尿结石是一组复杂的生物材料，可以并且确实发生在尿路内的任何地方。自第一次有记载的医学史以来，结石一直折磨着人类。巴比伦人和埃及人的古代著作提到了尿石症的临床发现和治疗，Shattock详细研究了一个前王朝埃及男孩的古代膀胱结石。希波克拉底在他的“医生誓言”中说，“我不会切割，即使是石头，但会把这样的程序留给工艺的从业者”[2]。希波克拉底率先将脱水和膀胱炎归因于结石病的重要病因[3]。他的论文《论疾病》第四卷关于儿童结石，即石灰病，将进行一些详细的讨论[3]。奥卢斯·科尼利厄斯·塞尔苏斯（Aulus Cornelius Celsus）主要因其百科全书式的论文而受到关注。我们将详细讨论他对膀胱结石手术的解释[3]。Claudius Galenus在De Locis Affectis的第六卷中描述了肾绞痛，并被认为是一个自然疗法者，因为他试图用葡萄酒，蜂蜜，欧芹和葛缕子种子来治疗结石疾病[3]。米兰的兰弗朗克是一位享有盛誉的外科医生，最终被吸引到巴黎，并于1270年出版了关于手术方法的文章。Henri de Mondeville和Guy de Chauliac紧随其后，也留下了中世纪持久的外科遗产。Marianus Sanctus在1522年提出了一种在更复杂的仪器的帮助下进行会阴岩石切开术的新方法，称为“大装置”或“sectio marianus”[4]。雅克神父设计了侧向碎石术方法，并在1700年代初在整个欧洲大部分地区展示了这种新方法。威廉·切塞尔登（William Cheselden）解剖了人类尸体，并改进了会阴切石术的方法。Civiale和Bigelow开创了微创光电的方法，其中一些仍然可以在手术室中找到。Karl Wilhelm Scheele，William Hyde Wollaston，Alexander Marcet，Antoine F. Fourcroy和Nicolas Louis Vauquelin的工作为当前结石病的病理生理学概念和医学管理奠定了基础;他们建议通过施用碱或酸来阻止和溶解尿结石来改变结石环境。工业革命带来了生活质量的变化，并将人们提升到不同的社会阶层，这反过来又导致了饮食习惯的改变。所有这些变化都与尿路结石发生的范式转变有关，膀胱结石变得不那么常见，上尿路结石变得越来越常见。这种趋势仍然存在，如果将工业化/西方国家的尿结石发病率与发展中国家的尿结石发病率进行比较，就可以证明这是真的。尿路结石上尿路发展的这种变化需要改变尿石症的管理策略。二十世纪的哨兵医学发展之一，也许是军事研究（和平红利）的民用利益的一个典型例子是德国航空航天公司Dornier GmbH引入体外冲击波碎石器。自1980年2月20日克里斯蒂安·乔西（Christian Chaussy）在慕尼黑进行首次人类治疗以来，世界上几乎每个国家都有碎石器，现在有大量的可用技术可用于治疗大多数结石患者。目前这种非凡设备的发展趋势是使它们更小，更有活力，具有更广泛的治疗设置，以最大限度地减少对麻醉的需求，并使它们比旧的“浴缸”单元更具多功能性。一些研究人员认为，对我们管理尿石症的能力产生的影响代表了手术和医学进步在理解尿石症的病理生理学，诊断和治疗方面的综合益处。当我们冒险进入医学实践不断变化的时代时，如果不包括医学和手术干预的结合，那么最先进的尿石症管理方法将是不完整的，这样不仅会解决急性结石事件，而且同样重视预防措施（变质反应）。现在已知，在大约97%的结石病评估患者中可以找到肾结石的代谢或环境病因。结石病是一个复杂的问题，需要同样复杂的方法来处理每个患者的细微差异。在美国，结石病仍在上升，可能影响每七个人中就有一个，每年使医疗保健系统损失数十亿美元。
生而非平等
