曹 溆 曾宇梟 王躍力

(中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第920 醫(yī)院泌尿外科,昆明 650000)

我國(guó)腎結(jié)石的患病率達(dá)到6.4%[1],治療方式包括經(jīng)皮腎鏡碎石術(shù)(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)、輸尿管軟鏡碎石、體外沖擊波碎石等。PCNL是＞2 cm 腎結(jié)石[2]和復(fù)雜上尿路結(jié)石[3]的最優(yōu)治療方式,難點(diǎn)及關(guān)鍵步驟在于手術(shù)通道的建立。CT 為術(shù)前定位常規(guī)檢查,術(shù)中最常用超聲輔助結(jié)石定位,二者結(jié)合輔助穿刺,往往能成功建立手術(shù)通道。盡管如此,腎出血仍然是最常見(jiàn)和最難處理的并發(fā)癥之一,其他嚴(yán)重的并發(fā)癥還有術(shù)后發(fā)熱和急性腎功能損害[4],降低上述并發(fā)癥發(fā)生率最好的方式是避開(kāi)血管使用最小的通道建立手術(shù)入路?；谠鰪?qiáng)CT 的數(shù)字三維成像技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床[5,6],2018 年1 月～2019 年12 月我們利用增強(qiáng)CT 的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行腎結(jié)石、周?chē)徑芎图舷到y(tǒng)的數(shù)字三維重建,輔助制定手術(shù)預(yù)案,對(duì)16 例復(fù)雜上尿路結(jié)石PCNL 進(jìn)行術(shù)前穿刺定位(A 組),并與16 例復(fù)雜上尿路結(jié)石PCNL 僅利用CT 圖像進(jìn)行規(guī)劃手術(shù)(B 組)進(jìn)行比較,旨在探討以CT 圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的腎臟數(shù)字三維成像在PCNL 治療復(fù)雜腎結(jié)石中的應(yīng)用價(jià)值。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料

本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)審批[批文號(hào):2020 -075(科) -01]。本研究32 例,男21 例,女11 例。年齡(51.7 ±7.6)歲。腰背部疼痛16 例,腹部包塊1 例,體檢腹部B 超檢查發(fā)現(xiàn)腎結(jié)石15 例。左側(cè)手術(shù)15 例,右側(cè)手術(shù)17 例。結(jié)石最大徑(27.2 ±4.5)mm。單發(fā)結(jié)石6 例,多發(fā)腎結(jié)石26例,其中馬蹄腎腎結(jié)石1 例,孤立腎腎結(jié)石2 例,鹿角形腎結(jié)石3 例。合并原發(fā)性高血壓11 例,糖尿病8 例,慢性腎功能不全5 例。5 例有單側(cè)輸尿管鏡碎石取石術(shù)史,3 例有單側(cè)腹腔鏡下腎囊腫去頂減壓術(shù)史。根據(jù)患者本人意愿及醫(yī)生推薦分為2 組,每組16 例:A 組術(shù)前依據(jù)CT 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字三維重建后規(guī)劃手術(shù),其中雙側(cè)結(jié)石優(yōu)先處理較容易處理一側(cè);B 組利用CT 圖像進(jìn)行規(guī)劃手術(shù)。2 組患者除結(jié)石數(shù)目有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異外(P=0.018),其他情況差異無(wú)顯著性(P＞0.05),見(jiàn)表1。

表1 2 組患者一般資料比較(n=16,)

表1 2 組患者一般資料比較(n=16,)

a:原發(fā)性高血壓;b:腎功能不全;c:糖尿病*Fisher 精確檢驗(yàn)

病例選擇標(biāo)準(zhǔn):影像學(xué)檢查提示最大徑＞2 cm的腎結(jié)石。排除標(biāo)準(zhǔn):①?lài)?yán)重心肺功能不全;②代謝功能異常;③合并惡性腫瘤;④合并全身嚴(yán)重感染;⑤凝血功能異常;⑥合并精神疾病。

