🔍 Urinalysis — Clinical Overview
⚡ 資料更新至：2026（整合 KDIGO 2024 CKD Evaluation & Management + 尿沉渣 microscopy 文獻）
📊 概念與重要性
- Urinalysis（UA）是最基本且資訊量豐富的 kidney / urinary tract 評估工具，「the poor man’s renal biopsy」。
- 包含三大部分：Physical exam（外觀）→ Dipstick（試紙）→ Microscopy（尿沉渣顯微鏡）。
- 每次完整 UA 應包含 microscopy：僅 dipstick 會漏掉 casts、cell 形態、crystals——而這些往往才是定位（localization）腎病的關鍵。
- 採檢原則：midstream clean-catch；最好用新鮮（<2h）、第一次晨尿做 microscopy（放久 cast 與 cell 會溶解、bacteria 過度生長、結晶析出造成假象）。
- KDIGO 2024 CKD 指引：CKD 定義與分期採 eGFR + albuminuria（urine ACR）的 G–A 雙軸，尿液評估與 eGFR 同等重要（見下 §Diagnosis albuminuria 分級）。
🩺 Physical Examination（外觀）
| 顏色 / 外觀 | 可能意義 |
|---|---|
| 淡黃（正常） | 正常水分狀態 |
| 深黃/琥珀色 | 濃縮（脫水）、bilirubin（jaundice） |
| 紅/棕色 | hematuria（hemoglobin）、myoglobinuria（rhabdomyolysis）、porphyria、藥物（rifampin、phenazopyridine）、甜菜根 |
| 深棕（可樂色 / tea-colored） | Glomerular Disease（RBC 在 acidic urine 中 hemolysis）；myoglobinuria |
| 乳白/混濁 | pyuria、chyluria、phosphaturia（alkaline urine 中 phosphate 析出，加熱/加酸會清） |
| 黑/暗色（放置後變黑） | alkaptonuria（homogentisic acid）、melanoma |
| 泡沫尿（persistent foam） | proteinuria（蛋白降低表面張力） |
Specific gravity（SG）：
- 正常：1.003–1.030。
- SG 固定 ≈ 1.010 = isosthenuric（等滲尿，tubular concentrating dysfunction、CKD 末期、ATN）。
- SG >1.025 = 濃縮尿（脫水、限水）；<1.003 = 過度稀釋（過量飲水、DI、SIADH 治療後）。
- ⚠️ 大分子（glucose、顯影劑、dextran、albuminuria）會假性拉高 SG；此時 dipstick 的 SG（離子強度法）較不受影響，可交叉比對。
🔬 Dipstick 解讀
⚠️ Dipstick 是screening工具，所有異常都需 microscopy 或定量（ACR/PCR、culture）確認。判讀務必同時考慮 false +/− 來源。
pH
- 正常：4.5–8.0；平均約 6.0。
- pH >7.5（鹼性）：UTI（urease/urea-splitting：Proteus、Klebsiella）；distal（type 1）RTA；素食；檢體放置過久。
- pH <5.5（酸性）：metabolic acidosis、gout（uric acid stones 好發於酸性尿）、高蛋白飲食。
Protein（蛋白質）—僅偵測 albumin
- 試紙原理為 pH 指示劑變色，主要偵測 albumin，對 light chains（Bence Jones protein）、低分子量 tubular proteins、Tamm-Horsfall 不敏感。
- 半定量：trace ≈ 15–30 mg/dL；1+ ≈ 30；2+ ≈ 100；3+ ≈ 300；4+ ≥1000 mg/dL。
- 假陽性（false +）：高度濃縮尿、強鹼性尿（pH >8）、肉眼hematuria/pyuria、檢體被 chlorhexidine/quaternary ammonium 污染、放久。
- 假陰性（false −）：稀釋尿（SG 很低）、non-albumin proteinuria（light chains、tubular proteinuria）——這是 myeloma 漏診的經典陷阱。
- 確認/定量：spot UPCR（urine protein/creatinine ratio，估 g/day total protein）或 UACR（urine albumin/creatinine ratio，KDIGO 分級用）。spot ACR/PCR 比 24h 收集方便且與其相關性佳，首選晨尿。
- 懷疑 light chains（不明 AKI + 老年 + anemia + 高 Ca²⁺）→ 即使 dipstick protein 陰性也要送 SPEP/UPEP + serum free light chains。
