吳 晃 付宇強 何綦琪 包軍勝

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院1 泌尿外科醫(yī)學(xué)中心,2 泌尿外科研究所,3 甘肅省泌尿系統(tǒng)疾病研究重點實驗室,4 泌尿外科三病區(qū),甘肅省蘭州市 730030)

3D打印技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的新技術(shù),其在頜面重建、骨科、心臟外科、神經(jīng)外科等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢,同時在術(shù)前溝通、術(shù)前規(guī)劃和穿刺技術(shù)培訓(xùn)、預(yù)測手術(shù)效果等方面發(fā)揮重要作用[1-2]。經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)是一種通過建立從皮膚切口至腎臟和輸尿管的通道,對腎及輸尿管內(nèi)結(jié)石進行碎石及取石的手術(shù),是治療平均直徑大于2 cm的腎結(jié)石的一種標準、安全、有效的方法[3]。但PCNL術(shù)中及術(shù)后出血、感染、殘留結(jié)石等并發(fā)癥的發(fā)生率較高,已成為困擾泌尿外科醫(yī)生的主要問題。這些并發(fā)癥主要是由于腎穿刺過程中通道選擇不當(dāng)導(dǎo)致血管損傷,特別是在處理復(fù)雜性腎結(jié)石及腎積水量較少時。目前,靜脈尿路造影、X射線、超聲、CT等影像學(xué)檢查常被用于腎結(jié)石的診斷,但這些檢查并不能為手術(shù)提供直觀、精確的穿刺定位,而3D打印技術(shù)可以很好地解決這一難題,但3D打印技術(shù)在泌尿外科中的應(yīng)用仍處于初步探索階段。因此,本文對3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL在腎結(jié)石中的應(yīng)用效果進行系統(tǒng)評價,以期為其在臨床中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索 計算機檢索中國知網(wǎng)、維普智立方、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺、中國生物醫(yī)學(xué)文獻服務(wù)系統(tǒng)、PubMed、The Cochrane Library、Embase、Web of Science等數(shù)據(jù)庫,檢索時限均為建庫至2021年3月8日。采用主題詞和自由詞相結(jié)合的方式進行檢索,中文檢索詞包括“3D打印”“3D打印技術(shù)”“經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)”“腎結(jié)石”等;英文檢索詞包括“3D printing”“3D printing technology”“percutaneous nephrolithotomy”“kidney stone”等。

1.2 文獻的納入和排除標準

1.2.1 納入標準:(1)研究類型為臨床隨機對照試驗和/或病例對照試驗;(2)研究對象為臨床確診的腎結(jié)石患者;(3)觀察組的干預(yù)措施為3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL,對照組的干預(yù)措施為PCNL;(4)結(jié)局指標包括清石率、手術(shù)時間、住院時間、并發(fā)癥、術(shù)中出血量、一次穿刺成功率;(5)文獻類型不限,語言只包括中文和英文。

1.2.2 排除標準:綜述、病例報告、會議論文、評論、動物實驗、重復(fù)發(fā)表的文獻;(2)文獻數(shù)據(jù)不全或缺失,聯(lián)系原作者仍無法獲取;(3)文獻中無對照組;(4)結(jié)局指標只包含本研究結(jié)局指標中的一項。

1.3 文獻篩選和資料提取 由兩名研究員獨立篩選文獻、提取資料并交叉核對,如遇分歧則咨詢通信作者協(xié)助判斷,如資料缺乏則盡量與原作者聯(lián)系給予補充。文獻篩選時首先閱讀標題和摘要,在排除明顯不相關(guān)的文獻后,進一步閱讀全文,最終確定是否納入。提取的資料主要有:(1)文獻的基本信息,包括文獻的題目、第一作者、發(fā)表時間等;(2)研究對象的基線特征,包括研究類型、樣本量、性別、年齡等;(3)結(jié)局指標及其評估結(jié)果。

1.4 納入文獻的質(zhì)量評價 對于臨床隨機對照試驗(randomized clinical trial,RCT)的文獻,采用Jadad評分進行質(zhì)量評估,分數(shù)≥4分被認為是高質(zhì)量文獻;對于非RCT的文獻,采用紐卡斯爾-渥太華量表[4]評分,分數(shù)>5分被認為是高質(zhì)量文獻。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用RevMan 5.4軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料的效應(yīng)量為均數(shù)差(mean difference,MD),計數(shù)資料的效應(yīng)量為比值比(odd ratio,OR),效應(yīng)量均給出點估計值及95%CI。采用χ2檢驗評估研究間的異質(zhì)性(檢驗水準為ɑ=0.05),同時結(jié)合I2檢驗定量判斷異質(zhì)性的大小。若各研究結(jié)果間異質(zhì)性無統(tǒng)計學(xué)意義(I2≤50%且P>0.05),采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析;若各研究結(jié)果間異質(zhì)性存在統(tǒng)計學(xué)意義(I2>50%或P≤0.05),則進一步分析異質(zhì)性來源,在排除臨床異質(zhì)性的影響后,采用隨機效應(yīng)模型進行Meta分析。采用漏斗圖進行發(fā)表偏倚檢驗。以P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 文獻檢索結(jié)果 初步檢索共獲得相關(guān)文獻81篇,經(jīng)逐層篩選后,最終納入6個RCT[5-10]和3個病例對照試驗[11-13]。文獻篩選流程及結(jié)果見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 納入文獻的基本特征與質(zhì)量評價 共納入9篇文獻,其中6篇文獻為RCT,3篇文獻為病例對照試驗,共納入579例患者,其中觀察組283例,對照組296例,納入文獻基本特征見表1。RCT和非RCT的質(zhì)量評價見表2。

