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肾结石的诊断分为确定肾结石存在和病因及病理生理诊断，后者有助于指导治疗。
（一）确立肾结石诊断 具有典型临床表现或从尿中排出结石者诊断并不困难。尿路X线平片检查对诊断中重要意义。当腹部平片阴影与右上腹胆囊结石、肠系膜、淋巴结钙化等其它阴影以区别时，应拍摄侧位片，肾结石位置多偏后方并可与脊柱影重叠，也可因肾盂肾盏积水扩大而位于脊椎之前工略偏后。此外，尚可取抑卧位深吸气和深呼气各摄片一张，若为肾结石则可见阴影随肾脏运动而上下位置变动，且与肾脏边缘的相对位置不变。
静脉尿路造影和逆行肾盂造影能明确显示结石的位置和整个泌尿道情况。有时结石较小，密度较淡，诊断发生困难，可进一步作逆行肾盂空气或氧氧造影，以明确结石的存在和位置。
B型超声波检查能诊断出X线阴性结石，当结石直径＞0.5cm时即可显示，其缺点是细小结石常易漏诊，且不能作为手术定位。
肾绞痛伴血尿尚需与肾结核或肿瘤鉴别。此外，肾绞痛尚应与胆结石、胰腺炎或急性阑尾炎等相区别。
应定期随结石随生长速度、部位变动及有无新的结石形成。
（二）病因和病理生理诊断 肾结石诊断一旦成立，在详细地了解病史、饮食习惯、家族史、既往疾病（小肠、胆道、尿路感染及用药史）后，应进一步检查以作出病因和病理生理诊断，包括结石X线形成、尿生化检查（尿pH、尿酸、尿钙、草酸、胱氨酸、枸橼酸等）、尿细菌培养和血生化检查（血Ca2+、Mg2+、PTH、pH、CI-、K+等）。评价某种物质尿排泄和血浓度的关系时，应仍旧考虑到此物质的饮食摄入。肾结石家属史多见于吸收性高钙尿、偶见于胱氨酸尿、原发性高草酸尿和I型肾小管酸中毒。痛风患者的肾结石多为尿酸结石，少数混有草酸钙结石。有慢性腹泻、回肠疾病或手术史者，应怀疑尿酸结石或草酸钙结石（肠源性高草酸尿或低枸橼酸尿）。X线阳性者多为含钙结石、胱氨酸结石和感染性结石，后三者可呈鹿角状；阴性者为单纯性尿酸结石，罕见的有黄嘌呤结石和2，8，-二羟腺嘌呤结石。尿培养有变形杆菌等分解尿素细菌生长并伴有碱性尿时，提示感染性结石（尿钙、草酸、尿酸、胱近酸、枸橼酸以及血钙、磷、PTH、肾小管重吸收和酸化功能恶化对诊断极有帮助）。对于高钙尿和高草酸尿患者尚需判断其类型。
原发性甲旁亢时，血PTH、血钙和尿钙升高，血磷下降，饥饿时尿钙也可升高。吸收性高钙尿时血PTH正常和偏低，血钙正常，饥饿时尿钙一般正常。肾性高钙尿时血钙正常，饥饿时尿钙升高较原发性甲旁亢血PTH升高更为显著。不伴PTH升高的饥饿性高钙尿，饥饿时尿钙明显升高，而血钙和血PTH正常。饥饿时尿钙的测定方法为，在早晨空腹留取2小时尿，测定其中钙和肌酐含量，正常钙/肌酐＜0.11
原发性高草酸尿患者除尿草酸升高外，还有尿羟乙酸盐和甘油酸盐升高，并常伴有其他组织草酸钙沉着，贫血和肾功能损害以及家族遗传史。肠源性高草酸尿则有原发病史，尿钙降低（＜2.5mmol/d），尿草酸＞13mmol/d，可有代谢性酸中毒和尿枸橼酸降低（＜mmol/d），血钙和血镁正常低限或降低，血PTH可升高。而VitD中毒、草酸摄入过多（菠菜、茶叶、果仁）及高钙尿引起者则有其病史。
（三）并发症和合并肾脏其他异常 明确有无感染、梗阻和肾功能情况，以指导治疗。