proteinuria程度與意義（total protein 估算）：
| 程度 | 每日蛋白量（估算） | 意義 |
|---|---|---|
| <150 mg/day | 正常 | — |
| 150–500 mg/day | 輕度 | CKD 早期、diabetic nephropathy 早期（≈ ACR A2 區） |
| 500–3500 mg/day | 中度（sub-nephrotic） | GN、hypertensive nephropathy、DN |
| >3500 mg/day（成人） | 大量（Nephrotic range） | Nephrotic syndrome |
Hematuria（hematuria）— blood vs myoglobin
- Dipstick 偵測 heme 的 peroxidase 活性——RBC、free hemoglobin、myoglobin 都會陽性（無法區分）。
- 極靈敏：1–2 RBC/HPF 即可陽性（敏感、不特異）。
- 關鍵鑑別：dipstick blood 陽性但 microscopy 看不到 RBC → 想到 myoglobinuria（rhabdomyolysis） 或 hemoglobinuria（intravascular hemolysis）。配合 CK↑、serum呈粉紅（hemoglobinemia）/正常（myoglobin 清除快、serum不變色）區分。
- 假陽性（dipstick）：myoglobin、hemoglobin、oxidizing 清潔劑、bacteriuria（細菌 peroxidase）、月經污染。
- 假陰性：高劑量 vitamin C（ascorbic acid，還原劑）、SG 很高。
- 真hematuria定義：microscopy ≥3 RBC/HPF（持續性需評估）；dipstick 陰性也不能完全排除（vit C 干擾）。
hematuria來源鑑別（glomerular vs non-glomerular）：
| 特徵 | Glomerular | Non-glomerular |
|---|---|---|
| RBC 形態 | Dysmorphic RBCs（變形）；尤其 acanthocytes（G1 cells，棘形、環狀帶 vesicle 凸起） | Isomorphic（與血中 RBC 同形） |
| RBC casts | 有（高度特異） | 無 |
| Proteinuria | 常合併（尤其 >500 mg/day） | 輕微或無 |
| 顏色 / clots | 可樂色、棕色、無血塊（管腔太細） | 鮮紅、可有血塊（下泌尿道） |
| 常見原因 | GN（IgAN、ANCA、anti-GBM、SLE、PIGN） | stone、tumor（urothelial/RCC）、UTI、BPH、trauma、運動 |
🔬 Microscopy 解讀（關鍵！）— 尿沉渣 algorithm
Step-by-step 判讀流程
- 離心新鮮尿 → 看 sediment（高倍 HPF 看 cell/crystal，低倍 LPF 看 cast）。
- 有 RBC？ → 看形態：dysmorphic/acanthocyte（≥5% acanthocytes 高度指向 glomerular）vs isomorphic（urologic）。
- 有 cast？ → 依種類定位（見下表）：RBC cast = GN、WBC cast = pyelo/AIN、muddy brown granular = ATN、waxy/broad = CKD、fatty = nephrotic。
- 有 WBC？ → 配合 nitrite/LE 與 culture：有菌 → UTI；無菌 pyuria（sterile pyuria）→ 走鑑別（見下）。
- 有 crystal？ → 配合 pH 與臨床（stone、藥物、中毒）。
- 整合 dipstick + microscopy + 臨床 → 區分 nephritic / nephrotic / tubular / urologic / infectious。
細胞成分
| 成分 | 正常值 | 臨床意義 |
|---|---|---|
| RBC | 0–2/HPF | >3 = hematuria；看形態定位（dysmorphic vs isomorphic） |
| WBC | 0–5/HPF | >5 = pyuria（UTI、pyelonephritis、AIN、GN、stone） |
| Squamous epithelial cells | 少量 | 大量 = 檢體被外陰/尿道污染（重採） |
| Renal tubular epithelial cells（RTEC） | 無/罕見 | ATN、AIN（成片脫落具意義） |
| Oval fat bodies / fatty casts | 無 | Nephrotic syndrome：含脂質的退化 RTEC，偏光下呈 “Maltese cross” |
