Vision for the future on urolithiasis: research, management, education and training—some personal viewsCite this article

Rodgers, A., Trinchieri, A., Ather, M.H. et al. Vision for the future on urolithiasis: research, management, education and training—some personal views. Urolithiasis 47, 401–413 (2019). https://doi.org/10.1007/s00240-018-1086-2

对未来尿石症的展望：研究、管理、教育和培训——一些个人看法

在过去的 3 年中，尿石症领域发生了许多快速变化。在这篇文章中，三位尿石症研究领域的知名专家描述了他们各自对结石研究、结石治疗和手术培训未来的愿景。许多石材研究人员看到并后悔几十年来一直没有真正的突破。例外是柠檬酸盐预防的应用和结石形成者放弃避免钙的饮食。石材研究的某些领域已经用尽，现有的文献应该足以作为这些领域的背景知识。然而，为了找到有意义的临床应用结石预防机制，目前可用的有限资金应用于研究优先领域，其中一位作者将其中的晶体-细胞相互作用设想为未来石材研究的一个关键方向。在第二作者看来，外科结石治疗很大程度上是由技术驱动的。这适用于现有技术和仪器的发展。此外，机器人技术、IT 和通信软件以及人工智能很有前景，并且正在稳步对整个医学产生有意义的影响，尤其是在泌尿外科。最后，第三作者认为，尽管技术取得了令人兴奋的进步，但外科医生的角色永远无法替代。全自动、人工思考和机器人执行系统以医学和外科方式治疗患者的想法不会吸引泌尿科医生或患者，但至少可能是部分现实。

简介

大约 30 年前，我对结石的介绍恰逢第一台体外碎石机的应用。作为一名年轻的住院医师，当完全麻醉的患者被小心地吊入冲击波碎石机的浴缸时，当在我们的诊所使用全刚性 F14 镜进行第一次输尿管镜检查时，当由经验丰富的泌尿科医生进行第一次经皮肾镜取石术时，我都在场谁刚刚从美国带回了这项新技术。结石研究随后集中于流行病学以及结石形成的促进剂和抑制剂。建议患者避免钙。开石手术仍然定期进行。在过去的 30 年里，我和我这一代的许多泌尿科医生见证了结石领域快速且经常动荡的发展，从开放式手术到微型 PCNL，从刀到机器人，从“试一试、做一试、教一试”到虚拟现实训练，从饮食试验到复杂的管内计算机建模。我们亲身经历了这些变化，也许最适合根据过去的发展、最近的进展和过去的失败来描绘我们所看到的未来。因此，我邀请了各自领域的三位资深专家详细阐述他们对可预见的未来对尿石症三个基石的看法，即结石研究 (AR)、外科结石管理 (AT) 以及结石外科医生的教育和培训 (HA)。

结石研究（AR）

我对结石病发病机制和保守治疗的未来研究的愿景包括确定这些领域的重中之重，并应用基础科学资源对这一重点进行详尽的研究。一个明显的起点是回顾过去 40 到 50 年倡议的成功和失败。考虑到最近关于结石复发和发病率的调查，世界范围内这些统计数据的增长令人沮丧（表1）。因此，唯一可以得出的结论是，尽管石材研究人员多年来付出了巨大的努力，但他们的关注点需要改变。在下面的讨论中，将介绍作者认为已经用尽且不再值得持续关注的研究领域。这些将被指定为低优先级。其他被认为具有相对更重要地位的领域将被指定为中等优先级。最终，将确定最高优先级。

表 1 不同时期结石发病率和患病率的流行病学研究

低优先级研究领域

流行病学

许多关于结石病的优秀流行病学研究已经发表。这些已经确定了影响结石形成的重要因素。没有必要在这里列出它们，但了解它们中的许多之间存在密切的协同作用是有用的（图 1）。在许多情况下，研究人员在报告的结尾附有关于流行病学研究的陈述，这些陈述有可能为结石形成提供重要的见解。这可能确实是真的，但大规模研究不再需要（或有趣）来证实我们已经知道的——即结石病在男性中比在女性中更常见；炎热干旱地区的人口处于危险之中；久坐不动的职业是另一个风险因素；生活方式起着重要作用；应避免食用富含草酸盐的食物；并且不建议饮食限制钙。客观现实是，所有这些因素都已在众多研究中得到反复证实，并且都非常成熟。因此，此类进一步的观察性研究并不是未来研究的重中之重。

