經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)皮腎通道建立的現(xiàn)狀及研究進展

袁鵬飛，劉慶軍

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京地壇醫(yī)院泌尿外科，北京100015)

泌尿系結(jié)石是泌尿外科常見疾病，其發(fā)病率居泌尿外科疾病之首，經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)(percutaneous nephrolithotomy，PCNL)是上尿路結(jié)石、完全性和不完全性鹿角結(jié)石、腎結(jié)石(≥20 mm)、有癥狀腎盞或憩室內(nèi)結(jié)石、體外沖擊波難以粉碎結(jié)石、治療失敗結(jié)石的治療主要手段[1-2]。難以預(yù)測的PCNL術(shù)中及術(shù)后出血是導(dǎo)致選擇性腎動脈栓塞、腎切除甚至患者死亡的主要原因，也是限制PCNL廣泛臨床應(yīng)用的主要原因。PCNL術(shù)中皮腎通道建立是PCNL手術(shù)成功的關(guān)鍵，PCNL術(shù)中皮腎通道建立失敗是患者術(shù)中出血的主要原因[3]。迅速、有效、安全、便捷地建立皮腎通道，并將穿刺針準(zhǔn)確、安全、迅速地引導(dǎo)至集合系統(tǒng)以及完成后續(xù)通道擴張是PCNL手術(shù)的重點及難點，也是目前臨床PCNL的研究重點。精準(zhǔn)的定位及穿刺直接決定了皮腎通道的建立，也是決定手術(shù)成敗的關(guān)鍵，目前主要有MRI、CT、C臂X線以及超聲波等定位穿刺方法，其中以C臂X線和超聲波最常見?，F(xiàn)就目前PCNL皮腎通道建立的現(xiàn)狀及研究進展予以綜述。

1 皮腎通道建立的現(xiàn)狀

1.1X線引導(dǎo)下經(jīng)皮腎穿刺 X線是PCNL的常規(guī)定位方式，可實時檢測手術(shù)定位及穿刺全過程，有效避免因穿刺損傷腎血管及腎組織等意外。X線定位直觀、簡單易學(xué)，便于及時調(diào)整穿刺方向，但仍存在一定的應(yīng)用局限。X線屬于二維平面圖像，難以準(zhǔn)確掌握穿刺路徑結(jié)構(gòu)、腎臟實質(zhì)厚度、進針角度及深度，不能反映結(jié)石與腎內(nèi)部空間位置信息，無法動態(tài)顯示穿刺過程，極大地增加了手術(shù)風(fēng)險，影響穿刺的成功率。

C臂X線機的操作較B超復(fù)雜[4]。由于射線對機體(醫(yī)師及患者)有一定程度的放射性損傷，故不適合長時間操作[5]。在多次定位穿刺中，醫(yī)師和患者較長時間暴露于射線中，不僅增加了患者的手術(shù)風(fēng)險，還影響了手術(shù)醫(yī)師的安全[6]。

1.2超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮腎穿刺 隨著PCNL的臨床應(yīng)用，經(jīng)皮腎穿刺技術(shù)也得到不斷發(fā)展，超聲定位具有安全、簡便、定位準(zhǔn)確等優(yōu)點，能實時知曉穿刺通道與腎組織的空間立體信息，并可清晰辨別結(jié)石和腎集合系統(tǒng)的位置以及腎組織的厚薄程度，有助于臨床醫(yī)師更好地把握穿刺角度和深度，提高穿刺的準(zhǔn)確率和成功率，有效避免周圍臟器的損傷以及嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生[7-9]。超聲檢查可明確腎臟軸線，提供縱向角度的腎臟平面圖像，并不能完整顯示腎臟重要的解剖結(jié)構(gòu)，此外，超聲檢查對操作者的依賴性較高，不能實時監(jiān)視手術(shù)全過程，無法清晰顯示結(jié)石、導(dǎo)絲與腎集合系統(tǒng)的位置關(guān)系，由于無積水腎結(jié)石患者的腎結(jié)石與腎盂之間的間隙較小，導(dǎo)絲放置較困難，易造成腎臟損傷，增加手術(shù)風(fēng)險[10]。肥胖患者皮下及腎周脂肪較厚導(dǎo)致超聲能量過度衰減，影響了超聲聲像圖的清晰度，且穿刺組織的對比度較小、分辨率較差，導(dǎo)致操作者難以對穿刺針的穿刺路徑進行觀察[11]。