Dysmorphic RBC 與 acanthocytes（G1 cells）
- Dysmorphic RBC：通過 glomerular basement membrane 與經 tubule 滲透壓劇變而變形（大小不一、膜出芽、cell content 流失）。
- Acanthocytes（G1 cells）：一種特異性最高的 dysmorphic RBC——環狀（ring form）膜上帶 1 至多個 vesicle-like 凸起。
- 判讀 cutoff（phase-contrast）：dysmorphic RBC >40%（或 optical >22%）、或 acanthocytes ≥5% → 高度支持 glomerular hematuria。acanthocyte 計數 specificity 可達 ~100%、sensitivity優於泛 dysmorphic 計數（Catalá López 2002；Heine 2004）。
- 臨床用途：在diabetes合併proteinuria者，acanthocyturia 罕見於單純 diabetic nephropathy → 出現時提示 non-diabetic GN，應考慮腎biopsy（Heine 2004）。
- ⚠️ phase-contrast microscopy 為偵測 dysmorphism 的最佳工具；一般 brightfield 也可但 cutoff 不同、operator-dependent。
Casts（尿管型）—— 最重要的腎病定位標記！
Cast = Tamm-Horsfall（uromodulin）基質在 tubule 內塑形，把當下管腔內容物「包進去」，故反映腎實質內事件（定位 = 腎源）。
| Cast 種類 | 成分 | 臨床意義 |
|---|---|---|
| Hyaline cast | 純 Tamm-Horsfall protein | 非特異/正常（少量）：脫水、fever、運動、diuretic後 |
| RBC cast | RBC 嵌入基質 | Glomerulonephritis / nephritic（高度特異）；vasculitis、RPGN——看到即視為 GN 直到排除 |
| WBC cast | WBC 嵌入基質 | Acute pyelonephritis 或 Acute Interstitial Nephritis（AIN）；也見於 proliferative GN |
| Granular cast（coarse/fine） | 退化 cell 碎片、蛋白聚集 | 腎實質疾病泛指標（ATN、GN、CKD）；coarse granular 偏 ATN |
| Muddy brown（coarse granular）cast | necrotic RTEC 碎片 | ATN（acute tubular necrosis / injury）—— 高度特異（biopsy-proven ATI 中 specificity 與 PPV 達 100%；不受 FENa <1% 影響，見 Varghese 2022） |
| RTEC cast | renal tubular epithelial cells | ATN、AIN |
| Fatty cast | 脂質（內含 oval fat bodies） | Nephrotic syndrome（偏光 Maltese cross） |
| Waxy cast | 高度退化、折射率高、邊緣銳利有裂痕 | chronic kidney disease（CKD）/ chronic renal failure（urine flow 緩慢、tubule 萎縮） |
| Broad cast | 形成於擴張/萎縮的 tubule，寬大 | 嚴重 CKD / ESRD（“renal failure cast”）；urine stasis |
結晶（Crystals）
| 結晶 | 外觀 | pH / 意義 |
|---|---|---|
| Calcium oxalate（monohydrate） | 啞鈴/針狀 | ethylene glycol 中毒（大量 + AKI + AG acidosis） |
| Calcium oxalate（dihydrate） | 信封狀（envelope） | 酸性偏中性；常見、可正常 |
| Uric acid | 黃棕色菱形/玫瑰花狀 | 酸性尿；gout、tumor lysis syndrome |
| Triple phosphate（struvite / Mg-ammonium-phosphate） | 棺材蓋形（coffin lid） | 鹼性尿 + urease(+) 菌（Proteus）→ staghorn stone |
| Calcium phosphate | 無定形/楔形 | 鹼性尿 |
| Cystine | 六角形（hexagonal） | Cystinuria（autosomal recessive，recurrent stones） |
| Drug crystals（acyclovir、sulfadiazine、indinavir、atazanavir、methotrexate） | 多種 | 藥物相關 crystalluria → crystal-induced AKI；補水/調 pH 預防 |
