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经皮肾镜手术通道的演变及创新过程研究

2020-08-29 146 上传者：管理员

摘要：经皮肾镜手术在上尿路结石治疗中具有重要的地位,手术通道的建立是此项技术中的关键步骤,自经皮肾镜技术诞生以来,国内外学者对于手术通道的探索与研究从未间断。尤其是近10年来,手术通道在“微型化”技术上取得了突出的成绩,也获得了一些突破性的创新,本文将着重介绍及探讨经皮肾镜手术通道的演变及创新过程。

关键词：
创新
微创治疗
微型化
经皮肾镜
肾结石
通道
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1976年,瑞典人Fernstrom等[1]首次在国际上报道了通过建立从皮肤到肾脏的“隧道”进行取石的方法,并将其命名为“percutaneouspyelolithotomy”(经皮肾盂取石术),开创了肾结石微创治疗手术的先河。受制于当时的条件,手术通道间隔2周逐步扩张至24Fr,在局麻X线监视下,采用网篮及抓钳将结石取出。从现在的角度来看,也算是一种完全无管化手术的雏形。1981年,Wickham等[2]报道了31例经皮肾镜手术患者,并采用了“percutaneousnephrolithotomy”这个目前我们更熟知的名字。相比于5年前,学者们创新使用了膀胱镜及软性肾镜,并使用了早期的碎石器进行腔内碎石,但是手术仍然没有采用工作外鞘,手术的失败率也较高(11/30)。数十年来,国内外学者在手术通道的建立方式、通道的大小、通道的管理等方面进行了长期不懈的探索和创新。尤其是近10～15年来,随着科技的进步和工科材料学的发展,通道的变化与研究也取得了突飞猛进的进步。

1、通道建立技术的发展创新

1.1X线定位技术

传统的X线定位技术目前在国际上的应用仍然十分广泛。顺行的射线定位方式主要采用“牛眼征”及“三角技术”进行穿刺与定位,由于采用连续射线定位方式,因此医护人员和患者接受的辐射量往往较大,低剂量或脉冲式的射线引导方式能够明显的降低射线辐射量[3,4]。逆行的射线定位方法近些年也被学者尝试使用,通过输尿管软镜找到目标肾盏乳头,使用专用穿刺针及导丝逆行从肾乳头穿刺至皮肤,然后再沿着导丝扩张建立通道,这种方法可以减少射线使用量,也相对精准,但是对于肥胖患者容易导致通道偏移,而且也有损伤周围脏器的风险,完全鹿角结石也很难完成操作[5]。因此如何能够更方便的、安全地完成手术下一步研究的方向。Grasso等[6]探索了联合顺逆行同时进行手术的方式,这种通道建立方式需要两组人完成,一组术者采用常规的射线定位穿刺,而另外一组术者采用软镜下逆行监视来确定穿刺的位置和通道扩张的深度。这种直视下的通道扩张建立方式为一种新的手术方式(ECIRS)提供了理论和实践基础,ECIRS手术大大降低了患者及医生术中射线的暴露,减少了手术通道的数目,降低了需要辅助治疗的比例,并提高了手术的安全性[7,8]。近些年也有学者采用Ipad或机器人遥控进行穿刺,同样减少了X线的辐射,但由于手术需要特殊的设备,并且在精准穿刺调整及力学反馈方面存在弊端,因此仍然出于临床探索阶段[9,10]。

1.2超声定位技术

全超声辅助经皮肾镜技术在我国已经有十余年的应用时间,目前也是我国应用最广泛、接受程度最高的技术方式。以往的许多研究已经证实了其在各种大小通道、各类复杂结石患者中都具有较高的安全性及可靠性[11]。在国外,全超声定位技术起步较晚,Basiri等[12]在2008年首次报道了全超声引导技术在经皮肾镜中的应用。之后几年间,来自美国加州大学旧金山分校(UCSF)的StollerML及ThomasChi团队等陆续与我们合作将此项技术在美国逐步开展及推广。研究发现,全超声定位经皮肾镜技术较X线技术具有较短的学习曲线,降低手术花费和消耗,减少手术参与者的射线辐射量等诸多优势[13,14,15]。而且研究也证实了全超声定位通道扩张技术同样具有较高的安全性及可行性。目前全超声辅助技术已经在美洲地区逐步开展及推广。在其他地区,超声经常联合X线一起使用,超声用来判断肾盏位置和周围临近脏器情况,射线用来监控通道扩张情况及残余结石情况等等。完全超声定位技术由于学习曲线相对较长,且需要手眼协调,如何能够让穿刺简易化也是学者们探索的热点。Thomas等[16]通过利用计算机辅助立体定位摄像系统,通过安装在穿刺针上的摄像头虚拟成像来判断针的位置,有利于提高穿刺成功率。另外一个设计是采用SonixGPS导航系统,通过电磁跟踪技术来判断穿刺针的投射路径,解决了穿刺找针的困扰[17]。其实目前有的B超机器自带穿刺辅助功能,在穿刺的时候可以给出穿刺针所经过的路径模拟图,术者可以根据超声提供的影像进行穿刺,避免了反复寻找穿刺针路径的不利因素,很大程度上为穿刺提供了便利。我中心探索研发的融合影像技术一方面将患者的CT与术中超声融合在一起,解决了初学者对B超影像不熟悉的问题,为精准穿刺提供了良好的影像依据[18]。超声联合X线定位技术也被用在激光辅助穿刺技术及输尿管软镜辅助技术方面,用以减少射线的应用,增加穿刺的精准性方面。

