输尿管软镜技术进展*

夏 雨 综述 郭剑明 审校

(复旦大学附属中山医院泌尿外科，上海 200032)

·文献综述·

输尿管软镜技术进展*

夏 雨 综述 郭剑明**审校

(复旦大学附属中山医院泌尿外科，上海 200032)

输尿管软镜技术在近10余年有了长足的发展，其适应证也在不断扩大，然而由于学习曲线长、操作疲劳度高、价格昂贵、损耗率高等缺陷在临床推广上还存在限制。近年来有一系列输尿管软镜新技术，包括机器人辅助输尿管软镜、双工作通道输尿管软镜、一次性输尿管软镜、末端可弯输尿管硬镜等和附属器械的进展，让输尿管软镜手术能在更舒适和精确的条件下进行，同时还能降低治疗费用与器械损耗率。这些进步让输尿管软镜技术在泌尿外科的地位又上了一个新的台阶。本文对这些新的输尿管软镜技术进行综述。

输尿管软镜； 技术进展

早在1983年Bagley团队就报道了输尿管软镜技术[1]，然而由于其可视性差、易损坏等缺点，此技术于当时应用并不广泛。近十几年来，输尿管软镜技术有了长足的发展，包括镜身缩小、弯曲角度与工作通道扩大[2]、电子镜视野清晰[3]、损耗率降低[4]等。同时，一系列软镜新技术，包括机器人辅助输尿管软镜[5，6]、双工作通道输尿管软镜[7]、一次性输尿管软镜[8，9]、末端可弯输尿管硬镜[10]等的涌现，以及一系列辅助工具的改进，让人们看到了其不断发展的无限潜力。本文综述上述一系列软镜设计创新与技术改进。

1 机器人辅助输尿管软镜

机器人辅助手术的优势在于其操作稳定性与精确性。传统输尿管软镜手术操作空间狭小，术者易觉疲劳[11]，这也会影响到手术质量[12]，此外，术中亦存在辐射暴露风险[13]。机器人辅助输尿管软镜便是为了解决这些问题，目前有两套机器人技术正在研发中，均主要应用于肾结石的治疗。

1.1 Desai等的机器人辅助输尿管软镜碎石术

2008年Desai等[14]将此技术首次在猪模型上进行了动物实验，提示其良好的人体工学设计与实用性。该机器人设计主要包括四部分：①工作台；②末端270°主动弯曲14F输尿管软镜鞘，可内置被动弯曲7.5F纤维输尿管软镜；③软镜控制臂；④器械架。术者坐于工作台远程控制输尿管软镜鞘来活动内置镜身。

2011年一项应用此技术的临床试验[5]纳入18例肾结石患者(结石直径5～15 mm，平均11.9 mm)，并排除合并输尿管结石或梗阻、不能控制的感染、肾功能不全或孤立肾。通过远程遥控将结石粉碎成1～2 mm的粉末，所有手术均顺利完成，平均手术时间91 min(60～130 min)，其中平均机器人操作时间41.4 min，未出现术中并发症，术后2例一过性发热，1例一过性下肢麻木，术后3个月静脉肾盂造影提示结石清除率89%。此设计也存在一定的缺陷，如过大的14F镜鞘，过短的进/退镜距离，缺乏触觉反馈系统等。

1.2 Roboflex Avicenna机器人辅助输尿管软镜碎石术

由土耳其ELMED团队于2014年报道[6]。与Desai等的一体式设计不同，该设备为目前商用的输尿管软镜提供平台，让软镜可以在此设备上接受远程操控。其包括两个组件：①控制台，用于远程操纵软镜的运动以及灌洗、光纤的控制；②软镜控制器，能匹配目前市场已有的输尿管软镜以控制其运动，机械臂远端可固定12F/10F镜鞘，并配有专用光纤与灌洗通道。手动置入镜鞘与镜身后，便可将软镜装配于该设备上进行远程操作。