1.2 方法

1.2.1 A 組模型重建 利用我院64 層螺旋CT[美國(guó)通用電氣公司,型號(hào)Lightspeed VCT,批文號(hào):國(guó)食藥監(jiān)械(進(jìn))字2008 第3311679 號(hào)(更)]獲取原始數(shù)據(jù)制作三維重建模型。取仰臥位,分別行平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、腎盂排泄期掃描。動(dòng)脈期、靜脈期和排泄期延遲掃描時(shí)間分別為注射造影劑后25、60 s 和600～900 s[7]。完成CT 4 個(gè)時(shí)相期掃描后,對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)層厚進(jìn)行1 mm 掃薄處理。然后將患者CT 原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics 21.0 軟件中,運(yùn)用自動(dòng)閾值分割算法和人工分割方法進(jìn)行圖像分割以及三維重建。在經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師以及泌尿外科醫(yī)師的合作下進(jìn)行數(shù)據(jù)閾值的選取和人工圖像分割。重建的腎臟數(shù)字化三維模型中關(guān)鍵的解剖結(jié)構(gòu)包括腎段動(dòng)脈、葉間動(dòng)脈、集合系統(tǒng)、半透明的腎臟、結(jié)石。重建模型如圖1 所示。

圖1 重建的腎臟數(shù)字化三維模型(紅色為表血管,藍(lán)色為腎臟,黃色為結(jié)石)圖2 數(shù)字三維重建后穿刺點(diǎn)的選擇 圖3 A 組患者重建的三維圖像 A.左側(cè)輸尿管結(jié)石伴右腎結(jié)石;B.馬蹄腎伴雙腎多發(fā)結(jié)石

1.2.2 A 組基于重建模型的手術(shù)輔助 術(shù)前在重建的模型上用鼠標(biāo)拖拽調(diào)整角度,可任意旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)腎臟,明確結(jié)石與集合系統(tǒng)、動(dòng)脈及周?chē)徑M織的關(guān)系。選擇擬穿刺點(diǎn),通過(guò)測(cè)量皮膚穿刺點(diǎn)與目標(biāo)腎盞的深度,穿刺點(diǎn)與后正中線(xiàn)的距離,與第12 肋的關(guān)系,結(jié)石大小,規(guī)劃穿刺角度,進(jìn)針深度,避開(kāi)明顯的血管。擬穿刺點(diǎn)的選擇定位靠?jī)删€(xiàn)定位:即與后正中線(xiàn)的水平距離為A 線(xiàn),與第12 肋尖的垂直距離為B 線(xiàn),A、B 兩線(xiàn)的交點(diǎn)即為選擇的擬穿刺點(diǎn)。穿刺點(diǎn)選擇見(jiàn)圖2。術(shù)中依靠B 超實(shí)時(shí)定位,根據(jù)術(shù)前重建模型規(guī)劃的穿刺點(diǎn)、穿刺角度、穿刺深度,利用B 超迅速定位并可做微量調(diào)整,然后進(jìn)行PCNL 常規(guī)手術(shù)步驟。

1.2.3 B 組基于CT 圖像的手術(shù)輔助 同法進(jìn)行4 期掃描后,術(shù)前術(shù)者對(duì)CT 圖像仔細(xì)閱片,了解腎臟結(jié)石分布情況以及結(jié)石形態(tài)后,選擇擬穿刺部位。擬穿刺部位的定位方法:與后正中線(xiàn)的水平距離為Y 軸,該層面在CT 上與臍掃描層面的距離為X,在Y 軸上標(biāo)記距離X,即為大致穿刺部位。術(shù)中依靠B 超實(shí)時(shí)定位調(diào)整,然后進(jìn)行PCNL 常規(guī)手術(shù)步驟。

1.3 觀察指標(biāo)

手術(shù)時(shí)間(從穿刺開(kāi)始到腎造瘺管置入完畢)、出血量(術(shù)后當(dāng)天血紅蛋白與術(shù)前相比下降值)、輸血率、清石率(術(shù)后4 周拔出雙J 管后復(fù)查腹部CT,無(wú)4 mm 以上結(jié)石殘留認(rèn)為結(jié)石完全清除)、住院時(shí)間(出院標(biāo)準(zhǔn):患者一般情況良好,連續(xù)2 次復(fù)查血紅蛋白穩(wěn)定、雙J 管位置正常、腎造瘺無(wú)漏尿)、并發(fā)癥[發(fā)熱(體溫≥37.5 ℃);頑固且無(wú)法忍受的穿刺部位疼痛;術(shù)后手術(shù)通路出血(腎造瘺管引流液持續(xù)變紅且不緩解);肺部感染(咳嗽、咳痰及胸部CT提示肺部實(shí)變);水外滲引起的腹腔或腹膜后積液(腰背部或腹部異常隆起,CT 檢查提示該區(qū)域水樣密度影或者B 超提示低回聲區(qū))]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)用x±s表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

