泌尿系结石腔镜手术中肾盂内压力的研究进展

陈颖秀 王万辉 赵恩阳 李学东

我国泌尿系结石发生率为1%～5%，南方高达5%～10%，是世界上三大结石高发区之一[1]。泌尿系结石发生率和患病率在人群中呈上升趋势，终生患病率高达10%[2]。虽然泌尿系结石是一种良性疾病，但由于发生率和患病率的增加，也增加了医疗费用的负担[3,4]。泌尿系结石可分为上尿路结石和下尿路结石两大类，上尿路结石包括肾结石和输尿管结石，占泌尿系结石绝大部分[1]。上尿路结石易引起泌尿系梗阻及感染，损害肾脏功能，导致肾功能不全，严重威胁患者的生命安全[5]。随着泌尿腔镜技术的不断发展与改进，输尿管镜碎石术及经皮肾镜碎石术等腔镜手术已经在上尿路结石的治疗中得到了广泛的应用，但上述手术方式存在肾盂内压力(renal pelvic pressure，RPP)升高的现象，容易造成肾静脉曲张损害、感染蔓延、尿源性脓毒症，甚至感染性休克，增加了手术风险[1，6,7]。RPP的控制与手术的预后密切相关，避免肾盂内高压的发生可有效减少术后并发症的发生率[7]。

一、肾盂内高压的相关研究

目前研究认为，人类生理状态下正常的RPP<10mmHg。在泌尿系结石腔镜手术中，为保证进镜的顺利、保持清晰的手术视野及结石碎片的冲出等，需要持续灌注0.9%NaCl注射液[8]。当灌注不当或引流不畅时，术中RPP容易超过30mmHg，造成肾盂内高压[9]。≥30mmHg的RPP可促进肾盂静脉回流至集合系统及全身静脉循环系统，具有潜在的感染风险，被认为是术后发热的高危因素[6,7,9]。Wu等[10]报道RPP与术后发热发生率呈正相关，RPP≥30mmHg及其持续时间明显影响术后发热的发生率。当RPP≥30mmHg时，患者面临肾盂静脉回流和全身感染的风险，且肾盂内高压持续的时间越长，风险越高[6]。而Zhong等[11]临床研究也得到相似结论，发现术后发热发生率与平均术中RPP之间存在显著的互相作用，RPP的升高与术后发热发生率的增加有关。肾盂内高压发生时，尿液和灌注液中的细菌或毒素通过肾盂静脉及淋巴管反流进入血液，或向周围外渗，不仅导致术后发热及感染的扩散，甚至可能造成尿源性脓毒症或感染性休克的发生[6,7]。

尽管严重的术后并发症如脓毒症、感染性休克等，发生率较低，可一旦发生，病死率可高达20%[9]。一项对脓毒症患者的回顾性研究显示，17%的患者在接受尿路治疗后出现尿源性脓毒症[12]。一份多机构的6例输尿管镜手术术后死亡病例报告显示，4例患者死于尿源性脓毒症，这强调了输尿管镜术后致命性并发症的严重危害性[13]。此外，甘露等[14]临床研究证实休克、术后高热、败血症、肾盂破裂发生与术中RPP升高呈正相关，提示手术过程中应该加强RPP的监测，避免肾盂内高压的形成。

研究发现，肾盂内高压的形成与输尿管和肾盂平滑肌的活动、输尿管肾盂交接部的适应性、肾盂壁压力、周围结构施加的压力等影响因素相关[8,10]。有报道称，在输尿管镜手术中腔内灌注异丙肾上腺素可降低RPP[9]。在一项前瞻性研究中，通过上尿路腔内灌注维拉帕米，发现维拉帕米可以显著降低猪模型中的RPP，这可能是维拉帕米通过抑制钙离子的流入来阻止平滑肌细胞的收缩，降低平滑肌张力，调节上尿路蠕动的频率和强度来降低RPP[8]。同样，在多项以降低RPP为研究目地的体内外实验中发现，某些药物如异丙肾上腺素、特布他林、去甲肾上腺素、前列腺素合成酶抑制剂、肾上腺素等均具有降低RPP的巨大潜力[8]。此外，临床研究发现RPP还与术中灌注液流量、灌注液的有效排出、灌注压力、术中构建的通道大小及腔镜大小等因素相关，术中任何引流不畅均可导致RPP的升高[6,7,9,10]。Alsyouf等[15]为确定内窥镜口径与RPP的关系，对20例经皮肾镜取石术治疗的患者进行回顾性分析，发现硬性肾镜组的平均RPP明显高于软性输尿管镜组(30.3mmHg vs 12.9mmHg)，其中7例患者的平均RPP≥30mmHg，均为硬性肾镜组。另外，为了防止RPP升高引起的肾内回流，临床医生在输尿管镜手术中使用输尿管扩张鞘或低流量灌注生理盐水来降低RPP已被证明是可行的[6]。Tepeler等[16]通过对20例肾结石患者进行微创经皮肾镜手术或传统经皮肾镜手术治疗并比较两者RPP的差异，发现微创经皮肾镜组的RPP显著高于传统经皮肾镜组(30.3±3.9mmHg vs 20.1±3.1mmHg)，提示微创经皮肾镜尺寸及通道更小，限制了灌注液的有效排出，从而增加了RPP。