2 皮腎通道建立的趨勢

研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)皮腎鏡碎石通道的大小和個數(shù)與患者的出血風(fēng)險有一定相關(guān)性。傳統(tǒng)PCNL的擴張通道較大，易損傷腎組織血管引發(fā)大出血，為了減少出血及通道相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，人們嘗試采用更小的碎石通道完成PCNL手術(shù)。目前，將通道大小<20 F的PCNL統(tǒng)稱為微通道PCNL，Karatag等[12]對微通道(通道大小為8～11 F)PCNL用于兒童腎結(jié)石治療的研究發(fā)現(xiàn)，皮腎通道橫截面積的大小與患者有效腎單位的損傷成正比。近年來，隨著監(jiān)視和成像系統(tǒng)的飛速發(fā)展，可視化操作逐步代替了經(jīng)驗操作，已成為臨床各種穿刺、置管等操作的重要輔助。可視化操作對更精準(zhǔn)化、微創(chuàng)化地建立皮腎通道具有重要意義。

2.1皮腎通道建立的精準(zhǔn)化 目前，利用體表標(biāo)志定位、CT融合技術(shù)以及可視化穿刺等技術(shù)建立皮腎通道克服了超聲和X線輔助穿刺技術(shù)的缺點，使穿刺過程更精準(zhǔn)[13]。目前主要的穿刺方法有iPad輔助穿刺、激光輔助穿刺、電磁輔助穿刺、可視化穿刺等，各種穿刺方法適應(yīng)證和優(yōu)缺點不同。

2.1.1iPad輔助穿刺 近年來，iPad輔助穿刺逐漸應(yīng)用于腎結(jié)石的治療。德國海德堡研究團隊利用計算機輔助進行腹腔鏡前列腺手術(shù)和腎臟手術(shù)，積累了iPad輔助穿刺的初步經(jīng)驗[14]。有研究利用預(yù)置體表標(biāo)志物定位(利用吸氣結(jié)束時的CT圖像對腎結(jié)石患者行iPad輔助腎穿刺，并將五種彩色不透明標(biāo)志物固定于穿刺腎臟目標(biāo)區(qū)域周圍)結(jié)合CT三維融合技術(shù)(患者術(shù)前行CT檢查，特殊軟件程序支持圖像三維顯示)，在圖像分割過程中，識別和標(biāo)記相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)，三維圖像顯示解剖細節(jié)，有助于規(guī)劃選擇手術(shù)過程的PCNL進入部位，此技術(shù)對經(jīng)皮腎穿刺過程有效[15-16]。三維iPad輔助穿刺過程的視野范圍較廣，可同時顯示所有相關(guān)的解剖細節(jié)，且不影響穿刺部位的選擇。與超聲相比，三維成像定位技術(shù)不僅可提高穿刺的精準(zhǔn)度和安全性，還可形象化患者病變位置的具體解剖關(guān)系，但存在對手術(shù)設(shè)備要求較高、手術(shù)時間較長、存在醫(yī)患輻射等缺點[15,17]。

2.1.2激光輔助穿刺 經(jīng)皮腎穿刺技術(shù)對輔助穿刺圖像分辨率和對比度的要求較高，而熒光透視無法提供軟組織圖像，導(dǎo)致穿刺時器官損傷的風(fēng)險較大[18]?，F(xiàn)已開發(fā)了基于三維成像的新技術(shù)，如腔內(nèi)泌尿外科手術(shù)套件中的Uro Dyna-CT[19]不僅提供了標(biāo)準(zhǔn)X線和熒光透視，還提供了介入三維成像和橫截面圖像重建以及三維規(guī)劃和激光引導(dǎo)穿刺的工具[20-21]。

