background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

 

 

 

Epidemiology 

  Sex: 

  Metabolic and idiopathic M>F 
  Infection F>M 

  Age: 

  Metabolic and idiopathic, 3

rd

 and 4

th

 decade of life 

  Infection 5

th

 decade 

  Occupation: sedentary work, hot climate 
  Diet: 

  Fiber rich diet decrease the risk 
  Refined CHO and animal pr. Increase the risk 

  Family history: double risk (15% vs. 30%) 

  

  Stone formation requires SUPERSATURATION 

Supersaturation depends on 

  Urinary PH 
  Ionic strength 
  Solute conc. 
  complexation 

Chemical Terms 

•  concentration product: multiplying 2 ion conc.  
•  Solubility product: The point above which ions are metastable and capable 

of heterogenous nucleation.  


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

•  Formation product: the level above which the ions are unstable and capable 

of homogenous nucleation. 

•  Calcification: metastatic vs dystrophic 

 

 

Causes 

•  Idiopathic: most common cause 
•  Abnormalities of urine:  

  Congenital: primary hyperoxalurea, cystinurea 
  Acquired: dehydration, dietary hypercalciuria 

•  Abnormalities of the urinary tract: 

  Cong: PUJ obstruction, ureteroceles, diverticuli 
  Acquired: postoperative or traumatic fibrosis 

 
 
 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Theories Of Stone Formation 

  Nucleation theory: stones originate from crystals or foreign bodies immersed 

in supersaturated urine 

  Crystals inhibitors theory: stones are formed due to absence or low conc. of 

stone inhibitors e.g citrate 

Stone Components 

A stone consists of crystalline material arranged in layers on an organic scaffold 

A. Crystal component: >90% 

  Crystal formation occurs in 3 steps: nucleation, growth, and 

aggregation 

   Nucleation can be either homogenous or hetergenous 

B. Matrix component:< 10% 
       Protiens, hexose, and hexosamines 

  Matrix role??? 

  Matrix stone: 

 

Risk Factors 

  Anatomical abnormalities 
  Infection: urease producers 
  Hormonal imbalance: PTH 
  Environmental factors 
  Diet: decreased fluid intake, meat,multivitamins 
  Metabolic state of the person which influenced by the genetic background 
  Drugs: antacids, CS, chemotherapy 
  Low mobility: bone demeniralization 
  Family history: cystineuria, RTA 
  Bowel inflam. conditions and resection: hyperoxaluria 

 
 

Urinary Ions 

Ca

+2

: it is the major ion present in urinary stones. 

50% of plasma ca

+2

 is ionized and filterable, it’s reabsorbed by PT&DT, 2% 

excreted. 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

  Normal urinary ca+2 in adults is ≤4mg/kg/day. 
  Diuretics decrease u. ca

+2

 

  Increased monosodium urate increase ca

+2

 –oxalate 

crystallization. 

  Acidic urine increase the crystallization also. 

 

Oxalate: 

85% is a metabolic by-product, while only 15% is dietary 
IN BOWEL: either absorbed then exclusively excreted by PT, or metabolized by 
bacteria, or complex and excreted in feces. 
Normal level is less than 45 mg/day. 
 

Phosphate:  

  is an important buffer that complexes with ca

+2

 in urine 

  Part of MAP stone 
  Urinary excretion depends on dietary intake (meat), then 

filtered by the glomerulus and re absorbed by PT under 
influence of PTH 

Na

+

: although it is not a major constituent of urinary stone, it plays a very 

important role in the regulation of ca

+2

 salts crystallization, a major increase in u. 

Na

+

 excretion will dramatically increase u. Ca

+2

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Uric acid: is a byproduct of purine metabolism, it’s Pka is 5.75, so its solubility 
increases in alkaline urine 
Citrate: is the major stone inhibitor in urine, its level in urine decreases in: 

  Metabolic acidosis 
  RTA type I 
  Chronic diarrhoea 
  Thiazide therapy 
  Hypokalemia 
  Esterogen lack in females 

Other inhibitors: 

  Mg 
  Sulfate 
  Urinary proteins (Tamm-Horsfall pr.) 
  Pyrophosphate 
  Glycoseamineglycans 
  uropontine 

Stone Varieties 

  Calcium stones (85%) 

•  Hypercalciuric 
•  Hyperoxaluric 
•  Hyperuricoseuric 
•  hypocitraturic 

  Non calcium stones (15%) 

•  Struvite “infection, MAP” 
•  Uric acid 
•  Cystine 
•  Xanthine 
•  Others: indinavir 

Hypercalciuria 

Absorptive: 

  Diet independent /cellulose phosph. vs. thiazides 
  Diet dependent /mild and respond to dietary modif. 
  Renal phosphate leak /orthophosphate suppl. 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

 

Resorptive hypercalciuria 

Due to hyperparathyroidism 
 

 

