腎結石患者微通道經皮腎鏡碎石術后結石清除率的風險評估

蘇 醒，高學林，馬帥軍，郭 凡，劉 飛，楊力軍，秦衛(wèi)軍，王福利

（空軍軍醫(yī)大學西京醫(yī)院泌尿外科，陜西西安 710032）

微通道經皮腎鏡碎石術（minimally invasive percutaneous nephrolithotomy，mPCNL）是一種改良經皮腎鏡碎石術（percutaneous nephrolithotomy，PCNL），起初用于兒童泌尿系結石的治療，與標準通道PCNL（standard PCNL，sPCNL）相比，其手術并發(fā)癥的發(fā)生率較低，目前已被廣泛應用于治療上尿路結石[1]。國內大型多中心臨床試驗結果表明，對于直徑20 ～40 mm 的腎結石，mPCNL 可以獲得不低于sPCNL 的結石清除率（stone-free rate，SFR），且具有出血少、術后疼痛少、住院時間短等優(yōu)點[2]。近年來，基于術前影像學資料及患者特征，文獻中已報道了多個預測模型以評估PCNL 術后療效[3-6]，然而其在成像方式、患者選擇以及結局評價指標等方面具有很強的異質性，臨床適用性和可重復性較差，尚缺乏標準化方法。此外，現有模型的建立均以sPCNL 為干預方式，對于行mPCNL 的患者預測精準度可能無法保證。因此，本文將探索術后SFR 的獨立預測因素，并建立相應列線圖以進行風險評估。

1 資料與方法

1. 1 一般資料本研究回顧性分析2018 年1 月-2021 年6 月西京醫(yī)院泌尿外科收治的170 例行mPCNL的腎結石患者的臨床資料。納入標準為：①經超聲及放射影像學（非增強CT+三維重建）診斷為腎結石；②年齡≥18 歲；③手術方式為mPCNL。排除標準：①完全性鹿角型結石；②腎移植或尿道改流患者；③腎臟解剖結構異常（馬蹄腎、異位腎）；④穿刺通道≥2個；⑤術前影像學資料不全；⑥因任何原因未順利完成手術者；⑦失訪病例。收集并分析可能影響mPCNL 術后SFR 的預測因素：①人口學特征，包括性別、年齡、身體質量指數(body mass index，BMI)、合并癥、尿路感染（尿白細胞陽性）、既往腎結石治療史等；②結石相關參數，包括結石數目、偏側、位置（上盞、中盞/腎盂、下盞、多發(fā)）、體積、直徑、平均CT 值、結石距皮膚的距離（skin-to-stone distance,SSD）、腎積水程度（無、輕度、中度、重度）等。

根據本研究的納入及排除標準，我們排除了完全型鹿角形結石（27 例）、臨床資料不完善及失訪患者（8 例）、多通道m(xù)PCNL 術（14 例）、腎臟解剖結構異常（9 例）及未順利完成手術者（4 例）。最終納入的170例患者中男性116 例（68.2%），女性54 例（32.8%）；中位年齡43（18 ～73）歲；BMI 24.4±2.7；合并高血壓15 例（8.8%），糖尿病12 例（7.1%）；術前尿白細胞陽性93例（54.7%）；既往結石治療史84例（49.4%）。

1. 2 結石參數的測量所有結石參數均使用PACS軟件系統(tǒng)于CT 平掃＋三維重建圖像中直接測量。體積的估算方式為∑0.52×π×長×寬×高（其中長、寬和高分別為三個軸上測量的結石直徑）[5]；直徑定義為最大結石在CT 橫斷面、冠狀面或矢狀面中的最長徑；CT 值為結石最大截面中感興趣橢圓區(qū)域的平均CT 值；SSD 指在CT 橫斷面上，結石中心到皮膚的平均距離（沿45°線）。

1. 3 手術步驟與終點指標手術由本中心3 名經驗豐富的泌尿外科醫(yī)生完成，均采用全身麻醉方式。先取截石位，使用F5 輸尿管導管逆行插入患側腎臟集合系統(tǒng)制造人工腎積水；后改為俯臥位，在超聲引導下以18 G 穿刺針穿刺目標腎盞，使用筋膜擴張器逐漸擴張通道至F16～18，建立經皮腎鏡通道。引入F8輸尿管短鏡，使用500 μm 鈥激光光纖碎石（功率30～50 W）。手術結束時，行超聲檢查殘留結石情況。術后常規(guī)留置F6 雙J 管及F14 ～16 腎造瘺管引流。手術時間原則上限制在90 min 以內。

本研究的終點為一期SFR。患者于術后1 個月拔除雙J 管后行腎臟超聲檢查，殘石直徑＞4 mm 為結石未清除；無肉眼可見結石或存在直徑≤4 mm 的無癥狀殘石為結石清除。