肾盂内高压可引起肾脏炎性反应，造成血清肌酐及尿素氮水平升高，损害肾脏功能[8,9,17]。廖松柏等[18]对50例患者行微创经皮肾镜取石术，术中RPP≥3.92kPa的总时间≥5min为高压组，其余为低压组，术前及术后测量尿微量蛋白(Alb)和尿微球蛋白(β2-M)，低压组Alb和β2-M术后第5天即可恢复至术前水平，而高压组术后第5天与术前比较，差异有统计学意义。赵淮平等[19]也得到相似结论，采用腔内碎石术治疗86例上尿路结石，分为高压组(灌注压力≥13.3kPa，n=39)和低压组(灌注压力<13.3kPa，n=47)，测定术前及术后不同时间点肾功能损害标志物半胱氨酸蛋白酶抑制剂(Cys-C)的变化，术后12、24、48、72h高压组的Cys-C均明显高于低压组(P<0.05)。

肾盂内高压引起的肾脏病理改变也有相关研究。如果肾盂内处于高压状态，且肾盂内液体回流时间较长，肾小管的压力会随着尿液的排出和肾小管周围血管的压迫而不断增加，随后出现缺氧和肾组织萎缩[8]。一项猪模型体外实验中，分别对RPP为10、20、30、40和50mmHg的猪肾脏进行穿刺活检，一旦RPP增加，健康肾和感染肾均发生病理改变，包括肾小管扩张和肾小球萎缩，当RPP>20mmHg时，肾脏表现出更大的病理改变。同样，电子显微镜显示当RPP增高时，足突细胞间隙消失，肾上皮细胞与基膜分离，基膜连续性在多个位置发生中断，厚度不均，肾小管微绒毛排列紊乱，且随着RPP的增高，上述肾脏的破坏程度也会随之加重。

二、腔镜手术中肾盂内压力

经皮肾镜取石术已被广泛应用于肾结石的治疗中，是目前治疗鹿角结石的首选方法，尤其是大而复杂的肾结石，其中应用最广泛的两种路径是标准路径(20～24Fr)和微创路径(12～18Fr)，均是安全有效的肾结石清除方法[7,10]。RPP的升高往往发生在腔内盐水冲洗时，这在经皮肾镜取石术中很常见[8]。据报道，单次经皮肾镜取石术中，肾镜检查的平均RPP可高达30.3mmHg[15]。在一项微创经皮肾镜和标准经皮肾镜对比研究中显示，共有42.9%(98/228)的患者平均RPP≥20mmHg，43.9%(100/228)的患者在术中存在最大RPP≥30mmHg，另外RPP≥20mmHg的患者术后发热发生率明显高于RPP<20mmHg的患者(P=0.024)[10]。在经皮肾镜取石术中，RPP与术中灌注液流量、灌注液的排出、灌注压力、术中构建的通道大小及数目等因素存在相关性，术中任何灌注不当和引流不畅均可导致RPP的升高[6,7,9,10]。Yang等[7]在60例微创经皮肾镜碎石术中，为了有效控制RPP，采用吸引装置监测和控制RPP，保持肾RPP维持在-12～2mmHg范围内，结果显示平均手术时间120min，平均术中出血量100ml，一次性结石清除率高达86.7%，仅有3例(5%)患者术后出现明显发热，无其他严重并发症，如败血症、感染性休克或明显的液体外渗等。

输尿管镜碎石术中同样存在肾盂内高压的问题。输尿管软镜碎石术正迅速成为肾结石和输尿管结石患者的一线治疗方法，在上尿路结石的治疗中应用越来越广泛[9]。研究发现，在输尿管软镜碎石术中，0.9%NaCl注射液的灌注是决定碎石效率、手术视野及预防损伤的重要因素，然而术中高灌注流量会导致RPP的升高[6,9,20]。据报道，使用输尿管镜扩张鞘和低流量灌注已被证明可以降低RPP，其效果在定性上是直观的[6]。一项输尿管镜多中心试验进一步证实了RPP、脓毒症和输尿管镜扩张鞘之间的关系，在输尿管镜碎石术中使用输尿管镜扩张鞘可将术后脓毒症发生率降低50%。在常规输尿管软镜碎石术中，输尿管扩张鞘为灌注液提供了回流通道，在一定程度上降低了RPP，但仍没有监测和控制RPP的功能，限制了输尿管软镜的临床应用[9]。为解决这个问题，自动监测和控制RPP的智能装置得到了重视。Zhu等[20]将18例猪肾模型按肾灌注流量的不同分为3组，即A组50ml/min、B组100ml/min、C组150ml/min，采用智能压力控制装置，包括压力反馈功能的医用冲吸液平台和测压的输尿管扩张鞘，具有监测和控制RPP的功能，结果显示不同灌注流量下，各组RPP比较差异无统计学意义，验证了输尿管软镜中使用智能压力控制装置，可在不同肾灌注流量下将RPP稳定在预设的安全范围内，有效预防肾盂内高压的发生。Deng等[9]同样设计了一种智能控制RPP的新型输尿管软镜，可以通过计算机实时记录和监测RPP，采用压力反馈技术，精准调节输尿管灌注流量，保持RPP的稳定，成功地完成了90例输尿管软镜碎石手术，实际控制RPP在20mmHg范围内，手术视野清晰可视，术后第1天无结石率为90.0%(81/91)，第30天无结石率为95.6%(86/90)。

