SonixGPS穿刺定位系统在经皮肾镜碎石取石术中应用体会

周红庆+许陈祥+邵涛+刘明生+邓体斌+吴尧+谢平波

【摘要】 目的：探讨SonixGPS超声引导穿刺定位系统在PCNL中应用的有效性及安全性。方法：2015年4月-2016年8月，笔者应用SonixGPS超声导航引导下行经皮肾穿刺，建立16～22F皮肾通道处理上尿路结石患者72例，患者术前均行尿培养，尿常规、彩超、CT和IVU等检查。手术均采用全麻，俯卧位，在SonixGPS超声定位系统的引导下，16G穿刺针穿刺目标肾盏并扩张建立16-22F皮肾通道，应用钬激光或第五代超声碎石清石系统进行碎石清石。结果：本组72例均一期穿刺成功并行一期碎石，手术时间30～145 min，平均（52±4.5）min；经皮肾穿刺时间1～7 min，平均（3.0±1.2）min。术中术后未出现大出血、肠道损伤、气胸等并发症，术后复查KUB，一期清石率为84.7%（61/72），7例患者残余结石行二次PCNL，4例有残余结石患者行ESWL治疗，1个月后均顺利排出。结论：SonixGPS影像穿刺定位系统在PCNL穿刺中可实时监控，及时显示穿刺针的位置，准确建立皮肾通道，穿刺时间短，可有效减少手术副损伤，提高穿刺成功率。

【关键词】 经皮肾镜取石术； SonixGPS； 穿刺； 肾结石

【Abstract】 Objective：To evaluate the feasibility and safety of using GPS-ultrasound guidance system in PCNL.Method：From April 2015 to August 2016，72 patients with upper urinary tract calculi were treated with PCNL under ultrasound guided puncture by SonixGPS navigation.All the patients were checked with urine routine，imageological examination，including plain abdominal film of kidney，ureter and bladder（KUB），ultrasonography，computed tomography and intravenous urography before preoperative.General anesthesia was used in all patients，all of them were adopted prone position.72 patients underwent PCNL by ultrasonic power（fifth generations of EMS） or holmium laser lithotripsy with the navigation of SonixGPS guidance positioning system.A 16G proprietary needle was inserted into the fornix of targeted alyx under the navigation of SonixGPS and established a channel of 16-22F.Result：The operation time was 30-145 min，the mean operative time was （52.0±4.5）min，and the time of making a successful percutaneous access to the renal collecting system from an appropriate calyx was 1-7 min，with a mean of （3.0±1.2）min.There was no occurrence of serious bleeding or injury of pleura and abdominal organs.Postoperative KUB demonstrated stone-free after primary procedure in 61 patients（84.7%），7 cases needed two-stage PCNL for residual stones，and 4 patient need extracorporeal shock wave lithotripsy.Conclusion：SonixGPS-ultrasound navigation can provide real time，safe and accurate imaging orientation in establishing the operating channel for PCNL，It can also help clearly display needle position，improve the success rate of puncture，reduce the implications of surgery.It appears to be safe and efficacious.

【Key words】 Pereutaneous nephrolithotomy； SonixGPS； Puncture； Renal calculi

First-authors address：The First Peoples Hospital of Qujing，Qujing 655000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.28.037

經皮肾镜取石术（PCNL）为复杂性上尿路结石治疗的金标准[1-4]。传统经皮肾镜主要采用X线或B超两种定位手段，临床应用各有优缺点。我国于20世纪90年代开始通过B超定位引导穿刺行PCNL，因其无X线辐射，逐渐被广大泌尿外科医师接受并广泛应用，推广至全国，使PCNL在国内的应用范围进一步扩大。但常规超声探头只能进行同平面引导，在手术操作过程中，受各种条件影响，很难时刻保持穿刺针与超声探头声束轴线在同一平面。尤其对于侧方位穿刺，很难监视穿刺全程，若行同平面穿刺，很难保持穿刺针角度与肾盏在同一轴线上，这是造成针道偏移或丢失，导致出血甚至穿刺失败的主要原因。新型超声导航系统具有非同平面穿刺引导的能力，降低了穿刺难度，增加了穿刺准确性。2015年4月-2016年8月，本院应用加拿大Ultrasonix Medical Corporation公司生产的超声导航系统引导（图1），行PCNL治疗上尿路结石患者72例，效果满意，现报告如下。endprint

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2015年4月-2016年8月本院行PCNL治疗上尿路结石患者72例，男53例，女19例；年龄26～77岁，平均（46±5.6）岁。患者术前均行KUB、彩超、CT和/或IVU等检查。其中58例伴有不同程度的肾积水；合并尿路感染26例，术前给予积极抗感染治疗；孤立肾1例。肾多发性结石43例，鹿角形结石15例，输尿管上段结石6例，肾结石合并输尿管上段结石8例。