结石成分、结构和超微结构

来自世界不同地区的大量关于石头成分的大规模研究已发表（表2）[ 9,10,11,12,13,14]。这些反复证明，最常见的结石类型是草酸钙、磷酸钙和尿酸。研究人员声称，结石成分研究为结石管理策略提供了临床见解。和以前一样，这当然是真的。因此，适当地，结石成分分析在结石患者的临床检查中得到广泛应用。但重要的是区分常规程序和研究。与上一段中提到的流行病学因素一样，该研究领域已经用尽，不被列为首要研究重点。

表 2 结石成分

中等优先研究领域

尿饱和度调节剂

调节剂，无论其作用方式如何，都需要满足两个主要标准，以使它们在人类结石病中具有治疗或预防价值。首先，它们需要是可吸收的，其次，它们需要在生理上是可耐受的。因此，在实验室实验中显示出调节作用但不符合人类消费标准的化合物价值不大，不应在未来的研究工作中继续进行。

无可争辩的是，尿饱和导致结石形成盐的晶体形成，没有晶体就不能形成结石。对这种调节剂的研究已经进行了很多年并且必须继续。然而，严酷的现实是，该领域的成功极为有限。事实上，柠檬酸盐是这方面唯一突出的例子。由于大量研究证明了这种物质的功效，已经开发了几种含有柠檬酸盐的药物制剂，并取得了很大的成功。测试其功效的进一步试验（以及其他类似的含柠檬酸盐制剂的试验）不再是研究重点。然而，应继续寻找钙和草酸盐的其他非柠檬酸盐螯合剂。确实已经测试了几种此类物质（表 3 a) [ 15 , 16 , 17 ]，但鉴于这些研究只取得了有限的成功，并且潜在的螯合剂清单可能几乎用尽，因此该研究领域应被视为仅具有中等优先级。

表3调调节剂

晶体聚集调节剂

聚集已被确定为减慢晶体通过肾单位的速度的关键因素，从而有助于颗粒滞留 [ 18 , 19 ]。除了一些低分子量抑制剂外，各种内源性尿大分子已被证明具有这种能力（表3 b ）[ 15、16、17]。这些研究表明，它们在这方面的功效取决于生理和结构因素，包括表达、尿液环境、缺陷（化学、结构、构象）、磷酸化和唾液酸化程度以及自聚集程度。未来的研究试图确定优化这些参数的干预措施（饮食和/或药物）是必要的，并被视为中等研究重点。

高优先级研究领域

晶体-细胞粘附的调节剂

由于尿液过饱和和晶体聚集通常发生在不形成结石的人身上 [ 20 ]，因此晶体向结石本身的实际转化似乎应该是未来研究的主要优先事项（图 2）。虽然颗粒滞留（晶体的流速 < 尿液的流速）[ 18 ] 当然是一个重要因素，但正是这些颗粒固定在尿路上皮细胞上，这使得它们能够在饱和尿液中浸泡足够长的时间以促进晶体生长和聚集，并转化为石头。事实上，Khan 曾表示“防止结石形成的方法之一是停止晶体滞留。如果晶体不保留在肾脏中，就不会有肾结石” [ 21 ]。与晶体聚集的调节剂一样，复杂的实验室实验已经确定了干扰晶体-细胞附着过程的特定 UMM（表 3c）。毫不奇怪，已发现调制取决于晶胞和晶体表面的性质。近年来，Randall 的斑块已成为晶体可以转化为石头的关键平台 [ 22 ]。盛等人。已经指出，官能团与草酸钙晶体表面的粘附为更好地了解肾结石疾病和治疗药物的最终设计提供了途径 [ 23]，而 Sakhaee 曾表示，需要有针对性地开发新药以防止 Randall 斑块和肾小管晶体粘附的形成 [ 24 ]。

