泌尿系結石腔鏡手術中腎盂內壓力的研究進展

陳穎秀 王萬輝 趙恩陽 李學東

我國泌尿系結石發生率為1%～5%，南方高達5%～10%，是世界上三大結石高發區之一[1]。泌尿系結石發生率和患病率在人群中呈上升趨勢，終生患病率高達10%[2]。雖然泌尿系結石是一種良性疾病，但由于發生率和患病率的增加，也增加了醫療費用的負擔[3,4]。泌尿系結石可分為上尿路結石和下尿路結石兩大類，上尿路結石包括腎結石和輸尿管結石，占泌尿系結石絕大部分[1]。上尿路結石易引起泌尿系梗阻及感染，損害腎臟功能，導致腎功能不全，嚴重威脅患者的生命安全[5]。隨著泌尿腔鏡技術的不斷發展與改進，輸尿管鏡碎石術及經皮腎鏡碎石術等腔鏡手術已經在上尿路結石的治療中得到了廣泛的應用，但上述手術方式存在腎盂內壓力(renal pelvic pressure，RPP)升高的現象，容易造成腎靜脈曲張損害、感染蔓延、尿源性膿毒癥，甚至感染性休克，增加了手術風險[1，6,7]。RPP的控制與手術的預后密切相關，避免腎盂內高壓的發生可有效減少術后并發癥的發生率[7]。

一、腎盂內高壓的相關研究

目前研究認為，人類生理狀態下正常的RPP<10mmHg。在泌尿系結石腔鏡手術中，為保證進鏡的順利、保持清晰的手術視野及結石碎片的沖出等，需要持續灌注0.9%NaCl注射液[8]。當灌注不當或引流不暢時，術中RPP容易超過30mmHg，造成腎盂內高壓[9]。≥30mmHg的RPP可促進腎盂靜脈回流至集合系統及全身靜脈循環系統，具有潛在的感染風險，被認為是術后發熱的高危因素[6,7,9]。Wu等[10]報道RPP與術后發熱發生率呈正相關，RPP≥30mmHg及其持續時間明顯影響術后發熱的發生率。當RPP≥30mmHg時，患者面臨腎盂靜脈回流和全身感染的風險，且腎盂內高壓持續的時間越長，風險越高[6]。而Zhong等[11]臨床研究也得到相似結論，發現術后發熱發生率與平均術中RPP之間存在顯著的互相作用，RPP的升高與術后發熱發生率的增加有關。腎盂內高壓發生時，尿液和灌注液中的細菌或毒素通過腎盂靜脈及淋巴管反流進入血液，或向周圍外滲，不僅導致術后發熱及感染的擴散，甚至可能造成尿源性膿毒癥或感染性休克的發生[6,7]。

盡管嚴重的術后并發癥如膿毒癥、感染性休克等，發生率較低，可一旦發生，病死率可高達20%[9]。一項對膿毒癥患者的回顧性研究顯示，17%的患者在接受尿路治療后出現尿源性膿毒癥[12]。一份多機構的6例輸尿管鏡手術術后死亡病例報告顯示，4例患者死于尿源性膿毒癥，這強調了輸尿管鏡術后致命性并發癥的嚴重危害性[13]。此外，甘露等[14]臨床研究證實休克、術后高熱、敗血癥、腎盂破裂發生與術中RPP升高呈正相關，提示手術過程中應該加強RPP的監測，避免腎盂內高壓的形成。

研究發現，腎盂內高壓的形成與輸尿管和腎盂平滑肌的活動、輸尿管腎盂交接部的適應性、腎盂壁壓力、周圍結構施加的壓力等影響因素相關[8,10]。有報道稱，在輸尿管鏡手術中腔內灌注異丙腎上腺素可降低RPP[9]。在一項前瞻性研究中，通過上尿路腔內灌注維拉帕米，發現維拉帕米可以顯著降低豬模型中的RPP，這可能是維拉帕米通過抑制鈣離子的流入來阻止平滑肌細胞的收縮，降低平滑肌張力，調節上尿路蠕動的頻率和強度來降低RPP[8]。同樣，在多項以降低RPP為研究目地的體內外實驗中發現，某些藥物如異丙腎上腺素、特布他林、去甲腎上腺素、前列腺素合成酶抑制劑、腎上腺素等均具有降低RPP的巨大潛力[8]。此外，臨床研究發現RPP還與術中灌注液流量、灌注液的有效排出、灌注壓力、術中構建的通道大小及腔鏡大小等因素相關，術中任何引流不暢均可導致RPP的升高[6,7,9,10]。Alsyouf等[15]為確定內窺鏡口徑與RPP的關系，對20例經皮腎鏡取石術治療的患者進行回顧性分析，發現硬性腎鏡組的平均RPP明顯高于軟性輸尿管鏡組(30.3mmHg vs 12.9mmHg)，其中7例患者的平均RPP≥30mmHg，均為硬性腎鏡組。另外，為了防止RPP升高引起的腎內回流，臨床醫生在輸尿管鏡手術中使用輸尿管擴張鞘或低流量灌注生理鹽水來降低RPP已被證明是可行的[6]。Tepeler等[16]通過對20例腎結石患者進行微創經皮腎鏡手術或傳統經皮腎鏡手術治療并比較兩者RPP的差異，發現微創經皮腎鏡組的RPP顯著高于傳統經皮腎鏡組(30.3±3.9mmHg vs 20.1±3.1mmHg)，提示微創經皮腎鏡尺寸及通道更小，限制了灌注液的有效排出，從而增加了RPP。