1.2 纳入标准 （1）≥2 cm的肾结石；（2）经体外冲击波碎石术无效的≤2 cm肾结石；⑶输尿管上段L4以上、梗阻时间较长或合并肾积水>2 cm的上尿路结石；⑷因息肉包裹及输尿管迂曲经ESWL治疗无效或输尿管下置镜失败或碎石失败的输尿管结石。

1.3 退出标准 （1）未纠正的全身出血性疾病患者；服用阿司匹林、华法林等抗凝药物患者。（2）严重心肺疾病，急性脑血管意外患者。（3）糖尿病患者血糖控制不稳定或高血压三种以上降压药降压效果不佳患者。（4）盆腔游走肾或重度肾下垂者。（5）脊柱严重后凸或侧弯畸形、极肥胖或不能耐受俯卧位者。

1.2 方法 所有患者均采用全身麻醉，麻醉成功后，先取截石位，患侧置入F4输尿管导管，导管上行25～30 cm，连接生理盐水滴注，形成人工肾积水，留置尿管并妥善固定导管。然后取俯卧位，上腹部垫高。用SonixGPS超声导航系统检查肾脏及肾周脏器，了解患侧肾脏位置、肾集合系统及结石分布情况，见图2。在肩胛下角线至腋后线范围内11肋间或12肋缘下选择理想穿刺点，在此范围内先用B超探查肾脏各切面，找到理想肾盏及肾盂显示面，B超探头相对固定在较为理想显示面上，将穿刺针沿B超侧面进针，设计目标穿刺点，将图中白色×号定位在目标穿刺点上，调整穿刺针位置及方向，超声显示下进针，当针尖与×号重叠时，白色×号变为绿色×号，即表示进入目标肾盏，见图3、4。拔出穿刺针芯，当穿刺针有尿液溢出后置入导丝，退出穿刺针，用筋膜扩张器沿导丝从8.0 F逐级扩张皮肾通道至18.0～22.0F，留置18.0～22.0F peel-away鞘，置入8.0～9.8F输尿管硬镜或Wolf 20.8F肾镜观察，应用钬激光或EMS第五代超声碎石清石系统进行碎石。结石清除后，置入6 F双J管和18～20F肾造瘘管。术后3～5 d复查KUB，如有>0.4 cm的残留结石，可行ESWL，对残石负荷较多患者行二次PCNL，如果无大的残留结石，则拔除肾造瘘管，术后4周拔出双J管。

2 结果

本组72例均一期穿刺成功并行一期碎石，手术时间30～145 min，平均（52.0±4.5）min；经皮肾穿刺时间1～7 min，平均（3.0±1.2）min。术中术后未出现大出血、肠道损伤、气胸等并发症，术后复查KUB，一期清石率为84.7%（61、72），7例患者二次PCNL，均顺利取尽结石，4例有残余结石患者行ESWL治疗，效果良好。

3 讨论

经皮肾镜碎石取石术（PCNL）主要的穿刺引导方法包括X线和超声两种[5]，由于X线引导的主要缺点是放射线对人体的损害，采用超声定位穿刺行PCNL已为越来越多的泌尿外科医师所接受，并广泛用于复杂上尿路结石的治疗[6]。B超引导穿刺成功率总体可达到88%～99%[7]。李建兴等[8]认为B超定位在选择目标肾盏、引导穿刺方面具有诸多的优点，可以显示穿刺肾脏的内部结构，结石与局部肾盏及全肾的关系，肾皮质厚度甚至各肾盏的皮质厚度，目標肾盏穿刺路线通过的结构。此外，B超由于其操作方便，可多方位显示肾脏结石及透光结石[9]，便于个人操作，在临床上越来越受到泌尿外科医师青睐，并逐渐成为主流穿刺方式。但B超引导穿刺亦有其自身缺点，对于初学者应用超声定位PCNL经常会遇到观察不到穿刺针的情况[10]。由于B超探头检查提供的是一个二维扇面影像，B超探头本身也有一定的厚度，如侧方穿刺进针，穿刺针道与B超检查切面刚好形成一定夹角，在B超检查切面上观察到的只是穿刺针体的一部分，往往容易造成对针尖位置的误判而导致穿刺过深，即便是采用端侧穿刺进针，在同一个B超检查切面上也很难观察到穿刺针道的全程[11]。此外，由于肾脏的位置会随着呼吸运动上下移动，穿刺区域肋骨的位置也影响超声的观察，术中需要不断调整探头和穿刺针的位置，更增加了目标肾盏穿刺的难度。即使经验丰富的医师也经常会在术中出现针道偏移，甚至丢失的情况，而由此导致的穿刺不成功或入针点位置不佳，成为手术失败及术后出血等并发症的主要原因[12-14]；对于无积水或积水较少患者由于肾盏难以辨别，术中穿刺较为困难。因此，如何提升B超引导穿刺针道可视性及穿刺精准度，减少穿刺频率，减少副损伤，多年来一直成为泌尿外科医师探讨热点。