该设备的临床研究[6]纳入81例肾结石，平均年龄42岁(6～68岁)，结石体积(1296±544)mm3(432～3100 mm3)，并排除存在尿路感染或既往输尿管手术史。平均手术时间74 min(40～182 min)，平均碎石时间46 min(15～188 min)，1例术中镜身损坏，1例有较大结石残留，未出现严重并发症。3个月后腹部平片与超声提示80%患者无残留结石，20%残留<3 mm结石。人体工学量表提示，与传统软镜相比，此技术可显著降低操作疲劳度。然而，该系统也有其不足之处，如缺乏触觉反馈系统，在应用附属器械时更换光纤较为复杂。

2 双工作通道输尿管软镜

多项研究提示输尿管软镜的镜身直径、弯曲角度、灌洗流畅度与视野清晰度对手术操作有很大影响[15，16]。目前多数输尿管软镜均为单工作通道，而附属设备的置入会严重影响软镜的弯曲与灌洗，最终影响视野与操作[17]。研发双工作通道输尿管软镜便是为了解决这一问题。

目前市场上唯一的商用双工作通道输尿管软镜为Wolf Cobra软镜(Richard Wolf Endoscopy)，为纤维软镜，镜身外径9.9F，内置3.3F双工作通道，可上/下弯曲270°。该镜于2011年首次报道[2]，文献对比了Wolf Cobra与Wolf Viper软镜在弯曲角度、灌洗速率、照明强度和可视性方面的差异，并将各种附属器械如1.5F、2.4F、2.8F取石网篮，3.0F活检钳和200 μm光纤置入工作通道进行测试。结果提示总灌洗速率Cobra相比Viper软镜有1.5～37倍的提升，在通道空置情况下Cobra软镜水流速度为65 ml/min，Viper为45.5 ml/min，置入附属器械后此优势更为明显。而在其他方面两镜无显著临床意义上的差异。研究认为目前的12F/14F输尿管鞘可以适配此规格的软镜，而在无镜鞘情况下使用9.9F软镜有一定危险。同时，由于拥有双工作通道，使取石网篮与光纤联合使用进行碎石或肿瘤切除成为可能。

另一项2015年的研究[7]对比了Wolf Cobra与Olympus URF-V、Wolf Viper、Storz X2软镜之间的差异，结果显示Wolf Cobra虽然可视性不及URF-V电子镜(4.86 vs. 7.42 lines/mm，P<0.0001)，其灌洗速率[86 ml/min (Cobra) vs. 68 ml/min (Viper) vs. 62.5 ml/min (X2) vs. 62 ml/min (URF-V)，P<0.0001]与渗血清除速度(36.6 s vs. 72 s vs. 65.6 s vs. 72.6 s，P=0.0001)均显著高于另外三种软镜。然而目前没有大规模的临床研究揭示Wolf Cobra软镜的实际手术效果与并发症情况。

3 一次性输尿管软镜

虽然有文献提示新一代输尿管软镜相对老式软镜在耐用性方面已有显著提升[18]，然而其较高的损耗率与较长的维护周期还是让这项技术的推广受到了限制[19,20]。近年来出现了一次性输尿管软镜的报道，旨在降低器械的损耗率与设备价格，让更多的病人能应用这项新技术。

3.1 Polyscope一次性输尿管软镜

由Bansal等[8](Banaras Hindu University, Varanasi,印度)于2011年首次报道。Polyscope外径8F，长85 cm，为可拆卸设计，包括六部分：①四通道镜身，有光纤通道、光源通道、3.5F工作通道与弯曲控制通道(180°上/下)；②光纤保护管；③置入光纤通道的0°镜；④光纤镜头连接器；⑤目镜；⑥控制手柄。具体操作与常规输尿管软镜相同。他们的临床试验[8]纳入22例患者，其中6例为血尿行输尿管软镜检查，16例为网篮取残石(平均直径7.5 mm)。结果显示此镜拥有良好的视野与操控性，镜身可以多次消毒使用而不影响器械质量(平均7.3次)，术中未发生任何相关并发症。

另一项Polyscope研究[21]纳入86例输尿管上段或肾盂结石(结石距肾盂<5 cm)，年龄20～86岁，结石直径(1.23±0.27)cm，其中19例术前已留置2～8周双J管。通过钬激光将结石粉碎至<3 mm，术后1日结石清除率89.5%(77/86)，平均手术时间42 min(25～80 min)，术后3例轻度发热，未发生术后高热、败血症、输尿管穿孔等严重并发症。结石残留者通过行ESWL或PCNL治疗，术后1个月结石清除率96.5%(83/86)。

