孙若男，韩林霖，韩天，陈曦，杨秀华

(哈尔滨医科大学附属第一医院腹部超声科，哈尔滨 150001)

泌尿系结石是临床中常见的且发病率较高的疾病，经皮肾镜取石术(percutaneous nephrolithotomy，PCNL)于1976年首次被提出，在当代尿石症手术治疗中已确立了重要地位[1]。欧洲泌尿外科协会和美国泌尿外科协会指南均推荐PCNL作为治疗鹿角形结石、直径>2 cm的肾结石以及直径>1 cm且体外冲击波碎石术无法解除的肾下盏结石的方法，与其他手术方法相比，PCNL因具有微创、结石清除率高的特点得到了广泛应用[2-3]。在这些步骤中，获得安全、恰当的肾脏通路是最困难和关键的步骤之一，而建立通道的引导成像方式起重要作用，并可能影响最终手术的结果和并发症发生风险[4]。目前单独或联合使用透视与超声是引导穿刺建立PCNL通道最常用的方法[5]。近年也有通过SonixGPS导航引导PCNL的技术，对于无肾盂积水的患者通过超声造影剂和超声多普勒模式结合进行PCNL通道建立，以上新技术的应用降低了PCNL术中出血的风险和并发症的发生率。现就超声引导在PCNL中的应用进展予以综述。

1 PCNL的发展

1976年，有学者首次通过X线透视引导对3例患者进行了PCNL治疗[1]；1984年，Wickham和Kellet[6]提出，实时X线引导是经皮肾穿刺通道建立的最常用的技术手段，但该方法仅能显示肾脏的解剖结构，无法实时监测邻近脏器的位置，增加了肠管、肝脏、胸膜腔等脏器损伤的风险。此外，实时X线引导下的PCNL使患者和手术人员暴露于辐射中，虽然每次操作辐射剂量较低，但长此以往操作者暴露于辐射中的风险显著增加。据文献报道，患者在PCNL过程中辐射的风险与其接受药物剂量成正比，在整个手术过程中患者接受辐射的平均值约为8.66 mSv[7]。Mancini等[8]研究发现，体质指数增加、复杂性结石以及建立多通路会增加患者在PCNL过程中辐射的风险，其中肥胖者尤为显著。20世纪70年代，随着超声应用的逐渐普及，超声在PCNL中的应用也首次被提出，其在上尿路结石中应用的有效性、安全性和可行性优势也显现出来[9]。Desai等[10]首次应用超声引导下PCNL治疗儿科患者。2015年，世界超声医学与生物联合会指出，超声的实时显像优势显著，能够清晰地显示脏器的解剖结构，且操作简便、无辐射损伤，降低了并发症的发生风险，几乎可以适用于任何介入性的手术[11]。这些优势也适用于PCNL通道的建立，尤其对于孕妇和肥胖者，避免了辐射暴露。

2 传统X线透视引导下的PCNL

精准的经皮穿刺进入肾脏集合系统对安全有效地进行PCNL至关重要。腔内泌尿学会临床研究室(Clinical Research Office of the Endourological Society，CROES)有关PCNL的数据显示，约有86.3%的患者通过X线透视引导下PCNL建立通道[12]，目前X线透视引导下PCNL仍然是最常用的技术手段。虽然超声引导下PCNL被认为是一种有效的替代方法，但在实时成像技术时，由于穿刺针、导丝、筋膜扩张器的可视化以及肾脏集合系统的内部结石在X线透视下可清晰显影，传统X线透视引导成为外科医师首选的成像方式[13]。然而，传统X线透视下提供有关周围器官及软组织的信息有限，无法实时监测周围器官的位置和血管的走行，增加了术中出血量和脏器损伤的风险。另外，传统X线透视引导下的PCNL使患者和操作者暴露于大量的电离辐射中，可能导致基因突变和癌症。研究表明，尽管常规使用防护围裙和甲状腺防护罩，仍可检测到一定程度的辐射暴露，且影响的严重程度随辐射剂量的增加而增加；国际辐射防护委员会建议，在眼睛的晶状体中被照射者等效剂量的年度限制为150 mSv，在皮肤中为500 mSv，在肢体中为500 mSv[14]。但目前随着PCNL手术数量的增加，医护人员长期操作可能导致累积辐射剂量逐渐增加，远远超过这个标准的低限值。