Sterile Pyuria（無菌 pyuria）鑑別
定義：尿中 WBC↑（pyuria）但常規 culture 陰性。是高 yield 考點。
- infection但常規 culture 漏掉：TB（renal/genitourinary tuberculosis）、Chlamydia/Neisseria（urethritis/STD）、Mycoplasma/Ureaplasma、fungi、已使用 antibiotic 後、fastidious organisms。
- 非 infection 腎/泌尿病變：Acute Interstitial Nephritis（AIN）（常合併 WBC cast、eosinophiluria sensitivity 差）、stone、tumor（含 urothelial carcinoma）、interstitial cystitis、近期器械操作/導尿、renal transplant 排斥、polycystic kidney。
- 全身/其他：fever、激烈運動、懷孕、papillary necrosis（analgesic / sickle cell / diabetes）、chemotherapy（cyclophosphamide）。
- 臨床路徑：culture(−) + 持續 pyuria → 想到 TB（送 AFB/NAAT、晨尿 ×3）、STD（NAAT）、AIN（藥物史、嗜酸球、停藥/corticosteroid）、urologic（影像/膀胱鏡）（Wise & Schlegel NEJM 2015）。
🧪 Diagnosis：定量與 KDIGO 2024 albuminuria 分級
UPCR / UACR
- UACR（albumin/creatinine ratio）：KDIGO 首選的 albuminuria 量化、CKD 分級用；單位 mg/g（或 mg/mmol）。
- UPCR（total protein/creatinine）：偵測非 albumin蛋白（light chains、tubular），nephrotic 追蹤、tubulointerstitial/myeloma 較適用。
- spot ratio 取代繁瑣的 24h 收集（首選晨尿，減少 orthostatic 與運動影響）；極端muscle量者 creatinine 校正會偏移，解讀需留意。
- 換算粗估：UACR ↔ 24h albumin（mg/g ≈ mg/day）；UPCR (mg/g) ≈ 24h total protein (mg/day)。
KDIGO 2024 — Albuminuria 分級（A1/A2/A3）
| 級別 | UACR | 24h albumin | 描述 |
|---|---|---|---|
| A1 | <30 mg/g（<3 mg/mmol） | <30 mg/day | 正常至輕度升高（normal to mildly increased） |
| A2 | 30–300 mg/g（3–30 mg/mmol） | 30–300 mg/day | 中度升高（moderately increased；舊稱 “microalbuminuria”） |
| A3 | >300 mg/g（>30 mg/mmol） | >300 mg/day | 重度升高（severely increased；舊稱 “macroalbuminuria”，含 nephrotic） |
- 與 GFR 分級（G1–G5）構成 KDIGO “heat map”：A 級越高、G 級越低 → CKD 進展、cardiovascular與死亡風險越高。
- albuminuria 是獨立於 eGFR 的風險因子：ACR ≥300（A3）即使 eGFR ≥60 也屬中–高風險。
- KDIGO 2024 同時將 albuminuria 納入 KFRE（Kidney Failure Risk Equation） 等風險預測與轉介決策（PMID:38490803 / 38519239）。
鑑別：尿液樣態 → 病灶定位
| 樣態 | 典型 dipstick/sediment | 指向 |
|---|---|---|
| Nephritic | hematuria（dysmorphic RBC）+ RBC cast + 中度 proteinuria | GN / vasculitis |
| Nephrotic | 大量 proteinuria + oval fat body / fatty cast（Maltese cross）、少hematuria | Nephrotic syndrome |
| ATN（tubular） | muddy brown granular cast + RTEC + RTEC cast | ischemic / nephrotoxic AKI |
| AIN | WBC cast + 無菌 pyuria ± eosinophiluria + 輕度 proteinuria | 藥物（NSAID、PPI、antibiotic）、infection、autoimmune |