这项技术主要有以下优势：① 四腔镜身为预消毒一次性使用设计，不存在交叉感染风险；②镜身也可重复消毒，Johnson等[22]的研究显示应用Steris或Sterrad NX消毒系统循环消毒多次后，光纤分辨率和操作没有明显影响；③某一部分可以单独送修；④可置于chiriflex鞘中作为输尿管硬镜或半硬镜使用。

3.2 Semiflex Scope一次性输尿管软镜

2009年由Boylu等[9]首次介绍，包括：①一次性7.85F镜身，内含3.4F工作通道，未放器械时末端弯曲角度210°上/下；②控制手柄；③重复使用的目镜。论文对比了Semiflex Scope与Olympus URF-P3、Storz 11278AU/11274AAU、ACMI DUR-8 Elite/DUR-8、Wolf 7331.001软镜参数的差异，结果显示Semiflex Scope使用费用较低，末端弯曲角度相对较大，但灌洗流率最低(未放器械时25 ml/min)，可视角度居中。目前尚无该软镜临床应用的报道。

4 末端可弯输尿管硬镜

输尿管软镜学习曲线长，维护费用高，从而限制了其临床应用，孙颖浩等[10]设计的末端可弯输尿管硬镜便是为了解决这一问题。该设计将输尿管硬镜与软镜的优势结合起来，整体为硬镜设计，镜身外径10F，内含3.5F工作通道，末端60 mm可主动弯曲，角度180°上/下，置入200 μm光纤后为110°上/下。他们的回顾性研究[10]纳入175例行末端可弯输尿管硬镜钬激光碎石的肾盏结石患者(7例合并输尿管上段结石)，平均年龄52岁(17～54岁)，平均结石直径1.3 cm(0.8～2.4 cm)，其中46例1个月内曾行ESWL。154例成功完成手术，8例由于输尿管迂曲产生假道，13例术中不能处理下盏结石，其他并发症如术后尿路感染、败血症、输尿管穿孔等很少见。平均碎石时间11 min(5～22 min)，平均手术时间28 min(19～45 min)，术后1个月结石清除率83%(结石清除定义为影像学残石直径<2 mm)。对比228例行常规输尿管软镜碎石术的肾盏结石，结石清除率为81%。相对于传统软镜，该设计有着更低的损耗率(1/175 vs. 5/228)，更短的学习曲线以及更低的价格，相对硬镜则有着可处理肾盂结石的优势。

5 碎石能量与附属器械的进展

目前最为通用的碎石能量为钬激光，由于其能处理所有类型的结石[23]，在泌尿外科手术中有最强的泛用性，被欧洲泌尿外科学会(European Association of Urology,EAU)指南列为碎石能量选择的金标准[24]。然而，若术中操作不当，此能量也易切割周围组织与附属器械，造成不必要的损伤[25]。

附属器械主要包括取石网篮与活检钳。取石网篮主要由不锈钢或镍合金制成，设计多样，目前最细的网篮为1.2F，能最大限度地增加术中灌洗率[26]。EAU指南目前推荐使用无尖端设计(tipless design)取石网篮，以尽量减少术中损伤[24]。

为了取得上尿路肿瘤的病理与分级、分期信息，输尿管镜活检技术也从最先的脱落细胞学检查发展到如今应用活检钳或网篮进行活检[27]。BIGopsy活检钳(Cook Medical,美国)是一种用于输尿管内获取较大标本的新型活检设备，活检杯外径2.4F，可从远端逆行插入输尿管镜并与特制手柄连接进行操控。此设备更适合扁平、无蒂的病灶，目的在于取得更多的病理组织(体积>4 mm3)以提高诊断准确度。然而其大范围活检也易增加术中穿孔与出血的风险，目前尚无相关临床研究报道。

