经皮肾镜碎石取石术的研究进展
潘生玉;程帆;叶芃
【摘要】经皮肾镜碎石取石术(PCNL)是复杂性上尿路结石及直径>2cm肾结石的
首选治疗方法.而标准通道PCNL常指建立>22Fr的经皮肾通道,虽然其具有结石清
除率高、手术时间短的特点,但围术期并发症(出血、感染、周围脏器损伤)的高发生
率不容忽视.随着内镜技术的进步、操作设备的更新,PCNL取得了很大进展,出现了
各种微型化PCNL.这些技术的出现不仅可在安全、高效治疗肾结石的前提下降低
围术期并发症的发生率,还可进一步扩大PCNL的手术适应证.未来,进一步研究对比
各种微型化PCNL与其他结石管理方式间的优劣,将推进其在上尿路结石领域中的
应用.
【期刊名称】《医学综述》
【年(卷),期】2018(024)024
【总页数】6页(P4874-4879)
【关键词】肾结石;经皮肾镜碎石取石术;微型化经皮肾镜碎石取石术
【作者】潘生玉;程帆;叶芃
【作者单位】武汉大学人民医院泌尿外科,武汉430060;武汉大学人民医院泌尿外
科,武汉430060;武汉大学人民医院泌尿外科,武汉430060
【正文语种】中文
【中图分类】R699.2;R691.4
肾结石是泌尿系统的常见疾病之一。一项全国性横断面研究指出,我国成年人肾结
石的患病率达6.4%[1]。当肾结石患者需要手术处理时,微创内窥镜手术是常用手
段。其中,输尿管镜碎石术和经皮肾镜碎石取石术(percutaneous
nephrolithotomy,PCNL)是常见术式。对于手术方式的选择需依据患者本身情
况和结石的特点来决定。欧洲泌尿外科协会建议:①直径<2.0cm的结石,体外
冲击波碎石术(extracorporealshockwavelithotripsy,ESWL)、PCNL或输尿
管镜碎石术均可选择;②直径>2.0cm的结石,PCNL为首选治疗方式,输尿管软
镜碎石术(retrogradeintrarenalsurgery,RIRS)可作为二线治疗方案;③对于肾
脏下极的结石,即使肾结石直径>1.5cm,PCNL与RIRS也均为有效治疗方案[2]。
而PCNL自20世纪70年代以来,无论在技术上还是在操作设备上均有长远发展
[3-4]。为减少PCNL造成的出血和尿液外渗等并发症发生,Jackman等[5]于
1998年首次报道了使用微型PCNL(minimallyinvasivepercutaneous
nephrolithotomy,mini-PCNL)治疗肾结石。随后,Lahme等[6]报道了以15
Fr“Amplatz”鞘作为经皮肾通道的mini-PCNL治疗肾结石,取得了令人满意的
效果。此后,泌尿外科医师在传统PCNL的基础上发展出了一系列微型化PCNL,
以使PCNL成为一个更加微创、安全、高效的手术方式。现就PCNL的研究进展
予以综述。
1分类
1.1标准通道PCNL(standardPCNL,SPCNL)SPCNL通常指在>22Fr经皮肾通
道中进行碎石操作的手术[7]。其既继承了传统肾镜大工作通道的特点,又吸取了
微创手术的一系列优点,使得SPCNL成为上尿路结石的首选治疗方法,尤其是对
复杂性肾结石[8]。目前,使用较多的是24Fr操作鞘配合20~22Fr肾镜。此类
型肾镜的操作通道空间较大,活动范围可达10~14Fr,适用于直径为3.5~4.0
mm的设备。SPCNL可配合使用的能量设备包括气压弹道、超声波及激光等,击
碎的结石由灌注、抽吸作用通过操作鞘流出体外,较大的碎片可通过抓钳直接从通
道中取出,术后通常需留置肾造瘘管[5]。随着EMS第三代超声气压弹道碎石清石
系统的出现,SPCNL可联合三代EMS超声气压弹道碎石清石系统通过负压吸引
方式清除结石,大大提高了SPCNL的碎石效率及结石清除率(stonefreerate,
SFR)。因此,SPCNL具有碎石效率高、SFR高、手术时间短等特点。
