CT平掃腎臟矢狀位重建后認(rèn)知影像融合在超微經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)中的臨床應(yīng)用

尹冰德，何 昶，陸旭偉，郭錐鋒，楊 帆，何敏坷，黃嘉琦，巫嘉文，王 杭

(1.復(fù)旦大學(xué)附屬閔行醫(yī)院泌尿外科，上海 211099；2.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院泌尿外科，上海 200032)

經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)(percutaneous nephrolitho-tomy,PCNL)是復(fù)雜性腎結(jié)石的一線治療方式[1]?？焖偾宄Y(jié)石及較高的清石率是PCNL的顯著優(yōu)勢，可能出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥是制約其推廣的重要原因。經(jīng)皮腎通道的大小通常與出血有關(guān)，隨著通道直徑的增大出血量會(huì)有一定的增多。精準(zhǔn)目標(biāo)腎盞穿刺是減少輸血、介入止血甚至腎切除等嚴(yán)重出血并發(fā)癥的關(guān)鍵所在。目前使用范圍最廣的經(jīng)皮腎穿刺定位方式為術(shù)中X線造影和超聲實(shí)時(shí)定位，各有優(yōu)缺點(diǎn)其中超聲定位時(shí)除了探查腎臟本身，還需辨別腎臟與鄰近器官的關(guān)系、腎盂腎盞的相對立體結(jié)構(gòu)及穿刺目標(biāo)盞的結(jié)石清除效率等[2]。我們發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)平掃腎臟矢狀位重建時(shí)，其影像圖像與術(shù)中超聲引導(dǎo)時(shí)采用腎臟縱切探查的聲像圖高度符合，術(shù)前擬定穿刺目標(biāo)腎盞，術(shù)中可通過認(rèn)知融合超聲引導(dǎo)下穿刺。本文將探討CT平掃腎臟矢狀位重建在認(rèn)知影像融合(CT-US)指導(dǎo)術(shù)中超聲實(shí)時(shí)引導(dǎo)下超微經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)(super-mini PCNL，SMP)的臨床應(yīng)用，并介紹初步研究結(jié)果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料對2019年6月至2020年5月在我院行SMP的患者進(jìn)行回顧性研究。觀察兩組的目標(biāo)盞選擇時(shí)間(從B超探查開始到成功穿刺目標(biāo)盞)，手術(shù)時(shí)間(從穿刺開始至手術(shù)結(jié)束完成)等圍手術(shù)期相關(guān)數(shù)據(jù)，主要觀察指標(biāo)為目標(biāo)盞選擇時(shí)間?；颊咝g(shù)前完善中段尿培養(yǎng)及藥敏、血常規(guī)、C反應(yīng)蛋白、降鈣素原及腎臟CT檢査。術(shù)前合并感染患者使用抗菌藥物復(fù)查提示感染控制后(中段尿培養(yǎng)轉(zhuǎn)陰及各項(xiàng)指標(biāo)明顯好轉(zhuǎn)如血常規(guī)、C反應(yīng)蛋白、降鈣素原等)手術(shù)。術(shù)后腹部平片(kidney ureter bladder,KUB)檢查發(fā)現(xiàn)殘余結(jié)石直徑>4 mm為有意義結(jié)石殘留。術(shù)后監(jiān)測患者體溫、神志、血壓，如考慮有膿毒血癥應(yīng)立即給予心電監(jiān)護(hù)、吸氧，泰能等特殊抗生素抗感染治療，如低血壓使用去甲腎上腺素，必要時(shí)使用糖皮質(zhì)激素(如氫化可的松)。認(rèn)知影像融合：術(shù)前基于CT平掃腎臟矢狀位重建對腎臟穿刺目標(biāo)盞、路徑初步建立認(rèn)知，術(shù)中應(yīng)用于超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮腎手術(shù)的方法。結(jié)石直徑：取結(jié)石最大徑(cm)。