1963年，Prien发表了在美国看到的各种结石类型的发病率（表2.1）[5]，并且通过Pearle博士关于美国泌尿系统疾病尿石症项目的出版物[6]进行了现代化更新。大多数结石由草酸钙组成，70-80%。其余的含有磷酸钙盐，尿酸，六水合磷酸镁铵（鸟粪石），很少含有氨基酸胱氨酸。虽然这五种结石类型代表了美国所有报告的结石中的大多数，但它们只是能够作为尿石沉淀的几种报告物质。草酸钙结石在现代结石系列中以两种主要形式发生，通常混合在一起。黄铁矿（WH）是草酸钙一水合物，更常见。威德尔石（WE）是草酸钙二水合物，是尿液分析标本中常见的晶体部分。草酸钙类型对于泌尿科医生治疗结石至关重要，因为黄铁矿结石比纬铁矿结石更容易败坏 SWL。术前没有确定特定患者中存在哪种类型的结石的方法。在混合石系列中，草酸钙石存在于所有石的73±7%。表2.1 尿石症综合病史时间表磷酸钙结石的异质性要大得多。它们很少是结石中的纯成分，最常与草酸钙复合。例外的是刷岩（BR），磷酸氢钙。主要由磷酸钙组成的结石约占总量的10%。这些患者应促使主治医生进行全面的代谢评估，因为磷酸钙结石是活动性结石疾病和显著潜在躯体疾病的预兆。特别是刷石，应成为进一步检查以识别远端肾小管性酸中毒、原发性甲状旁腺功能亢进和结节病的触发因素。此外，纯刷石结石是用 SWL 碎裂的第二大最难碎的结石，易发生继发性干预。六水合磷酸镁铵（鸟粪石）是细菌诱导或感染性结石。这些结石通常是异质的，存在不同量的其他矿物质（碳酸盐磷灰石）或蛋白质基质。这些结石占总人口的2-20%，在女性中的发病率是男性的两倍。这些结石通常与产生脲酶的感染有关，最常见的是奇异疟原虫。鸟粪石结石占临床实践中遇到的大部分鹿角结石。嘌呤及其盐（尿酸，尿酸二水合物，尿酸钠，酸铵，很少黄嘌呤或2，8-二羟基-旦）占结石的5-10%。出现结石是因为人类缺乏将尿酸转化为可自由溶解的尿囊素的酶。由于人类尿液主要是酸性的，取决于饱和度，通常在500至600毫克/升之间，因此降水总是可能的。此外，尿酸结晶的另一个能力是其与草酸钙一起传播晶体沉积的能力，称为异质成核。大约10%的草酸钙结石形成者只有高尿酸排泄是主要的代谢异常。尿酸结石及其盐是真正可透射线的，这是诊断和治疗困难的基础。标准 X 线检查无帮助，因此必须使用超声检查、静脉尿路造影，或者在疑难病例中使用非增强型肾计算机断层扫描 （CT） 来随访这些个体。应始终评估继发性尿酸石化，以排除原发性病理过程，如痛风和骨髓增殖性疾病。胱氨酸结石病是最不常见的，约占患者的 1%。这是一种影响二元氨基酸膜转运的常染色体隐性疾病。胱氨酸结石是继发于其二硫键的不透射线的。这些宝石倾向于出现在第二到三十年的年轻个体中，三分之二是纯的，而三分之一含有矿物质含量的混合物。在结束对结石类型的讨论之前，应该提到医源性尿石症和罕见结石类型的近期趋势。已注意到含氨苯蝶啶结石在美国的患病率正在增加。这种保钾利尿剂通常与噻嗪类药物联合用于治疗高血压。如果患者在服用这种药物时通过结石，则应怀疑并停药。硅酸盐是另一种在人类结石中发现的稀有化合物。它被用于许多药丸形成过程，但在一些抗酸剂（三硅酸镁）中浓度最大。三十年前，磺胺类药物是一个问题，当时可溶性差的高剂量方案很受欢迎，结石形成是一个问题。现在，甲氧苄啶-磺胺甲噁唑很少与长期暴露的患者（如HIV患者）结石形成有关。在同一人群中，较新的蛋白酶抑制剂如茚地那韦与结石形成的关系越来越强。已知茚地那韦在尿液中的溶解性差，据报道，至少有3%的患者使用该药物，并伴有症状结石形成的快速沉淀。约1-2%服用乙酰唑胺（Diamox）和偏头痛药物托吡酯（Topamax）的患者也诱发磷酸钙型肾结石。罕见的结石类型可能是由于尿酸产生途径上核酸代谢的先天性错误引起的。两种这样的结石是黄嘌呤和2，8-二羟基腺嘌呤，它们都是射线透明的，非常罕见，并且更常见于儿童。怀疑是尿酸且对碱的化学溶解无反应的结石应被视为这两种类型之一。