国内有学者对B超引导下PCNL建立皮肾通道的学习曲线进行研究，发现学习B超引导下PCNL是个渐进的过程，在完成30例PCNL后，才开始熟悉B超引导下建立皮肾通道[15]。但由于B超为一切面图像，不同切面显示层次变化多端，手术中要达到理想穿刺目标往往并非容易，因此，如何提高B超引导目标肾盏穿刺的成功率，一直是困扰泌尿外科医生的一个难题。近年来，临床医师不断尝试通过对穿刺针和导向装置的改进来提高穿刺的成功率[16]。但专用的超声穿刺固定架大多只能从端侧进针，穿刺针的方向与超声束夹角很小，而且穿刺针只能随探头摆动，很难兼顾到满意的观察切面与穿刺路径一致。

建立有效的穿刺通道是PCNL手术中最重要的一步，也是手术成功的关键[17-18]。而理想的工作通道应当与肾脏距离最短，尽可能地达到各组肾盏，最大限度地处理结石[19]。本组患者采用加拿大Ultrasonix Medical Corporation生产的超声导航系统引导穿刺建立经皮肾通道，72例患者无一例穿刺失败，穿刺成功率较传统穿刺方式明显提高。由于穿刺目标可预先设定，穿刺准确度大大提高，有效缩短了穿刺时间及手术时间，本组经皮肾穿刺时间平均（3.0±1.2）min，手术时间平均（52.0±4.5）min.由于穿刺准确度提高，本组术中术后未出现大出血、肠道损伤、气胸等并发症。endprint

SonixGPS是一款基于电磁定位的超声穿刺定位系统，拥有超宽频带GPS凸阵探头、GPS定位感应器、GPS穿刺定位发射器、GPS定位穿刺针等设备，在探头和专用的穿刺针中均嵌有特殊的位置传感器，穿刺时在GPS发射器产生的磁场内，传感器将随时感应探头与针的相对运动，将其以电信号的形式传到计算机，通过软件程序计算出两者的相对距离和角度，实时地显示在超声图像上，使穿刺针的位置和肾的超声影像得到明确的标识，因此即使在非同一平面的情况下也能精确地引导整个穿刺过程[20]，工作原理类似于美国的全球定位系统[21]。在GPS导航系统引导下穿刺者可以在平面内或平面外从任意角度进行穿刺，从而可进行非同平面穿刺引导，使各种经皮穿刺操作不再受到角度和方向的限制，可有效降低穿刺难度，对初学者尤其适用。GPS系统借助GPS技术可对穿刺过程进行设计并快速掌握经皮穿刺技术，穿刺操作时实时监控穿刺针针道及针尖位置，可帮助穿刺者选择对患者更安全、操作更舒适的穿刺方向和角度，为临床医师经皮穿刺时提供极强的自由度和灵活性。

通过本科72例患者的临床应用，笔者体会SonixGPS影像穿刺定位系统引导下行PCNL具有如下优势：（1）在穿刺前可用B超探头找到理想肾脏显示层面，再利用装有电磁感应器的穿刺针寻找理想目标肾盏，利用模拟线显示出穿刺针在肾脏内的三维位置关系，可预先设计理想穿刺径路及方向，穿刺时提前避开肋骨和血管密集区、周围脏器，避免对血管、肠管等造成不必要的伤害，减少患者的痛苦及损伤。（2）由于超声显示屏与穿刺针的位置关系在术中难免变动，偏离目标后显示屏可实时显示，穿刺针方向可作及时调整，从而可实现非同平面精准穿刺。而应用常规设备引导进针，完全依靠术者的经验，精确度往往不高。（3）由于有模拟引导线的引导，穿刺过程中可精准地看到穿刺针在组织中的穿刺轨迹，实时记录针尖的位置，不受穿刺平面和深度的影响。而应用常规设备进行穿刺中，患者的呼吸运动会使观察穿刺针的显影变得更加困难，无法判断穿刺的深度，极易损伤肾脏及肾周脏器。（4）由于超声导航针的引导线具有实时纠错作用，使得沿肾脏解剖无血管区穿刺成为可能，有效避免了术中反复调整超声探头及针道寻找，大大提升了穿刺成功率，可有效减少穿刺针数，降低穿刺副损伤。（5）可将穿刺过程的视频及时记录并保存，术后进行整理及分析，找到每次穿刺设计与实际操作中的差异，便于术者反复学习及总结临床经验，同时可提供有效教学资料，对于初学者可提供学习范例，有效缩短经皮肾穿刺技术的学习曲线。

通过临床实践，笔者认为SonixGPS影像穿刺定位系统在PCNL中安全、高效，具有定位精确、穿刺准确、操作方便、成像清晰的优点，为PCNL提供了一种全新的引导穿刺方法。

参考文献

[1] Agarwal M，Agrawal M S，Jaiswal A，et al.Safety and efficacy of ultrasonography as an adjunct to fluoroscopy for renal access in percutaneous nephrolithotomy[J].BJU Int，2011，108（8）：1346-1349.