A 組患者均成功重建三維圖像,圖像包括腎臟、結(jié)石、腎內(nèi)重要血管、集合系統(tǒng)、鄰近重要器官(圖3)。A 組手術(shù)時(shí)間、出血量(血紅蛋白下降值)及住院時(shí)間明顯短于/少于B 組(P＜0.05)。2 組患者術(shù)中均未輸血,無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生,2 組一期清石率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000),見(jiàn)表2。2 組患者術(shù)后均通過(guò)腎石通顆粒排石、堿化尿液、充足飲水等方式預(yù)防結(jié)石復(fù)發(fā)。32 例術(shù)后3 個(gè)月復(fù)查KUB 及腹部CT 平掃,均未發(fā)現(xiàn)結(jié)石復(fù)發(fā)(新增4 mm 以上結(jié)石)。

表2 2 組患者觀察指標(biāo)比較(n=16,)

表2 2 組患者觀察指標(biāo)比較(n=16,)

*2 例發(fā)生穿刺部位無(wú)法忍受的疼痛,需要非甾體類(lèi)藥物止痛**Fisher 精確檢驗(yàn)

3 討論

3.1 當(dāng)前建立手術(shù)通道的常用方法

PCNL 是目前處理大的多發(fā)性腎盂腎盞結(jié)石及復(fù)雜上尿路結(jié)石的推薦方案[8],但是建立目標(biāo)腎盞的入路具有挑戰(zhàn)性[9],更詳細(xì)的術(shù)前影像可以更好地幫助我們進(jìn)行穿刺,也是是目前PNCL 的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前輔助穿刺的方法很多,包括新型電磁導(dǎo)航系統(tǒng)[10]、可視穿刺針頭[11]、磁場(chǎng)下超聲導(dǎo)航系統(tǒng)[12]進(jìn)行輔助穿刺等,可有效降低穿刺難度,但是存在設(shè)備價(jià)格昂貴、國(guó)內(nèi)未引進(jìn)、應(yīng)用不成熟、肥胖患者不適用等問(wèn)題。目前,術(shù)前CT 成像聯(lián)合術(shù)中超聲輔助定位結(jié)石的方法較為成熟,對(duì)設(shè)備要求不高。但超聲僅能提供二維、低分辨率且不完整的圖像,對(duì)于復(fù)雜腎結(jié)石的PCNL,如馬蹄形腎腎結(jié)石、鹿角形腎結(jié)石或多發(fā)性腎結(jié)石,手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)較高,包括出血和損傷鄰近的解剖結(jié)構(gòu)(胸膜、結(jié)腸、脾臟和肝臟)[13]。復(fù)雜上尿路結(jié)石病人因腎臟長(zhǎng)期負(fù)荷過(guò)重導(dǎo)致腎臟血流豐富,血管走行異常,穿刺擴(kuò)張時(shí)容易出血,同時(shí)結(jié)石復(fù)雜多變,殘石率、出血和感染的發(fā)生率都更高[14]。

3.2 以CT 圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的腎臟數(shù)字三維成像的優(yōu)勢(shì)