1.3机器人辅助技术

机器人辅助的经皮肾镜技术早在1998年开始探索应用,通过安装在手术台上的机械臂来控制穿刺针的方向。模拟穿刺成功率较高,但穿刺时间长达8分多钟。而且整个穿刺过程较为繁琐[10]。第二代采用远程控制,由于价格昂贵装配复杂并未在临床上进行广泛应用。近年研究设计的射线辅助穿刺针自动定位系统(ANT-X),通过机器人辅助人工穿刺,利用射线监视来补偿患者的呼吸运动,该设备通过集成实时荧光图像自动校准针头,能够降低射线辐射,并已经应用到临床。此技术可以降低人为的操作失误,自动感应针的位置,并有一定的触觉反馈机制[19]。

2、通道大小的演变与创新

手术通道的大小关乎取石效率和并发症的发生。在经皮肾镜手术开始后的几十年间,标准通道是主流的尺寸大小。更大的通道可以配合使用更为高效的碎石设备,保证了肾内较低的压力,因此对于大负荷的复杂结石有着比较理想的取石效率。但通道较大,也就因为着通道建立风险及出血性并发症的概率也会相应升高。相同条件下,较小的通道对于肾脏的损伤也会更小。因此,近10年来,通道发展的方向是通道大小的微型化和通道建立的精准化。但是在定义标准通道及微型通道的时候,却有着不同的定义。Schilling等[20]把>25Fr的通道定义为超大通道(XL),20Fr至25Fr的定义为大通道(L),15Fr～20Fr为中等通道(M),10Fr～15Fr为小通道(S),5Fr～10Fr为特小通道(XS),<5Fr为超小通道(XXS)[20,21]。尽管通道的微型化是近些年发展的方向和趋势,但目前调查发现大通道仍然被更多的人选择和使用[22]。大通道或者我们常说的标准通道具有更好的出水空间,配合更高效的碎石器械,可以快速地完成手术,减少感染性并发症发生的概率。大量的研究已经证实其安全、有效,而且没有显著增加出血性并发症的发生。多篇文献前期研究也证实了其在孤立肾、脊柱畸形等复杂结石患者中的可靠性[23,24,25]。微通道在我国早年开展经皮肾镜的年代起到了积极的技术推广作用,目前在我国南方地区应用更为广泛。多项RCT研究也证实了微通道手术在降低围手术期出血并发症、降低输血率、缩短患者住院时间及减少术后疼痛方面有显著作用,并且可以达到较为理想的结石清除率[26]。微通道经皮肾镜手术不仅在成人肾结石方面有理想的治疗效果,其在儿童肾结石中的作用更为突出。我中心曾报道了采用微通道(16Fr)治疗儿童肾结石的经验,在数10例<3岁的婴幼儿患者中取得了良好的治疗结果[27]。从以往的文献上看,绝大部分研究结果发现微通道在儿童肾结石治疗过程中,相比于标准通道具有相似的结石清除率,这也证实了微通道在婴幼儿肾结石中的突出地位。超细肾镜(ultra-mini-PCNL,UMP)是2013年由Desai等[28]首先报道,超细肾镜外鞘大小为11Fr或者13Fr,术中配合使用钬激光将结石粉碎后利用水流的压力将结石冲出体外或者自行排石。研究证实其在中小体积结石方面具有较好的治疗结果。由于通道较小,手术过程可以采用无管化,也缩短了患者的住院时间。对于软镜手术而言,UMP可以作为一个有益的补充。Pai等[29]研究发现相比于软镜手术,UMP具有较高的结石清除率(98%vs.85%)。Micro-perc是通道微型化过程中的另外一种产物。它最早在2011年被报道使用,镜体的最大外径为4.85Fr,是一种没有工作外鞘的经皮肾镜设备,在穿刺过程中可以利用穿刺针头端的摄像头观察穿刺针的位置,做到“可视化”穿刺,在一定程度上可能会减少了穿刺不到位时通道扩张所造成的风险。目前对于Micro-perc的研究也是主要集中在与输尿管软镜的对比方面,研究发现,Micro-perc在结石清除率及住院时间方面与软镜具有可比性,其手术时间可能略长,术后血色素下降程度略高[30]。但不同研究得出的结论也不尽相同,同UMP类似,目前Micro-perc的适应证主要还是在于小结石的治疗,其在较大体积肾结石方面的地位和作用有待于进一步多中心大规模的证实。超微肾镜(super-mini-perc,SMP)是具有我国自主知识产权的一款肾镜,由曾国华教授在2016年首次报道[31]。SMP通过7Fr的肾镜和12～14Fr的外鞘,配合主动吸引功能,可以将碎石块更好的吸出至体外。通过SMP与输尿管软镜手术国际多中心研究发现,在1～2cm下盏结石中,SMP具有更高的即刻及远期结石清除率,两者的手术时间、术后住院时间、术后并发症情况并无显著差异[32]。

