LITHORISK.COM：用于计算和可视化肾结石风险的软件的新版本

LITHORISK.COM: the novel version of a software for calculating and visualizing the risk of  renal stone  .Urolithiasis volume 49, pages211–217 (2021)

用成石盐估计饱和状态是评估整体风险的可靠工具。可用的方法基于计算机辅助计算。我们之前的方法 URSUS 随后被 Lithorisk® 取代，这是一款包含风险概况可视化的软件。不幸的是，Lithorisk 不能适应新版本的 Windows® 和 Macintosh® Apple，也不能在智能手机或平板电脑上运行。我们提出了一个新版本的软件，可以直接在配备不同操作系统的任何设备上在线使用。在线连接和注册后，该软件就可以无限制地使用意大利语、英语或法语。在固定仪表板中对输入变量（也包括尿素和肌酐）进行数字化处理后，会立即给出饱和状态。除了草酸钙、透钙磷石和尿酸的饱和状态 (ß) 外，还有 ß 鸟粪石和胱氨酸。输入变量和 ß 结果都以图形方式表示为绿色或红色水平条，以指示推荐值。该软件通过方程式实现，对于难以获得这些测量结果的用户，允许省略硫酸盐和铵的排泄。这个简化版本在 100 个尿液样本上测试了 ßCaOx 和 ßBsh，结果与完整版本密切相关。该软件给出了总浓度和游离浓度以及可溶性复合物种类分布的列表。结果可以打印或保存为 PDF。因此，我们提出了一种易于访问的软件来估计可在任何操作系统和个人设备上使用的饱和状态。

介绍

肾结石形成的必要条件是尿液中岩盐的过饱和 [1,2,3]。虽然过饱和完全定义了某些类型的结石疾病，即胱氨酸、尿酸、鸟粪石，但不足以解释含钙的肾结石。在这个子集中，结石被认为是由晶体形成的促进剂和抑制剂之间的不平衡引起的 [4]。因此，除了由饱和状态很好地描述的热力学过程之外，动力学过程包括成核、生长和聚集、大分子的作用及其对肾小管中晶细胞相互作用的影响，都与结晶有关 [5, 6]。然而，尽管对结晶动力学进行了广泛的实验研究，但迄今为止提出的方法复杂、耗时且不受标准控制。这就是为什么最近的共识会议不建议在临床实践中使用它们 [7]。这也适用于估计尿饱和度的所谓半经验方法，因此并未广泛使用 [2]。相反，基于计算机计算的相对过饱和度的测量被证明是一种简单而有用的工具，可用于管理患者并提高对预防性治疗的依从性 [8,9,10,11,12,13,14]。多年前，我们开发了我们自己的用结石形成盐计算尿饱和度的方法，称为 URSUS，在我国以 CD-ROM 形式分发 [15]。该方法使用计算机辅助从头计算来估计草酸钙 (CaOx)、透钙磷石 (Bsh) 和尿酸 (UA) 的相对饱和度 (ß)。虽然输入变量与其他人使用的变量相同，但使用了在实际离子强度下重新评估的可溶性复合物的条件稳定性常数，而不是热力学稳定性常数 [11]。为了更好地支持用户解释结果，我们随后开发了 Lithorisk®，这是一种用于计算和图形可视化结石形成风险概况的软件 [16]。但是，此软件无法更改以适应即将推出的 Windows® 新版本，也无法在 Macintosh® Apple 计算机上运行或在智能手机或平板电脑上运行。因此，我们开发了一款新软件，可以在任何配备不同操作系统的设备上直接在线使用。该软件已得到改进，现在即使无法测量硫酸盐和铵盐，它也能可靠地估计 ßCaOx 和 ßBsh。此外，计算中添加了鸟粪石和胱氨酸的饱和状态。