1.2mini-PCNLmini-PCNL通常被定义为操作鞘大小介于11~20Fr的
PCNL[5,9-10]。除通道大小不同外,其操作技术与SPCNL相同。mini-PCNL的
首次应用起始于1998年。Jackman等[9]使用11Fr血管Peel-away鞘完成了首
例儿童mini-PCNL。mini-PCNL使用刚性肾镜配合钬激光或气压弹道将大块结石
击碎成小碎块;通过灌注、抽吸作用,小型抓钳或柔性镍钛合金取石篮将结石从操
作鞘取出[11]。目前,超声波碎石探头尚无法通过mini-PCNL设备的操作通道。
首套标准化mini-PCNL设备系统制造于2001年,其由15Fr操作鞘及12Fr肾
镜组成[12]。在此基础上出现了多种操作系统,目前较主流的操作设备包括Storz
和Wolfmini-PCNL设备系统[11]。研究表明,处理直径2cm以下的结石时,
mini-PCNL具有与SPCNL相当的SFR,且具有围术期出血少、住院时间短及疼
痛较轻的优点[13-15]。mini-PCNL的另一个显著优点为灵活性较好,操作鞘具有
一定的活动度,可进行适度的调整以便取得更佳的操作角度。此外,肾镜在操作鞘
中也可灵活运动,以便处理分散在不同肾盏中的结石。如果手术过程顺利,术后甚
至可以达到无管化[11]。
1.3超微PCNL(ultra-minipercutaneousnephrolithotomy,UMP)为进一步缩
小穿刺通道、减少并发症的发生,Desai和Solanki[16]于2013年提出了UMP,
它是使用PCNL治疗直径<2cm结石的一种新方法。UMP使用了一套特制的手
术器械:①11~13Fr特制金属操作外鞘,鞘内壁上焊接有3Fr的侧通道,侧通
道尾端与外部端口连接,用于20mL注射器注射盐水;②外径为6Fr的金属内鞘,
可容纳内窥镜及激光光纤,也可作为手术的主要灌注通道;③直径为1.0mm的
超细内窥镜。在完成输尿管导管置入后,通过超声或X线透视辅助完成穿刺并以
11~13Fr金属操作为外鞘建立操作通道,使用6Fr内鞘组合超细内窥镜通过操
作通道进入集合系统,并配合钬激光在直视下将结石击碎。碎石完成后,移除内窥
镜及内鞘,术者通过侧通道向肾盂内注射盐水,快速注入集合系统内的盐水混合结
石碎块形成水流漩涡,在局部形成高压区,而金属操作外鞘内为低压区,故直径
<3mm的结石碎块便随着高压水流形成的旋涡效应流向操作鞘内,从操作鞘逸出
[16-17]。
1.4micro-PCNL为更加准确地建立穿刺通道和尽可能减少周围脏器损伤,Bader
等[18]于2011年率先使用了可视穿刺系统(All-SeeingNeedle),在直视下穿刺进
入目标肾盏,完成了经皮肾镜穿刺通道的建立。Desai等[19]对该技术进行了改进,
使用可视穿刺系统且不进行通道扩张,依靠系统自身4.8Fr外鞘完成整个经皮肾
镜手术过程,并正式将其命名为“micro-PCNL”。整个手术的穿刺及碎石操作仅
依靠特殊设备本身完成,不需要使用额外的筋膜扩张器及操作鞘。可视化穿刺系统
由外至内由三部分组成:①最外层为4.8Fr(16G)外径操作鞘;②中间层为可移除
的斜面中空穿刺针;③最中心则为直径0.9mm的纤维成像光纤。在完成目标肾
盏的穿刺后,移除中层穿刺针并在组件尾部连接配套的三通部件,该部件中央通道
用于光纤连接视频系统,其余两通道分别用于灌注和钬激光光纤的置入,置入钬激
光光纤后常规进行激光碎石。然而,由于micro-PCNL无法提供一定的空间供击
碎的结石碎块流出体外,所以碎石操作必须达到完全“粉末化”,后期由患者自行
将“粉末化”的结石排出体外。此外,由于没有额外的操作鞘来引流过多的灌注液,
为避免手术中肾盂内压力过高,患者通常需要置入口径更大的输尿管导管引流,且
灌注过程需采取间断不连续灌注模式以维持视野清晰和适宜的肾盂内压力[19-21]。