| Urologic | isomorphic RBC、可有血塊、無 cast、無/輕 proteinuria | stone、tumor、infection |
| ”Bland” sediment | 無 cell、無 cast | pre-renal、post-renal（obstruction）、vascular |
💊 臨床應用與管理原則
proteinuria的追蹤管理
- 單次 dipstick proteinuria → 重複確認（排除 orthostatic、fever、運動後一過性）。
- Persistent proteinuria（3 個月內 ≥2 次陽性）→ workup：spot UACR/UPCR → KDIGO G–A 分期 → 評估系統性病因（DM、HTN、autoimmune、myeloma）。
- nephrotic range → GN workup（complement、ANA/ANCA、anti-PLA2R、serum/尿 light chains、hepatitis/HIV）+ 腎科轉介（多需 renal biopsy）。
- 目標：CKD + albuminuria（尤其 A2/A3）→ RAASi（ACEi/ARB）滴定至最大耐受降低proteinuria；diabetes或 A2/A3 加 SGLT2i（KDIGO 2024 強建議），必要時 finerenone（T2DM + albuminuric CKD）。
hematuria的評估流程
- 確認 microscopy ≥3 RBC/HPF 且非月經/infection/運動污染（必要時治療 infection 或停運動後複驗）。
- Glomerular（dysmorphic、acanthocyte ≥5%、RBC cast、合併 proteinuria）→ nephrology referral + GN workup。
- Non-glomerular / isolated（isomorphic、無 proteinuria）→ urology workup：依風險（年齡、吸菸、職業暴露）影像（CT urography 為高風險首選；低風險可 renal US 減輻射，AUA risk-stratified）+ cystoscopy 排除 urothelial carcinoma（Yecies 2018）。
📈 Prognosis
- Albuminuria 是 CKD 進展與cardiovascular/死亡的獨立預測子：KDIGO heat map 中 A 級上升即升高風險，ACR ≥300（A3）即使 eGFR 正常也屬中–高風險（PMID:38490803）。
- RBC casts 出現 → GN 的可靠標誌：延誤辨識（尤其 RPGN）可能導致 irreversible ESRD——錯過 microscopy 是常見延誤原因。
- Muddy brown granular cast + ATN 情境：specificity/PPV 高，常可不靠 biopsy 強烈支持 ATN，採支持性治療（Varghese 2022）。
- Acanthocyturia 於 DM 患者：提示 non-diabetic GN，影響是否 renal biopsy 與後續治療（Heine 2004）。
⚠️ Clinical Pearls
- RBC casts = Glomerulonephritis 直到排除為止：在 acute GN、RPGN、不明 AKI 評估中，仔細看 urine microscopy 找 RBC casts 是最關鍵步驟。許多 RPGN 因未做 microscopy 而延誤。即使 dipstick 陰性（vit C 干擾）仍應送 microscopy。
- 🆕 KDIGO 2024：CKD 是 eGFR + albuminuria 雙軸：UACR 分 A1/A2/A3（<30 / 30–300 / >300 mg/g）；A2/A3（含 DM）→ RAASi + SGLT2i 已是標準照護。報 CKD 一定要附 ACR，不能只看 eGFR。
- Muddy brown granular cast = ATN 強指標：specificity/PPV 近 100%，且不被 FENa <1% 推翻——別只靠 FENa 排 ATN，務必做尿沉渣（Varghese 2022）。
- Dipstick blood(+) 但 microscopy 無 RBC → myoglobin / hemoglobin：查 CK（rhabdo）與serum顏色（hemoglobinemia 變粉紅）。
- proteinuria試紙只偵測 albumin！：Bence Jones / light chains 不被偵測。不明 AKI + 老年 + anemia + 高 Ca²⁺ + protein gap → 送 SPEP/UPEP + serum free light chains，即使 dipstick 正常。
- Acanthocytes（G1 cells）≥5% = glomerular hematuria 最特異指標；DM 病人出現 → 想 non-diabetic GN（Heine 2004）。
