输尿管软镜手术辅助机械手臂系统的离体动物实验

广州医科大学第一附属医院微创外科中心泌尿外科，

广东省泌尿外科重点实验室(广州 510230) 张 羽 戚德峰△ 卢穗琳 吴开俊



△通讯作者

输尿管软镜手术辅助机械手臂系统的离体动物实验

广州医科大学第一附属医院微创外科中心泌尿外科，

广东省泌尿外科重点实验室(广州 510230) 张 羽 戚德峰△卢穗琳 吴开俊

目的：探讨输尿管软镜手术辅助机械手臂系统，并开展离体动物实验检验其应用效果，以评估该系统初步临床应用的可行性及安全性。方法：实验组应用该系统遥控输尿管软镜操作，对照组应用传统徒手操作。比较两组人员的操作时间、并发症发生率,GRS评分及培训时间有无统计学差异。结果：实验组平均操作时间更短，分别是313.57±69.69sVS531.53±95.27s，有显著性差异(P<0.001)；实验组GRS评分更高，分别是20.97±2.7VS16.13±1.54，有显著性差异(P<0.001)；而并发症发生率无统计学差异。实验组所需的培训时间较短，分别是1.62±0.30hVS31.84±8.66h，有显著性差异(P<0.001)。结论：该系统辅助输尿管软镜进行操作的培训时间较传统操作短，学习曲线短，学员进步显著。操作时间较传统操作显著减少，安全性高。

随着医疗保障水平的提高，巨大泌尿系结石的发病率将越来越少，因此，具有出血风险的开放或经皮肾镜碎石取石术将会越来越少被采用，输尿管软镜术等微创方法将越来越普及。我们开展小规模的离体动物实验，以评估该系统的可行性及安全性，为临床应用提供科学依据，为研制一种新的手术器械和临床治疗方案提供重要依据。

材料和方法

1 材 料

1.1 离体动物模型的建立：猪与人类在上尿路系统有较好相似性，故本实验选用小型母猪的离体泌尿系器官，以手术的方式预先植入3枚人体结石至左肾上、中、下盏内，制成离体动物的肾结石模型。

1.2 输尿管软镜手术辅助机械手臂系统：它由吴开俊教授团队自行研制，获得国家发明专利三项及实验专利二项，它由机械手臂装置、电气控制装置和遥控手柄装置组成，其中机械手臂有前后、左右、上下、旋转及前后屈五个自由度，针对软镜术的操作特征，采用多关节、微小控制、防抖动等多功能相结合。遥控手柄可远程操控机械手臂来完成各种动作。

2 实验步骤与方法

2.1 分组方法：采用随机分组原则，20名实习生均为广州医科大学2011级本科男生，均在广医附一院实习，均无输尿管软镜操作经验。每组10名，实验组采用该系统辅助输尿管软镜进行操作，对照组采用传统常规操作。

2.2 实验过程和方法：①按照上述随机分组原则，对照组徒手控制输尿管软镜从输尿管通道鞘口开始至到达肾盏位置，寻找预先放置的左肾上盏结石。实验组应用该系统控制输尿管软镜寻找同一枚结石。观察内容：记录两组人员的操作时间，了解过程中有无损坏输尿管软镜、有无损伤黏膜，有无输尿管撕脱、有无肾盂肾盏穿孔等并发症发生，并由2名泌外专家使用GRS评分表(Globalratingscale)进行评分，实时独立完成，从按照表现的好坏程度分别为5分、4分、3分、2分、1分， 取平均值。每人有三次操作机会。②实验者经过一定时间的操作培训，直到可在2min内寻找出左肾盏内全部3枚结石为止，记录其所需的培训时间。

结 果

所有人员均顺利找到结石，均无损坏输尿管软镜、输尿管撕脱、肾盂肾盏穿孔等严重并发症的发生，实验组有1例轻微的黏膜损伤，而对照组有4例。

1 两组操作时间的比较 相对于对照组，实验组的平均操作时间更短，分别是313.57±69.69VS531.53±95.27s，有显著性差异(t=64.300,P<0.001)，见表1。

表1 两组操作时间的比较(s)

注：两组比较*P<0.05

2 两组GRS评分的比较 实验组的平均GRS评分更高，分别是20.97±2.7分VS16.13±1.54分，有显著性差异(t=61.178,P<0.001)，见表2。

表2 两组GRS评分的比较

3 两组并发症发生率的比较 两组均无损坏输尿管软镜、输尿管撕脱、肾盂肾盏穿孔等严重并发症的发生，实验组有1例轻微的黏膜损伤，而对照组有4例，分别是3.3%VS13.3%，两组的并发症发生率无统计学差异(P>0.05)。

4 培训时间 经过一定时间的培训后，直到可在2min内寻找出左肾盏内全部3枚结石为止，记录其所需的培训时间。实验结果示：实验组10名人员分别需1.2、1.8、2.0、1.3、1.5、1.5、1.4、1.6、2.1、1.8h，对照组10名人员分别需42.3、24.4、38.4、37.2、45.1、27.8、20.5、21.7、28.1、32.9h。统计结果：实验组1.62±0.30hVS对照组31.84±8.66h，有显著性差异(P<0.001)。

讨 论

泌尿系结石是泌尿外科常见病，在泌外住院患者中占居首位[1]，近年来，发病率有增加的趋势。

输尿管软镜灵活的弯曲角度使其在理论上能到达肾内各盏进行观察和治疗，它以微创、安全、有效等特点成为治疗肾结石的理想选择。El-Nahas等通过对体外冲击波碎石和输尿管软镜处理1～2cm的肾下盏结石的比较，认为输尿管软镜在治疗肾下盏结石时比ESWL更加有效，可提高结石清除率，减少再次治疗的概率[2]。陈洪波等[3]也认为对于小于3cm的肾结石，输尿管软镜具有创伤小、恢复快、结石清除率高等优点。而输尿管软镜具有几乎可探及整个泌尿腔道的特点而越来越被泌尿外科医师重视[4]，它很好地解决其他手段难以解决的结石。目前输尿管软镜治疗肾和输尿管上段结石在临床上的应用日趋广泛[5]。近年来，应用输尿管软镜对肾充盈缺损检查和活检，使肾盂肿瘤诊断准确率提高到90%。故它已成为一种有效、微创的上尿路病因学诊断方式[6]。

从实验结果我们可以体会到，实验组手术时间更短，操作更熟练、更稳定、更流畅。所以，手术时间的控制、操作熟练度和稳定性也是减少并发症发生的重要手段，本实验采用机械手臂系统辅助可大大缩短手术时间，从另一角度来考虑，也是安全性的一个方面。故该系统是安全、可行的。

目前，针对输尿管软镜的培训模型主要包括虚拟模仿器、仿真模型及动物模型。动物模型始终处于比较重要的地位，其与真实手术基本相似，其缺点是费用较高和涉及伦理问题。猪与人类在上尿路系统较相似，且猪价格低、容易获得，是最常用来作为泌外手术培训的动物模型。Strohmaier等使用猪作为模型进行相关培训，结果表明猪在组织感官及解剖结构与人基本相近，真实感更强。本实验中，我们可以体会到，对于输尿管软镜初学者来说，采用该系统辅助输尿管操作，可以缩短学习曲线，该系统是完全可行的。本实验不足之处是过程较简单，未能评估复杂的碎石和取石过程，未能考虑活体复杂的内环境和呼吸的影响，下一步我们拟进行活体猪的动物实验，检测该系统的各项功能，以证实其关键功能参数，进一步验证该系统的安全性和可行性，待动物实验和临床试验完成后，并开展大规模人体环境学问卷调查，进一步研究评价该系统的临床效果影响因素。

本研究采用遥控的方式，术者可在另一个防辐射的房间内通过该系统遥控输尿管软镜进行手术，可实现准确、稳定的定位，滤除人手疲劳颤抖等缺点，使手术解剖更加精细，操作更为精准，可以明显缩短输尿管软镜术学习曲线，使手术变得相对容易，从而缩短手术的时间。并且，该系统控制输尿管软镜指向性明确，可以达到徒手操作所不能达到的效果或角度，提高输尿管软镜术的适用范围。

综上所述，机械手臂系统辅助输尿管软镜进行手术的培训时间较传统输尿管软镜短，学习曲线变短，学员进步显著，操作稳定，安全性高。

[1] 文焰林，王安果，张宗平，等.南充地区泌尿系结石成分分析及其与国内各地结石成分的差异[J/CD].中华腔镜泌尿外科杂志：电子版，2014,8(6)：421-427.

[2]El-NahasAR，IbrahimHM,youselfRF,et al.Flexibleureterorenoscopyversusextracorporealshockwavelithotripsyfortreatmentoflowerpolestonesof10-20mm[J].BJUInt,2012,110(6):898-902.

[3] 陈洪波，杨嗣星，宋 超，等.逆行肾内手术治疗不同大小肾结石的疗效分析[J/CD].中华腔镜泌尿外科杂志：电子版，2014,8(1)：12-15.

[4] 周逢海，吕海迪，郭秀全，等.经尿道输尿管软镜钬激光治疗肾和输尿管上段结石[J/CD].中华腔镜泌尿外科杂志：电子版，2014，8(2)：102-105.

[5] 李 源，王树声，陈志强，等.输尿管软镜在上尿路结石治疗中应用价值[J].中国内镜杂志，2012，18(3)：317-319.

[6]GeavleteB,MultescuR,MirciulescuV,et al.Diagnosticflexibleurereroscopyinupperurinarytractpathology[J].EurUrolSuppl,2008,7(3):336.

(收稿：2016-07-29)

输尿管镜 结石 @机械手臂系统 动物，实验

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Adoi:10.3969/j.issn.1000-7377.2016.12.002