1.5mini-microPCNLmini-microPCNL是micro-PCNL的改良技术。micro-
PCNL虽具有良好的安全性,但其仍有局限性:①由于该设备缺乏额外的操作鞘,
仅通过设备自带的4.8Fr外鞘无法即时引流灌注液,容易引起肾盂内压升高,潜
在增加了尿源性感染的风险[21-22];②micro-PCNL设备口径较小,在操作和碎
石过程中容易受周边组织挤压而发生弯折,所以在进行肾内操作时,如大幅度地摆
动外鞘可能会导致肾实质撕裂;③由于micro-PCNL使用的是一种刚性仪器,故
限制了其在肾盂、肾盏内的活动,当残石发生移动时,难以寻找移动的结石并清除。
为解决上述问题,学者对micro-PCNL进行了改良。Sabnis等[23]使用8Fr金属
操作鞘与原设备的三通连接器相接,取代原有的4.8Fr外鞘。该操作鞘允许操作
部件在肾脏内更大范围的移动,且可配合使用1.6mm超声碎石探头进行碎石操
作并将结石碎块吸出体外,从而大大提高了结石清除效率;同时,该操作鞘在一定
程度上降低了肾盂内压力,降低了术中、术后尿源性感染的发生风险。Penbegul
等[24]报道了采用6.6Fr(14G)的血管鞘作为操作鞘与原有的4.8Fr外鞘、光学系
统、三通连接器相接治疗儿童肾结石,取得了令人满意的疗效。该操作鞘可改善灌
注液的回流,从而在一定程度上可降低肾盂内高压。
1.6超微通道PCNL(super-miniPCNL,SMP)2015年,我国泌尿外科专家曾国
华教授团队发明了一种新PCNL,并命名为SMP。SMP使用的特殊肾镜具有外径
为7Fr的可拆卸镜鞘,观测系统位于7Fr可拆卸镜鞘的上半部分,由直径为3Fr
的光纤内窥镜构成,两个外径为0.6mm的通道作为辅助灌注系统分别置于7Fr
可拆卸镜鞘管腔内左右两侧。当观测系统插入7Fr可拆卸镜鞘时,辅助灌注通道
位于观测系统两侧,与此同时7Fr可拆卸镜鞘下半部分留下一个3.3Fr的空间作
为操作通道和主灌注通道。其中,SMP的主灌注系统配合灌注泵使用,而辅助灌
注系统通过人工注水灌注,旨在保证术中视野清晰。除冲洗灌注外,主通道还可以
容纳0.8mm的气压弹道碎石探头、365μm的激光光纤或2.5Fr的取石篮或取
石钳。常规完成目标肾盏穿刺及通道扩张后置入适宜直径的特殊金属操作鞘(10~
14Fr),肾镜经此操作鞘进入集合系统。这种操作鞘后方连接着负压引流装置,结
石由激光或气压弹道击碎后可以通过肾镜与操作鞘间的空隙被抽吸出体外。与其他
经皮肾镜技术相比,该技术的独到之处为它配套的负压引流装置可主动将碎石块吸
出体外,而并非利用操作通道的涡流效应和人体自身的排泄能力将结石排出体外,
这不仅提高了碎石的清除效率,还有效降低了肾盂内压力。有资料显示,SMP对
于处理直径2.5cm以下的结石具有安全性及可靠性,特别是处理肾脏下极的结石
疗效显著,最终SFR可达95.8%[25-26]。
2疗效评价
2.1mini-PCNL经过多年的临床应用,mini-PCNL的实用性及安全性已被证实。
多项研究指出,mini-PCNL与SPCNL的并发症发生率比较差异无统计学意义;
与SPCNL相比,mini-PCNL的优势在于术后出血减少及因出血而导致的输血发
生率降低且住院时间较短[13-15,27]。Monga和Oglevie[10]的研究表明,与
SPCNL使用的20Fr通道相比,mini-PCNL中扩张的肾实质体积减少了56%,
围术期出血也随之减少。而大量研究显示,mini-PCNL在SFR上与SPCNL相比
差异无统计学意义,两者治疗肾结石的效果相当[14-15,27-29]。Cheng等[28]的
研究表明,无论是鹿角形结石还是单纯肾盂内结石,mini-PCNL与SPCNL的
SFR差异均无统计学意义;而mini-PCNL组在多发肾盏内结石的SFR较SPCNL
组高,这可能与mini-PCNL使用较纤细的肾镜在不同肾小盏间游走具有更佳的操