需要强调的是，将晶体细胞粘附确定为未来石材研究的最高优先领域是本文作者的个人观点。在表达这一观点时，承认其他重要机制是适当的。这些包括涉及磷酸钙 (CaP) 在 CaOx 结石形成中的基本作用的机制 [ 25 ] 以及它在这方面在管内和间质沉积物中的作用 [ 26 ]。此外，需要认识到结晶特定风险期的重要性，包括 CaP 以及 CaOx [ 27 ] 或 pH 水平 [ 28 ] 的管内过饱和水平。

未来石材研究的愿景

综上所述，作者个人对结石病发病机制和治疗的未来研究的个人愿景是优先研究结石形成的关键步骤之一——通过晶体粘附将晶体转化为结石的机制。细胞——可以被阻止。然而，这种观点需要认识到，没有特定界限的自由和不受限制的研究在过去是最富有成果的，而且众所周知，将所有鸡蛋放在一个篮子里可能不是最好的策略，因为我们在未来进行石头研究.

手术结石管理 (AT)

自十九世纪末以来，技术已经开始对所有疾病的诊断和治疗产生越来越重要的影响。特别是在过去的 40 年里，技术创新彻底改变了泌尿系结石的手术治疗，因为在上个世纪 70 年代后期，绝大多数泌尿系结石仍然采用开放式手术治疗。从 1980 年代开始，使用新的体外和体内碎石术和新的内窥镜器械来探查上尿路，彻底改变了泌尿系结石的治疗方法。在接下来的几年中，引入了其他新技术，使仍在进行中的改进过程得以继续。新技术创新，特别是在计算机科学和机器人领域，将在不久的将来添加以继续这一令人难以置信的改进过程。在下面的讨论中，我将列出结石治疗各个领域的最新进展，所有这些都在进一步发展以完善和临床更适用。

内窥镜检查

自 1970 年代以来，内窥镜和其他仪器的进步使泌尿科医师能够引入输尿管镜检查和经皮肾镜取石术技术。进一步的创新涉及随后开发更有效和更耐用的内窥镜器械。这个过程仍在进行中，每年都会生产出创新的新医疗器械和设备。仪器的小型化和基于电荷耦合器件 (CCD) 和互补金属氧化物超导体 (CMOS) 技术的数码相机系统的开发已经取得了重大进展。这些创新使制造具有更好图像质量和更宽工作通道的柔性输尿管镜成为可能，以增加冲洗能力并促进器械通过。与此同时，经皮肾镜取石术的发展已经转向仪器的日益小型化，这与激光纤维的使用以及更有效和设计更好的冲洗和抽吸系统有关。经皮肾镜取石术现在分为标准（20-22F）、微型（16-18F）、超/超微型（12-14F）和微型（8-10F）。在可预见的未来，我设想这些仪器将变得更加强大且成本更低。有可能满足这些要求的一次性内窥镜最近出现了趋势。市场力量将如何采用这一新趋势还有待观察。

碎石术

体外冲击波碎石术（SWL）

体外冲击波碎石术 (SWL) 彻底改变了肾结石的治疗方法，并在世界范围内取得了非凡的成功，但其技术的发展也取得了一些意想不到的成果。我们已经从碎石效率高但需要麻醉的碎石机转变为无需麻醉即可用于门诊患者但碎石效率较低的机器。这种演变与数字内窥镜检查的进步相结合，导致该方法的使用缓慢但逐渐下降。该行业试图通过新技术创新来抵消这一趋势，例如使用双电液系统、压电元件的双层排列、使焦点适应石头以及使用宽焦点低压碎石机[ 29 ]。使用不同的流体介质也可以显着改善碎片。

体内碎石术

体内碎石术是基于不同的能量来源：1967年液电碎石术得到普及，1977年超声首次应用于肾结石破坏，1986年开始研制激光破碎输尿管结石，第一台气动装置用于结石碎裂的设计于 1992 年设计。随着激光纤维和发电系统的进步，激光碎石术成为输尿管结石的首选治疗方法。现代高功率钬激光系统提供了广泛的设置，例如脉冲能量、频率和脉冲长度。以不同的组合对这些变量进行操作可以产生结石碎裂或粉碎（除尘）的特定效果，并减少结石的反冲力 [ 31 ]。