Uro-Dyna-CT是一種改良的血管造影裝置，此透視裝置可在患者周圍旋轉(zhuǎn)形成與CT成像相似的圖像，并可對采集數(shù)據(jù)進行分割，對腎臟采集系統(tǒng)進行三維多平面重建，從而顯示穿刺的準(zhǔn)確路徑。對于超聲和X線輔助定位穿刺不成功或解剖結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的患者可以考慮應(yīng)用激光輔助穿刺。與超聲和X線輔助定位穿刺技術(shù)相比，激光輔助穿刺可結(jié)合實時CT斷層掃描計算機三維成像技術(shù)可提供準(zhǔn)確度更高的圖像信息。

激光輔助穿刺技術(shù)可提高穿刺的精準(zhǔn)度和安全性，但仍存在不足：①激光輔助穿刺技術(shù)的輻射劑量較標(biāo)準(zhǔn)X線透視更高，但低于CT的輻射劑量；②激光輔助穿刺技術(shù)未提供穿刺期間腎組織結(jié)構(gòu)的任何信息，如腎組織厚度和穿刺針深度，并未直接降低相鄰器官的損傷風(fēng)險，除圖像采集技術(shù)、規(guī)劃軟件外，團隊(護士、麻醉師)培訓(xùn)對激光輔助穿刺技術(shù)的成功應(yīng)用也至關(guān)重要；③激光輔助穿刺設(shè)備的成本較高[19]；④激光輔助穿刺技術(shù)不適用于膀胱或腎盞以外部位的穿刺，且手術(shù)時間較長，未成年、妊娠以及殘疾患者均不能采用[17,21]。由此可見，激光輔助穿刺技術(shù)的發(fā)展受到諸多因素的制約。

2.1.3電磁輔助穿刺 目前，X線和超聲定位穿刺仍是經(jīng)皮腎穿刺的常用方法，可通過改進穿刺方法以及使用計算機斷層攝影、機器人設(shè)備和導(dǎo)航系統(tǒng)等提高穿刺精準(zhǔn)度。然而，大多數(shù)穿刺方法和技術(shù)僅提供2D圖像，不提供實時三維信息，需要通過預(yù)處理記錄所有解剖結(jié)構(gòu)，并受到操作者技能、患者呼吸運動和針頭偏轉(zhuǎn)的影響。一種新的三維實時電磁跟蹤技術(shù)(用于跟蹤輸尿管和腎盞中的導(dǎo)管和針尖)系統(tǒng)在一定程度上彌補了以上穿刺方法的不足，實現(xiàn)了接入體內(nèi)經(jīng)皮腎采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用實時電磁傳感器建立經(jīng)皮腎通路，克服了傳統(tǒng)腎通道方法的固有局限，不需要X線等術(shù)前成像，可安全、精確、快速、有效地穿刺腎收集系統(tǒng)，且不受醫(yī)師技能或?qū)I(yè)知識的影響，學(xué)習(xí)曲線較短[22]。

電磁場發(fā)生器與傳感器的距離越長，信號損耗的可能性越大，應(yīng)用于肥胖患者的效果不佳。一項大型比較性人類研究證實了電磁場發(fā)生器與傳感器的有用性和安全性。目前，電磁傳感器對人體的影響還不清楚，尚無公認(rèn)的最佳實踐方法，仍處于實驗階段[17,19,23]。

2.1.4超聲實時定位系統(tǒng) 超聲實時定位系統(tǒng)是基于電磁定位的超聲穿刺定位系統(tǒng)，由超寬頻帶凸陣探頭、定位感應(yīng)器、穿刺定位發(fā)射器、定位穿刺針等設(shè)備構(gòu)成，工作原理類似于全球定位系統(tǒng)，可簡化PCNL穿刺過程，提高穿刺成功率。電磁定位超聲穿刺定位系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：①無電離輻射且操針軌跡可預(yù)測等[24-25]；②簡化PCNL穿刺過程；③穿刺前可預(yù)先對穿刺路徑及穿刺角度進行判斷，避免損傷血管及骨骼等重要器官，可降低穿刺出血的發(fā)生率、提高穿刺成功率、減少患者損傷。在穿刺過程中，電磁定位的超聲穿刺定位系統(tǒng)能顯示穿刺針的軌跡，且受患者呼吸運動的影響較小，可實時知曉不同穿刺平面情況，及時調(diào)整穿刺針角度，對術(shù)者經(jīng)驗的依賴性較小。目前，超聲實時定位技術(shù)尚不成熟，其可行性和安全性仍需更大樣本量及多中心臨床研究的進一步證實。

