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肾乳头钙斑学说（Randall斑块学说）最早由Alexander Randall于1937年提出。他通过1154例尸检发现19.6%的病例在肾乳头上有钙盐沉积的斑块，这些斑块存在于肾乳头侧壁或顶部。他提出这些钙盐沉积物起源于受损的肾小管上皮基底膜，随后侵入尿液集合系统，并认为肾乳头处钙盐沉积是肾结石形成的主要原因。Matlaga等对23例特发性草酸钙结石患者的肾乳头斑块进行观察，发现24个肾（24/46）和156个肾乳头（156/172）中存在Randall斑块，表明大部分草酸钙结石患者中存在Randall斑块。电子显微镜应用到Randall斑块研究使得直接观察肾组织和Randall斑块成为现实。Evan等人报道，Randall斑块形成起自Henle环的基底膜，并通过间质逐渐向尿路上皮发展，当尿路上皮细胞损伤或细胞死亡使斑块在间质内生长并最终突破尿路上皮时，暴露的斑块表面将接触尿液并被尿液来源的分子覆盖，包括骨桥蛋白、Tamm-Horsfall蛋白以及尿液过饱和状态下形成的结晶，暴露在尿液中的斑块即成为了结石的生长起点。
很多学者进一步探究了Randall斑块形成的机制。Khan等推测，晶体沉积物从Henle环基底膜迁移至周围间质并与Ⅰ型胶原融合成一种合胞体，间质磷酸钙沉积物与细胞降解产物、囊泡及一些不明纤维物质和胶原纤维密切相关；一些囊泡含有的针状晶体可能是磷酸钙，推测在膜结合的囊泡处有晶体形成，并通过胶原蛋白的矿化促进Randall斑块的发展。2010年Carpentier等提出，非晶体化的碳酸钙（ancrystalline carbon calcium phosphate，ACCP）是形成Randall斑块的前驱体，ACCP不仅沉积在肾乳头表面，还可能沉积于肾组织中。此外，许多学者提出，Randall斑块的形成可能与动脉粥样硬化的过程类似。Gambaro等发现，肾乳头钙化和动脉硬化的成分都是羟基磷灰石，类似于骨的成分。而动脉粥样硬化是一种类成骨性反应，并可见调控骨形成的蛋白。有研究进一步通过定量聚合酶链反应（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）与蛋白质免疫印迹法定量检测成骨相关因子的信使核糖核酸（messenger ribonucleic acid，mRNA）和蛋白质表达水平。在高钙尿大鼠模型中，骨桥蛋白（osteopontin，OPN）、骨形成蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）-2、Runt相关转录因子2（Runt-related transcription factor 2，RUNX2）等成骨相关因子表达水平明显增高。Stoller则提出，在肾集合管系统部分受损后，在炎症、修复过程中发生了类似动脉硬化的过程，并逐渐延伸至肾乳头间质，最后突破尿路上皮进入集合系统表面。近年来，越来越多的学者开始聚焦于与Randall斑块形成相关的分子信号通路、非编码RNA等的研究，进一步加深了对肾钙斑形成机制的理解。
Randall斑块形成被认为是肾结石形成的一个初始阶段，深入研究Randall斑块的产生机制及病理生理特点对阐明肾结石的发病机制及肾结石的预防和治疗有重要意义。