1.2 主要設(shè)備64排螺旋CT(德國西門子公司)；上海瑞柯恩激光技術(shù)有限公司，型號(hào)H3B。

1.3 方 法

1.3.1CT平掃腎臟矢狀位重建 CT-US組術(shù)前行CT平掃檢査(圖1A、B、C)，最小掃描層面為0.625 mm，術(shù)前、術(shù)中PCAS系統(tǒng)下行腎臟矢狀位重建(圖1D、E)。

1.3.2手術(shù)步驟 在截石位輸尿管鏡下逆行插入F5輸尿管導(dǎo)管，接輸液器逆行重力灌注充盈腎集合系統(tǒng)(術(shù)中發(fā)現(xiàn)結(jié)石墜入輸尿管時(shí)改用人工注水)。然后改為俯臥位。CT-US組結(jié)合CT平時(shí)腎臟矢狀位重建進(jìn)行定位引導(dǎo)，即在B超初步定位后參考CT腎臟矢狀位重建影像進(jìn)行微調(diào)，根據(jù)擬定的目標(biāo)盞進(jìn)行穿刺。在成功穿刺目標(biāo)盞見清亮尿液流出后置入“J”形導(dǎo)絲，拔除穿刺針外鞘，切開皮膚1 cm,使用筋膜擴(kuò)張器逐級(jí)擴(kuò)張通道至F12,更換F14金屬擴(kuò)張器，置入F14 SMP腎鏡,連接負(fù)壓清石系統(tǒng)，將結(jié)石清除，COOK超滑導(dǎo)絲引導(dǎo)下順行留置F6輸尿管支架管，根據(jù)術(shù)中清石情況考慮是否無管化,術(shù)畢。US組采用傳統(tǒng)術(shù)中超聲進(jìn)行定位引下SMP(圖1F)。

1.3.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。方差齊性的變量以均數(shù)表示。偏態(tài)分布定量變量以中位數(shù)表示;定性變量以率表示。兩組樣本均數(shù)比較釆用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。兩組間定性變量比較采用χ2檢驗(yàn)，必要時(shí)釆用Fisher’s精確檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

本研究共納入53例患者。CT-US組28例，男性18例，女性10例;平均年齡50.46(25～77)歲；平均體重指數(shù)(body mass index,BMI)24.53(22～27)；平均結(jié)石最大徑3.8(1.5～5.0)cm；部分鹿角形結(jié)石9例，非鹿角形結(jié)石12例，輸尿管上段結(jié)石7例。B超組25例，男性14例，女性11例;平均年齡49(29～70)歲；平均BMI 23.8(20.5～27.05)；平均結(jié)石最大徑2.9(1.5～4.2)cm；部分鹿角形結(jié)石10例，非鹿角形結(jié)石9例，輸尿管上段結(jié)石6例。

A：CT平掃橫斷面；B：CT平掃腎臟矢狀位重建示意;C：CT平掃冠狀位重建示意;D：腎臟矢狀位重建指腎臟縱軸方向重建；腎臟矢狀位重建后提示術(shù)前擬定穿刺目標(biāo)盞、穿刺深度、穿刺體表位置，更符合術(shù)中超聲定位時(shí)圖像，通過認(rèn)知融合指導(dǎo)超聲引導(dǎo)下穿刺；E：冠狀位重建后影像圖片提示腎臟與周圍器官的關(guān)系不符合超聲實(shí)時(shí)定位時(shí)的關(guān)系，不利于術(shù)前明確穿刺目標(biāo)腎盞；F：同一患者實(shí)時(shí)超聲定位圖像。圖1 CT平掃冠狀位與腎臟矢狀位重建的不同及超聲實(shí)時(shí)定位圖像

