типы кальциевых камней, в том числе устойчивые к литотрипсии конкременты моногидрата оксалата кальция [31].

Компьютерная томография претерпела значительное развитие за 40 лет своего существования. Благодаря своим преимуществам, КТ стала основным методом диагностики при многих урологических заболеваниях [32.] Этот высокоэффективный метод лучевой диагностики  в значительной степени расширил возможности современной урологии. Постоянное совершенствование аппаратуры и диагностических алгоритмов, появление новых методик, таких как двухэнергетическая компьютерная томография, может позволить создать эффективные схемы лечения мочекаменной болезни и, в конечном итоге, уменьшить количество рецидивов, сократить время пребывания пациентов в стационаре  и улучшить их качество жизни.