腎盂內高壓可引起腎臟炎性反應，造成血清肌酐及尿素氮水平升高，損害腎臟功能[8,9,17]。廖松柏等[18]對50例患者行微創經皮腎鏡取石術，術中RPP≥3.92kPa的總時間≥5min為高壓組，其余為低壓組，術前及術后測量尿微量蛋白(Alb)和尿微球蛋白(β2-M)，低壓組Alb和β2-M術后第5天即可恢復至術前水平，而高壓組術后第5天與術前比較，差異有統計學意義。趙淮平等[19]也得到相似結論，采用腔內碎石術治療86例上尿路結石，分為高壓組(灌注壓力≥13.3kPa，n=39)和低壓組(灌注壓力<13.3kPa，n=47)，測定術前及術后不同時間點腎功能損害標志物半胱氨酸蛋白酶抑制劑(Cys-C)的變化，術后12、24、48、72h高壓組的Cys-C均明顯高于低壓組(P<0.05)。

腎盂內高壓引起的腎臟病理改變也有相關研究。如果腎盂內處于高壓狀態，且腎盂內液體回流時間較長，腎小管的壓力會隨著尿液的排出和腎小管周圍血管的壓迫而不斷增加，隨后出現缺氧和腎組織萎縮[8]。一項豬模型體外實驗中，分別對RPP為10、20、30、40和50mmHg的豬腎臟進行穿刺活檢，一旦RPP增加，健康腎和感染腎均發生病理改變，包括腎小管擴張和腎小球萎縮，當RPP>20mmHg時，腎臟表現出更大的病理改變。同樣，電子顯微鏡顯示當RPP增高時，足突細胞間隙消失，腎上皮細胞與基膜分離，基膜連續性在多個位置發生中斷，厚度不均，腎小管微絨毛排列紊亂，且隨著RPP的增高，上述腎臟的破壞程度也會隨之加重。

二、腔鏡手術中腎盂內壓力

經皮腎鏡取石術已被廣泛應用于腎結石的治療中，是目前治療鹿角結石的首選方法，尤其是大而復雜的腎結石，其中應用最廣泛的兩種路徑是標準路徑(20～24Fr)和微創路徑(12～18Fr)，均是安全有效的腎結石清除方法[7,10]。RPP的升高往往發生在腔內鹽水沖洗時，這在經皮腎鏡取石術中很常見[8]。據報道，單次經皮腎鏡取石術中，腎鏡檢查的平均RPP可高達30.3mmHg[15]。在一項微創經皮腎鏡和標準經皮腎鏡對比研究中顯示，共有42.9%(98/228)的患者平均RPP≥20mmHg，43.9%(100/228)的患者在術中存在最大RPP≥30mmHg，另外RPP≥20mmHg的患者術后發熱發生率明顯高于RPP<20mmHg的患者(P=0.024)[10]。在經皮腎鏡取石術中，RPP與術中灌注液流量、灌注液的排出、灌注壓力、術中構建的通道大小及數目等因素存在相關性，術中任何灌注不當和引流不暢均可導致RPP的升高[6,7,9,10]。Yang等[7]在60例微創經皮腎鏡碎石術中，為了有效控制RPP，采用吸引裝置監測和控制RPP，保持腎RPP維持在-12～2mmHg范圍內，結果顯示平均手術時間120min，平均術中出血量100ml，一次性結石清除率高達86.7%，僅有3例(5%)患者術后出現明顯發熱，無其他嚴重并發癥，如敗血癥、感染性休克或明顯的液體外滲等。

輸尿管鏡碎石術中同樣存在腎盂內高壓的問題。輸尿管軟鏡碎石術正迅速成為腎結石和輸尿管結石患者的一線治療方法，在上尿路結石的治療中應用越來越廣泛[9]。研究發現，在輸尿管軟鏡碎石術中，0.9%NaCl注射液的灌注是決定碎石效率、手術視野及預防損傷的重要因素，然而術中高灌注流量會導致RPP的升高[6,9,20]。據報道，使用輸尿管鏡擴張鞘和低流量灌注已被證明可以降低RPP，其效果在定性上是直觀的[6]。一項輸尿管鏡多中心試驗進一步證實了RPP、膿毒癥和輸尿管鏡擴張鞘之間的關系，在輸尿管鏡碎石術中使用輸尿管鏡擴張鞘可將術后膿毒癥發生率降低50%。在常規輸尿管軟鏡碎石術中，輸尿管擴張鞘為灌注液提供了回流通道，在一定程度上降低了RPP，但仍沒有監測和控制RPP的功能，限制了輸尿管軟鏡的臨床應用[9]。為解決這個問題，自動監測和控制RPP的智能裝置得到了重視。Zhu等[20]將18例豬腎模型按腎灌注流量的不同分為3組，即A組50ml/min、B組100ml/min、C組150ml/min，采用智能壓力控制裝置，包括壓力反饋功能的醫用沖吸液平臺和測壓的輸尿管擴張鞘，具有監測和控制RPP的功能，結果顯示不同灌注流量下，各組RPP比較差異無統計學意義，驗證了輸尿管軟鏡中使用智能壓力控制裝置，可在不同腎灌注流量下將RPP穩定在預設的安全范圍內，有效預防腎盂內高壓的發生。Deng等[9]同樣設計了一種智能控制RPP的新型輸尿管軟鏡，可以通過計算機實時記錄和監測RPP，采用壓力反饋技術，精準調節輸尿管灌注流量，保持RPP的穩定，成功地完成了90例輸尿管軟鏡碎石手術，實際控制RPP在20mmHg范圍內，手術視野清晰可視，術后第1天無結石率為90.0%(81/91)，第30天無結石率為95.6%(86/90)。