Renal induced hypercalciuria 
Due to intrinsic renal tubular defect 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Hyperoxaluria 

A. Primary hyperoxaluria: a rare AR disease, it is aggressive and ends in RF, 

the definitive therapy by combined renal and liver transplantation, however 
adequate hydration, oxalate restriction, and pyridoxine all will decrease 
urinary excretion  

B. Enteric hyperoxaluria: oxalate is poorly absorbed by intestine, but once 

absorbed it is exclusively excreted in urine, causes of increased absorption 
include: 

•  IBD, small bowel bypass, mal-absorption syndromes, low 

dietary calcium, steatorrhoea, excessive ascorbic acid intake, 
and accidental ethylene glycol ingestion 

•  Oxalate rich food 

Hyperuricoseuria 

•  Due to either excessive oral purine intake, or excessive endogenous 

production 

•  Monosodium urate absorbs and adsorbs urinary inhibitors and facilitates 

heterogeneous nucleation 

•  Patients usually have elevated urinary uric acid and U.pH >5.5 
•  Treatment includes adequate hydration, urine alkalization, and allopurinol 

Hypocitraturia 

  Citrate is the major stone inhibitor in urine 
  Causes of hypocitraturia are mentioned before 

  Metabolic acidosis 
  RTA type I 
  Chronic diarrhoea 
  Thiazide therapy 
  hypokalemia 

  Normal level: > 320 mg/24 hrs 
  Treatment: by potassium citrate suppl. 
  6-8 glasses of lemonade per day increase U. citrate by 150 mg/day 

 
 
 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Struvite Stones 

  Also called triple phosphate, or infection stones 
  Composed of MAP 
  It is formation requires the presence of urea splitting bacteria which 

alkalinize urine and causes high conc. of bicarbonate and ammonium 

  These include: proteus, pseudomonads, klebsiella and staph
  E.coli is not a urease producer 
  MAP crystals ppt. only in high PH>7.2 

Struvite stones (cont’d) 

  Incidence increases in patients with chronic cath, urinary diversion, S.C 

injury, and bladder dysfunction 

  Presentation: usually as stag-horn, but can be in any form 
  On X-ray: faintly opaque due to poor mineralization and large protein matrix 
  Treatment: should include complete removal, with control of infection pre, 

per and post operatively 

Uric acid stones 

  5-10 % of all u. stones 
  Pure uric acid stones are radiolucent 
  Xanthine oxidase converts xanthine into uric acid 
  Urinary pH < 5.5 
  May be formed in patients with: 

  Hyperuricemia 
  Hyperuricoseuria 
  Chronic dehydration 

  Corner stones of treat included: 

  Good hydration 
  Urine alkalization 
  Allopurinol  

 
 
 
 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Cystine stones 

 1-2% of all stone types 
 Have faintly opaque ground glass appearance with smooth edges due to 

presence of sulfur  

 AR inborn error of metabolism 
 There is abnormal renal tubular re-absorption of dibasic amino acids COLA 
 Its PKa is 8.1, so the more alkaline the urine the more cystine is soluble 
 May present as single, multiple, or staghorn 
 Medical therapy may dissolve or prevent stone recurrence by: 

  Adequate hydration 
  Urine alkalization 
  Cystine binding drugs as penicillamine, captopril, thiola, or 

bucacillin 

 

Sign and Symptoms 

•  Pain: 
•  Hematuria: microscopic in up to 90% 
•  Infection: affects pain perception, endotoxins and exotoxins affect ureteric 

peristalsis, it may range from simple to frank pyonephrosis (emergency) 

•  Nausea and vomiting 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

 

 

Signs: 

  Pain causes sweating, hypotension, tachypnoea and tachycardia 
  Obs,infection,and pyonephrosis cause high temp,rigor and sepsis 
  Renal angle tenderness 
  Bladder may be tender or with urine retention 
  Do full abd. exam and exclude other diff.diagnosis 

Investigations: 

  GUE 
  Renal function 
  Abd. US 
  EXU 
  CT scan 
  Stone analysis and work up 

 
 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Treatment of renal stones 

Decision depends on: 

  Stone size, site, and type 
  Renal function and anatomy 
  Patient clinical condition 
  Facility available 
 

Patient’s and doctor’s preference 

 

Indications for hospitalization 

  High-grade obstruction, (spec. stones >10 mm) will require early 

intervention (stenting or PCN). 

  High fever (>38.5ºC) suggests pyelonephritis, I.V AB should be started 

immediately. 

  Patients with uncontrollable pain requiring parenteral analgesics. 
  Patients with severe nausea and dehydration requiring intravenous fluids. 
  Patients with a single functioning kidney at risk of acute renal failure. 

 

Modalities 

Conservative observation: 

  Small calculi without obstruction need no urgent intervention, and have 

great chance of spontaneous passage, specially if <7 mm. 

