低温保护技术在腹腔镜肾部分切除术中的应用进展

方群鹰 综述 张雪培 审校

(郑州大学第一附属医院泌尿外科，郑州 450052)

近20年来，随着影像检查技术如超声、CT、MRI等的不断发展，小肾癌(＜4 cm)的检出率明显增加。对于T1期肾癌，2012年欧洲泌尿外科协会推荐的治疗方案为保留肾单位的肾部分切除术。在肾部分切除术中，为保持视野清晰以及控制术中出血、缩短手术时间，往往需要阻断肾门血管［1］。阻断肾血管可引起肾脏缺血及再灌注损伤，如何在阻断肾血管的同时，减少因血流中断引起的肾缺血损伤是当前研究的热点。肾脏的低温保护是指通过各种低温保护材料，降低肾脏温度，从而减轻肾缺血及再灌注损伤，延长缺血耐受时间。本文简述肾缺血再灌注损伤的机制以及对肾缺血耐受时间的最新认识，分析3种不同肾脏低温保护方法的优缺点，以促进腹腔镜肾部分切除术的发展。

1 肾缺血再灌注损伤机制

1．1 肾缺血期

①细胞缺氧引起氧化磷酸化障碍，三磷酸腺苷(ATP)生成减少，依赖ATP的细胞膜Na+-K+-ATP酶功能障碍，细胞内 Na+、Ca2+浓度增加，K+、Mg2+流失。②无氧糖酵解使酸性代谢产物生成增加，溶酶体酶活性增强。上述机制的共同作用使细胞骨架破坏，细胞水肿、坏死。③肾内血管活性物质失衡，血管舒张因子(如NO)减少，内皮素等血管收缩剂增多［2］。④肾小管周围毛细血管内皮细胞受损，黏附素表达增加，肾实质及肾小管缺血释放趋化因子，促进灌注期炎症细胞的浸润［3］。

1．2 再灌注期

①细胞内Ca2+浓度进一步增加，使细胞DNA裂解［4］。增强Ca2+依赖性蛋白酶活性，加速黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，促使大量氧自由基生成。②肾实质细胞释放各种细胞炎症因子如白细胞介素 1(IL-1)及肿瘤坏死因子 α(TNF-α)［5］。③TNF、IL-1及趋化因子等促进中性粒细胞活化并在肾内聚集，释放大量氧自由基。上述机制的作用使肾实质细胞发生坏死及凋亡。另外，肾内血管紧张素2及内皮素的增加，使肾脏血管收缩，影响肾内血流的恢复。凋亡的细胞及脱落的刷状缘等于肾小管远端形成管型，影响血流再通后的肾功能恢复。

2 肾脏低温保护的相关研究

随着缺血时间的延长，肾脏的热缺血及再灌注损伤逐渐加重。传统观点认为，肾热缺血耐受时间为30 min，若热缺血时间＞30 min，肾脏将出现不可逆性损伤。而通过降低温度，肾脏的代谢及氧耗明显减少，减少各种毒性代谢产物生成，从而减轻肾脏的热缺血及再灌注损伤。丙三醇是细胞膜的组成成分之一，可因包膜的受损而释放至细胞间质，Weld等［6，7］通过微量渗析的方法，先后在动物实验及临床试验中观察到，随着缺血时间的延长，肾细胞间质内的丙三醇浓度随之升高，当其浓度高于167 U/L时可出现不可逆性肾功能损伤。1975年，Ward［8］在动物实验的基础上认为，在缺血状态下，肾脏的最佳保护温度为15℃;2011年，Allam等［9］在不离体的情况下，阻断动脉后将猪肾脏降至 5、10、15、20、25℃，检测结果表明，随着温度的降低，肾细胞间质内的丙三醇的浓度随之降低，并认在25℃状态下可使肾脏缺血耐受时间延长1倍。上述结论均在动物实验上获得，而最近的临床研究认为，在肾部分切除术中，热缺血时间应缩短至 20 min 以内［10，11］，如果使用低温保护，可使缺血耐受时间延长至2 h，但血管阻断时间最好控制在35 min以内［12］。