表1 納入文獻的基本特征

表2 RCT和非RCT的質(zhì)量評價

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 清石率:共有7篇文獻[5-6,8,10-13]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者清石率的影響,各研究結(jié)果間異質(zhì)性無統(tǒng)計學(xué)意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組的清石率高于對照組(P<0.05)。見圖2。

圖2 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者清石率影響的森林圖

2.3.2 手術(shù)時間:共有7篇文獻[5-6,8,10-13]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者手術(shù)時間的影響,各研究結(jié)果間異質(zhì)性存在統(tǒng)計學(xué)意義(I2>50%或P≤0.05),故采用隨機效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組與對照組的手術(shù)時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見圖3。

圖3 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者手術(shù)時間影響的森林圖

2.3.3 住院時間:共有7篇文獻[5,8-13]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者住院時間的影響,各研究結(jié)果間異質(zhì)性無統(tǒng)計學(xué)意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組的住院時間短于對照組(P<0.05)。見圖4。

圖4 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者住院時間影響的森林圖

2.3.4 并發(fā)癥:共有7篇文獻[5,8-13]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者并發(fā)癥的影響,各研究結(jié)果間異質(zhì)性無統(tǒng)計學(xué)意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組的并發(fā)癥少于對照組(P<0.05)。見圖5。

圖5 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者并發(fā)癥影響的森林圖

2.3.5 術(shù)中出血量:共有4篇文獻[7,10-12]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者術(shù)中出血量的影響,但王建喜等[12]的研究數(shù)據(jù)存在較大的異質(zhì)性(見圖6),故將其刪除。只對其余3項研究[7,10-11]進行分析,研究結(jié)果間異質(zhì)性存在統(tǒng)計學(xué)意義(I2>50%或P≤0.05),故采用隨機效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組術(shù)中出血量少于對照組(P<0.05)。見圖7。

圖6 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者術(shù)中出血量影響的森林圖

圖7 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者術(shù)中出血量影響的森林圖

2.3.6 一次穿刺成功率:共有3篇文獻[5-7]分析了3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者一次穿刺成功率的影響,研究結(jié)果間異質(zhì)性無統(tǒng)計學(xué)意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應(yīng)模型進行Meta分析。結(jié)果顯示,觀察組的一次穿刺成功率高于對照組(P<0.05)。見圖8。

圖8 3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL對腎結(jié)石患者一次穿成功率影響的森林圖

2.4 發(fā)表偏倚 針對各結(jié)局指標繪制漏斗圖進行發(fā)表偏倚檢驗,結(jié)果顯示清石率、住院時間、并發(fā)癥、術(shù)中出血量、一次穿刺成功率的圖形分布對稱,提示不存在發(fā)表偏倚,見圖9至圖13;手術(shù)時間的漏斗圖不完全對稱,提示可能存在發(fā)表偏倚,見圖14。