  Analgesia is the corner stone of treatment, the best is indomethasin supp. 

(Keotrolac??). 

  Anti-emetics 
  AB if associated infection 
  Diuretics and antispasmodics are not preferred 
  Keep the patient well hydrated 
  Encourage normal movement 

Indication for early intervention 

  High-grade urinary obstruction 
  Persistent infection despite antibiotics 
  Uncontrollable pain 
  Impairment of renal function 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

ESWL 

•  Has revolutionized the stone management 
•  Shock waves: unharmonic, with steep rise in pressure amplitude that results 

in compressive forces. 

•  It includes: 

  Energy source: to create the shock waves 
  Coupling mechanism: transfer the energy into the human body 
  Localization technique: help localize the stone, either by US, or 

flouroscopy 

Shock wave sources 

  Supersonic emitters (point source of shock waves): releasing energy in a 

confined space creating expanding plasma bubble that emits shock waves. 

  Finite amplitude emitters (surface source of shock waves) 

  Piezoceramic plates that elongate on electrical stimulation and 

displace to generate the shock waves. 

  Electromagnetic membrane that displace on electrical 

stimulation and generates the shock waves. 

 
 
 

 
 
 
 
 

 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

 

 

Patient preparation: 

  EXU to exclude distal obstruction 
  GUE and urine culture 
  Bleeding profile 
  In some cases ureteric stent (single kidney or large stone burden) 

Contraindication: 

  Pregnancy 
  Uncontrolled bleeding tendency 
  Large abd. aortic aneurysm  
  Distal obstruction 
  Uncontrolled hypertension????? 

Complications: 

Early

•  Heamturia 
•  Heamatoma: perirenal, subcapsular or parenchymal 
•  Steinstrass 
•  Skin echymosis 

Late: 

•  Accelerated hypertension 
•  Renal impairment 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Post ESWL care: 

•  Abd. examination 
•  Don’t let the pt. leave before passes urine 
•  Analgesia  
•  Adequate oral hydration 
•  Instruct the pt to monitor his urine for stone gravels 

Percutaneous Nephrolithotomy 

•  Greatly replaced open surgical procedures 
•  Done under flouroscopic guidance 
•  creation of a nephrostomy tract toward the targeted calyx, the tract then 

dilated and used to pass a nephroscope into the collecting system, through 
which litholapaxy or lithotripsy is done. 

•  Mainly used for staghorn calculi, and those who failed ESWL treatment. 
•  Advantages: 

  No surgical wound and scar 
  Short hospitalization 
  Less blood transfusion 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Surgery: 

Laparoscopy 

  Transperitoneal 
  retroperitoneal 

Open surgery 

  Pyelolithotomy  
  Nephrolithotomy 
  Extended pyelo-nephrolithotomy 
  Anatrophic nephrolithotomy 
  Partial nephrectomy 
  Nephrectomy  

 

Ureteric Stones: 

Additional factors affecting management decision: 
  Obstruction 
  Symptom severity 
Modalities: 
  Conservative, (expulsive therapy) 
  ESWL can be used for all ureteric stones sp. upper, limitation when over 

bone 

  Ureteroscopy sp. for lower ureteric stones 
  Open surgery (ureterolithotomy) 

 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Vesical Stones 

•  Childrean: 

  Dietary cause: low pr. High CHO diet, formation of ammonium urate 

stones 

  Urine is sterile 
  Males>females 

•  Adults: 

  Obstruction: ca-ox stone e.g: BPH, urethral stricture, neuropathic 

bladder 

  Urine is infected 
  F.B as stitches 
  Or descended stone 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Presentation: 
•  Asymptomatic 
•  Hesitancy, frequency, dysuria 
•  Hematuria 
•  Pain referred to tip of penis 
•  Urine retention 

 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Diagnosis: 
US, EXU, CYSTOSCOPY 

TREATMENT 
•  Treat the primary cause 
•  Cystolitholapaxy 
•  Lithotripsy 
•  ESWL 
•  Vesicolithotomy  

Prevention of Urolithiasis 
General measures: 
  Drink suff. water to keep UOP > 3L/d 
  Limit daily intake of meet 
  Limit daily intake of table salt 
  Increase fiber diet and cereals 
  Limit intake of oxalate rich food 
  Normal intake of dairy products 
  Increase intake of citrus fruit juices 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 


background image

Surgery 

Renal Stone Disease 

 

 

Dr. Hasanain Farhan 

Lec. 30 

 

Specific measures: 

  Alkalinize urine for uric acid and cystine stones by potassium citrate 
  Treat hypercalciuria according to the cause 
  Allopurinol for hyperuricemia 
  Urease inhibitors for MAP stones e.g AHA 
  Cystine binding drugs for cystineuria 
 
 
 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 50 عضواً و 420 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل