输尿管通道鞘在输尿管软镜碎石术中应用的研究进展

翟永鑫，塔怀峰，杨 潇，李然伟，张 逸，冯树强*

(吉林大学第二医院 1.泌尿外科;2.手术室，吉林 长春130041)

泌尿系结石作为泌尿外科最常见的病种之一，近年来的发病率一直居高不下，全球范围内结石的终生患病率为10%-15%，10年复发率高达50%，且有逐年上升的趋势[1]；国内结石患病率为6.4%,1/17的国人饱受结石相关疾病的困扰[2]。目前中外指南均将FURL作为<2 cm的肾结石的首选治疗方案及>2 cm的输尿管上段结石的可选方案[3-4]。随着FURL的应用推广，也暴露出诸如由于引流欠佳导致术中肾盂高压相关并发症、镜体反复进出导致输尿管损伤等一系列问题，将UAS引入FURL，能够有效解决上述问题。但当前UAS应用于FURL，出现了置入失败，输尿管损伤甚至远期狭窄，无法提高结石清除率等诸多争议。近来不断有学者尝试对现有UAS进行创新改进，期望在保持其优势的前提，克服原有缺点，使其兼具更多的功能，能更加安全高效的应用于FURL。现就UAS应用于FURL的研究进展进行综述。

1 UAS在FURL中应用的历史发展和现状

UAS于1974年首次发明[5]，最初目的是为了避免输尿管软镜在膀胱内打折弯曲，桥接软镜顺利通过输尿管开口，但因其过高的副损伤一度遭到弃用[6]，直到表面亲水涂层及鞘管锁定结构等装置改善了UAS在输尿管中的通过性以后，UAS再次得到普及推广。现代UAS包括外鞘和内扩张器两个基本结构，其中外鞘由覆盖亲水涂层的外壁、低摩擦系数的内壁及布满螺旋金属丝的夹层三部分构成，内扩张器的尖端为平滑长锥形，同样披覆亲水涂层，可实现与外鞘的平滑过渡，从而逐步顺滑扩张输尿管。当前有各种长度(13-55 cm)和直径(9.5/11.5F-16/18F)的UAS，以适应不同患者的具体需求。

最近引入了带有负压吸引端口的UAS,其原理是在鞘管的工作通道以外新开辟一条吸引通道，末端连接负压吸引装置，变被动灌注为主动吸引，从而发挥如下优势：①将肾盂内灌注液更高效的引流到体外，有效降低肾盂内压力；②加快结石周围的水循环，改善视野的同时，也能将碎石过程中产生的热量及结石吸附的细菌等物质及时带出，降低输尿管损伤及术后感染的风险；③形成的负压环境可以吸附结石，避免结石逃逸，既提高了手术效率又通过将结石碎片主动吸出极大的降低了患者的术后排石负担及术后形成石街的可能性。相关研究表明[7]：负压吸引型UAS相较于传统单通道UAS，可以更为有效的降低FURL相关并发症的同时提高结石清除率。这或许为FURL一期处理更大负荷的结石提供了可能性，近年来国内的何永忠等[8]利用负压吸引鞘联合FURL在处理直径>2 cm的肾结石方面积累了大量的临床经验。

2 UAS在FURL中应用的独特优势

UAS的置入能为后续FURL提供一个安全稳定的操作空间，方便手术器械重复顺畅进出肾盂集合系统，同时借助镜体与鞘管之间的空隙，实现灌注液的快速进出，从而有效提高了视野清晰度，降低肾盂内压力及温度，降低了术后不良事件的发生。

2.1 降低肾盂内压

在FURL之前放置UAS可以形成安全的“灌注-回流”机制，在增加灌注，改善视野清晰度的同时，通过及时的引流，将肾盂内压保持在一个更为安全的水平，降低肾盂高压相关并发症发生的可能性。生理情况下的肾盂内压低于10 mmHg,未置入UAS的FURS，术中肾盂内压可远超其安全上限(40 mmHg)[9]，而在较高的肾盂内压下持续碎石会增加出血、尿外渗、肾周血肿、甚至尿源性脓毒血症等不良事件发生的可能性[10]。而UAS的引入，可将灌注流量提升35%-80%的同时，将肾盂内压维持在30 mmHg以下，这大大增加了FURL的可行性与安全性[10]。

2.2 降低肾盂内温度

当前钬激光碎石已成为FURL的金标准[11]，其碎石机制依赖光热效应，即激光激发时产生的热量使得周围水分子汽化膨胀，同时冲击结石进而达到碎石效果[12]。然而激光产生的热效应并非局限于结石周围，事实上整个患侧的肾盂集合系统都会受到影响，导致尿路上皮细胞发生变性坏死甚至肾功能损伤[12]。随着更高功率激光系统的应用，激光热效应所带来的风险与日俱增。当前有研究[13]指出，当FURL碎石功率提高到10 W以上，即使保持正常的灌注压力，肾盂内温度也会快速突破43℃的安全阈值。即便使用最为先进的铥激光，结果也并不乐观[13]。Noureldin YA[14]等借助体外模型试验，证实UAS置入可显著增加灌注流量，降低肾盂内温度。总之，在无更好的解决措施之前，使用UAS可有效降低激光带来的热损伤，有效避免“水煮输尿管”的发生。

3 当前UAS应用于FURL引发的相关争议

3.1 UAS置入失败及其及影响因素

人体输尿管平均直径为10 F(3-4 mm)，而受限于软镜本身的尺寸及手术需要，目前12/14 F(内径12 F,外径14 F)的UAS通常作为手术首选。因此输尿管本身的绝对狭窄或较之UAS的相对狭窄，都会导致UAS的置入失败。最新研究表明，UAS一期置入的失败率可达3%-22%[15]。

作为临床医生，在为结石患者提供FURL的治疗方式前，必须考虑到由于UAS置入失败导致二次手术，甚至医疗纠纷的可能性。既往研究[16]表明，高龄，既往同侧输尿管内镜手术史，预置D-J管为成功置入UAS的独立预测因素，而性别、结石位置、结石大小，BMI等影响不大。虽然预置D-J管可有效提升置鞘的成功率，但其所带来的治疗周期延长，患者经济与精神负担加重也是无可辩驳的事实[17]。当前中外指南均不推荐对于所有行FURL患者术前常规预置D-J管，但是最新的调查表明预置D-J管可有效降低由于UAS置入所造成的输尿管损伤[18]，因此临床医生应综合患者病情，术前充分告知置鞘失败的可能性及留置D-J的可行性与必要性，术中根据患者具体情况制定合理的手术方案。

3.2 UAS导致输尿管损伤

即便成功置入UAS，也存在损伤输尿管的风险。一方面，UAS在置入和拔出的过程中，对输尿管壁会产生一个多角度的剪切力，若超过管壁的承受上限，会导致粘膜甚至肌层的损伤，甚至输尿管的撕脱断裂。Traxer O等[19]依据镜下所见，制定了UAS置入相关输尿管损伤分级表，在他们的研究中，置入UAS后发生输尿管损伤的几率达到46.5%。随后Schoenthaler M等[20]进一步提出了评估输尿管损伤的PULS分级标准，能够更加客观、细致的对输尿管损伤的程度进行量化，且该分级在临床实践中表现良好。Guzelurc V等[21]和Miernik A等[22]分别根据PULS评分对接受UAS置入后进行输尿管镜碎石手术的患者资料进行统计后，均发现使用UAS造成输尿管损伤以PULS 1级损伤为主，几率分别为38.6%和39.9%。上述研究表明：使用UAS 确实会对输尿管产生损伤，但是以轻度损伤为主，这似乎对于支持UAS置入是一个很好的佐证。但Lildal SK等[23]在一项动物实验中指出：UAS置入后输尿管损伤的组织病理学评分远高于对应级别的内镜观察结果。这是否表明一直以来人们低估了UAS置入所造成的输尿管损伤?总之对于置入UAS相关所造成输尿管损伤的程度及临床可见影响尚需要更进一步的研究加以验证。

3.3 UAS是否提高输尿管远期狭窄的风险

3.4 UAS是否能够提高结石清除率

对于使用UAS是否有助于提高结石清除率,目前尚无定论。由于UAS可以提供更清晰的手术视野、方便软镜等手术器械快速进出输尿管、允许较小的结石碎片随着冲洗液一起排出体外等优势，理论上对于SFR能发挥积极影响。然而，Traxer O等[26]在一项纳入2239例患者的多中心前瞻性研究中发现，使用UAS组相较于无UAS组，SFR无明显差异(73.9% vs 82.2%)。黄健等[27]在最近的一篇META分析中指出在输尿管镜手术中UAS的使用与否与结石清除率之间无明显相关性(OR=0.83)。考虑到现有研究难以实现对于结石术后患者的CT随访检查，仅凭借X线或B超难以准确反映结石清除率。或许在不远的将来，关于UAS与结石清除率之间的关系会有一个更加客观的评价。

4 新一代UAS在FURL中应用的发展方向

4.1 连续测压鞘管联合智能控压灌注吸引平台

FURL术中使用常规UAS能在一定程度上降低肾盂压力，但无法实现对于肾盂内压的实时监测与控制，而且术中灌注流量多需人工手动调节，具有较大的不确定性，灌注过多易导致肾盂高压，灌注不足则影响手术视野。严重限制了FURL的临床应用。针对上述问题，有人提出了兼具测压和控压功能的新型UAS。

此种鞘管的基本结构类似三腔导尿管，在中间工作通道的两端分别附加压力反馈通道与负压吸引通道，再将其尾端与一台压力可见可控的灌注吸引平台相连，不仅可以实现对于肾盂内压的实时监测记录，而且可以通过预设肾盂内压的范围来精确控制灌注流量与抽吸功率，确保肾盂内压的稳定。相较于现有UAS,这种新型UAS具有两大独特优势。首先，实现了整个手术过程中肾盂内压的实时可视化，为术者评估手术风险及预防肾盂高压相关并发症提供了客观可用的标准。第二，用机器灌注取代了传统人工灌注，极大的避免了手动灌注的随机性与不确定性，提高了手术的安全性与可控性[28]。

目前，由我国学者独立设计的连续测压鞘联合智能控压灌注吸引平台[29]已投入临床使用，在其回顾性分析了267例接受FURL患者的资料后，发现使用新型鞘管的实验组(145例)，相较于现行UAS的对照组(122例)，在手术时间，一期结石清除率，术后并发症发生率等方面优势与显著。虽然关于此种新型鞘管的安全性仍缺乏多中心，大规模的临床数据的支持，但不可否认，其创新性改进了UAS的结构，将测压与控压有机结合，实现了UAS的一次革命性的突破。

4.2 UAS口径的变化趋势

关于UAS鞘管直径，学界一直存在微型化与巨大化的争议。Tracy CR等[30]通过单中心的回顾性研究表明：使用14/16F的UAS，相较于常规12/14F UAS，两组在SFR与术后并发症发生概率相似，但是14/16F组手术时间明显缩短，基于此，他们认为使用更大型的UAS可提高手术效率且不会增加手术并发症，Chen Y等[31]也认为增加鞘管直径可以实现更为高效的灌注引流，同时降低肾盂内压，减少说相关并发症的发生。但最新研究[32]表明：在软镜的工作通道被光纤或者套石篮等占据的情况下，单纯增加UAS的尺寸并不能取得预想的效果。反而，伴随着软镜制作工艺的进步，更加小巧的软镜也会带动UAS的小型化，从而有效提高UAS置入的成功率，降低输尿管损伤相关风险[15]。

同时，Fang L等[33]通过研究不同尺寸软镜与UAS搭配使用的治疗效果，得出软镜碎石镜鞘比(软镜外径与UAS内径之比)≤0.75是安全可靠的。理想情况下，使用更为小型化的软镜，配合尽可能大的UAS无疑能够使患者最大程度受益，但现有固定尺寸的手术器械难以实现个体化治疗的目标。最近，国内的李飏等[34]研究出一种可变口径的UAS，以解决输尿管，UAS，软镜三者之间的相互限制。这种新型鞘管取消了现有UAS的内芯结构，改为水囊夹层设计，通过液压传导的方式实现了鞘管直径可调节的目标，该种新型鞘管在动物实验中表现出了更清晰的手术视野，更少的输尿管损伤，更低的术后并发症发生率，具有良好的应用前景。

4.3 内镜引导下零辐射的新型置入方式

成功置入UAS是后续软镜碎石的重要前提，这关乎软镜能否顺利到达结石病灶周围。目前，UAS的常规放置方式包括徒手置鞘及X线监视下置鞘，两者均需首先使用输尿管镜对患侧输尿管全长进行探查，而后留置安全导丝，此后前者主要依靠手感，后者需要借助X线设备将UAS放置合适的位置[35]。有研究[36]表明，徒手盲视下置鞘发生输尿管相关损伤的比例高达13.5%。而X线监视下置鞘法则将术者与患者暴露于不确定的辐射环境中[37]。因此开发一种全新的置鞘方法势在必行。

目前，一种内镜引导下零辐射UAS置入方法受到人们关注[38]，其基本原理是以输尿管镜代替UAS的内扩张器，外套UAS鞘管，将输尿管镜作为置鞘的“安全导丝”，在直视下完成置鞘工作。国内外的相关研究[39-40]都证明了这种新型置入方式的可行性且此种新型置入方案较之常规置鞘方案，具有更高的安全性，更低的学习曲线，值得大力推广。

4.4 药物辅助UAS置入

Lilal SK等[23]在一项动物试验中发现与灌注生理盐水相比，在灌注液中加入β受体激动剂异丙肾上腺素，可显著改善UAS置入的成功率。与此同时，多项临床研究表明FURL术前口服α受体阻滞剂、M胆碱受体阻滞剂，也可提高UAS置入的成功率，减少输尿管相关损伤[41-43]。同样值得一提的是，有人针对置入UAS导致输尿管管壁COX-2与TNF-α急剧升高的现象围术期使用COX-2抑制剂有效降低了术中肾盂内压，避免了术后疼痛相关并发症的发生[18,23]。

总之，药物可选择性作为UAS放置的辅助措施，可在一定程度上扩张输尿管，改善术中输尿管的血供，降低输尿管相关损伤的发生。

4.5 新型材质的UAS

针对当前UAS在置入过程中有损伤输尿管的潜在风险，有学者[44]研发出一种透明材质的UAS，通过将UAS的外鞘，内芯做到全长透明化，使得术中能够更加准确，安全的放置UAS,避免输尿管损伤的同时又能提升手术效率，提高结石清除率。受到软镜主动偏转角度的限制，当前FURL难以实现对于肾下盏结石的有效处理，近来一种可弯可控UAS引入了市场，在鞘管夹层内置金属拉丝，可实现UAS的二次弯曲甚至多向弯曲，能够缩小软镜的手术盲区，扩大手术范围，增加FURL的适用范围与有效性[45]。

5 结语与展望

综上所述，UAS作为FURL的重要辅助设备，虽然在置入UAS方面存在各种限制和争议，但随着医学科技水平的提高，新型材料的研发应用，结合术者的临床经验与总结，UAS在FURL中的应用前景是充满光明的。通过广大泌尿外科医生的不断探索创新，UAS必将克服其原有缺陷，进一步扩展在FURL中的应用范围，使更多的结石患者从中获益。