3 低温保护技术在腹腔镜中的应用

Winfield等［13］在1993年报道了首例经腹腔的肾部分切除术，随后 Gill等［14］在1994年报道了经腹膜后途径行腹腔镜肾部分切除术，腹腔镜肾部分切除术在世界范围内逐渐普及。然而对于位置不佳或相对复杂的肾脏肿瘤，在行肾部分切除术时，难以将缺血时间控制在20 min以内，此时肾脏低温保护尤为重要。目前应用于腹腔镜肾部分切除的肾脏低温保护技术主要有经肾表面、经肾动脉、经肾盂3种。

3．1 经肾表面降温

该方法效果确切，而操作比较复杂。Gill等［15］2003年首次报道了冰屑降温的方法应用于腹腔镜肾部分切除术。采用经腹腔入路，将游离后的肾脏置于EndocatchⅡ袋中，袋子开口于肾门处收紧。夹闭肾蒂后，将袋底部从腹腔拉出并打开，用注射器快速向袋内注入冰屑600～750 ml，将袋子底部关闭后重新置入腹腔，降温10 min后打开袋子，沿预先确定的切除范围行肾部分切除，并缝合、止血。平均手术时间4．3 h，平均缺血时间43．5 min，平均放置袋子时间7 min，肾皮质最低温度为5～19．1℃。该手术与开放手术方法相似，优点是肾脏低温效果确切，不足之处在于手术时间长，难度大，对术者操作技术要求高，而且需要较大的操作空间，无法在腹膜后入路中使用。Wakabayashi等［16］报道经腹膜后入路冰屑降温的方法。腹腔镜下游离肾脏后，扩大皮肤切口，通过一直径3 cm的圆筒状装置向肾脏周围放置冰屑达到降温目的。该方法降温效果与经腹腔的方法相当，操作相对简单，但需扩大切口，且受限制于腹膜后空间狭小，需多次间断放入冰屑，而且放置的冰屑可能会妨碍手术的暴露及操作。鉴于上述不足，在2005年Ames等［17］介绍一种改进方法，用蠕动泵及端接器将冰屑通过10 mm管道连续向腹腔内输送，10 min内可将肾实质降至15～25℃。该方法优点在于相对简单易行，无需扩大手术切口，根据需要及时传递冰屑，在操作的过程中不影响肾脏的暴露。但冰屑需由特殊仪器产生，且术中对中心温度的影响较大(降低2～3℃)，此外，有冰屑堵塞管道的风险。而 Weld等［18］则用低温盐水(2～4℃)代替冰屑，在灌注的同时，通过一吸引管将灌注液吸出。该方法降温速度较快，但低温持续时间较短，有灌注液向肾脏周围渗漏及腹膜吸收的可能，导致中心温度降低，在灌注的过程中，影响术中肿块切除及缝合等操作。