在穿刺过程中需要转动X线透视机器，这显著增加了术中操作时间。Hudnall等[15]分析比较了71例行PCNL手术的患者X线透视与超声引导下PCNL的医疗成本消耗，结果发现，X线透视引导下的PCNL较超声引导下PCNL的平均手术时间显著延长[(144.9±55.1) min比(99.8±27.0) min，P<0.05]，如果加上基本设备成本，X线透视引导下的PCNL较超声引导下PCNL的平均总成本高约30%[(7 508.60±1 163.83)美元比(5 258.90±957.12)美元，P<0.05]。X线透视引导下PCNL的另一个缺点是常采取俯卧位，不适用于肥胖患者以及有心肺疾病或骨骼畸形疾病的患者，在长期手术中，特别是在病态肥胖的患者中，腹壁在俯卧位受压，导致腔静脉血流量显著减少、椎管和硬膜外静脉充血，并随后损害脊髓灌注；即使在采取侧卧位进行X线透视引导也有较大的局限性，特别是在复杂结石和肾脏解剖结构异常的患者中，出血率更高，成功率降低[16]。因此，为了减少患者及医护人员术中的副损伤和患者的医疗费用，超声引导下PCNL逐渐成为主流。

有研究表明，如果一位无经验的泌尿外科医师在经验丰富的泌外科医师的指导下行X线透视引导PCNL，手术时间可从原来的15例患者平均手术时间142 min降低至40～60例患者需要92 min，随着技术的熟练可达到155例患者约需90 min，而115例后手术所需时间将达到平台期，这与经验丰富的外科医师经过60次手术所需要的时间相当(平均98 min/次)；X线透视时间和辐射剂量会随手术经验的增加而减少，且平均需要60次操作才能达到良好的操作水平，在115次操作后才能到达精准水平；无经验的泌尿外科医师大约需要60次手术才能具备X线透视引导PCNL的能力，且在大于这一数量时手术时间或辐射剂量并未显著降低[17]。有数据表明，至少需要50次操作才能掌握X线透视引导PCNL这项技能[18]。

3 超声引导下的PCNL

PCNL最关键的步骤是建立进入肾盂肾盏的通道，包括经皮肾脏穿刺和通道的扩张。传统的PCNL是在X线透视引导下进行，但由于患者和医护人员的电离辐射暴露，超声无辐射的优势成为一种可替代X线透视引导的成像方式，尤其适用于儿童和孕妇。随着超声设备和穿刺技术的进步，超声引导下PCNL的优势已超出X线透视引导下的PCNL。在进入肾盂肾盏的过程中，超声可以清晰显示肾脏结构和周围脏器的比邻关系[19]，有助于临床医师选择最佳的穿刺路径。Karami等[20]对1例经超声检查为肾后结肠且术后经CT证实的患者，通过在离结肠较远处创造一个安全的肋间窗实现了通道的建立。

与传统X线透视相比，超声更容易显示出下组肾盏，这更有利于下组肾盏结石的清除。Wang等[21]对纳入的14项研究3 019例患者的荟萃数据分析发现，超声和X线透视引导的两种通道建立的差异无统计学意义(P>0.05)。根据Clavien-Dindo评分，并发症一般为Ⅰ级和Ⅱ级的轻微并发症穿刺成功率相似，但超声引导组的出血及术后输血需求较低，可能是X线透视引导下PCNL获得通路所需的穿刺次数、手术时间增加而导致的；CROES对近6 000例PCNL患者的全球性研究结果显示，超声引导下PCNL组的失败率显著低于X线透视引导下PCNL组(0.7%比2.9%)[22]，由此认为，超声引导下的PCNL具有更高的穿刺成功率。同时，PCNL最重要的指标是结石清除率，在超声引导下PCNL组中结石清除率更高[23]，这是因为超声显示肾脏解剖结构、识别结石的能力更强。在PCNL手术结束时，可通过超声检查是否存在残余结石，无论是在X线下不宜显影的尿酸结石还是容易显影的草酸钙结石在超声下均可识别。

Song等[24]研究了超声引导下PCNL的学习曲线，即由无经验的泌外科医师进行120例超声引导下PCNL，且该泌外科医师在1个月内学习和参与了20多例超声引导下PCNL手术，然后与1 000多例PCNL专家进行比较，结果发现，在60例手术后，新手的手术时间、超声检查时间和通道扩张时间均与泌尿外科专家相当，且并发症发生率随经验的增加而降低，但差异无统计学意义(P>0.05)，因为只存在Clavien-Dindo评分Ⅰ级和Ⅱ级的轻微并发症；而结石清除率则随着经验的增加而增加，达到了手术例数的75%。Yu等[25]的报道与此相一致，认为60例超声引导下PCNL操作会达到熟练程度，120例超声引导下PCNL操作可达到优秀水准，达到180例后的操作水平则近乎完美。虽然与X线透视引导下的PCNL相比，超声引导的成像模式学习曲线较长，但却是有益于临床医师的一项技能。