2.1.5輸尿管軟鏡輔助逆行穿刺 復(fù)雜性腎結(jié)石患者經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)的結(jié)石清除率較低，圍手術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生率較高。輸尿管軟鏡可有效進入腎盂及腎盞中相應(yīng)部位，具有較大的臨床運用價值。隨著輸尿管軟鏡儀器的不斷更新，輸尿管軟鏡已應(yīng)用于多種腎結(jié)石的治療。輸尿管軟鏡輔助逆行穿刺即新的經(jīng)皮腎穿刺非擴張腎內(nèi)采集系統(tǒng)，在X線定位下運用逆行輸尿管軟鏡輔助穿刺技術(shù)可直視下辨別結(jié)石及腎臟輸尿管位置，選擇最佳穿刺路徑，與以往經(jīng)皮腎造口術(shù)相比，逆行輸尿管軟鏡輔助穿刺技術(shù)無需腎擴張，減少了輻射暴露和手術(shù)時間[26-27]。

2.1.6三維打印技術(shù)在PCNL中的運用 三維打印技術(shù)是將計算機三維數(shù)字成像技術(shù)和多層次連續(xù)打印技術(shù)結(jié)合的新技術(shù)。Goolab等[28]運用三維打印技術(shù)治療腎結(jié)石的研究發(fā)現(xiàn),三維打印技術(shù)生成的三維實體模型可顯示腎臟集合系統(tǒng)與結(jié)石空間位置、腎臟內(nèi)部血管分布及其與腎臟周邊臟器的關(guān)系，術(shù)中有效提示重要臟器和血管等，有助于尋找結(jié)石部位，提高手術(shù)成功率，縮短手術(shù)時間；但存在費用較高、耗時長、操作者學(xué)習(xí)曲線較長、顯像精確度欠佳、需由專業(yè)人員操作等局限[29]。

2.1.7可視化穿刺 目前，結(jié)合B超定位可視化穿刺的臨床應(yīng)用較廣泛?？梢暬┐炭赏ㄟ^監(jiān)視器實時觀察穿刺針角度、深度和位置，并可通過腎鏡找到結(jié)石，減少穿刺次數(shù)，避免穿透血管或腎集合系統(tǒng)，但其遠期效果需要進一步驗證[17,30]。

2.2皮腎通道建立的微創(chuàng)化 近年來，隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，PCNL、微通道經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)、超微通道經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)或多鏡聯(lián)合治療常用于復(fù)雜性腎結(jié)石的治療[31]；穿刺通道的大小與出血、有效腎臟丟失直接相關(guān)，穿刺通道越小，出血風(fēng)險越低，有效腎臟丟失越少。根據(jù)PCNL通道大小將腎鏡碎石術(shù)分為標(biāo)準(zhǔn)通道腎鏡碎石術(shù)、微通道經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)以及超微通道經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)；傳統(tǒng)PCNL擴張通道較大，易損傷腎周圍組織和腎組織血管，引起大出血，術(shù)后并發(fā)癥較多，限制了其發(fā)展；輸尿管軟鏡、腎鏡的通道相對較細，且微通道內(nèi)操作空間范圍較大，對腎臟損傷小，出血較少，并可降低撕裂腎臟的可能，但也存在手術(shù)視野較小、碎石后取石不便、碎石效率較低、手術(shù)時間較長等缺點[32-33]。

3 小 結(jié)

iPad輔助穿刺、激光輔助穿刺、電磁輔助穿刺、可視化穿刺等新興輔助穿刺技術(shù)應(yīng)用于PCNL，可在術(shù)中更好地辨別腎、輸尿管以及腎結(jié)石的位置，并可實時確定空間位置，有助于更精確地選擇穿刺路徑，提高穿刺成功率、減少術(shù)中出血、減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，各種方法各有利弊，應(yīng)根據(jù)患者具體情況選擇適當(dāng)?shù)闹委?。近年來，隨著PCNL的發(fā)展和完善，PCNL穿刺路徑逐漸趨于簡便及安全，但其安全性和有效性仍需大樣本前瞻性隨機對照研究的進一步驗證。