取石装置

碎石术后完全清除结石碎片在内镜结石治疗中变得越来越重要。出于这个原因，新的篮子和抓手继续开发新的设计和更小的口径。同时，引入了通过流体动力学机制（主动/被动冲洗、清洗、真空吸尘器效应）促进结石排出的装置。可以将小碎片掺入凝胶或胶凝块中，以防止反冲并促进它们的提取 [ 32 ]。

机器人、机械臂和跟踪系统

机器人技术

机器人技术在肾癌和前列腺癌的手术治疗中越来越成功。外科达芬奇®系统现已在世界各地广泛使用。大公司（Google、Cambridge Consultants 等）目前正在开发新的手术机器人系统，并将在未来几年内推向市场。Da Vinci® 机器人系统还有助于改善某些特定和复杂结石病例的微创手术的结果，例如同时肾盂成形术-肾盂切开术、复杂肾盂切开术和同时切除部分肾切除术。对于泌尿外科手术，例如输尿管镜检查和经皮肾镜取石术，必须开发专门设计的机器人。事实上，这些程序在使用复杂的技术工具的同时，仍然基于操作者的经验和手的灵巧性，需要长时间的培训。对于输尿管镜检查，已经开发出一种特定的机器人来改善手术的人体工程学（Avicenna Roboflex）[33 ]。不过，临床医生对这项技术的采用速度很慢，需要进一步完善。

对于经皮肾镜取石术，入路无疑是大多数临床医生最具挑战性的部分。因此，技术创新旨在促进定位和访问，同时减少患者和外科医生双方的 X 射线暴露。目前，进入肾腔是在透视或超声引导下手动进行的。透视的使用不可避免地会导致辐射暴露，而由于难以观察针道，使用超声波可能具有挑战性。最初开发的设备是为了在靶向过程中稳定针头的位置，在某些情况下可以推进针头，以最大限度地减少外科医生手部的直接辐射暴露。Stoianovici 等人开发了具有 6 级自由度 (GoF) 运动的金属臂。34 ]。Lazarus 和 Williams [ 35 ]描述了一个类似的“定位器”，它基于一个可调节的可锁定多向头，固定在手术台上，拿着一个金属导向器，通过实现精确和固定的对齐，便于在透视下穿刺肾收集系统。

最近，迷你访问指南 (MAG) 被提议作为其更重、更昂贵的前辈 [ 36 ] 的一种经济高效、便携且简单的替代品。

然而，使用这些设备，外科医生仍然需要计算和规划针轨迹到所需的肾盏。

已经开发出一种低成本的引导装置，用于基于对具有两种不同倾斜度（0°和 20°）的 C 臂获得的透视图像的计算机处理来调整针的倾斜度。具有特定软件和图形用户界面的膝上型计算机提供要在龙门架的三个轴上设置的角度，以将针引导到目标杯 [ 37 ]。也可以通过将先前用荧光镜检查、CT扫描或MRI获得的图像叠加在由操作者实时获得的超声图像上来促进在超声引导下对杯状体的穿刺。将超声波与基于磁场的导航系统结合使用有助于可视化针道相对于目标杯的位置 [ 38 ]。莫泽等人将超声图像叠加到透视图像上，以帮助计划经皮肾穿刺 [ 39 ]。

我的愿景是最终目标是设计一个全自动机器人来管理经皮通路的所有方面：规划针轨迹、针定位和实时针跟踪推进。

原型已经建立，但直到现在，它们的大小和复杂性阻碍了在常规临床实践中的应用。

约翰霍普金斯大学泌尿机器人实验室通过生产不同版本的设备来协助外科医生创建肾脏经皮通路，在该领域积累了丰富的经验。

在透视 C 臂 [ 40 ]引导下的原始被动机械臂，通过增加电子针插入装置和远程控制定位针的能力来改进设计。PAKY（经皮进入肾脏）和 PAKY-RCM（远程运动控制）允许针头定位在皮肤穿刺部位，并通过操纵杆在外科医生的控制下执行其插入[ 41、42 ]。AcuBot 机器人将原始 PAKY 针头驱动器与远程运动中心和计算机辅助导航系统相结合，该系统允许通过对应于从术前计算机断层扫描图像中获取的 3D 模型实时对准穿刺针。在获得和重建术前成像后，将标记放置在患者身体和手术工具上，以相对于所需目标在空间上定位针头。AcuBot 是一种多功能设备，也成功地测试了经皮进入肾腔 [ 43 ]。