最稀有的宝石类型将在单独的历史章节中讨论（第26章）。大石头或创纪录的石头和程序将引起我们对第27章的注意。对最快，最远，最痛苦和最大的事物的兴趣崇拜反映了人类对将成为该章重点的奇异事物的迷恋。总而言之，有五种常见的结石折磨着人类，但其他更罕见的类型不应该让任何对尿石症感兴趣的人感到惊讶。这些将在关于现代石材科学的第29章中详细介绍。这强调了让患者检索结石分析结石的重要性。对于医生来说，重要的是要意识到结石类型的正确诊断与参考实验室进行分析的方法直接相关。也就是说，如果实验室仅依靠湿化学或偏振显微镜，则获得宝石实际成分的错误结果可能是错误的。在最近的一项研究中，通过湿化学方法实现了6-77%的正确分析，而红外光谱学则为89%。
穿越时空的结石
结石的发病率取决于所讨论的尿路区域。在结石病史的大部分时间里，膀胱结石占主导地位。我们将在这本历史教科书中花很多时间讨论膀胱结石。过去时代的大多数膀胱结石发生在儿童时期，现在被认为主要是由于地方性膀胱结石病的现象。这是由营养缺乏引起的，罗伯特·麦卡里森爵士在印度的饮食研究优雅地解决了营养缺乏症。约翰·格劳特（John Graunt）花了大量时间研究《死亡法案》（Bills of Deathy）中汇编的统计数据，1662 年 2 月 5 日，他发表了长达 90 页的事实摘要和评论。这份报告已分发给出席皇家学会会议的成员。结石病的患病率是任何人都可以看到的，伴随着手术治疗的死亡和对医学危险的鲜明提醒。Jean Civiale是一位法国外科医生，他对手术治疗膀胱结石的侵入性较小的方法产生了兴趣，他开发了经尿道的岩石修复方法，并开始收集与标准会阴切石术相比，他的方法的死亡率统计数据。他在科学院之前展示了他的作品。他将他的257名患者系列与5715名碎石手术进行了比较。他的扩展数据显示，6/257碎石术患者死亡（2.3%），而碎石术为1，141或20%。学院回应了一份关于统计学在医学中使用方面的书面报告，该报告已成为医学统计学史上具有里程碑意义的论文。马修·多布森（Matthew Dobson）是第一个报告英格兰各地结石病发病率的统计调查的人。诺里奇医务室收治的患者人数是剑桥医院收治的病人的三十倍。另一位外科医生亚历克斯·科普兰·哈奇森（Alex Copland Hutchison）于1830年5月4日撰写了一篇关于结石病的论文，其中提出了一个假设，即水手和海滨城镇的镇民等航海民族患尿石症的可能性较小。虽然这项工作将继续受到质疑，并最终被证明是选择偏见的产物，但它绝对是令人着迷的工作，也是对早期认识论的阅读。1802年，Fourcroy发表了他对结石病的广泛研究，后来与Vauquelin合作，并开始鼓励将来自法国各地的结石送入中央登记处进行研究。他们开始了最早的用于化学评估和临床相关性的流行病学数据库之一。在英国，这将落在Golding Bird身上，他也开始将这些数据制成表格，并在他发表的著作中对此进行报告。结石和临床病史开始被记录下来，然后可以比较和评估细节。唯一被证明是有效的临床药物是口服碱，这些都是非常有争议的。在工业革命末期和二十世纪初，地方性膀胱结石开始被系统地注意到已经在世界大部分地区消失。在此期间，人们注意到，随着生活条件的改善和饮食的改善，肾结石正在上升。二十世纪初，许多尿石症的早期研究者开始开发研究这些现象的方法。J. Swift Joly从世界各地收集了详细信息，就像塞缪尔·格罗斯（Samuel Gross）早期在美国所做的努力一样。他们指出，世界上某些地区的宝石展示率高于其他地区。他们开始根据地理差异和饮食来剖析数据。关于供水和水的硬度的第一次研究是在十八世纪和十九世纪进行的，并显示出反向相关性。早期的现代研究证实了这些早期时代的推测性研究。
石器学