4 超声多普勒模式引导的PCNL

PCNL最理想的穿刺路径是由皮肤到达肾结石的距离最短，并尽可能接近每个肾盏和肾盂输尿管交界处。研究认为，进入理想肾盏的最佳途径是通过布罗德尔线，用X线透视或B型超声很难分辨这个无血管平面，肾脏血管只能通过二维B型成像得到模糊的显示，且显示的仅是其他大的肾血管分支的管腔，由于分支复杂，检测和辨认其走行需要大量的时间，弓状动脉几乎辨认不出来，其管腔更无法清晰显示[26]。多普勒超声对血管的敏感性越高就越能充分显示肾动、静脉，包括弓状动脉以及肾皮质表面的相关血管。冠状位扫描可以记录肾脏血管彩色血流图，对于有经验的操作者，应用多普勒超声进行肾血管识别是准确可靠的，有助于肾脏血管可视化，可以成功避免血管损伤，并减少术中的出血和输血[27]。Tzeng等[28]在前瞻性随机对照试验中评估了超声引导下PCNL中多普勒模式的应用，比较了传统的B型超声和多普勒模式下的超声引导，结果显示，使用多普勒模式引导的患者出血及输血率均显著降低。Li等[29]对8 025例尿石症患者进行PCNL治疗，在超声多普勒模式下引导并进行通道的扩张，结石的平均直径为32 mm，平均操作时间为42 min，结石清除率为85.5%，平均住院时间4.1 d，最终的结果显示，近5%的患者合并发热>38.5 ℃，而需要输血的患者仅占1.1%，胸膜损伤15例(0.19%)，只有 4例患者需要转为开放式手术，其中2例患者需要肾脏切除。这些结论再次证明了超声多普勒模式引导PCNL的安全性和可行性。

超声引导的不足之处是无法对无肾盂积水的病例进行穿刺，为了克服这一不足，可以放置输尿管导管并向其中注射0.9%氯化钠注射液或对比剂，以更好地观察肾盏结构。此外，输尿管导管可以防止结石碎片通过PCNL手术掉落到输尿管内[30]。Agarwal等[31]给224例患者每人注射了10 mg呋塞米，以使患者在整个操作过程中肾脏集合系统均匀、持续扩张。但这个简单的操作仍然存在缺点，患者需要从截石位改变到经皮肾造瘘手术所需的最佳位置，通常此时的患者处于全身麻醉状态，增加了操作时间，并可能产生颈椎损伤、眼或周围神经病变以及呼吸和心脏系统病变，尤其是患者取俯卧位时[16]。CROES全球研究报道指出，在PCNL的大队列研究中80%的病例选取俯卧位[22]。为了克服这一劣势，Usawachintachit等[32]对5例肾盂无积水的尿石症患者(符合PCNL适应证)，通过逆行输尿管导管注射少量超声造影剂，并进行经皮肾穿刺，结果穿刺成功率为100%，且无超声造影相关不良反应。超声造影的优势是可以清晰地显示肾脏的血管走行，通过注入超声造影剂结合多普勒模式，可以避免穿刺过程中伤及肾脏大血管而危及生命，并且超声造影剂具有无毒、不良反应少、操作方法简单、过敏发生率低的特点，尤其适用于孕妇和儿童患者。

5 SonixGPS导航引导的PCNL

对于复杂性肾结石(如肾盂或肾盏部分充满鹿角形结石)的治疗，超声引导下的PCNL在技术上更具挑战性。此类手术技术难度较大，并发症发生率和手术风险均较高。操作人员需要将穿刺针始终与超声图像保持在同一平面，以跟踪针的位置。操作者需要丰富的经验，稍有偏差就可能导致手术失败或严重并发症。为了提高穿刺的准确性和安全性，减少双侧损伤，需要进行技术改造。SonixGPS是一种新型的超声实时导航技术，它使用多个位置传感器，其中一个是嵌入传感器，另一个是嵌入GPS针，可为神经阻滞和血管通路等复杂操作提供实时超声引导[33-34]。SonixGPS最大的优点是即使针头不在与深部组织超声图像的平面内，操作者也可以持续跟踪针头的位置。在SonixGPS的帮助下，操作者可以清晰地跟踪针的位置，这有助于提高PCNL穿刺的准确性，避免对邻近器官和血管的损伤。研究表明，SonixGPS能快速、准确地穿刺猪肾盏[35]。近年来，一些临床研究证实了SonixGPS在肾结石治疗中的应用[36]。与常规超声相比，使用SonixGPS成功穿刺的时间更短(10.38 min比18.29 min)，且SonixGPS组的失血量和术后并发症显著减少；SonixGPS组和常规超声组的手术时间和住院时间比较差异无统计学意义(P>0.05)；SonixGPS系统可以作为PCNL治疗中精确穿刺的新一代实时制导方式。在这个设备体系中几乎没有一次性的设备。特殊针头非一次性的，使用前可以消毒。与传统技术相比，SonixGPS不会导致治疗费用的显著增加。