6 电子软镜与窄带成像(narrow-band imaging，NBI)技术

电子输尿管软镜的出现是软镜发展史上的一大进步，其可视性相对传统纤维软镜有了质的飞跃。目前主要有Flex-Xc(KARL STORZ Endoskope,德国)和URF-V(Olympus Europe,德国)两款电子软镜在临床应用中，其外径分别为8.5F与9.9F，弯曲角度为270°上/下与275°上/180°下[28]。URF-V电子镜拥有的NBI技术，与传统白光不同，此技术可以通过发射415 nm的蓝光和540 nm的绿光来区分黏膜下血管与深部血管，从而提升尿路上皮肿瘤的发现与诊断率。2011年Meyer等[29]的研究纳入27例疑似上尿路肿瘤患者，结果显示NBI技术相对普通白光能提升22.7%的诊断准确率，不过文章也提出目前此技术尚不成熟，操作复杂，暂不宜于临床大范围开展。

7 小结

通过将泌尿外科理念与工业设计进行完美融合，输尿管软镜技术近年来发展迅速，包括电子镜的出现、钬激光与辅助器械的改进等。同时，一系列新设计正在不断涌现，如机器人辅助输尿管软镜、双通道输尿管软镜、一次性输尿管软镜与末端可弯输尿管硬镜等，让患者与术者均获益匪浅。相信在不远的将来，输尿管软镜技术能在泌尿外科疾病诊治中起到更为重要的作用。

1 Beiko DT,Denstedt JD.Advances in ureterorenoscopy.Urol Clin North Am,2007,34(3):397-408.

2 Haberman K,Ortiz-Alvarado O,Chotikawanich E,et al.A dual-channel flexible ureteroscope: evaluation of deflection, flow, illumination, and optics.J Endourol,2011,25(9):1411-1414.

3 Al-Qahtani SM,Geavlete B,De Medina SG,et al.The new Olympus digital flexible ureteroscope (URF-V):initial experience.Urol Ann,2011,3(3):133-137.

4 Multescu R,Geavlete B,Georgescu D,et al.Improved durability of flex-Xc digital flexible ureteroscope: how long can you expect it to last?Urology,2014,84(1):32-35.

5 Desai MM,Grover R,Aron M,et al.Robotic flexible ureteroscopy for renal calculi: initial clinical experience.J Urol,2011,186(2):563-568.

6 Saglam R,Muslumanoglu AY,Tokatli Z,et al.A new robot for flexible ureteroscopy: development and early clinical results (IDEAL stage 1-2b).Eur Urol,2014,66(6):1092-1100.

7 Lusch A,Okhunov Z,Del Junco M,et al.Comparison of optics and performance of single channel and a novel dual-channel fiberoptic ureteroscope.Urology,2015,85(1):268-272.

8 Bansal H,Swain S,Sharma GK,et al.Polyscope: a new era in flexible ureterorenoscopy.J Endourol,2011,25(2):317-321.

9 Boylu U,Oommen M,Thomas R,et al.In vitro comparison of a disposable flexible ureteroscope and conventional flexible ureteroscopes.J Urol,2009,182(5):2347-2351.

10 Yinghao S,Yang B,Gao X.The management of renal caliceal calculi with a newly designed ureteroscope: a rigid ureteroscope with a deflectable tip.J Endourol,2010,24(1):23-26.

11 Elkoushy MA,Andonian S.Prevalence of orthopedic complaints among endourologists and their compliance with radiation safety measures.J Endourol,2011,25(10):1609-1613.

12 Knoll T,Jessen JP,Honeck P,et al.Flexible ureterorenoscopy versus miniaturized PNL for solitary renal calculi of 10-30 mm size.World J Urol,2011,29(6):755-759.

13 Hellawell GO,Mutch SJ,Thevendran G,et al.Radiation exposure and the urologist:what are the risks?J Urol,2005,174(3):948-952.

14 Desai MM,Aron M,Gill IS,et al.Flexible robotic retrograde renoscopy:description of novel robotic device and preliminary laboratory experience.Urology,2008,72(1):42-46.

15 Paffen ML,Keizer JG,De Winter GV,et al.A comparison of the physical properties of four new generation flexible ureteroscopes:(de)flection,flow properties,torsion stiffness,and optical characteristics.J Endourol,2008,22(10):2227-2234.