控性有关。但mini-PCNL的手术时间较SPCNL长,造成这一结果的原因可能为
mini-PCNL使用的操作通道较小且能使用的能量器械较SPCNL少,所以需要更
多的时间去完成碎石工作[14-15,28-29]。
与RIRS相比,mini-PCNL在SFR和手术时间方面均表现出明显优势[30-31]。其
中,Zeng等[30]、Pan等[31]、Kruck等[32]的研究均指出,mini-PCNL的SFR
高于RIRS。同时多项研究发现,mini-PCNL组患者的手术时间均短于RIRS组
[30-31,33],且两组患者术后并发症发生率比较差异无统计学意义[30-31,33-34]。
近年来一项Meta分析也指出,mini-PCNL的SFR显著高于RIRS;无论结石位
于输尿管上段、肾脏下极还是集合系统内任意位置,又或者结石直径为1~2cm
还是>2cm,两者在手术时间上比较差异均无统计学意义;RIRS导致的血红蛋白
下降少于mini-PCNL,并发症发生率低于mini-PCNL;两者的Clavien-DindoⅠ
级和Ⅲ级并发症发生率比较差异无统计学意义[35]。在住院时间方面,mini-PCNL
组长于RIRS组,这可能由于RIRS在某些国家(地区)是作为一项日间手术开展,
所以术后住院时间更短[7]。可见,与SPCNL和RIRS相比,mini-PCNL均是一项
安全、有效的术式,故认为它是SPCNL或RIRS的有效替代治疗方案。
2.2micro-PCNLmicro-PCNL作为一项新技术,在穿刺过程中进行同步监测,极
大地避免了对血管、肠管等重要脏器的损伤。因此,在许多国家及地区其均被开展
应用并进行了相应的研究,且均表现出良好的效果。Desai等[19]的研究指出,
micro-PCNL的SFR为85%~93%,其中对于肾脏下极的SFR为85.7%。另一
项研究表明,在处理中等大小结石时,micro-PCNL的SFR为93%[36]。在一项
随机对照试验(randomizedcontrolledtrial,RCT)中[20],20例肾结石为1~3
cm的患者被随机分成micro-PCNL组(n=10)和SPCNL组(n=10)。结果显示,
与SPCNL组相比,micro-PCNL组的手术时间更短、术中输出更少、术后恢复更
快;但micro-PCNL组术中肾盂内压力明显高于SPCNL组,过高的肾盂内压可能
会导致尿源性脓毒血症的发生。
Sabnis等[37]在一项RCT中对micro-PCNL与RIRS治疗直径<1.5cm的肾结石
进行了比较,结果显示两者具有相同的疗效和安全性。与RIRS相比,micro-
PCNL虽然在术中出血、术后疼痛上劣于RIRS,但micro-PCNL可使更多的患者
达到无管化。综合上述各项研究,micro-PCNL具有以下优点:①穿刺过程可视
可控,可减少对血管、肠管及其他重要脏器的损伤,增加了手术的安全性,尤其对
特殊病例;②操作过程穿刺、扩张、碎石一步到位,操作便捷;③穿刺通道小,可
达到术后无管化。但micro-PCNL也有其局限性:①设备口径小,肾镜套件在操
作和碎石过程中容易受周边组织挤压而发生弯折[23];②碎石操作需达到粉末化并
由患者后期自然排出;③与SPCNL相比,micro-PCNL易导致患者肾盂内压力过
高,增加了感染的风险[20]。目前,micro-PCNL的适应证主要为:①位于集合系
统内任何位置,直径<20mm的肾结石;②由于解剖结构异常,无法由输尿管软
镜处理的直径<20mm的肾下极盏内结石;③应用于小儿泌尿外科手术及解剖结
构异常的肾脏[23]。
2.3UMP2013年,Desai等[17]首次采用UMP治疗直径<2cm肾结石,并取得
了良好效果;Ⅰ期SFR为88.9%,3例患者(13.9%)出现ClavienⅡ级并发症,1
例患者(2.8%)出现ClavienⅢa级并发症,需置入双J管。Karakan等[38]在一项
