集合系統(tǒng)對經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)的影響與應(yīng)用

李柏均，林方優(yōu)，程帆

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院泌尿外Ⅲ科，武漢 430060)

泌尿系結(jié)石是最常見的泌尿系統(tǒng)疾病之一，在工業(yè)化國家高達12%的男性和7%的女性在其一生中會患有泌尿系結(jié)石[1]。歐洲泌尿外科協(xié)會指出，經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)(percutaneous nephrolithotomy，PCNL)是目前治療上尿路結(jié)石或大型結(jié)石(直徑>2 cm)、復(fù)雜結(jié)石的最佳方法[2-3]，其具有滿意的無石率。PCNL也存在一些嚴重的潛在并發(fā)癥，如出血、鄰近器官損傷以及敗血癥等[4]。腎臟集合系統(tǒng)內(nèi)分布著不同等級的血管，其形態(tài)結(jié)構(gòu)與分布是影響PCNL術(shù)中及術(shù)后出血的主要因素[5]。理想穿刺通道的建立能有效減少對集合系統(tǒng)內(nèi)血管的損傷，減少術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。術(shù)者只有熟練掌握集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)及其對PCNL的影響，才能更加精準地進行經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)，降低術(shù)后出血風(fēng)險。現(xiàn)就集合系統(tǒng)對PCNL的影響及其在PCNL中的應(yīng)用進行闡述，以推動集合系統(tǒng)解剖與經(jīng)皮腎鏡技術(shù)的深入融合。

1 影響PCNL的集合系統(tǒng)因素

1.1集合系統(tǒng)的分類 根據(jù)Sampaio等[6]提出的經(jīng)典腎臟集合系統(tǒng)分型理論，集合系統(tǒng)可分為4種類型。A1型：腎中部的腎盞從屬于腎下極的腎大盞；A2型：腎中部的腎盞分別從屬于腎上極和腎下極的腎大盞，且有交叉；B1型：腎中部為一個獨立的腎大盞引流尿液至腎盂；B2型：腎中部由3個腎小盞直接引流至腎盂。這種早期分類是基于尸體腎臟鑄模，因而存在技術(shù)上和時間上的局限性，考慮到死亡后器官發(fā)生的形態(tài)學(xué)變化，集合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可能會失真、失準，故而這種分類對PCNL的指導(dǎo)意義有限。但Yazici等[7]認為，這種分型不會影響PCNL的結(jié)果，但與其他三種類型相比，B1型需要更多的通路才能實現(xiàn)結(jié)石的清除，這可能是因為B1型獨特的解剖結(jié)構(gòu)導(dǎo)致從其他腎盞難以到達結(jié)石所在的目標腎盞，并且PCNL操作期間不易讓結(jié)石掉落至腎盂。隨著科技的發(fā)展，目前對于集合系統(tǒng)的分型更加依賴CT等影像學(xué)檢查手段，運用CT三維重建技術(shù)還原分析集合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加精準。Miller等[8]通過CT三維重建技術(shù)分析100例腎臟集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，98%的腎臟具有上、中、下極盞組的經(jīng)典構(gòu)型，其中95%的上級腎盞呈內(nèi)外分布，95%的中、下級腎盞是前后分布，此外重建的腎臟CT圖像旋轉(zhuǎn)一定角度才能更好地識別腎盞的位置和結(jié)石所在區(qū)域，從后下盞建立通道更加安全、有效。

1.2集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu) 解剖學(xué)因素是影響PCNL成功率和術(shù)后并發(fā)癥的關(guān)鍵因素。Binbay等[9]的研究認為，腎臟集合系統(tǒng)的表面積是影響PCNL成功率的主要因素，當患者集合系統(tǒng)表面積<20.5 cm2時，PCNL具有更高的成功率，而腎盞頸寬度、腎盂腎下盞漏斗夾角(infundibulopelvic angle，IPA)并不影響PCNL結(jié)果。而Verma等[10]認為腎盞頸寬度、IPA、集合系統(tǒng)表面積會影響PCNL的穿刺次數(shù)，盞頸過窄、IPA越小、集合系統(tǒng)表面積越大則越難達到滿意的結(jié)石清除率。有研究認為，上下盞頸夾角亦是影響PCNL結(jié)石清除率的關(guān)鍵因素之一，當上下盞頸夾角>117.5°時，碎石更易散射，PCNL結(jié)石清除率下降[11]。Jessen等[12]研究發(fā)現(xiàn)，當腎盞長度過長及IPA<30°時，PCNL結(jié)石的清除率降低，而腎盞頸寬度不會影響結(jié)石的清除率。Guglielmetti等[13]則認為穿刺的腎盞和結(jié)石所在的目標盞在CT橫斷面上所顯示的夾角是影響PCNL的因素，若該夾角<75°則進入目標盞較為困難。對于負荷較大的下組腎盞結(jié)石，選擇輸尿管鏡碎石可能面臨術(shù)后排石困難，結(jié)石殘留率高的問題，可選擇PCNL。加深術(shù)者對集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)的認識有助于提高PCNL的成功率。