此外，近年来还出现了一种组合式输尿管硬镜(硕通镜)，其配有负压主动吸引通道，能够使灌注和回流在鞘内循环，碎石过程中不仅使肾盂内保持低压状态，产生的气泡、血块、碎石等还可吸出，达到碎石清石一体化，因此手术视野清晰，清石效率高[21]。王树声等[21]回顾性分析硕通镜下钬激光碎石术治疗的823例上尿路结石患者，其中一期手术663例，二期手术160例，手术时间为23～145min，平均手术时间为74.8±35.3min，术后住院时间为1～5天，平均住院时间为1.9±0.8天，术后1天无残石率为75.6%(622/823)，术后1个月无残石率为83.8%(690/823)，术后91例发热(11.1%)，其他并发症34例(4.13%)，经相应处理后均治愈。陈深泉等[22]同样验证了硕通镜在上尿路结石治疗中高效、安全的特点，其研究团队对37例无积水上尿路结石患者行硕通镜治疗，术后高热患者仅1例，一次性取尽无残石率为65.9%，平均住院天数为8.4±3.5天。总之，RPP的监测及有效控制仍是输尿管镜碎石术中需要解决的重要问题。

三、肾盂内高压的预防

为减少碎石术中毒素和发热源的吸收及体液的外渗，降低发热和脓毒症的发生率，有研究者建议在上尿路结石碎石术中应保持RPP <30mmHg[7,9]。术中除了避免长时间灌注及采用低流量灌注外，保持出水通道的通畅，如输尿管内留置导丝、留置输尿管导管、使用输尿管扩张鞘、构建多通道等，同样可以降低RPP[6,9]。Oratis等[6]通过一项简单流体动力学模型评估输尿管镜术中RPP的影响因素，其模拟结果显示输尿管镜检查时存在影响RPP的两个关键因素：输尿管镜与输尿管镜鞘之间间隙的大小以及术中输尿管镜退出的频率及持续时间。Loftus等[23]在猪肾模型中行经皮肾镜检查，比较14/16Fr和30Fr通道鞘下RPP的大小，发现前者RPP明显高于后者(18.80±5.82mmHg vs 13.60±5.82mmHg,P<0.01)，且前者RPP>30mmHg的时间明显比后者更长(117.0s vs 66.1s,P=0.045)。此外，上尿路结石手术中应用负压吸引技术在降低RPP方面具有明显优势[7,9，20]。Yang等[7]研究报道，应用吸引装置监测和控制RPP，不仅控制RPP在-12～2mmHg范围内，维持低压流量灌注，还可保持手术视野清晰可视，高效安全地清除肾鹿角型结石。同样，Deng等[9]设计的新型输尿管软镜，可以设置运行需要的RPP报警值及极限值，并可从输尿管鞘内反馈获得RPP，成功应用于90例上尿路结石患者的治疗中，术中RPP维持在20mmHg内，手术平均时间24.8±15.9min，术后仅有4例发热，1例发生感染，其他ClavienI-Ⅱ级并发症9例。

四、展 望

上尿路结石常常造成泌尿系梗阻及感染，导致肾脏积水，损害肾脏功能，甚至引起肾功能不全。随着输尿管镜碎石术及经皮肾镜碎石术等腔内技术的不断发展与改进，越来越多的上尿路结石得到了有效的治疗。但由于腔镜手术中为保持视野的清晰，需要灌注0.9%NaCl注射液，易导致肾盂内高压，并引起灌注液及尿液的回流，造成感染蔓延、尿源性脓毒症，甚至感染性休克，提高了手术风险。尽管低流量灌注、保证灌注液有效排出及主动负压吸引灌注液等方式能有效地降低术中RPP，并减少术后并发症的发生，然而，泌尿系结石腔镜手术中及时地监测和有效地控制RPP仍是未来上尿路结石手术中需要重视和解决的问题。