RCT中,对UMP和SPCNL治疗肾结石的疗效及安全性进行了比较。结果显示,
UMP与SPCNL同样安全有效,但与SPCNL相比,UMP具有术后创伤小、术中
出血少、术后恢复快等特点。Schoenthaler等[39]在一项回顾性研究中,对比了
UMP与RIRS治疗(1~2cm)肾结石的疗效、安全性及治疗成本。结果显示,两者
在SFR、围术期并发症发生率、手术时间方面比较差异均无统计学意义。但与
RIRS相比,UMP的治疗成本更低。可见,UMP治疗上尿路结石安全、有效,且
具有以下特点:①UMP使用的是11~13Fr的金属外鞘,远小于SPCNL使用
的>20Fr的外鞘,因此在一定程度上减少了因通道扩张所致的大出血;②UMP术
中出血少、创伤小,更多的患者可达到术后完全无管化,从而减轻了术后疼痛。目
前,UMP主要的适应证为:①中等大小(1~2cm)的上尿路结石;②肾下盏结石,
尤其是ESWL、RIRS治疗失败后的肾下盏结石;③儿童肾结石。但UMP也有其
局限性:①由于经皮肾通道口径小,较大的结石碎片无法从通道取出,需要通过患
者自行将结石碎片排出体外;②在排石过程中,患者可能会出现因结石梗阻所致的
发热及肾绞痛,此时需留置双J管。
2.4SMPSMP作为一种由我国学者研发的新技术,其安全性及有效性已逐步得到
证实。Zeng等[25]认为,在处理直径<2.5cm的中型结石病例中,SMP安全有
效,且它具有手术时间短(平均手术时间为45.6min)、SFR高(术后3个月SFR为
95.8%)、并发症发生率低(12.8%)的优点。Zeng等[40]在另一项国际多中心RCT
中,将160例直径为1~2cm的肾下盏肾结石患者随机分成SMP组(n=80)和
RIRS组(n=80)。结果显示,两组患者手术时间、住院时间及并发症发生率比较差
异无统计学意义,但SMP在术后第1天及术后3个月时,SFR明显高于RIRS。
陈科梁等[41]和廖国栋等[42]均认为,SMP与RIRS治疗肾结石安全、有效,且
SMP可作为RIRS的互补治疗方式。Fan等[43]认为,SMP是ESWL、RIRS治疗
失败后肾结石患者的有效治疗方案。Liu等[44]采用SMP治疗治疗儿童肾结石发
现,其治疗安全有效,且术后第1天及术后3个月的SFR分别为84.7%(94/111)、
90.1%(100/111),85.6%(95/111)的患儿可达到完全无管化,15.3%(17/111)的
患儿出现轻微并发症(ClavienⅠ级及Ⅱ级)。虽然以上临床研究均显示SMP具有良
好的安全性及疗效,但目前对其研究仍有限,仍需要更多高质量的RCT进一步证
实SMP的安全性及临床疗效。目前,SMP的适应证主要为:①中等大小的上尿
路结石;②ESWL、RIRS治疗失败后的肾结石者,尤其是肾下盏结石;③儿童肾
结石。
3小结
随着科技的进步,越来越多的微型化PCNL被应用于上尿路结石的治疗。虽然微
型化PCNL的明确适应证仍在研究中,但有资料表明,微型化PCNL在处理肾脏
下极结石、鹿角型结石及输尿管上段结石时可达到理想的SFR[14-15,27-29]。目
前,对微型化PCNL的基本共识认为,SPCNL的适应证也可适用于微型化PCNL,
特别适用于SPCNL后Ⅱ期取石,或SPCNL无法解决的盏内结石及位于细长狭小
肾盂内的结石。对于小儿肾结石患者,微型化PCNL起到了举足轻重的作用。虽
然各项微型化技术均显示出其安全、高效的特点,但与SPCNL相比,它们仍是新
技术,仍缺乏高质量、大规模的试验论证。未来,希望有更多高质量的RCT通过
比较各种微型化PCNL和其他结石管理方式间的优劣,进一步验证微型化PCNL
的安全性及有效性,从而建立一套系统化、理论化、精准化、规范化的微型化
PCNL管理体系。
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