石器学这个术语从字面上意味着结石的知识，我们在这里用它来讨论结石形成理论的历史。人类对尿石症形成的兴趣的历史始于希波克拉底的著作。Hippocratics可能是一个致力于科斯岛上出现的医学工艺的邪教。一个暴露的想法是，结石是“当孩子喝不纯牛奶时”引起的[3]。这四种体液是健康和疾病的根本基础。他们认为，不纯净的牛奶会失去平衡，导致膀胱结石的形成，特别是在男孩中。在格言中，作者意识到，如果一个人的尿液中患有结石，就会形成沙质沉积物。在《On Airs， Waters， and Places》一书中，第9章认为某些类型的水对成石剂有害，而其他来自温泉的水或来自长河的水则是有益的。这些作者还提出了一个详细的假设，“当膀胱遭受这种疾病时，它不会排出尿液，而是在自身内部调制和加热尿液。最细的部分被分离出来，最清澈的部分排出并与尿液一起排出，而最厚和最浑浊的部分被收集并形成固体物质......”.Celsus对结石切开术的古代历史进行了相当好的描述：“但是，如果有时似乎无法在不撕裂膀胱颈部的情况下提取石头，那么石头必须分开。因此，这种方法的发明者阿莫尼乌斯被姓为“lithotomus”[3]。盖伦讲述了一些关于结石的折磨的理论：“肾脏的情感非常痛苦，但很难找到真正受影响的地方，因为它粘附在外部，而更大的肠子 - 希腊人称之为”kôlon“ - 在肾脏上受到冲击”[3]。他接着叙述了微积分的四个原因：“有效，材料，工具和最终原因。而且不难从外部现象中诱发石头的凝结是由于冷或热，就像在溪流和流道中发生的那样，当物质没有被蒸发和释放的事实产生热量时：事实上，当水停滞在跑道中时，会有不自然的热量增加， 它驱散了这种浑浊水的最细部分，而课程部分则沉入泥土并粘附在跑道的石质唠叨上，在那里它们石化“[3]。这些关于内部热量和因破坏四种体液平衡而形成的凝结物的复杂概念实际上将在中世纪的大部分时间里保持不变。赫尔墨斯传统的引入和对医学中特别是盖伦思想权威的质疑将落在一位古怪的早期文艺复兴时期的医生和炼金术士帕拉塞尔苏斯身上。他将引入炼金术或原始化学概念，即石头是由摄入物质的沉淀产生的。这为医管家提供了提供更自然的治疗和预防方法的优势。化学是研究结石病的潜在解决方案，也是治疗石病的秘密。佛兰德医生/炼金术士在很大程度上吸收了帕拉塞尔苏斯的大部分内容，并扩展了这些概念，扬·范·赫尔蒙特。这两位异端医生在他们死后都获得了广泛的追随者，他们的著作受到广泛追捧，特别是来自不断发展的外科医生/药剂师群体，他们正在寻找一个医生尚未占据的利基市场。在这种环境中，还出现了骗子和庸医，他们在公共场所兜售谣言，并兜售奇怪的万灵药。其中最受赞誉的是伦敦的乔安娜·斯蒂芬斯（Joanna Stephens），她声称不止几个名人被她的神秘混合物治愈了。在这种气候中，通过开始研究石头本身的化学性质，出现了第一次认真尝试来了解石头疾病。斯蒂芬·黑尔斯牧师是石材化学家的父亲。他开始研究膀胱结石的化学性质和斯蒂芬斯夫人的说法。其他人将紧随其后，在不到50年的时间里，将确定五种最常见的尿石症类型的化学特性。岩石学或了解结石形成的原因将采取更复杂的措施。1628年，威廉·哈维出版了医学史上关于血液循环的最重要著作之一。哈维介绍了他多年来研究生活生理学的工作。他的发现将引发岩性学进展中的另一位哨兵人物，一位现在鲜为人知的医生Johan（或Johanne）van Beverwijck提出了一种新的石头形成模型，实际上在古代思想与更现代的思想之间架起了一座桥梁。现代外科研究之父约翰·亨特（John Hunter）像生物学的大多数其他领域一样追求对结石形成的理解。此后不久，雷尼、本斯·琼斯和奥德等人将继续基本的物理化学过程，并确定需要大分子才能使晶体系统工作。其他值得注意的危险因素，梗阻和感染，将不得不等待结石患者的尸检结果和路易斯巴斯德为微生物学基础所做的开创性工作。科赫发明了培养技术，变形虫感染的影响将在十九世纪出现。