1.3集合系統(tǒng)中的特殊結(jié)構(gòu)

1.3.1腎盞憩室 腎盞憩室是一種十分特殊的集合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是腎實質(zhì)內(nèi)由移行上皮細覆蓋的囊腔，經(jīng)狹窄通道與集合系統(tǒng)相通，憩室無分泌與收縮功能，但尿液可反流入憩室。研究顯示，上組腎盞憩室的發(fā)生率為70%，中組腎盞為12%，下組腎盞為18%，合并結(jié)石的發(fā)生率達10%～39%[14]。PCNL治療腎盞憩室結(jié)石的成功率高，與體外超聲波碎石相比具有更好的效果，PCNL的通路能夠更好地接近更大、更復(fù)雜的結(jié)石[15]。Garrido Abad等[16]認為PCNL是治療腎后部腎盞憩室結(jié)石的首選，但對于處理腎前部的腎盞憩室結(jié)石有一定困難。Waingankar等[17]認為，經(jīng)腎后部的中下腎盞行PCNL治療憩室結(jié)石的同時還提供了直接消融憩室的能力。PCNL對上極憩室結(jié)石也有效，但存在感染風(fēng)險。另一項研究表明，PCNL治療腎盞憩室結(jié)石的結(jié)石清除率最高(90%)，并發(fā)癥發(fā)生率最低[18]。在絕大部分情況下PCNL是治療憩室結(jié)石的首選，術(shù)后憩室也可被集合系統(tǒng)吸收或直接消融。

1.3.2融合腎錐體(fused renal pyramid，F(xiàn)RP) 行腎臟內(nèi)鏡手術(shù)時，常見相鄰的兩個甚至兩個以上的腎錐體發(fā)生融合，形成FRP，并共同突入同一腎小盞內(nèi)，即融合腎小盞，這是一種特殊的集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)，在人體腎臟中有一定的發(fā)生率[19]。PCNL穿刺需最大限度地減少對通道沿途血管的損傷，如何精準有效地建立安全的穿刺通道是減少出血的關(guān)鍵。林方優(yōu)等[20]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)RP內(nèi)有很多細小血管，超聲引導(dǎo)下腎盞穹窿頂點穿刺，如盞頸軸線與FRP正中線重合，葉間動脈損傷的風(fēng)險會顯著增加，更易發(fā)生出血等并發(fā)癥。為避免血管損傷，行PCNL時應(yīng)盡量避開FRP穿刺，若無法避開，則經(jīng)FRP一側(cè)腎錐體的中心線穿刺較融合腎錐體軸線穿刺更為安全。

1.3.3雙集合系統(tǒng) 雙集合系統(tǒng)是指一個腎臟內(nèi)具有兩套集合系統(tǒng)，臨床上較少見，其解剖結(jié)構(gòu)與普通結(jié)構(gòu)差異較大。因雙集合系統(tǒng)特殊的解剖結(jié)構(gòu)，使位于上極盞的結(jié)石不能通過下極通路處理，反之亦然。目前認為PCNL仍是處理雙集合系統(tǒng)的首選治療方式，具有一定的安全性和有效性。對于雙集合系統(tǒng)結(jié)石，需要更加完善的術(shù)前準備，術(shù)者對雙集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)要更加了解，以警惕術(shù)后并發(fā)癥的出現(xiàn)。

2 基于集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)提高PCNL成功率的方法

集合系統(tǒng)對PCNL的成功率有著至關(guān)重要的作用。無論是術(shù)前影像學(xué)檢查，術(shù)中通道的建立，還是手術(shù)體位的選擇都是建立在集合系統(tǒng)解剖之上的，只有術(shù)者熟悉患者集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，才能更加準確地進行定位穿刺，提高手術(shù)成功率、減少術(shù)后并發(fā)癥。