3．2 经肾动脉灌注

该方法使肾脏更接近于生理状态下的血液供应，在降温的同时，可及时将各种毒性代谢产物排出肾脏。Janetschek等［19］在2004年首次报道了将肾动脉灌注的方法应用于腹腔镜肾部分切除的临床经验。先是在介入科医师协助下行经皮股动脉穿刺，将动脉导管插至肾动脉，通过动脉导管行林格液灌注，降低肾脏温度。灌注液的温度为4℃，肾皮质降至25℃时间为10 min，平均灌注量为1580 ml，体温降低0．6℃，平均手术时间185 min，放置动脉导管时间10～20 min。该方法降温效果确切，能提供一个清晰、无血的操作视野，持续的动脉灌注可减少因缺血坏死引起的肾小管堵塞，更好地保护肾功能。如术中肾血管及其分支受损，可及时发现、修复。不足之处在于需在介入科医师帮助下完成手术，增加费用，有潜在血栓形成及动脉导管脱出的可能。如灌注液过多，增加循环血量，加重心脏负荷，不适用于有基础心脏病的患者。Simon等［20］介绍一种不增加循环血容量的肾动脉灌注方法。用改进的哈巴狗钳阻断肾动静脉，切开肾动脉后将带有末端气囊的导管穿至肾动脉内，同时切开肾静脉引流灌注液。该方法与Janetschek方法的不同之处在于不经股动脉穿刺，在达到灌注、降温的同时，无导管脱位等并发症，而且切开肾静脉，引流灌注液，避免了灌注过多导致的循环血容量增加;但肾血管创伤较大，有术后肾血管血栓形成的风险。Marley等［21］将 Simon的方法加以改进，不切开肾动脉，用硅胶环环绕肾动脉后，21号蝶形针直接穿刺肾动脉，减少肾动脉的损伤。肾血管直接切开、穿刺灌注的方法一方面操作难度较大，对术者操作技术要求高，另一方面灌注导管有影响手术操作的可能。李汉忠等［22］则将Janetschek的方法加以改进，采用经皮股动脉穿刺的方法将动脉导管插至肾动脉内，动脉导管末端气囊内注气阻断肾动脉，并通过动脉导管灌注降温，同时达到阻断及灌注的目的，但有肾动脉破裂损伤的风险。

3．3 经肾盂降温

Landman等［23］在2003年首次报道逆行输尿管插管灌注降温方法用于临床开放肾脏手术，先在膀胱镜下将输尿管通道鞘放于肾盂输尿管连接处，再将F7猪尾巴管穿过该鞘放至肾盂。通过输尿管通道鞘向肾盂内灌注－1．7℃无菌生理盐水，并由猪尾巴管引流灌注液。灌注高度为120 cm，流速85 ml/min，15 min后肾皮质及髓质的温度分别为24℃及21℃，中心温度无明显改变。该方法对肾髓质降温效果较好，但肾皮质温度相对较高，因该病人术中超声发现多发复杂囊性肿瘤，改行根治性肾切除，无术后肾功能监测，对肾脏低温保护效果尚不能评价。2004年，Crain等［24］将该方法应用于腹腔镜下肾脏低温保护的动物实验，通过一个双腔输尿管导管将2.3℃盐水灌注至肾盂。因受流出液体对灌注盐水的加温作用，到达肾盂内盐水的温度为11．7℃，并且灌注液流速较低(16．7 ml/min)，灌注15 min后，肾皮质温度为30℃，降温效果不佳。通过输尿管灌注冰盐水的方法，理论上能更好地保护对缺血损伤更为敏感的肾髓质，不影响手术操作，但肾皮质降温效果不佳，如果术中需切开集合系统，灌注液的漏出不可避免，影响操作的同时，降低低温保护的效果。

Naya等［25］在实验动物上对比上述3种腹腔镜肾低温保护方法，认为对于相对复杂的腹腔镜肾部分切除术，表面降温联合输尿管灌注的方法降温效果更好。2010年，Schoeppler等［26］介绍一种含有氯化钠、氯化钾、氯化镁、乳酸钠的凝胶样降温材料(－8．0℃)，通过覆盖于肾脏表面达到目的。在离体的动物肾脏上与外敷碎冰块(－16℃)、经输尿管灌注、经肾动脉灌注4℃生理盐水等方法进行比较，10、20、30 min 肾皮质温度分别为 16．7、10．5、7．0℃，该方法优点在于对肾脏的低温维持效果较好，与外敷冰块相比无明显差异。其凝胶特性使其更易通过trocar，有腹腔镜下使用价值，但目前尚无相关动物实验及临床经验的报道。

4 小结与展望

低温保护技术可以降低肾脏温度，延长肾脏缺血耐受时间，特别适用于相对复杂的腹腔镜肾部分切除术。目前尚无标准的、适用于腹腔镜肾部分切除术中的肾脏低温保护技术。上述几种方法均有缺点，限制了其在临床中的广泛推广与应用。期待一种安全可靠、简单易行、效果确切的肾脏低温保护技术，促进腹腔镜肾部分切除术的发展。

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