- Sterile pyuria → 想 TB、STD（Chlamydia）、AIN、stone/tumor、近期 antibiotic（Wise NEJM 2015）。
- 新鮮晨尿、2 小時內看：放久 cast/cell 溶解、菌過度生長、結晶析出 → 假象。
🔗 相關筆記
- Glomerular Disease — RBC cast / dysmorphic RBC / nephritic-nephrotic 的對應病理
- Chronic Kidney Disease（CKD） — KDIGO 2024 G–A 分期、albuminuria 風險
- Acute Kidney Injury（AKI） — muddy brown cast / FENa / 尿沉渣定位
- Nephrolithiasis — crystal 形態與 stone 對應
- Kidney Disease (CKD & AKI) Overview
寫完記得到上面這些筆記補一條反向連結指回本篇（雙向）。
📚 Key References
| 類型 | 標題 | 期刊 年;卷:頁 | PMID / DOI |
|---|---|---|---|
| 🆕 Guideline | KDIGO 2024 Clinical Practice Guideline for the Evaluation and Management of CKD | Kidney Int 2024;105(4S):S117-S314 | PMID:38490803 / DOI |
| 🆕 Guideline（Exec summary） | Executive summary of the KDIGO 2024 CKD Guideline — known knowns and known unknowns | Kidney Int 2024;105(4):684-701 | PMID:38519239 / DOI |
| Observational | Concomitant Identification of Muddy Brown Granular Casts and Low FENa in AKI（MBGC 對 ATI specificity/PPV 100%） | Kidney360 2022;3(4):627-635 | PMID:35721603 / DOI |
| Review（NEJM） | Sterile Pyuria | N Engl J Med 2015;372(11):1048-54 | PMID:25760357 / DOI |
| Study | Acanthocytes in the urine: differentiate diabetic nephropathy from GN（acanthocyturia 提示 non-diabetic GN） | Diabetes Care 2004;27(1):190-4 | PMID:14693988 / DOI |
| Comparative | Comparison of methods of erythrocyte dysmorphism analysis to determine origin of hematuria（cutoff: optical 22% / phase-contrast 40%） | Nephron Clin Pract 2014;128(1-2):88-94 | PMID:25402840 / DOI |
| Study | Acanthocyturia more efficient than dysmorphic erythrocytes for glomerular hematuria（acanthocytes >5%：sens 88%, spec 100%） | Arch Esp Urol 2002;55(2):164-6 | PMID:12014048 |
| Review | Risk of Radiation from CT Urography in Asymptomatic Microscopic Hematuria（AUA risk-stratified imaging） | J Urol 2018;200(5):967-972 | PMID:29857078 / DOI |
| 教科書 | Pocket Medicine（MGH）— Urinalysis / Glomerular Disease / AKI 章節 | — | 需查證（版次/頁碼） |
文獻 metadata 取自 PubMed。Pocket Medicine 版次/頁碼未經本環境核對 → 標「需查證」。
注意：本摘要為文獻整理輔助工具，供學習參考用。臨床決策請依個別 patient 狀況及最新指引為準。
筆記建立日期：2026-04-05 ｜ 資料截止：2026-06 最後更新：2026-06-23（補強：KDIGO 2024 albuminuria A1/A2/A3、cast 形態定位、dysmorphic RBC/acanthocytes、dipstick false +/−、blood vs myoglobin、UACR/UPCR、尿沉渣 algorithm、sterile pyuria；補 8 個真實 PMID）