最后，MrBot 机器人已被开发用于与磁共振成像系统结合使用 [ 44 ]。该系统采用新一代气动步进电机，使用非磁性和介电材料与磁共振扫描仪兼容。该机器人设计用于通过磁共振引导进入前列腺，但也可用于经皮肾穿刺以避免电离辐射。上一代机器人在体外试验中的精度为 0.72-0.36 mm。

最近展示了另一个系统的结果，即 X 射线自动针头瞄准 (ANT-X)。该系统使用带有闭环反馈系统的图像配准软件，使用靶心技术 [ 45 ] 将穿刺针自动对准所需的花萼。

使用 C 臂进行 CT 样成像

Uro Dyna-CT（Siemens Healthcare Solutions，Erlangen，德国）的开发目的是在泌尿外科手术室提供类似 CT 的图像，此外还可以用作数字透视。DynaCT 能够通过平面探测器 (FD) 技术基于 CT 原理创建软组织图像。与 CT 扫描仪生成的图像相比，临床图像可以显示器官和血管。切片图像可以通过围绕患者旋转系统的 C 臂并执行请求数量的采集来生成，这些采集以与 CT 系统相同的方式重建。该系统由激光引导系统支持，用于对肾腔进行经皮复合穿刺 [ 46 , 47 ]。

电磁跟踪

胡贝尔等人。[ 48 ] 在猪离体模型中对用于导航肾脏通路的电磁跟踪系统进行了实验。一个小型电磁跟踪传感器通过输尿管导管放置到所需的穿刺部位，以“会合”方法将手术针从皮肤穿刺部位引导到收集系统。

远程手术

能够执行或多或少复杂手术操作的机器人的可用性是远程手术发展的先决条件。经验丰富的外科医生可以远程驱动机器人的运动，从而允许在缺乏特定治疗经验的位置进行手术。使用自动远程手术机器人系统进行远程经皮肾脏通路已成功执行 [ 49 ]。

增强现实

用于虚拟现实的 360° 摄像头已用于通过专门的网站或应用程序传输用于教育目的的手术干预，让学生使用虚拟现实护目镜虚拟地在手术室中。增强现实是投影计算机的融合-通过专用硬件和软件实时生成图像和真实环境。它使用与虚拟现实类似的设备，但增强现实的用户不会失去与现实的联系，通过将附加信息实现到实时视力，帮助外科医生提高手术效率（图 3）。几家初创公司正在开发可用于医疗领域的增强现实设备。增强现实最基本的应用是将计算机生成的图像叠加在相机捕捉到的现实世界图像上，并将这些组合在计算机、平板电脑、视频投影仪或便携式视频投影设备上显示. 一个更复杂的选择是一种特殊的头戴式显示器，它类似于眼镜（“智能眼镜”）、特殊的投影仪、头部跟踪和深度摄像头，以在眼镜上显示图像，从而创造出增强现实的有效幻觉。使用头戴式显示器是有利的，因为与传统显示器相比，外科医生的视野没有障碍。可以使用多种技术，例如 Google Glass XE 22.1、Microsoft HoloLens、50 ]。

叠加图像的类型取决于具体程序的要求。可视化直接投射到患者身上的主要血管、神经或其他重要组织等关键结构特别有用。可以使用来自计算机断层扫描 (CT)、磁共振成像 (MRI) 和其他成像技术的三维 (3D) 重建。必要的先决条件是医学图像术前 3D 重建的质量，这取决于输入数据的质量和重建系统的准确性。增强现实可用于训练、手术准备或手术执行。

在经皮结石治疗中，增强现实可用于最佳放置通路鞘，并通过显示主要血管和邻近器官的位置来提高安全性。收集系统的目标，即使在没有扩张的情况下，也可以通过在筛选图像上的直接可视化来实现。在复杂结石的开腹或腹腔镜手术中，增强现实可能有助于显示与肾血管系统相关的肾实质的最佳切口。