[2] Kopac D S，Chen J，Tang R，et al.Comparison of a novel real-time SonixGPS needle-tracking ultrasound technique with traditional ultrasound for vascular access in a phantom gel model[J].J Vasc Surg，2013，58（3）：735-741.

[3] Wong S W，Niazi A U，Chin K J，et al.Real-time ultrasound-guided spinal anesthesia using the SonixGPS needle tracking system：A case report[J].Can J Anaesth，2013，60（1）：50-53.

[4] Ozturk U，Sener N C，Goktug H N，et al.Comparison of percutaneous nephrolithotomy，shock wave lithotripsy，and retrograde intrarenal surgery for lower pole renal calculi 10-20 mm[J].Urol Int，2013，91（3）：345-349.

[5] Michel M S，Trojan L，Rassweiler J J.Complications in percutaneous nephrolithotomy[J].Medical Research and Education，2013，51（4）：899.

[6] Xu Y，Wu Z，YU J，et al.Doppler ultrasound-guided percutaneous nephrolithotomy with two-step tract dilation for management of complex renal stones[J].Urology，2012，79（6）：1247-1251.

[7] Lojanapiwat B.The ideal puncture approach for PCNL：Fluoroscopy，ultrasound or endoscopy[J].Indian J Urol，2013，29（3）：208-213.

[8]李建興，牛亦农，田溪泉，等.经皮肾镜气压弹道联合超声碎石术的安全性及疗效分析[J].中华医学杂志，2006，86（28）：1975-1977.endprint

[9] Basiri A，Ziaee S A，Nasseh H，et al.Totally ultrasonography-guided percutaneous nephrolithotomy in the flank position[J].

J Endourol，2008，22（7）：1453-1457.

[10] Hosseini M M，Hassanpour A，Farzan R，et al.Ultrasonography-guided percutaneous nephrolithotomy[J].J Endourol，2009，23（4）：603-607.

[11]刘建河，沈海波，潘春武，等.GPS导航超声系统实时定位穿刺PCNL处理复杂肾结石22例报告[J].临床泌尿外科杂志，2013，28（12）：900-902.

[12]徐宏偉，金承俊，阎俊，等.经皮肾镜取石术的研究现状及并发症防治策略[J].临床泌尿外科杂志，2014，29（2）：174-181.

[13]何永忠，刘建河，曾国华，等.微创经皮肾镜取石术后迟发出血原因及介入治疗[J].中华泌尿外科杂志，2006，27（6）：371-373.

[14] Tzeng B C，Wang C J，Huang S W，et al.Doppler ultrasound-guided percutaneous nephrolithotomy：a prospective randomized study[J].Urology，2011，78（3）：535-539.

[15]许清泉，黄晓波，熊六林，等.B超引导下经皮肾镜手术建立皮肾通道学习曲线[J].中国微创外科杂志，2009，9（1）：38-40.

[16] Patil A V.A novel 5-part percutaneous Access Needle with Glidewire technique（5-PANG） for percutaneous nephrolithotomy：our initial experience[J].Urology，2010，75（5）：1206-1208.

[17] Kervancioglu S，Gelebek Yilmaz F，Erturhan S.Endovascular management of vascular complications after percutaneous nephrolithotomy[J].Vasa，2014，43（6）：459-464.

[18] Tyson M D，Humphreys M R.Postoperative complications after percutaneous nephrolithotomy：a contemporary analysis by insurance status in the United States[J].J Endourol，2014，28（3）：291-297.

[19] Goel A，Aron M，Gupta N P，et al.Relook percutaneous nephrolithotomy：a simple technique to re-enter the pelvicalyceal system[J].Urol Int，2003，71（2）：143-145.

[20] Tang R，Sawka A，Vaghadia H，et al.SonixGPSTM needle tracking system for out-of-plane brachial plexus block in human cadavers[J].Acta Anaesthesiol Scand，2013，57（3）：398-399

[21]马凯，黄晓波，熊六林，等.新型超声导航系统引导经皮肾穿刺行经皮肾镜取石术[J].北京大学学报（医学版），2014，46（4）：563-565.endprint