此外，近年來還出現了一種組合式輸尿管硬鏡(碩通鏡)，其配有負壓主動吸引通道，能夠使灌注和回流在鞘內循環，碎石過程中不僅使腎盂內保持低壓狀態，產生的氣泡、血塊、碎石等還可吸出，達到碎石清石一體化，因此手術視野清晰，清石效率高[21]。王樹聲等[21]回顧性分析碩通鏡下鈥激光碎石術治療的823例上尿路結石患者，其中一期手術663例，二期手術160例，手術時間為23～145min，平均手術時間為74.8±35.3min，術后住院時間為1～5天，平均住院時間為1.9±0.8天，術后1天無殘石率為75.6%(622/823)，術后1個月無殘石率為83.8%(690/823)，術后91例發熱(11.1%)，其他并發癥34例(4.13%)，經相應處理后均治愈。陳深泉等[22]同樣驗證了碩通鏡在上尿路結石治療中高效、安全的特點，其研究團隊對37例無積水上尿路結石患者行碩通鏡治療，術后高熱患者僅1例，一次性取盡無殘石率為65.9%，平均住院天數為8.4±3.5天。總之，RPP的監測及有效控制仍是輸尿管鏡碎石術中需要解決的重要問題。

三、腎盂內高壓的預防

為減少碎石術中毒素和發熱源的吸收及體液的外滲，降低發熱和膿毒癥的發生率，有研究者建議在上尿路結石碎石術中應保持RPP <30mmHg[7,9]。術中除了避免長時間灌注及采用低流量灌注外，保持出水通道的通暢，如輸尿管內留置導絲、留置輸尿管導管、使用輸尿管擴張鞘、構建多通道等，同樣可以降低RPP[6,9]。Oratis等[6]通過一項簡單流體動力學模型評估輸尿管鏡術中RPP的影響因素，其模擬結果顯示輸尿管鏡檢查時存在影響RPP的兩個關鍵因素：輸尿管鏡與輸尿管鏡鞘之間間隙的大小以及術中輸尿管鏡退出的頻率及持續時間。Loftus等[23]在豬腎模型中行經皮腎鏡檢查，比較14/16Fr和30Fr通道鞘下RPP的大小，發現前者RPP明顯高于后者(18.80±5.82mmHg vs 13.60±5.82mmHg,P<0.01)，且前者RPP>30mmHg的時間明顯比后者更長(117.0s vs 66.1s,P=0.045)。此外，上尿路結石手術中應用負壓吸引技術在降低RPP方面具有明顯優勢[7,9，20]。Yang等[7]研究報道，應用吸引裝置監測和控制RPP，不僅控制RPP在-12～2mmHg范圍內，維持低壓流量灌注，還可保持手術視野清晰可視，高效安全地清除腎鹿角型結石。同樣，Deng等[9]設計的新型輸尿管軟鏡，可以設置運行需要的RPP報警值及極限值，并可從輸尿管鞘內反饋獲得RPP，成功應用于90例上尿路結石患者的治療中，術中RPP維持在20mmHg內，手術平均時間24.8±15.9min，術后僅有4例發熱，1例發生感染，其他ClavienI-Ⅱ級并發癥9例。

四、展 望

上尿路結石常常造成泌尿系梗阻及感染，導致腎臟積水，損害腎臟功能，甚至引起腎功能不全。隨著輸尿管鏡碎石術及經皮腎鏡碎石術等腔內技術的不斷發展與改進，越來越多的上尿路結石得到了有效的治療。但由于腔鏡手術中為保持視野的清晰，需要灌注0.9%NaCl注射液，易導致腎盂內高壓，并引起灌注液及尿液的回流，造成感染蔓延、尿源性膿毒癥，甚至感染性休克，提高了手術風險。盡管低流量灌注、保證灌注液有效排出及主動負壓吸引灌注液等方式能有效地降低術中RPP，并減少術后并發癥的發生，然而，泌尿系結石腔鏡手術中及時地監測和有效地控制RPP仍是未來上尿路結石手術中需要重視和解決的問題。