16 Bach T,Geavlete B,Herrmann TR,et al.Working tools in flexible ureterorenoscopy-influence on flow and deflection:what does matter?J Endourol,2008,22(8):1639-1643.

17 Landman J,Monga M,El-Gabry EA,et al.Bare naked baskets: ureteroscope deflection and flow characteristics with intact and disassembled ureteroscopic nitinol stone baskets.J Urol,2002,167(6):2377-2379.

18 Karaolides T,Bach C,Kachrilas S,et al.Improving the durability of digital flexible ureteroscopes.Urology,2013,81(4):717-722.

19 Landman J,Lee DI,Lee C,et al.Evaluation of overall costs of currently available small flexible ureteroscopes.Urology,2003,62(2):218-222.

20 Carey RI,Gomez CS,Maurici G,et al.Frequency of ureteroscope damage seen at a tertiary care center.J Urol,2006,176(2):607-610.

21 Gu SP,Huang YT,You ZY,et al.Clinical effectiveness of the PolyScope endoscope system combined with holmium laser lithotripsy in the treatment of upper urinary calculi with a diameter of less than 2 cm.Exp Ther Med,2013,6(2):591-595.

22 Johnson MT,Khemees TA,Knudsen BE.Resilience of disposable endoscope optical fiber properties after repeat sterilization.J Endourol,2013,27(1):71-74.

23 Marks AJ,Teichman JM.Lasers in clinical urology:state of the art and new horizons.World J Urol,2007,25(3):227-233.

24 Bultitude M,Smith D,Thomas K.Contemporary Management of Stone Disease: The New EAU Urolithiasis Guidelines for 2015. Eur Urol, 2015,pii:S0302-2838(15)00753-8.

25 Cordes J,Nguyen F,Lange B,et al.Damage of stone baskets by endourologic lithotripters:a laboratory study of 5 lithotripters and 4 basket types.Adv Urol,2013,2013:632790.

26 Bedke J,Leichtle U,Lorenz A,et al.1.2 French stone retrieval baskets further enhance irrigation flow in flexible ureterorenoscopy.Urolithiasis,2013,41(2):153-157.

27 Gupta R,Paner GP,Amin MB.Neoplasms of the upper urinary tract:a review with focus on urothelial carcinoma of the pelvicalyceal system and aspects related to its diagnosis and reporting.Adv Anat Pathol,2008,15(3):127-139.

28 Multescu R,Geavlete B,Geavlete P.A new era: performance and limitations of the latest models of flexible ureteroscopes.Urology,2013,82(6):1236-1239.

29 Meyer F,Al Qahtani S,Gil-Diez De Medina S,et al.Narrow band imaging: description of the technique and initial experience with upper urinary tract carcinomas.Prog Urol,2011,21(8):527-533.

(修回日期：2015-10-30)

(责任编辑：王惠群)

Progress of Flexible Ureteroscopy

XiaYu,GuoJianming.

DepartmentofUrology,ZhongshanHospitalofFudanUniversity,Shanghai200032,China

Correspondingauthor:GuoJianming,E-mail:guo.jianming@zs-hospital.sh.cn

【Summary】 Flexible ureteroscopy techniques have experienced great developments in the past decade, as well as their expanding indications. However, this surgical procedure encountered some discouragement in clinical application for its long learning curve, poor ergonomics, high cost and attrition rate. In recent years, there were a group of advancements in flexible ureteroscopy, including robot-assisted ureteroscopy, dual working channels flexible ureteroscopy, disposable flexible ureteroscopy, rigid ureteroscopy with a deflectable tip and a series of accessory instruments development, which could all make surgery procedures more easily to be done and lower the expenses at the same time. These technical evolutions bring flexible ureteroscopy into a new level in urologic surgeries.

Flexible ureteroscopy; Technical progress

国家自然科学基金面上项目(81472376)

A

1009-6604(2016)02-0168-04

10.3969/j.issn.1009-6604.2016.02.020

2015-06-24)

**通讯作者，E-mail：guo.jianming@zs-hospital.sh.cn