6 无管化的PCNL

在完成碎石术后，PCNL的最后一步是封闭肾造瘘通道。传统上一般放置大口径的肾造口术管(如24 Fr导管)，再置入Malecot导管或肾盂输尿管支架止血造瘘通道，并维持充足的尿液排出。一般情况下，肾造瘘管需要留置数天，但这会导致患者住院时间延长，且由于患者的不适而增加了止痛药的使用，尿液在造瘘管周围渗出。为了克服这些缺点，人们进行了许多试验，如Maheshwari等[37]比较了接受PCNL且术后使用28 Fr肾造瘘管和9 Fr猪尾导管的患者，结果发现，两组患者的血尿发生率相当，但9 Fr猪尾导管组显示出较低的镇痛要求、较少的尿液渗漏和较短的住院时间。荟萃分析显示，与标准化的PCNL相比，无管化的PCNL与较低的镇痛要求、较短的住院时间以及较少的失血量相关[38-39]。尽管目前尚未明确定义无管化PCNL的适应证，但最初无管化PCNL仅在高度选择的病例中进行，如不复杂的结石、较小的结石(直径<3 cm)、肾功能正常、单通道手术、手术时间短、可完全清除的结石、无集合系统的穿孔以及术后不会活跃性出血等[40]。根据目前的经验和分析，研究者认为，无管化的PCNL应避免应用于多通道的建立、术中严重的出血以及需要进行早期第二次手术的患者[41]。

尽管在选择适合的病例中可以安全地进行无管化PCNL手术，但仍然存在造瘘通道出血的可能。Limb和Bellman[42]报道显示，在112例无管化肾脏手术病例中，术后输血率为5.4%(6/112)，并有1.8%(2/112)的肾脏假性动脉瘤，最后均通过选择性血管栓塞治疗。为了克服这些问题，可使用电灼出血点、应用血纤蛋白胶和(或)将止血基质放入通道中[43]。这些研究均显示了控制通道安全性和有效性的良好效果，但在无管化PCNL中常规使用通道密封技术以防止通道出血或尿液外渗仍存在争议。此外，由于生物密封剂使用位置不当或不适当的电灼烧会导致肾实质损害，进一步加重出血的可能性。因此，当考虑对无管化PCNL使用管道密封技术时，必须严格把控。最初，无管化PCNL是通过放置输尿管内双J支架来防止尿外渗的，但由于膀胱刺激症状和尿液反流，输尿管内支架也会引起患者不适，且术后一段时间还需要通过膀胱镜将支架取出。为了克服这些缺点，Gupta等[44]提出了无管无支架的完全性无管PCNL。由肾脏进行排尿的最佳方法是输尿管的正常蠕动，但患者输尿管常因水肿、炎症以及残余结石或狭窄而导致阻塞。研究表明，与标准的PCNL相比，完全无管化的PCNL在选定的患者中安全、有效且耐受性良好，同时与较短的住院时间、较少的术后疼痛以及较低的镇痛需求相关[45]。但是完全无管化PCNL与无管PCNL在失血、成功率、手术时间、住院时间、镇痛需求、并发症发生率等方面的前瞻性随机研究数据有限，还需要进一步进行前瞻性随机试验来比较完全无管和无管PCNL的安全性和有效性。

7 小 结

超声引导是一种可以与传统X线引导相媲美的方法，不仅操作简便，还可以实时监测肾脏形态、穿刺路径的变化，且并发症发生率低、安全性高，极大地减少了患者和医护人员在PCNL通道建立过程中的辐射暴露，减少了患者和医务人员因治疗带来的副损伤。在利用超声多普勒模式时，超声引导下PCNL可以减少术中出血率和术后输血的需求，更重要的是结石清除率远高于传统的X线透视引导下 PCNL。此外，向肾脏集合系统中注入超声造影剂、新型的SonixGPS导航技术，也可增加肾脏解剖结构的可视化，对于降低超声引导下PCNL的操作难度也有一定的意义。同时，PCNL碎石后的无管化应严格把控患者的适应证，才能达到PCNL的真正微创。同时，也需要更多的前瞻性临床试验验证新技术的优势，以提高PCNL的安全性和有效性。