Rassweiler 描述了增强现实原理的基本而简单的应用，他使用基于 iPad 的系统创建了经皮进入肾腔的通道。在手术程序之前，所有相关的解剖结构都在计算机断层扫描术前图像中被识别和标记。在手术过程中，使用 iPad 摄像头获取手术区域的实时图像，并将先前记录的解剖元素叠加在监视器上。已应用于辅助腹腔镜肾切除术的类似增强现实系统也可应用于经皮进入肾腔 [ 51 , 52 ]（图 4）。

免提控制

另一个有趣的选择是利用语音识别来创建语音命令，或使用手势和眼球运动识别，允许通过身体和眼球运动与硬件进行交互，从而实现对任何辅助设备的免提控制 [ 53 ]。

3D打印

现有技术（如 3D 打印或各种模拟技术）可用于成功建模和规划复杂的外科手术。“盆腔生物建模”[ 54 ] 和“快速原型制作”[ 55 ] 已被描述为创建个体患者的含结石肾脏收集系统模型，在该模型上可以在实际操作之前计划和实践经皮通路手术。

实时术中诊断

已经开发了不同的系统来识别外科手术过程中涉及的组织的实时特征。共聚焦激光显微内镜 (CLE) 已用于使用标准输尿管镜对膀胱尿路上皮癌进行体内术中“光学”活检 [ 56 ]。外科“智能”刀 (iKnife) 配备质谱仪来分析汽化的烟雾，以实时检测释放的化学物质，以确定组织是否是恶性的 [ 57 ]。今天，高清摄像机的出现使术中预测结石的化学成分成为可能。这个过程目前高度依赖于外科医生的经验，但可以通过使用图像分析仪来改进。

临床医生的电子健康

人工智能是一门科学领域，它关注对通常所谓的“智能”行为或“在认知任务中实现人类水平表现的能力”的计算理解[ 58 ]。在医学中，人工智能用于分析复杂的医学数据[ 59 ]。有许多不同的技术（人工神经网络——人工神经网络、模糊专家系统、进化计算和混合智能系统）能够解决各种临床问题，以帮助临床医生进行诊断、治疗决策和预测临床结果。计算机辅助诊断支持系统 (DSS) 已经商业化（DXplain、GIDEON 和 Isabel），尽管它们的常规临床应用仍然有限。使用计算机辅助病史采集系统 (CAHTS) 可以帮助经验不足的临床医生询问患者的疾病或易导致尿路结石形成的药物的摄入情况 [ 60 ]。特定的计算机辅助诊断支持系统 (DSS) 可用于识别诱发结石形成的疾病，或用于评估肾结石形成者的 24 小时尿液检测结果 [ 61 ]。对于复杂病例和罕见疾病，已经建立了专家远程会诊网络，使临床医生能够就诊断和治疗方式获得建议。外科医生也可以使用这些平台在手术室提供技术援助（telementoring）。此外，机器人手术系统的使用仍然可以远程执行手术（远程手术）[ 62 , 63 ]。

患者的电子健康

移动设备（智能手机、平板电脑）已经无处不在，随之而来的是移动应用程序的增长。越来越多的移动应用程序正在开发用于个人生活方式和医疗保健支持。移动设备可以支持慢性病的自我管理和生活方式的改变。已经开发和销售了许多应用程序来帮助减肥或检查患有慢性疾病（如 2 型糖尿病）的患者 [ 64 ]。

可以开发肾结石形成剂的特定应用，以测量与结石形成风险和饮食酸负荷相关的营养素的膳食摄入量。使用可穿戴传感器来监测水合作用可能有助于提高对饮水的依从性 [ 65]。开发了基于不同技术（银纳米线、微波、红外光、汗液分析）的原型，预计设备将在不久的将来上市。传感器（贴在皮肤上的带子或贴片）可以连接到智能手机或智能手表。他们将能够监测水合作用水平并发送警报应该喝多少液体以及什么时候喝。可以实时检查其他信息，例如心率、血压、燃烧的卡路里、活动水平、睡眠模式、压力水平等。通过将智能手表与特定的移动应用程序或现有的健康应用程序（Google Fit、Apple Health、Withings App 和 InKin）同步，可以保存和存储收集的数据以供分析。