随着十九世纪外科手术的兴起，对人类患者肾脏中的结石进行仔细评估是可能的。圣彼得斯通医院的J. Swift Joly指出，肾结石患者在肾脏下极形成结石的不寻常倾向。美国的富勒·奥尔布赖特（Fuller Albright）开始对代谢问题进行系统研究，对结石患者的尿液和血清进行高级化学评估，尤其是甲状旁腺功能亢进的患者。费城的亚历山大·兰德尔（ Alexander Randall ）还提出了两种开始结石形成的新模型：上的 I 型斑块和患者中的 II 型塞子导致结石形成。技术迅速影响了医学实践，从1895年11月8日晚上开始，或者威廉·康拉德·伦琴（William Conrad Röntgen）发现X射线的那天晚上，不到1年的时间里，尿石症的整个概念及其管理即将改变。患者不再需要为膀胱结石发声，肾结石不再是盖伦之前提到的谜团。医生们有一个令人难以置信的强大新工具，用于诊断并最终用于治疗尿石症。其他技术是在X射线，麻醉气体，局部麻醉剂以及最后的李斯特勋爵无菌手术方法之前引入的。这些技术中的每一个都将独立演变成更大，更复杂的技术，但每个技术都会影响另一个，促进更广泛的修改，如果没有另一个的好处，这些修改就无法进行，这是一种加速回报的定律。X射线显示，如果外科医生没有全身麻醉，早期就无法治疗大的肾结石，如果患者遭受可怕的术后感染，他们就不会接受手术。但是，结石形成的基础科学也没有丢失。随着富勒·奥尔布赖特（Fuller Albright）和亚历山大·兰德尔（Alexander Randall）的新概念的出现，它蓬勃发展，其他人开发了结石形成的动物模型。动物模型导致了细胞培养模型，最后是可以用电子显微镜探索的细胞内模型。对兰德尔斑块的详细微观X射线评估导致了安德森 - 卡尔 - 兰德尔结石形成进展的概念。关于结晶的物理化学研究涉及过饱和度，亚稳极限，溶解度产物，抑制剂，启动子和沉淀波等概念的高级物理和数学。现在，历史已经完全循环，对肾小管中细胞生理学，生物化学和物理化学的复杂相互作用以及形成兰德尔斑块的相互作用产生了强烈的科学兴趣。我们将这称为现代综合，以尊重这个术语在生物学史上的历史意义，以描述进化生物学与遗传学的融合。事实上，这在现代尿石症科学中也正在发生。
结石研究中心
尿石症的研究也遵循了一种历史可辨别的模式，就像医学本身的历史一样。医生的技艺与之前的宗教色彩的最初分离发生在希波克拉底学派的科斯小岛上。这是在亚历山大的希腊化中心进行的，盖伦本人在那里接受了医生的培训。罗马时代利用了大部分希腊化训练有素的医生，这些医生在整个黑暗时代被拜占庭帝国和中东文化隔离。但是，学术的开端在萨勒诺再次被点燃，外科教育的小型中心在九世纪和十世纪兴起。博洛尼亚，帕多瓦，蒙彼利埃和巴黎的学校将成为医学知识的中心。帕多瓦建立了第一个真正的解剖学研究中心，由佛兰德解剖学家安德烈亚斯·维萨里（Andreas Vesalius）的出色工作引发。解剖学激发了外科医生对人体的了解，这激发了在帕多瓦接受培训的哈维对生理学的兴趣。荷兰莱顿大学随着Herman Boerhaave的崛起而成为新的医学中心。在这里，由于劳对雅克神父的手术方法的澄清，石头病在这里重新点燃。知识的火炬从莱顿传到了巴黎，送到了爱丁堡，最后传到了伦敦。Cheselden在结石手术中处于领先地位，并完善了会阴切石术，但一小群碎石师在技术和保持有关每个结石患者诺沃克和诺里奇医院的准确数据方面悄然优于所有其他中心。但巴黎的Civiale开始进行微创结石破坏，患者受益匪浅。亨利·汤普森（Henry Thompson）从Civiale那里学习，并将岩石性技术带入新方法，直到美国外科医生毕格罗（Bigelow）利用新获得的麻醉和时间，在一次坐下中疏散了所有石头碎片。在盖伊医院建立了石头研究，威廉·海德·沃拉斯顿（他没有留在那里）和他的学生和合作者亚历山大·马塞特的工作。