3 討 論

精準(zhǔn)的腎盞穹窿穿刺是PCNL成功的關(guān)鍵,成功的穿刺可以最大限度地減少圍術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生并提高清石率[3]。超聲定位下PCNL穿刺相比于X線定位更有優(yōu)勢,可避免射線輻射造成的潛在損傷，也可降低鄰近器官組織的損傷,但由于B超影像的特殊性及專業(yè)性,學(xué)會(huì)判別超聲下的組織器官聲像圖需要專業(yè)的學(xué)習(xí)及長時(shí)間的超聲操作積累。PCNL術(shù)中穿刺需要泌尿外科醫(yī)生對腎盂、腎盞的三維結(jié)構(gòu)及穿刺路徑與腎周組織器官關(guān)系有深刻的理解，而傳統(tǒng)超聲定位穿刺術(shù)前判讀IVP及CTU對術(shù)中超聲定位的幫助相對有限。復(fù)雜性腎結(jié)石依腎盞復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)分布，KUB、IVU、及CTU不能全面清晰地顯示結(jié)石形態(tài)及與周圍組織器官的三維關(guān)系，不能精確擬定穿刺通道方向和路徑[4]。

PCNL術(shù)中超聲定位穿刺時(shí)需要找到最佳的穿刺平面，此穿刺平面為腎臟矢狀位在體表的投射(圖1B)。CT平掃重建采用腎臟矢狀位(腎臟縱軸方向)可以顯露此穿刺平面，且符合術(shù)中超聲探查腎臟縱軸時(shí)完整展現(xiàn)腎盂及各個(gè)腎盞時(shí)的穿刺原則。此時(shí)CT影像截面與超聲定位時(shí)腎臟縱軸探查的聲像圖高度符合，重建的方向與穿刺時(shí)超聲探頭平行，尤其對于習(xí)慣采用頭端穿刺方法時(shí)，術(shù)前明確目標(biāo)腎盞穿刺路徑是否有損傷肝臟、脾臟及胸膜的風(fēng)險(xiǎn)。術(shù)前擬定體表穿刺點(diǎn)及體表標(biāo)志，減少術(shù)中超聲探查定位時(shí)間，顯著縮短定位時(shí)間，精準(zhǔn)建立皮腎通道，減少術(shù)中術(shù)后出血。相對于傳統(tǒng)的超聲定位穿刺方法，術(shù)前CT平掃腎臟矢狀位重建，確定更為合理的穿刺目標(biāo)盞、穿刺點(diǎn)與重要體表標(biāo)記的關(guān)系及穿刺路徑，可顯著減少術(shù)中、術(shù)后出血量。

本研究結(jié)果(表1)提示CT-US組術(shù)前、術(shù)后血紅蛋白差值顯著低于B超組,術(shù)前腎臟矢狀位重建后的CT平掃圖像利于術(shù)中認(rèn)知融合穿刺，更能精準(zhǔn)穿刺腎盞穹隆，減少穿刺腎柱或直接穿刺腎盂導(dǎo)致出血甚至血腫形成的發(fā)生[5]。SMP手術(shù)一般出血量較少，超聲引導(dǎo)精準(zhǔn)腎盞穹窿穿刺及多普勒超聲可避開穿刺路徑的血管時(shí)出血會(huì)更少[6]。結(jié)果提示血紅蛋白下降幅度稍高，考慮與術(shù)后輸液血液稀釋有關(guān)。精準(zhǔn)的腎盞穹窿穿刺更利于術(shù)中結(jié)石清除及手術(shù)時(shí)間，兩組病例我們應(yīng)用SMP，皮腎通道常規(guī)采用F14，我們認(rèn)為結(jié)石清除率和手術(shù)時(shí)間與目標(biāo)腎盞的選擇有關(guān)，術(shù)中出血及血塊形成影響手術(shù)視野，一定程度上影響結(jié)石的清除。因此，我們認(rèn)為減少術(shù)中、術(shù)后出血及提高結(jié)石清除率更得益于術(shù)中精準(zhǔn)穿刺，術(shù)前擬定合理目標(biāo)腎盞并確定穿刺路徑有利于術(shù)中穿刺的實(shí)施。

