Characterization of kidney stones with imaging modalities: Twinkling artifact in color- doppler ultrasound and density in non-contrast-enhanced CT

Böbrek taşlarının görüntüleme yöntemleri ile karakterizasyonu: Renkli doppler ultrasonda twinkling artefaktı ve kontrastsız BT'de dansite ölçümü

Çetin İMAMOĞLU,Fatma Gül İMAMOĞLU BÜYÜKBAYRAKTAR,Alper GÖK,İBRAHİM HALİL BOZKURT,Cihan DÜZGÖL,Muharrem TOLA,Zehra Hilal ADIBELLİ,Sarper ÖKTEN,Erhan TATAR

Abstract

Accurate characterization of urinary stones is very important in that it effects choice, and outcome of the treatment using imaging techniques various characteristics of the stones including their size, configuration, and location can be determined. In this study we aimed to determine the correlation between the composition of the kidney stones with the twinkling artifact in Color Doppler Ultrasound, and the mean density in the noncontrast-enhanced computed tomography (NCECT).Methods: A total of 49 patients who had kidney stones with an indication for surgery were included in this prospectively planned study. All patients were examined with the NCECT for the mean density measurement in Hounsfield units, and using Color Doppler ultrasound for the twinkling artifact before the surgery. Results: Forty-one (83.68 %) renal stones were composed purely of a single element,while 8 (16.32%) kidney stones composed of two elements.Renal stones only with calcium and non-calcium stones had different mean densities in NCECT, and the cut-off value was calculated as 644.5 Hounsfield Unit (p<0.001). After analyzing kidney stones according to this cut-off value, there was a statistically significant association between the composition of the stone and the twinkling artifact with the stones which had a lower mean density than the cut-off value (p=0.014). The kidney stones with a mean density below this cut off value with grade 0-1 twinkling artifact were uric acid stones, and those with grade 2 twinkling artifact were cystine stones. The kidney stones with a mean density above the cut off value, any statistically significant association between the twinkling artifact and composition of the stones was not detected (p=0.203), but all kidney stones with grade 1 twinkling artifact were found to be calcium oxalate monohydrate. While 83.3%, and 16.7% of the stones with Grade 2 stones with a density above cut-off value were found to be composed of calcium oxalate monohydrate, and calcium oxalate dihydrate, respectively Conclusion: The twinkling artifact of the kidney stones in Color Doppler Ultrasound and the mean density in NCECT, can be used for the characterization of the kidney stones and it is helpful for the right treatment of choice

Özet

Üriner taşların doğru karakterizasyonu tedavi seçim ve sonucunu etkilediği için çok önemlidir. Görüntüleme yöntemleri ile üriner taşların boyutu, şekli, yeri gibi çeşitli özellikleri belirlenebilir. Üriner taşların kompozisyonunun da görüntüleme yöntemleri ile saptanabileceğini bildiren bazı çalışmalar vardır. Bu çalışmada, böbrek taşlarının renkli doppler ultrasonda twinkling artefaktı, kontrastsız bilgisayarlı tomografide ortalama dansitesi ve kompozisyonu arasındaki ilişki araştırıldı.Yöntem: Prospektif olarak planlanmış bu çalışmaya yalnızca böbreğinde taş olan ve ameliyat endikasyonu konulan 49 hasta alındı. Tüm taşların ameliyat öncesi kontrastsız bilgisayarlı tomografide ortalama dansitesi Hounsfield Unit olarak ölçüldü ve renkli doppler ultrasonda twinkling artefaktı derecelendirmesi yapıldı. Ameliyat sonrası çıkarılan taşlar X-ışını toz kırınım cihazı ile analiz edildi. Bulgular: Böbrek taşlarından 41 (%83,68) tanesinde tek kompozisyondan oluşan saf yapı, 8 (%16,32) tanesinde ise iki kompozisyondan oluşan miks yapı tespit edildi. Tek kompozisyonlu kalsiyum içermeyen taşlar ile kalsiyum içeren taşların ortalama dansiteleri arasında anlamlı fark bulduk ve cut-off değeri 644,5 Hounsfield unit olarak hesapladık (p=0,001). Tek kompozisyonlu taşları bu cut-off değerine göre incelediğimizde, cut-off değer altında twinkling artefaktı ile kompozisyon arasında istatistiksel anlamlı bir ilişki saptadık (p=0,014). Bu değerin altındaki taşlardan grade 0-1 olanların ürik asit taşı olduğu, grade 2 olanların sistin taşı olduğunu gördük. Cut-off değerinin üzerindeki taşlarda ise twinkling artefaktı ile kompozisyon arasında istatistiksel anlamlı bir ilişki saptamamakla birlikte (p=0,203), grade 1 olan böbrek taşlarının hepsinin kalsiyum oksalat monohidrat taşı olduğu görülmektedir. Cut-off değer üzerindeki grade 2 taşları ise %83,3 oranında kalsiyum oksalat monohidrat ve %16,7 oranında kalsiyum oksalat dihidrat taşları oluşturmaktadır. Sonuç: Böbrek taşlarının RDUS'de izlenen twinkling artefaktı ve kontrastsız BT'de ölçülen ortalama dansitesi birlikte kullanılarak karakterizasyonu ve uygun tedavi yönteminin seçimi olasıdır