材料和方法

源代码已在原始文件的基础上完全重写 [11]。尽管存在一些困难，我们还是能够通过设置在线连接来简化程序的使用。界面呈现和图形输出已更改。该软件无法下载，但可以在注册为新用户后直接在线访问，并在个人设备上以意大利语、英语或法语使用。每个输入变量都必须以首选单位在固定仪表板中进行数字化。如果尿量可用，输入值（以 24 小时尿排泄量给出）将自动转换为每升浓度。在任何值处，绿色或红色水平条将对应，分别根据它们对过饱和度的正面或负面影响来证明正常或异常值。效果的意义符合任意但被广泛接受的参考范围，这些参考范围由黄色细条分隔 [2, 17,18,19,20]。输入数据已设置上下限，避免误输入，软件不接受。在计算结束时，可以添加患者的个人信息。为遵守隐私规则并确保数据的安全性，测量和结果不能在线保存，但可以在个人设备上打印或保存为 PDF 文件。

结果

图 1 说明并举例说明了一个仪表板，其中填充了进行一个示例计算所需的输入变量。尿素和肌酐的排泄都是必需的。尿素测量提供有关膳食蛋白质摄入量的信息，而肌酐可用于标准化不同参数并验证尿液收集的正确性。其他与饮食相关的参数是钠、钾和硫酸盐的排泄量。可以根据当前实验室报告以不同单位（mmol/L 或 mg/dL）给出输入。完成数据输入后，点击底部栏将给出饱和状态的结果。

仪表板的插图填充了来自 24 小时尿液样本的测量值。根据通常的实验室报告，单位可以从 mg 更改为 mmol，反之亦然。绿色或红色条表示测量值是否在推荐的任意范围内。草酸钙、透钙磷石、鸟粪石、尿酸和胱氨酸的饱和状态计算结果显示在图的底部。绿色或红色条表示 ß 值是否在推荐的任意范围内。可以提供患者的个人数据迅速出现的 ß 的结果用水平条表示，如果 ß < 1 表示尿酸和鸟粪石，则为绿色。草酸钙、透钙磷石和胱氨酸的正常范围阈值由黄色小条表示，当然是任意的，参考文献中推荐的饱和度水平 [8, 9, 16,17,18,19,20, 21,22]。该表可以填写患者的个人信息，最后可以打印或保存为 PDF。此外，通过单击“详细信息”灰色条，还可以获得总浓度和游离浓度以及可溶性复合物质分布的列表（图 2）。对于用于研究目的的专家临床医生和基础科学家来说，此选项可能特别有用。

单击详细信息栏（图中未显示）后，将显示来自单个患者的尿液中的物种分布。整个记录可以打印或保存在个人设备上许多潜在用户抱怨无法使用 Lithorisk® 的第一个版本，因为他们的实验室不提供无机硫酸盐和尿铵的测量值。为了消除这个缺点，在最后一个版本中，软件是用方程来实现的，通过多元回归分析，从无处不在的测量值中得出上述组件的估计值。使用以前的数据库进行回归分析[23]。由此，我们发现尿素和磷酸盐是硫酸盐、尿素和肌酐的可靠预测因子，根据以下等式（所有参数均为 mmol/24 h）：为了测试上述方程的可靠性，我们使用硫酸盐和铵的实际测量值和预测值计算了 ßCaOx 和 ßBsh。对 100 次尿液收集所做的两组测量之间的对应关系似乎非常令人满意，如图 1 和图 2 所示。3 和 4。

使用硫酸盐和铵排泄物进行的透钙磷石相对饱和度 (ßBsh) 测量值之间的相关性，无论是测量的还是通过方程中报告的回归分析得出的。(1) 和 (2)。相关性包括 100 个尿液样本。虚线表示 95% 置信区间