表1 CT-US組與US組的相關(guān)指標(biāo)比較

CT平掃腎臟矢狀位重建的優(yōu)點(diǎn)在于：①術(shù)前模擬了經(jīng)皮腎穿刺時(shí)超聲定位腎臟縱軸，利于術(shù)前了解腎臟集合、前后組腎盞分布，利于腎盞精準(zhǔn)穿刺；②術(shù)前熟悉腎臟鄰近器官分布，確定穿刺目標(biāo)腎盞路徑，減少穿刺術(shù)中鄰近臟器損傷(肝、脾、肺、胸膜及腸管)；③CT平掃腎臟矢狀位重建部分符合經(jīng)皮腎穿刺窗口，利用體表標(biāo)志，可初步確定體表穿刺點(diǎn)及穿刺進(jìn)針方向。④CT平掃腎臟矢狀位重建可以基本了解腎輸尿管結(jié)石、腎積水及腎盂腎盞分布情況，不需要注射造影劑、對腎功能無影響、無需二次甚至多次掃描檢查、耗時(shí)短等優(yōu)勢，人體接受的放射劑量遠(yuǎn)低于CT尿路造影，可以在短期內(nèi)重復(fù)檢查隨訪[7]。SMP的優(yōu)勢在于術(shù)中、術(shù)后出血相對較少，且術(shù)中聯(lián)合負(fù)壓吸引裝置，手術(shù)過程中保持腎盂低壓狀態(tài)，能大幅降低術(shù)中、術(shù)后感染及膿毒血癥的發(fā)生，但精準(zhǔn)的腎盞穹窿穿刺仍然是手術(shù)成敗及降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率的決定因素[8]。SMP在治療直徑<2 cm的腎結(jié)石方面優(yōu)勢更大，且安全性更高，對于大負(fù)荷結(jié)石可考慮分期手術(shù)。雖然SMP手術(shù)時(shí)間較長，但出血和術(shù)后疼痛的發(fā)生率明顯較低，住院時(shí)間較短[9]。

融合影像技術(shù)以往更多應(yīng)用在前列腺活檢及肝臟腫瘤射頻消融中，此技術(shù)可以使穿刺更加精準(zhǔn)[10-13]。融合影像技術(shù)可融合CT與B超的優(yōu)點(diǎn)，增加空間定位能力，在解剖結(jié)構(gòu)上更加形象具體[14]。但融合影像技術(shù)目前仍然不能完全依賴融合技術(shù)，需要發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性進(jìn)行調(diào)整，依靠人的肉眼進(jìn)行圖像的對比和調(diào)整，在對位精度上還無法做到完全精準(zhǔn)，尚無法在高度精確的數(shù)字領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)CT與超聲影像的完全統(tǒng)一。我們認(rèn)為腎臟矢狀位重建后的CT影像可進(jìn)行術(shù)中連續(xù)翻頁播放，術(shù)中使用認(rèn)知影像融合進(jìn)行超聲定位，基層醫(yī)院同樣容易實(shí)現(xiàn)，更有利于術(shù)中超聲定位，減小PCNL的手術(shù)難度，降低手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率[15]。

綜上所述,我們初步研究發(fā)現(xiàn)，采用CT平掃腎臟矢狀位重建后認(rèn)知影像融合指導(dǎo)術(shù)中超聲定位技術(shù)進(jìn)行SMP是安全有效的，尤其對于初學(xué)者來說可以顯著縮短穿刺定位的學(xué)習(xí)時(shí)間，相對于傳統(tǒng)超聲定位,具有更加精準(zhǔn)的定位效果。認(rèn)知影像融合技術(shù)具有操作簡單、成本低的優(yōu)勢，設(shè)備優(yōu)勢低的基層醫(yī)院也可應(yīng)用。本研究屬于回顧性研究且認(rèn)知影像融合具有較強(qiáng)的主觀能動(dòng)性，客觀評(píng)價(jià)較弱。我們擬進(jìn)一步整合CT影像輸入計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行術(shù)中超聲融合，研究對影像融合及人工智能輔助穿刺系統(tǒng)進(jìn)行深入。