William Prout，John Bostock，Golding Bird和George Owen Rees在这个早期令人惊叹的中心完成了尿石症研究的第一批超级明星。由于年代是战争年代，法国的尿石症研究学派从安托万·拉瓦锡（Antoine Lavoisier）开始，他的门生是安托万·富克鲁伊（Antoine Fourcroy）（后来在他去世前通过断头台医生的人道体罚方法作证反对他）。Nicholas Louis Vauquelin和Joseph L. Gay-Lussac加入了这个组合，并在法国学院进行了同样富有成效的合作。亚历山大·马塞特似乎是唯一一个能够与法国人进行重大交叉施肥的人，尽管瑞典人Jons Jacob Berzelius也能够向英国人和法国人提供信息。亨利·本斯·琼斯（Henry Bence Jones）将结石病和研究带到了圣乔治医院，而乔治·雷尼（George Rainey），威廉·奥德（William Ord）和塞缪尔·G·夏托克（Samuel G. Shattock）继续在圣托马斯医院工作。在美国，第一个对结石病感兴趣的中心是马萨诸塞州总医院和哈佛大学。在毕格罗之后，富勒·奥尔布赖特（Fuller Albright）在盖伊（Guy's）建立了一个类似于理查德·布莱特（Richard Bright）的代谢中心。奥尔布赖特负责，但带来了化学家，内科医生和泌尿科医生。J. Dellinger Barney开发了结石诊所。Richard Chute博士和Sylvester B. Kelley博士是第一批助手。这项工作在泌尿科医生霍华德·英格拉姆·苏比（Howard Ingram Suby）的参与下继续进行，他在实验室工作，开发溶解结石的解决方案。他的病房D是一个有10个床位的住院病房，他们在那里重新定义了尿石症的代谢。约翰霍普金斯大学的部门也关注尿石症。由Hugh H. Young领导的泌尿科部门还开发了实质性成果，包括开创性的X射线诊断，用于泌尿干预的内窥镜方法以及基础科学。此外，亚历山大·兰德尔（Alexander Randall）是其中一位早期居民，他将继续在对尿石症的基本理解上与富勒·奥尔布赖特（Fuller Albright）相媲美。兰德尔将离开成为宾夕法尼亚大学的泌尿科主任，霍普金斯大学还有霍华德·凯利和马克斯·布罗德尔，他们从妇科对尿石症做出了贡献。梅奥诊所也开始崛起，成为石头研究的中心。在这里，泌尿外科手术将与有兴趣解决结石疾病基本问题的医学专家相结合。芝加哥大学也成为由C.W. Vermeulen和Ed Lyons领导的震中地点;许多年轻的医生在这里接受培训，可以去其他地方，比如伯德韦尔·芬利森（Birdwell Finlayson）。William H. Boyce还在Bowman Gray医学院开发了一个石头研究中心。这些是早期的现代中心，将我们带到了目前的研究中心。艾伦·罗杰斯（Alan Rodgers）在开普敦的南非大学开发了一个现代结石研究项目。Rosemary Ryall在澳大利亚阿德莱德的弗林德斯大学也做了同样的事情。马萨诸塞大学就是这样一个由Mani Menon博士领导的中心。Birdwell Finlayson在佛罗里达大学成立了石材研究部门，该部门继续进行出色的基础科学石材研究。马歇尔·斯托勒（Marshall Stoller）还领导着加州大学旧金山分校（University of California， San Francisco）的一个石头研究小组。梅奥诊所（Mayo Clinic）、克利夫兰诊所（Cleveland Clinic）和芝加哥大学（University of Chicago）都保留了二十世纪初开始的遗产。Charlie Pak开始了一个对结石病感兴趣的骨矿物质代谢单位，该单位发展成为德克萨斯大学西南分校的一个大型多方面结石研究中心，其中包括现在在杜克大学的Glenn Preminger。Jim Lingeman和Andy Evan在印第安纳波利斯的国际肾结石研究所领导一个新小组。