1. 4 統(tǒng)計學方法應用SPSS 24.0 和RStudio 軟件統(tǒng)計分析相關數據。計量資料以±s 或中位數（范圍）表示，組間比較采用t 檢驗或Mann-Whitney U 檢驗；計數資料以例（%）表示，組間比較運用χ2檢驗或Fisher’s 精確概率法。對各預處理變量進行單因素logistic 回歸分析，將其中有統(tǒng)計學意義的變量（P＜0.05）納入多因素logistic 回歸分析，同時采用“向后：Wald”法（步進概率0.05）擬合最優(yōu)模型以探討影響mPCNL 術后SFR 的獨立預測因素。根據最終模型，使用RStudio 軟件繪制相關列線圖。運用Bootstrap法自舉抽樣1 000 次對模型的預測性能進行內部驗證。其中，模型的區(qū)分度根據受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）來 評價，并計算列線圖與各獨立預測因素的曲線下面積（area under the curve，AUC）；通過繪制校準圖以檢驗模型的一致性（比較列線圖預測概率與實際結果的符合程度）。最后，進行決策曲線分析（decision curve analysis，DCA）觀察預測模型在每個閾值概率下的潛在凈收益，以評估其臨床適用性[7]。以雙尾P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2. 1 結石清除組與結石殘留組各因素的比較本組mPCNL 術后一期SFR 為77.6%。兩組患者年齡、性別、BMI、尿白細胞檢查、既往結石治療史、腎結石偏側等差異無統(tǒng)計學意義（P ＞0.05）；結石位置、個數、體積、直徑、平均CT 值、SSD、腎積水程度等差異有統(tǒng)計學意義（P ＜0.05）（表1）。

表1 腎結石患者mPCNL 術后結石清除組與結石殘留組一般資料比較 [例（%）]

2. 2 mPCNL 術后結石清除狀態(tài)的獨立預測因素單因素及多因素logistic 回歸結果見表2。單因素分析結果表明，結石位置、個數、體積、直徑、平均CT值、SSD、腎積水程度等指標與mPCNL 術后結石清除有關（P＜0.05）。Spearman 相關分析顯示，結石直徑與體積呈顯著相關關系（r= 0.627，P＜0.001）。為方便臨床應用，本研究以直徑來評估結石的總體負荷，結石體積未被納入到后續(xù)分析。進一步的多因素分析結果表明，結石位置（P= 0.033）、直徑（P＜0.001）、平 均CT 值（P= 0.001）以 及SSD（P=0.012）是mPCNL 術后結石清除狀態(tài)的獨立預測因素。

表2 mPCNL 術后結石清除的單因素及多因素logistic 回歸分析

續(xù)表2

2. 3 列線圖的建立、驗證及臨床適用性評價使用RStudio 軟件整合所有獨立預測因子生成列線圖（圖1）。每個變量根據其對模型的貢獻度被賦予不同的分值。將這些分值相加得到總值，進而通過對應的概率尺度對mPCNL 術后患者SFR 進行風險評估。使用Bootstrap 法進行內部驗證，模型的區(qū)分度為0.909(AUC =0.909，95%CI0.863～0.956)，并顯著優(yōu)于結石位置（0.778）、直徑（0.800）、平均CT 值（0.760）、SSD（0.635）（圖2A）；校準圖顯示，列線圖預測概率與實際SFR 之間符合度良好，其預測值均在10%誤差范圍之內（圖2B）。DCA 顯示本模型在幾乎所有的決策閾值概率中都有正的凈收益，具有顯著的臨床意義（圖2C）。

圖1 預測微通道經皮腎鏡碎石術后結石清除概率的列線圖

圖2 列線圖的驗證及臨床適用性評價圖

3 討 論

隨著腎鏡、碎石機器、外科技術的發(fā)展，mPCNL已廣泛應用于臨床，在提高碎石效率的同時可有效降低與sPCNL 相關的手術并發(fā)癥[1-2]。目前，文獻報道的關于影響mPCNL 術后療效的術前因素還較為缺乏，且大部分預測模型均基于sPCNL，其是否適用于mPCNL 還有待高質量的外部驗證。目前，常用的評分系統(tǒng)主要為以下4 種：①S.T.O.N.E. 評分系統(tǒng)[4]：分值范圍為5～13，包括結石大小（表面積）、SSD、腎積水程度、受累腎盞數目和結石密度等5 個變量；②Guy’s 評分系統(tǒng)（Guy’s stone score，GSS）[6]：該評分基于腎臟/集合系統(tǒng)解剖結構及結石的分布范圍按復雜程度分為4 個等級（I ～IV）；③列線圖（CROES nephrolithometric nomogram，CROES）[3]：基 于 多 因 素 分析的方法，根據患者治療史、結石特征等6 個變量對術后療效進行可視化定量預測；④S-ReSC 評分系統(tǒng)[5]：定義了集合系統(tǒng)內的9 個結石分布位置（1～9 分），而不考慮任何患者基線特征或腎臟解剖結構。根據既往文獻報道和臨床治療經驗，本研究對患者入院基線資料及結石相關參數等可能影響mPCNL 術后SFR 的變量進行統(tǒng)計分析。