讨论

肾结石是一种具有很大流行病学影响的疾病，因为预计高达 10% 的普通人群在其一生中至少会形成一块结石 [24]，并且在相当一部分病例中，它会复发 [25]。这种疾病可以通过整合泌尿外科和医学方法来成功控制，后者旨在降低结石复发率 [26]。代谢评估是协助医生管理患者的重要手段 [7, 19, 20]。尽管进行了广泛的研究，但对结石病的发病机制仍有很多了解，至少在钙性肾结石方面是这样。尿液环境中饱和度和抑制之间的不平衡被认为是一个关键的危险因素[4]。虽然对抑制剂的研究仍然受到许多理论和实践缺陷的影响，但饱和状态的测量已经广泛传播，作为一种简单可靠的工具出现。人们普遍认为，饱和状态不能用于区分结石形成者和非结石形成者，也不能区分单一结石形成者和复发性结石形成者，因为在几乎所有饱和度研究中都发现了广泛的数据重叠 [11, 21, 27]。事实上，虽然尿液成分排泄的测量可以让我们了解代谢途径的紊乱和饮食失调，但饱和状态给出了形成晶体的倾向，以及随之而来的结石风险。一些人争辩说，要实现饱和度估计需要测量许多尿液成分，从而增加成本。这解释了为什么提出了几种基于尿液的指数，试图简化结石风险的评估。这些包括 Tiselius 指数 [28]、Robertson PSF 指数 [29]、波恩风险指数 [30]、Porowski 等人提出的渗透压上限。[31] 或许还有许多其他人。然而，这些都没有广泛传播，因此它们需要临床试验的确认。

在此，我们报告了软件 Lithorisk® 的新版本，该版本具有以下几个新颖之处：

1.可以通过用户设备（包括 PC 和笔记本电脑、平板电脑和智能手机）上的网络直接访问该软件，而与操作系统无关。该软件基于早期版本 [16]，并使用相同数学原理处理的可溶性复合物的相同稳定性常数。

2.有一个完全更新的图形演示。

3.现在可以获得鸟粪石和胱氨酸饱和度的估计值。

4.提供物种分布，包括阳离子和阴离子以及可溶性复合物的浓度和百分比。在专家手中，这可能是评估不同离子浓度对物种分布的影响以优化对饱和状态的影响的重要选择。例如，评估不同柠檬酸盐和镁浓度对离子平衡和质子浓度的影响可能是相关的 [22]。

5.新软件配备了生成 ß 值的子程序，甚至省略了硫酸盐和铵浓度。尽管它们对计算的影响很小，但硫酸盐和铵的测定通常包括在从头计算中，包括我们的计算。事实上，从正态分布的下限到上限改变浓度，影响变得无关紧要。例如，将硫酸盐浓度从 10 mmol/L 更改为 40 mmol/L，而其他组分保持不变，会导致 ßCaOx 发生 22% 的变化。方程的相关性。(2)（见“结果”部分），关于铵，不是很接近。然而，这对 ßCaOx 和 ßBsh 的计算影响很小，因为铵与尿液中相应配体的稳定性常数较弱 [11]。当然，铵可能对 ßStruvite 有更大的影响，在这种情况下，我们不建议使用使用计算和未测量铵浓度的简化版本。为了简化生产此版本 Lithorisk® 的任务，决定保留可溶性复合物的原始列表。这可能足以满足患者的常规管理，即改善和控制他们对治疗的依从性 [7]。此外，结果的快速可视化允许模拟对尿液化学和体积变化产生的结石风险的有益或有害影响。例如，该软件可用于定制尿量或钙或其他成分的值，从而使个体患者的饱和度水平更安全。因此，这个新程序本质上类似于之前测量饱和状态的其他程序，包括我们之前的程序。我们已经报告了我们的结果与使用 EQUIL 2 [11] 获得的结果之间的良好对应。该程序尚未与最近的 JESS [13. 14]，其中包括混合的柠檬酸钙 - 磷酸盐种类，据报道至少在较高的尿液 pH 值下会产生与以前不同的结果 [32]。正在评估将我们的计划与上述复杂物种或弱尿素复合物 [33] 或植酸盐 [34] 整合是否会显着影响结果的工作正在进行中。

总之，该软件的基本新颖之处在于它可以轻松用于任何操作系统和个人设备。此外，输入变量程序的极大简化，包括更改单位的选项，以及风险概况的新颖图形可视化可能会简化使用并拓宽对结石病一般实践中饱和度概念的理解。