2.1影像學(xué)評估 腎臟與經(jīng)皮腎穿刺路徑周圍臟器的關(guān)系可能是非典型的，因此需要橫斷面成像以確定安全的通道。術(shù)前影像學(xué)檢查對于PCNL的安全性是至關(guān)重要的。以往集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)是在PCNL手術(shù)期間進行靜脈尿路造影或逆行腎盂造影獲得的[21]，但隨著科技的進步，泌尿系CT已逐漸成為診斷泌尿系結(jié)石的首選檢查方法，其不僅能顯示結(jié)石的范圍、方向和位置，還能提供關(guān)于集合系統(tǒng)更詳細的解剖信息，對于選擇穿刺的腎盞十分重要[22]。多平面CT三維重建不僅能還原集合系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)，還能獲得集合系統(tǒng)表面積、IPA、盞頸寬度等相關(guān)參數(shù)，重現(xiàn)穿刺路徑周圍血管分布等，滿足術(shù)者需求，精準預(yù)估手術(shù)風(fēng)險和難度。集合系統(tǒng)CT三維重建與泌尿外科微創(chuàng)手術(shù)是近年來的研究重點。

2.2手術(shù)通道的建立 PCNL的關(guān)鍵是建立穿刺通道。為避免損傷血管，通常選擇無血管平面即Brodel平面進行穿刺[23]。近年來由于超聲引導(dǎo)經(jīng)皮腎穿刺能更準確地呈現(xiàn)腎盞等集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，并減少了患者和術(shù)者的輻射暴露，且由于操作更加安全便捷而越來越受歡迎[24]。超聲引導(dǎo)下以目標盞“穹窿-盞頸軸線”定位穿刺法建立經(jīng)皮腎通道是基于集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)，其能更加精準地進入目標腎盞[25]。隨著移動科技的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在亦有研究者通過iPad引導(dǎo)建立PCNL通路。使用iPad輔助導(dǎo)航獲取腎臟通路，其攝像頭能顯示腎臟集合系統(tǒng)所有相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的細節(jié)，并將術(shù)前CT圖像上傳至iPad，通過iPad相機上的圖像疊加，輔助術(shù)者建立通道[26]。目標腎盞的選擇也至關(guān)重要，集合系統(tǒng)的解剖因素會導(dǎo)致不同腎盞穿刺時出現(xiàn)不同的并發(fā)癥。腔道泌尿外科協(xié)會臨床研究辦公室的數(shù)據(jù)顯示，有69.2%(3 112/4 494)的PCNL是通過下極盞建立通道，只有9%(403/4 494)是通過上極盞建立通道，通過下極盞建立通道的患者普遍具有更長的住院時間和更高的并發(fā)癥發(fā)生率[27]。很多學(xué)者支持這一觀點，如Boon等[28]發(fā)現(xiàn)，對下極盞進行穿刺時會增加結(jié)腸受損的風(fēng)險。根據(jù)集合系統(tǒng)的解剖特征，通過腎上極盞可構(gòu)建一條符合腎軸線的通道，直接進入下極盞和近端輸尿管，其對于處理鹿角結(jié)石、腎盂輸尿管連接處結(jié)石較下極盞具有明顯優(yōu)勢[29]。對于復(fù)雜結(jié)石，通常很難通過單一腎盞將結(jié)石完全清除。Singh等[30]研究認為，上極盞的穿刺成功率高于下極盞，但兩者的安全性相同。而Song等[31]則認為，在中間盞進行穿刺的手術(shù)時間和無結(jié)石率等更佳，中間腎盞穿刺是PCNL治療單個腎盞結(jié)石的最佳通路。一項單中心隨機研究顯示，對于鹿角結(jié)石和單腎盂結(jié)石，微創(chuàng)經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)和常規(guī)PCNL的無石率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而對于多腎盞結(jié)石，微創(chuàng)經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)的無石率高于PCNL[32]。微創(chuàng)經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)進入腎盞時具有更好的機動性，更易操作。無論建立何種通道都要求術(shù)者全面認識和了解集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，只有完全掌握集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，才能在操作時更加得心應(yīng)手。