圖9 并發(fā)癥的漏斗圖 圖10 術(shù)中出血量的漏斗圖 圖11 一次穿刺成功率的漏斗圖

圖12 清石率的漏斗圖 圖13 住院時間的漏斗圖 圖14 手術(shù)時間的漏斗圖

3 討 論

腎結(jié)石是泌尿系統(tǒng)的一種常見疾病,其特點是復(fù)發(fā)率高[14]。PCNL 是治療腎結(jié)石的一種微創(chuàng)技術(shù),由Fernstr?m和Johansson于1976年首次建立,用于治療平均直徑大于2cm的腎結(jié)石、多發(fā)性結(jié)石、鹿角形結(jié)石或體積較大的腎下盞結(jié)石[15]。治療的主要目標是絕對清除結(jié)石,并盡量減少并發(fā)癥的發(fā)生。盡管該技術(shù)在治療腎結(jié)石方面取得了較好的效果,但術(shù)中和術(shù)后的并發(fā)癥發(fā)生率仍較高[16]。PCNL可引起Ⅳ級腎損傷,在穿刺、管道擴張和結(jié)石崩解過程中可能發(fā)生失血[17],輕者術(shù)后經(jīng)腎造瘺管壓迫止血即可,嚴重者需要介入栓塞治療甚至腎切除治療。出血量增加的原因可能與手術(shù)時間長,以及結(jié)石密度大需要更高的能量進行碎石進而導(dǎo)致腎臟的熱損傷有關(guān)。同時,對于體積較大、形狀復(fù)雜和多發(fā)的腎結(jié)石,需要更多數(shù)量的經(jīng)皮通道,可導(dǎo)致腎血管損傷概率增加。Turna等[18]對193例接受PCNL治療的患者進行分析發(fā)現(xiàn),鹿角形結(jié)石和結(jié)石大小可作為術(shù)中出血的預(yù)測因素。因此,減少通道數(shù)量、精準穿刺、縮短手術(shù)時間是避免PCNL術(shù)中及術(shù)后出血的關(guān)鍵。

目前3D打印技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床。如在對腎腫瘤進行診治的過程中,通過3D解剖模型,外科醫(yī)生不僅可以精確識別腫瘤的位置和腫瘤特異性血管的方向,量化腎缺損的大小,還可以預(yù)測血管和集合系統(tǒng)的位置,從而在手術(shù)切除腫瘤時盡可能減少副損傷。Jiang等[19]分析了3D打印技術(shù)在腹腔鏡腎腫瘤部分切除和復(fù)雜腎腫瘤中的應(yīng)用效果,發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)引導(dǎo)下的腹腔鏡腎部分切除術(shù)在縮短手術(shù)時間與熱缺血時間、減少術(shù)中失血量、降低并發(fā)癥發(fā)生率及改善腎小球濾過率等方面均優(yōu)于常規(guī)腹腔鏡腎部分切除。Fan等[20]分析69例局限性腎癌患者的臨床資料后發(fā)現(xiàn),使用3D模型可以更好地幫助腎評分≥8分的患者規(guī)劃和實施腹腔鏡手術(shù)治療。3D打印技術(shù)還可以用于指導(dǎo)前列腺癌的切除[21],且還可以提高前列腺活檢陽性率[22]。Atalay等[23]發(fā)現(xiàn)基于3D打印技術(shù)的盆腔系統(tǒng)模型能夠增加PCNL患者術(shù)前對盆腔系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)的了解。Xu等[24]分析了12例鹿角結(jié)石患者的臨床資料發(fā)現(xiàn),3D打印技術(shù)可以提高單通道經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)治療鹿角形結(jié)石的清石率。

本研究對3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL在腎結(jié)石中的應(yīng)用效果進行系統(tǒng)評價,結(jié)果顯示,相比于傳統(tǒng)PCNL,3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL能夠提高患者的清石率和一次穿刺成功率,減少或降低住院時間、并發(fā)癥發(fā)生率及術(shù)中出血量。清石率是評估腎結(jié)石手術(shù)效果的重要參數(shù),本研究中,觀察組的清石率為60%～97%,高于對照組,但未能達到100%清石率的理想狀態(tài),可能與本研究納入文獻中的結(jié)石成分、結(jié)石數(shù)目及結(jié)石復(fù)雜程度不盡相同有關(guān)。觀察組的一次穿刺成功率高于對照組的原因可能是3D打印技術(shù)可以根據(jù)患者影像學(xué)資料進行模型構(gòu)建,幫助術(shù)者熟悉穿刺部位及通道;而觀察組住院時間短于對照組的原因可能是3D打印技術(shù)在一定程度上可以避免術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生,從而縮短住院時間。PCNL術(shù)后并發(fā)癥除常見的出血、感染外,還有腎周血腫、胸膜炎、血尿、其他臟器損傷等。本研究納入的文獻中只對并發(fā)癥總發(fā)生率進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示,觀察組并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組。以上結(jié)果提示,3D打印技術(shù)可以清晰顯示腎臟內(nèi)血管分布、結(jié)石大小和位置,從而提高穿刺精度,減少腎損傷和鄰近器官損傷。但本研究中兩組的手術(shù)時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),可能與樣本量較小有關(guān)。

本研究的局限性:納入文獻中隨機對照試驗較少,且樣本量較小,可能存在統(tǒng)計分析偏倚風(fēng)險,今后還需更多的大樣本、多中心研究進一步證實3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL治療腎結(jié)石的優(yōu)勢;文獻篩選過程可能存在搜索不全及發(fā)表偏倚的問題。

綜上所述,3D打印技術(shù)聯(lián)合PCNL可提高腎結(jié)石患者清石率和一次穿刺成功率,縮短或降低住院時間、并發(fā)癥發(fā)生率及術(shù)中出血量,臨床療效和安全性較佳,效果優(yōu)于單獨使用PCNL,值得臨床應(yīng)用推廣。