最后，可以通过使用应用程序 [ 66 ] 和门户来改善患者随访，患者可以远程连接到这些门户，而无需去医生办公室 [ 67 ]。

教育和培训（HA）

培训泌尿外科住院医师成为称职的结石外科医生是一项艰巨的任务。目前培训的各个方面包括教授技术技能、团队合作、沟通技巧、临床决策，以及最重要的治疗后综合协作结石管理。有各种类型的训练模型。其中包括经典的师徒型泌尿外科和奖学金培训，然后是更现代的基于模拟的培训模式。

作为一名石材外科医生，要在手术室 (OR) 中发挥最佳表现，就必须使用小工具。培养技术技能不仅意味着掌握手术技术，还意味着能够处理和理解泌尿外科器械的能力和局限性。有各种各样的泌尿外科器械、一次性用品和其他资源，如成像（透视和超声检查），可以帮助实现理想的结果。

由于各种原因，基于 Halstedian 原则的经典外科训练不再被接受。我的愿景是，基于模拟的培训和腔内泌尿外科高级奖学金培训是未来的方法。“看一个，做一个教一个”的哲学（即使“一个”不一定意味着一个数学单位）不仅过时，而且在当前的医疗保健系统中，制衡变得越来越不切实际。

患者安全要求独立特权与个人有能力执行有效和安全外科手术的客观证据相关联。医学界从航空业学到了很多基于模拟的培训。开发基于能力的课程，在将操作员转移到下一个培训级别之前必须达到特定的基准，这是认证的一个重要步骤（图 5）。这必须伴随着以熟练度为基础的课程，具有结构良好的终点和客观的培训工具[ 68 ]。另一种方法是首先确定目的和学习成果，然后设定学习目标，从期望的终点向后工作[ 69]。

模拟世界有广泛的模型。这些包括高保真和低保真培训师。高保真训练器可以是生物（动物和尸体）、非生物或虚拟现实模拟器（图 6）。低保真模拟器具有可重复使用、成本较低和便携等优点。

最近，媒体技术的使用已被用于加强学习。它具有明显的优势，包括首选的使用时间和地点，以及内置的反馈系统，帮助用户进步到一个新的水平。从培训师的角度来看，经皮肾镜取石术 (PCNL) 是最具挑战性的泌尿外科手术之一。教授安全通路是熟练进行经皮肾脏手术的基石。血管和内脏损伤是主要问题。阿瑟等人。[ 70 ] 描述了在经皮通路技术培训初级住院医师的困难和可能的解决方案。de la Rosette [ 71 ] 研究了居民的学习曲线，并指出他们必须在居住期间执行约 24 个 PCNL 程序才能获得良好的熟练程度。在 60 例后达到执行 PCNL 的能力，在 > 100 例时获得卓越。文献中描述了许多用于培训内窥镜和腹腔镜检查的低保真模拟器。Tawfik 及其同事报告了一种用于在 PCNL 中教授经皮通路的海绵训练器。他们指出，海绵训练器被发现是一种可重复且低成本的模拟器，可帮助初级泌尿科医生进行肾盏进入，并实现了面部、结构和标准有效性。我们报告了一种用于训练腹腔镜肾盂成形术的“手套模型”，并指出手术时间和缝合质量会随着经验的增加而提高 [ 72 ]。

最近，Inoue 等人。[ 73 ] 评估了 Smart Simulator，这是一种新的高级工作台培训模型，用于熟练掌握输尿管软镜 (fURS) 的内容和面部有效性。他们指出，在近乎真实的 fURS 手术领域进行培训可能会提高学员的技术技能。同样，Al Jabir [ 74 ] 和同事能够在尸体模型中验证高级范围训练器的面部、结构和同时有效性。有许多微创手术 (MIS) 电子学习门户的例子，例如 TELMA 系统、EAU 的电子基础腹腔镜泌尿外科技能、电子基础机器人泌尿外科技能等。