2.3手術(shù)體位 PCNL主要有俯臥位和仰臥位兩種手術(shù)體位，俯臥位曾被認為是PCNL的標準體位。解剖因素是影響手術(shù)體位最重要的因素。一般而言，仰臥位能降低心血管和麻醉的相關(guān)風(fēng)險，俯臥位則能為術(shù)者提供更大的操作空間。一項薈萃分析發(fā)現(xiàn)，仰臥位和俯臥位在結(jié)石清除率、輸血率、住院時間方面比較無明顯差異，但仰臥位的手術(shù)時間更短，術(shù)后發(fā)熱風(fēng)險更低[33]。但不管何種體位，都應(yīng)是基于對集合系統(tǒng)解剖的準確認識，方便術(shù)者操作，并最大限度地減少并發(fā)癥，提高手術(shù)成功率。

2.4模擬手術(shù)訓(xùn)練 PCNL手術(shù)的難點和關(guān)鍵點是穿刺通道的建立，這要求術(shù)者必須熟練掌握集合系統(tǒng)的解剖知識，因而術(shù)者一般需進行規(guī)范化的術(shù)前學(xué)習(xí)和模擬手術(shù)訓(xùn)練。

2.4.1離體動物器官 可利用離體動物腎臟進行常規(guī)PCNL術(shù)前訓(xùn)練，豬腎臟集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)與人最為接近，豬腎中Ⅳ～Ⅵ級動脈與人腎完全相同，Ⅲ級動脈略有差異[34]，故常用豬腎臟行X線或B超引導(dǎo)下定位穿刺模擬PCNL。此外，豬離體腎臟的穿刺感覺與人體接近，且較易獲取，是最常見的手術(shù)訓(xùn)練對象，其缺點是器官不易保存、成本較高[35]。

2.4.23D打印 3D打印技術(shù)一種計算機三維數(shù)字成像技術(shù)與多層次連續(xù)打印技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)，通過加工分層、疊加成型的方式逐層增加材料以生成高精度的3D實體模型。傳統(tǒng)通過2D閱片學(xué)習(xí)集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)的難度較大，而3D打印出的模型能讓術(shù)者更直觀的了解集合系統(tǒng)和腎臟血管的立體解剖結(jié)構(gòu)，降低了學(xué)習(xí)成本。Atalay等[36]發(fā)現(xiàn)，通過3D打印建立人體模型確定前、后腎盞數(shù)量的準確度分別提高了52%和76%，確認結(jié)石位置的能力提高了28%，確定最佳穿刺腎盞位置的能力提高了64%。3D打印模型具有針對性，不同患者集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)不同，PCNL手術(shù)路徑亦不盡相同，而3D打印模型能讓術(shù)者更精準地了解不同患者腎臟集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)和結(jié)石分布，從而準確模擬穿刺通道，縮短手術(shù)時間，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率，為個體化治療提供了依據(jù)[37]。

2.4.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬手術(shù) 虛擬現(xiàn)實技術(shù)能在手術(shù)訓(xùn)練結(jié)束后為訓(xùn)練者提供穿刺時間、血管損傷程度、結(jié)石清除率等各種數(shù)據(jù)，便于訓(xùn)練者對自己進行客觀評價，以提高手術(shù)技術(shù)[38]。基于對腎臟集合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其周圍血管組織和手術(shù)場景的深度仿真模擬，訓(xùn)練者能夠更加真實地體驗手術(shù)經(jīng)歷。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬手術(shù)克服了傳統(tǒng)模擬訓(xùn)練方式解剖關(guān)系不明確、數(shù)量不足的限制，能夠讓訓(xùn)練者進行反復(fù)且高效的訓(xùn)練。

3 小 結(jié)

人體腎臟集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，其對于PCNL至關(guān)重要，熟悉掌握個體腎臟集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)是順利完成PCNL的前提。在集合系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)提高PCNL成功率的應(yīng)用層面，如術(shù)前影像學(xué)評估、經(jīng)皮腎通道的建立、術(shù)者的術(shù)前手術(shù)學(xué)習(xí)等目前已經(jīng)較為成熟并得到廣泛應(yīng)用，但3D打印、虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬手術(shù)、iPad引導(dǎo)穿刺等前沿技術(shù)目前尚未得到普及和推廣，是未來研究的重點。對于特殊集合系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)如融合腎錐體、腎盞憩室等與PCNL的聯(lián)系目前研究較少，但是隨著研究的深入必將推動PCNL向更加個體化、精細化、安全化的方向發(fā)展。