肾脏解剖学和生理学
因此，对结石病的关注从膀胱悄悄地传递到肾脏，这是应该的。到二十世纪初，上尿路结石的发病率，肾结石，已经开始使膀胱结石的发病率相形见绌。然而，四个世纪以来，那些研究结石的人开始假设它们是在肾脏中形成的。他们缺乏进一步研究肾脏机制的工具，但随着高质量显微镜，组织染色和尸检研究中产生的渐进知识的可用性，这种情况迅速发生了变化。Marcello Malpighi于1666年出版了他的De Renibus。他指出，“不要停下来质疑这些想法是新的还是旧的，而是更恰当地问它们是否与自然和谐相处。请放心，我从来没有通过书籍的帮助来达到我对肾脏结构的想法，而是通过显微镜的长期，耐心和多样化的使用。我通过推理的演绎，慢慢地，以开放的心态，按照我的习惯，得到了其余的。这位来拜访威廉·切塞尔登（William Cheselden）并重新学习雅克神父（Frère Jacques）首先引入的会阴碎石术方法的巴黎岩石切开术师回到了他的家乡，并开发了黑鼠中最早的结石病动物模型之一。德国人在石头形成的生理学方面领先于克劳德·伯纳德（Claude Bernard）所展示的道路。奥斯卡·闵可夫斯基（Oscar Minkowski）带领球队进入石头阵型。Wilhelm Ebstein和Arthur Nicolaier随后对啮齿动物的诱导结石形成进行了大量研究。美国研究中心紧随其后，梅奥诊所，克利夫兰诊所和芝加哥大学在现代早期进行了重要的研究。生理学赶上了解剖学研究。在活体外培养细胞的能力将进一步推动细胞生理学进入现代。但另一个与结石密切相关的领域是晶体科学研究。约翰·邓斯·斯科特斯（John Duns Scotus）认为晶体像植物一样生长，并相信像柏拉图一样，几千年前它们代表了理想的形状。伟大的尼古拉斯·斯泰诺（Nicholas Steno）指出，矿物质是通过水中矿物质的沉淀而增长的，并指出常规面的角度总是相同的。René Just Haüy彻底改变了测量内部角度和晶体生长的晶体科学，并发展了构成晶格的整体分子的概念。威廉·海德·沃拉斯顿（William Hyde Wollaston）是石化学的创始人，他的晶体研究也值得特别考虑。他用于测量晶体角度的测角仪至今仍被晶体学家使用。X射线衍射图由Max von Lau和慕尼黑的同事发现，并于1914年被物理学家William Henry和William Lawrence Bragg用于原子排列。最后，摄影化学家Raphael Eduard Liesegang注意到胶体银溶液的特殊图案，并做了过饱和溶液周期性沉淀的工作。这些基本的科学观察结果中的每一个都很快被带到医学和结石研究中，并在尿石症中得到证实。随着尿液变得过饱和，矿物质成分通常是阳离子和阴离子，它们被肾小球过滤，因此沉淀的风险增加，特别是在远端小管中。这个过程的物理学现在是众所周知的，驱动这个过程的物理化学也得到了很好的描述。约翰·亨特（John Hunter）是最早推测该过程与骨骼和牙齿中发生的过程相似的人之一。然而，乔治·雷尼（George Rainey）通过对壳和尿石形成中的晶体和大分子相互作用进行了非常复杂的微观观察，从而推进了这一点。他可以重现晶体学家观察到的所有物理化学，包括周期性降水。威廉·奥德（William Ord）进一步研究了雷尼的观察结果，并发现了证据，证明他的结石形成模型可以在仔细解剖的人类患者的结石中观察到。大分子的工作最终将由Bowman Gray的Bill Boyce和澳大利亚阿德莱德的Rosemary Ryall承担。