本研究表明，結石直徑與mPCNL 術后SFR 降低顯著相關，這與ZHU 等[8]對865 例行mPCNL 的上尿路結石患者的回顧性研究結果一致?，F在普遍認為結石大小是影響術后SFR 的風險因素，較大的結石往往需要更多的操作時間和操作程序，易導致結石殘留。此外，歐洲泌尿外科協(xié)會指南主要依據結石直徑確定治療方案[9]。如圖1 所示，直徑是對模型貢獻度最大的因素。我們認為，隨著穿刺通道的減小，mPCNL 需要將結石粉碎為更小的碎片，以便使其從較小的通道中清除，導致操作時間延長。因此，較大結石往往需要分期處理，其術后一期SFR 顯著降低。結石位置是評價PCNL 手術難易程度的常用指標之一，依據JEONG 等[5]對結石解剖分布的報道，本研究將位置分為上盞、中盞/腎盂、下盞和多發(fā)。我們的分析表明，上盞結石以及多發(fā)結石的清除成功率相對較低，這與THOMAS 等[6]基于sPCNL 的研究結果相似。考慮到以下幾點原因：①多發(fā)結石往往累及多個腎盞，且其總體負荷較高，增大了碎石難度[4，10]；②由于重力因素，結石易位于中下盞，而上盞結石可能嵌頓于較狹窄的頸口或位于腎盞憩室內，因此較難處理；③腎臟上極常被胸腔臟器所覆蓋。一項大型回顧性研究結果表明，上極穿刺入路與臟器損傷、出血等并發(fā)癥密切相關，且術后SFR 較低、住院時間較長[11]。除鹿角形結石等特定情況，本中心多以中、下盞為穿刺目標，可能會影響對上盞結石的處理。

結石的平均CT 值是包含在本模型中的另一重要預測因素，在一定程度上可反映結石的硬度及主要成分[12]。既往文獻已報道，CT 值可顯著影響體外沖擊波、輸尿管軟鏡等手術的碎石成功率[13-14]。此外，RANA 等[15]研究發(fā)現，CT 值與鈥激光能量和碎石時間呈顯著正相關關系。根據我們的經驗，高硬度結石的清除速率較慢，對手術進程可產生負面影響。SSD可客觀反映穿刺通道的長度，建立良好的經皮通道是mPCNL 手術成功的先決條件，一般而言，理想的穿刺通道應提供最短、最直接的路徑以方便鏡下檢查和碎石。OKHUNOV 等[4]通過查閱文獻和專家論證，認為較長的SSD 可能會增加PCNL 的手術難度。近期，MICALI 等[16]回顧性研究14 個中心2 605 例腎結石患者的臨床資料，建立列線圖預測微創(chuàng)碎石術后SFR，其結果表明SSD 與手術成功率呈反比，與本研究結果一致。我們認為，通道長度的增加限制了操作器械在腎集合系統(tǒng)內的活動范圍，且易撕裂腎實質而增加出血的風險。此外，較長的通道不利于結石碎片的排出，容易造成殘石。

列線圖是一種將數據可視化的預測工具，可為臨床醫(yī)生和患者提供個體化的預測概率，近年來已廣泛應用于泌尿系疾病的研究中[16-18]。理想的預測模型應便于臨床應用，本研究構建列線圖所包含的4 個因素均可基于術前CT+三維成像直接、客觀測量，無需進行復雜計算或借助其他輔助軟件，臨床實用性較強。此外，結石直徑、平均CT 值、SSD 均以連續(xù)型變量納入，可一定程度提高預測的準確性。

我們的研究存在以下局限性：①本研究為單中心回顧性研究，病例數相對較小，可能存在一定的選擇性偏倚。②由于未將腎臟解剖異常病例納入分析，本研究所建立的模型可能不適用于此類患者。然而有多個研究表明，腎臟先天解剖異常并不影響PCNL 手術成功率[3，19-20]。③本研究使用超聲隨訪檢查術后殘石，其靈敏度和特異度均不如CT[21]，可能造成一定的系統(tǒng)誤差。④盡管模型在內部驗證中表現出良好的預測性能，然而其外推性還需經其他中心的數據進行外部驗證。

綜上所述，結石位置、直徑、平均CT 值以及SSD是腎結石患者mPCNL 術后SFR 的獨立預測因子，本研究整合上述因素建立的列線圖模型具有良好的預測性能，有助于臨床醫(yī)生制定術前治療方案和患者咨詢。本研究結果還需進一步的前瞻性、多中心數據加以驗證。