针状肾镜(Needle-perc)是由李建兴教授发明的具有我国自主知识产权的一款新式肾镜设备,其外径为4.2Fr,是目前国际上尺寸最小的肾镜。针状肾镜重量较轻,长度适中,由手柄和穿刺鞘组成,视频导入光纤可以提供10000像素的画面清晰度,在穿刺过程中可以做到可视化操作,对于超声定位的穿刺技术来说是有益的补充。在前期的临床研究过程中,我们发现其在小结石、婴幼儿肾结石中有良好的治疗效果,对于需要多通道治疗的复杂结石来说,联合Needle-perc可以起到减少手术通道、降低手术并发症发生率、降低围手术期出血量的作用[33,34]。

3、通道的管理

通过精准化穿刺,规范化的通道建立,使用球囊等方式可以降低围手术期出血的风险[35],但术中的出血及术后的迟发性出血时有发生。手术通道的管理主要在于减少围手术期出血并发症的发生,保证患者的快速康复。既往认为留置肾造瘘管通过压迫手术通道可以起到止血的目的,但今年研究发现无管化的手术操作并没有增加围手术期出血的风险[36]。对于通道止血的方式目前主要有电外科止血方式及化学药物止血方式。Mikhail等[37]通过在手术通道内向肾脏创面植入密封止血剂以减少术后出血的发生,但研究并未发现有明显作用。化学药物的使用还可能会导致肾小球间质纤维化等不良反应的发生。另一种止血方式是物理电外科止血,通过组织表面形成凝固焦痂,封闭出血点从而达到止血的效果。我们中心通过研发一款新式止血电极研究发现其在减少通道出血量、促进快速康复方面有着积极的作用。其在肾功能保护及减少肾脏损伤方面的作用有待于进一步研究。

4、总结

总之,经皮肾镜通道总的的发展方向是精准化与微型化,X线技术在经皮肾镜早期发展阶段起到了重要的推动作用,CT导航技术及B超引导技术目前越来越发挥重要的作用。在为患者提供更安全的保障同时,也最大程度地保护了医护人员的健康。通道的微型化是将来手术通道发展的方向,配合高效的清石器械,更高的清石率也可以在较小的手术通道内完成。伴随着一次性电子输尿管软镜等设备的逐步推广应用,未来经皮肾镜通道的发展方向将会更加的个体化,针对不同位置、不同成分、不同地区条件的泌尿系结石需要制定“因地制宜、因人制宜”的策略来达到治疗效果的最优化。

参考文献：

[11]李建兴,田溪泉,牛亦农,等.B超引导经皮肾镜气压弹道联合超声碎石术治疗无积水肾结石[J].中华外科杂志,2006,44(6):386-388.

[18]李建兴,肖博,唐宇哲,等.融合影像技术在超声定位经皮肾镜手术中的初步应用[J].中华泌尿外科杂志,2017,38(9):658-661.

[25]康鹏,程帆,饶婷,等.经皮肾镜取石术治疗孤立肾肾结石合并肾功能不全患者的临床疗效分析[J].临床泌尿外科杂志,2018,33(2):114-116.

[34]肖博,李建兴,胡卫国,等.针状肾镜治疗上尿路结石的初步应用经验[J].中华泌尿外科杂志,2019,40(2):96-99.

李建兴,肖博.经皮肾镜手术通道的发展与创新[J].临床泌尿外科杂志,2020,35(09):679-683.