基于目前成熟的技術(shù),我們使用三維重建方法進(jìn)行PCNL 處理腎結(jié)石,為選擇最佳的經(jīng)皮穿刺通道提供必要的信息。當(dāng)前所有醫(yī)院均可開(kāi)展CT 檢查,只要收集原始CT 數(shù)據(jù)后,即可行數(shù)字重建,術(shù)前在電腦上拖拽重建的半透明圖像可以確定一個(gè)合適的通道來(lái)反復(fù)模擬穿刺,以避免損傷鄰近的解剖結(jié)構(gòu)。同時(shí)通過(guò)對(duì)集合系統(tǒng)、重要血管、結(jié)石的圖像進(jìn)行融合,在進(jìn)行穿刺時(shí)也更加得心應(yīng)手,使術(shù)前繁瑣的定位過(guò)程變得更加容易,穿刺通道的建立更加迅速,A 組患者手術(shù)時(shí)間明顯短于B 組,縮短手術(shù)時(shí)間也降低出血風(fēng)險(xiǎn)。因嚴(yán)重的出血往往是腎段動(dòng)脈引起[15,16],術(shù)前設(shè)計(jì)必須考慮以最小的無(wú)血管區(qū)(避開(kāi)腎段動(dòng)脈)進(jìn)入以避免嚴(yán)重的出血。目前臨床成熟使用的兩步法經(jīng)穹隆穿刺因直接進(jìn)入腎椎體可避免葉間動(dòng)脈的損傷。林方優(yōu)等[17]報(bào)道人的腎臟中很可能存在融合腎椎體的情況,在融合腎椎體之間必然存在葉間動(dòng)脈,術(shù)中超聲往往無(wú)法辨別這一解剖結(jié)構(gòu),如果穿刺目標(biāo)腎盞是融合腎小盞,那么血管損傷的風(fēng)險(xiǎn)必將增加,這也可以解釋臨床手術(shù)中穿刺未損傷腎柱而部分病人卻仍然存在嚴(yán)重的出血現(xiàn)象。A 組包括2 例孤立腎,1 例馬蹄腎,與周?chē)M織的解剖關(guān)系與正常人有一定差異,手術(shù)及出血的風(fēng)險(xiǎn)更高,尤其是馬蹄腎患者因腎下極在脊柱前融合,往往合并腎旋轉(zhuǎn)不良,輸尿管在腎前方下行與腎盂高位連接,脊柱及骨盆對(duì)部分結(jié)石的遮擋使術(shù)中超聲定位變得困難[18],穿刺建立通道時(shí)容易造成出血及損傷輸尿管,通過(guò)重建模型可以更直觀顯示腎臟血管與集合系統(tǒng)及結(jié)石的關(guān)系,從而降低損傷葉間動(dòng)脈及周?chē)M織的風(fēng)險(xiǎn)。A 組患者出血量和住院時(shí)間明顯低于/短于B 組,也間接印證進(jìn)行數(shù)字重建后損傷大血管的風(fēng)險(xiǎn)得到降低。三維同步腎盂血管造影可以更加清晰顯示腎盂及腎臟血管,術(shù)中能夠更好避免腎內(nèi)動(dòng)脈的損傷[19]。但該成像方法需要的放射劑量大,術(shù)中需要持續(xù)不間斷成像,對(duì)醫(yī)生及患者均有大劑量放射輻射。利用術(shù)前已經(jīng)掃描好的CT 數(shù)據(jù)重建結(jié)石的三維模型以及每個(gè)病人的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu),把原始CT 數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維重建軟件Mimics 進(jìn)行圖像分割,重建后的三維模型,通過(guò)調(diào)節(jié)腎臟的透明度,可以直觀地顯示腎內(nèi)主要血管、集合系統(tǒng)和結(jié)石之間的相互關(guān)系,避免術(shù)中進(jìn)行反復(fù)成像,降低術(shù)中輻射,縮短手術(shù)時(shí)間。該方法明確有助于術(shù)前規(guī)劃及手術(shù)中取石,本研究由于樣本量不大,2 組患者清石率較高(分別為93.8%、87.5%),但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000)。

3.3 以CT 圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的腎臟數(shù)字三維成像的局限性

本研究存在一定的局限性。術(shù)前需要采集四期(平掃期、動(dòng)脈期、靜脈期、排泄期)CT 圖像,采集時(shí)間較長(zhǎng),患者接受放射劑量較大,同時(shí)需要患者呼吸及體位配合,術(shù)中沒(méi)有實(shí)時(shí)性圖像的采集及重建,一旦患者體位發(fā)生變動(dòng)可能會(huì)影響術(shù)中定位。B 組均為多發(fā)性腎結(jié)石,A 組6 例單發(fā)腎結(jié)石,2 組患者結(jié)石數(shù)目差異有顯著性(P=0.018),但2 組結(jié)石最大徑無(wú)明顯差異(t=-0.127,P=0.900),均有PCNL的手術(shù)指征,不影響術(shù)式的選擇及術(shù)后觀察指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。另外,數(shù)字重建會(huì)增加患者的治療費(fèi)用,給一部分貧困患者增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

多層螺旋CT 三維重建輔助PCNL 治療復(fù)雜尿路結(jié)石具有以下優(yōu)點(diǎn):圖像清晰,可獲得多方位立體的圖像;明確降低術(shù)中出血及損傷周?chē)鞴亠L(fēng)險(xiǎn);術(shù)前在電腦上反復(fù)模擬穿刺,縮短手術(shù)時(shí)間并獲得更高的一期無(wú)結(jié)石率。仔細(xì)行血管重建可以避免穿刺可能存在的融合椎體中的葉間動(dòng)脈,通過(guò)三維重建有助于更好的理解腎動(dòng)脈和集合系統(tǒng)的解剖知識(shí),對(duì)低年資醫(yī)生進(jìn)行泌尿外科手術(shù)訓(xùn)練,縮短手術(shù)學(xué)習(xí)曲線(xiàn)具有積極的意義。