学习非技术技能 (NTS) 的重要性被认为对于内科医生有效和更安全地进行手术实践至关重要 [ 75 ]。许多研究人员指出，缺乏非手术技能与技术技能差和死亡率较高有关 [ 76]。NTS 有许多方面，包括认知、社交和个人领域。认知领域涉及态势感知、决策和规划。社会资源因素有助于培养沟通技巧、团队合作和领导能力。个人资源中心有助于提高个人应对压力和疲劳的能力。NTS 的培训可以在教室、模拟中心或手术室本身进行。课堂教学是通过交互式视频分析进行的教学教学，而在模拟中心，高保真模拟用于通过观察和记录的行为 (NTS) 进行训练，然后在结构化的汇报会议中进行建设性的反馈 [ 77 ]。

由于尿石症的发病率不断增加，而且它也是一种高度复发的疾病，因此后期治疗策略与结石的急性管理同样重要。早期识别可改变的危险因素对于减少复发性尿石症的复发和长期发病率非常重要。这种发病率不仅包括慢性肾病的发展，还包括其他相关的医疗状况。治疗后风险评估的三大组包括医学和代谢风险因素、泌尿道的营养和解剖异常。大多数泌尿科医生只接受过评估后者的培训，因此，前两者经常被忽视。为了全面评估这些风险因素，78]。与增加液体、蔬菜和水果有关的营养建议是众所周知的，然而，更具体的建议需要详细的营养评估，确定个人饮食中的致石食物，并制定预防结石复发和代谢综合征发展的策略。本文前面部分讨论了代谢评估和策略对制定预防措施的影响。很明显，除了增加液体摄入量外，对于尿石症患者没有统一的建议。形成的结石类型以及特定的营养和代谢异常需要个性化的治疗方法。因此，在适当的结石诊所进行评估对于根据复发风险、结石负担、79 ]。来自各种开展良好的研究的数据表明，严格遵守饮食和医疗建议作为预防策略确实有效。然而，长期合规是主要障碍之一。已经推荐了各种策略，最近 Kok [ 66 ] 建议使用智能手机应用程序来提高患者的依从性。另一个问题是长期使用药物的副作用。两种最常用的治疗尿石症的药物是柠檬酸钾和噻嗪类利尿剂。Raffin 及其同事最近在一篇论文中评估了这些药物的风险-收益评估 [ 80]。作者指出，使用这些药物的结石形成者在威斯康星结石生活质量问卷中的所有领域都有更好的相关生活质量。作者还指出，这些药物不会增加胃肠道和性问题或疲劳的发生率。

从本质上讲，培训内科医生进行经皮、逆行肾脏和输尿管手术以及腹腔镜检查是一项繁琐且耗时的任务。目前的患者安全标准要求住院医师在接受监督手术之前必须具备基本的器械操作技能、基本的手术技能、一次性用品的专业知识，以及明智和安全地使用辐射和冲洗。未来，与航空公司飞行员类似，外科实习生，更重要的是，内外科实习生将必须强制完成模拟器和/或台式培训师的培训课程，然后才能获得对真实患者进行实践操作的资格。

概要（注）

鉴于上述情况，毫无疑问，尿石症领域非常活跃、不断发展和进步。先进的技术推动该领域向前发展，无论是在研究、手术还是培训方面。许多石材研究人员看到并后悔几十年来一直没有真正的突破。为了找到临床适用的结石预防有意义的机制，可用的有限资金应用于研究优先领域，最重要的是晶体-细胞相互作用。石材研究的某些领域已经用尽，现有的文献应该足以作为这些领域的背景知识。由于石材研究没有吸引太多资金，我们希望罗杰斯教授的呼吁不会被忽视。外科结石治疗同样非常受技术驱动。这适用于现有技术和仪器的发展。此外，机器人技术、IT 和通信软件以及人工智能都是该集团的新生事物，但很有希望，而且肯定会缓慢但肯定地进入医学领域，特别是腔内泌尿学。

最后，技术、系统和仪器的好坏取决于创造、控制和使用它们的人。未来一段时间将需要外科医生。通过全自动、人工思考和机器人执行的系统进行医学或手术治疗的想法肯定不会对我们大多数人很有吸引力。另一方面，患者不想接受培训，并且希望获得最大的安全性。因此，外科培训必须采取一个新的维度，从患者转向虚拟现实，直到技能集得到可接受的发展。最后但并非最不重要的一点是，我们需要以更全面的方式培训我们的外科医生，以了解并能够将结石病的风险评估和预防策略作为其课程的一个组成部分。

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