经皮肾镜技术清除马蹄肾结石的病例讨论

Percutaneous Stone Removal: Case Discussion on Stones in a Horseshoe Kidney

Cite this chapter

Iqbal, M.W., Lipkin, M.E., Preminger, G.M. (2013). Percutaneous Stone Removal: Case Discussion on Stones in a Horseshoe Kidney. In: Nakada, S., Pearle, M. (eds) Surgical Management of Urolithiasis. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-6937-7_4

经皮肾镜取石术 （PNL） 在肾脏和大的近端输尿管结石治疗中占据核心地位。利用球囊扩张术、更新的数字刚性和柔性肾镜、体内碎石器和结石取石系统等设备和技术的进步彻底改变了患者护理。在本章中，我们将重点介绍经皮切除结石的技术以及成功执行PNL所需的设备，包括用于体内碎石术的不同设备。

技术

     在手术前，所有患者都接受了有关结石完全清除的可能性，对引流管的需求，可能的并发症以及辅助和分期手术的需求的广泛咨询。术前检查包括影像学检查，通常采用非造影剂计算机断层扫描 （NCCT）。有时，在复杂病例中可进行静脉肾盂造影，以更好地描绘肾盏解剖结构。常规术前实验室检查包括全血细胞计数、基础代谢检查、PT/INR 和 PTT。还可以获得类型和屏幕。收集尿液分析和尿培养。阳性尿培养通常在手术前用培养特异性抗生素治疗 7-10 天。培养阴性患者接受氨苄西林和氨基糖苷的围手术期抗生素预防治疗，随后两次给药。根据位置，大小，数量，推定成分，是否存在任何解剖异常，既往尿路重建以及进入手术室之前是否已进行经皮通路，对切除结石的技术进行了修改。经皮通路在本文的其他地方有详细描述。简而言之，我们可以在俯卧位进入。我们使用30 Fr球囊扩张器来建立尿路。一个30 Fr Amplatz鞘被放置在气球上。根据结石的特征放置单束或多束。一旦获得通路，使用25 Fr硬性肾镜来观察结石，并确保在收集系统中适当的尿路放置。一旦可见结石，就有多种用于体内碎石术的装置可用于粉碎结石。可以使用设备组合来优化结石去除。对于小于一厘米大小的结石，可以通过肾镜放置一个刚性抓取器，并用于完整地去除结石。

     由于下面讨论的一些优点，我们通常在PNL期间使用超声波碎石机。超声波碎石机的主要优点之一是在碎石术期间能够吸出石头碎片，并吸出收集系统中的血凝块，以改善病例期间的可视化。将超声波探头的尖端与石头接触并用脚踏板激活，并间歇性地施加吸力以去除小碎片。通过在抽吸管上放置一个夹子并在需要抽吸时将其释放，可以控制抽吸。这还可以防止系统坍 塌，并防止气泡积聚在镜头尖端。

     通过硬性镜面无法触及的凹陷结石或近端输尿管结石通常需要进行软式输尿管镜检查或肾镜检查才能成功治疗结石。可以使用灵活的篮子抓住结石并将其移位到肾盂中，在那里可以使用刚性器械将其碎片化。在石头不容易被移位或捕获在篮子中的情况下，钬激光光纤可以通过柔性范围并进行激光碎石术。一旦去除了结石碎片，可以用刚性/柔性器械目视检查所有卡氏体和近端输尿管，以记录无结石状态。这可以通过透视成像进行引导和确认。我们在不留下肾造瘘管的情况下执行大部分程序。6 Fr开放式输尿管导管放置在手术开始时以帮助进入，并留在原位过夜。对于收集系统损伤、需要第二阶段经皮手术或下尿路分流的重大残留结石负荷的患者，应保留 10 Fr 肾造瘘管。对于有近端输尿管结石或输尿管盆腔交界处结石治疗有明显炎症的患者，应以顺行方式放置输尿管内支架。有几种用于体内碎石术的方法和装置。这些包括超声波，气动或组合设备，电液碎石术和激光。

超声波碎石术

    超声于1953年首次被描述为肾结石碎裂[1]。超声波碎石机的基本单元由发电机、超声波换能器和探头组成（图4.1）。超声波探头有各种尺寸，从2.5到6 Fr.2.5 Fr探头是实心的，不包含用于抽吸的空心。超声波发生器利用位于手柄中的压电晶体从电能中产生超声波（23，000-27，000 Hz）。它们作为纵向和横向振动沿空心金属探头传输。当振动尖端与结石接触时，结石碎裂。通过将石块碎片连接到吸管[2]，通过空心探头将其吸出。灌溉剂的循环有助于防止沿探头的温度显着升高。在超声波碎石术期间保持灌溉运行非常重要，以防止探头过热和故障。生理盐水通常在手术过程中用作冲洗剂。

图 4.1

奥林巴斯LUS-2。超声波碎石机^®

     超声碎石剂已被证明可有效治疗肾结石。在一项包含 800 例报告使用超声碎石术经皮切除肾结石的大型系列研究中，成功率超过 95%。该研究的一个局限性是，没有报告结石大小和位置，也没有明确定义成功与否[3]。在最近的一项随机研究中，在接受经皮肾镜取石术的患者中，超声碎石机（LUS-2 Olympus， Inc.，纽约梅尔维尔）与联合气动/超声碎石机（Ultra Lithoclast，Natick，马萨诸塞州纳蒂克和EMS，瑞士伯尔尼）进行比较，超声碎石机显示出明显更长的结石清除时间（43.7分钟对21.1分钟，p = 0.036）。同样，超声波设备的平均结石清除率为16.8 mm²/分钟与 39.5 毫米²/min 表示组合单位 （p = 0.028）。两组的结石位置、负担和成分相似。然而，两种设备的无结石率和并发症发生率相当[4]。另一项涉及82名肾结石患者的研究使用DMSA肾扫描观察超声碎石术的长期并发症;9名患者有残留结石。在平均随访22个月时，两名患者注意到复发。没有证据表明高血压或尿路感染与手术有关。仅1例肾脏发现皮质瘢痕，未发现动静脉瘘[5]。

     超声波碎石术是一种安全的能量来源。兔和犬类模型已被证明，即使探针尖端与尿路上皮直接接触，也不会引起尿路上皮的显着变化[6]。但是，如果探头过热，则存在热损坏的风险。在一项比较气动与超声碎石术对大鼠膀胱的长期影响的研究中，使用超声波能量的膀胱中有71%是水肿性和出血性的，而气动则没有。在用超声探针治疗的57%的膀胱中，有微观炎症的证据。这仅在使用气动探头的22%的膀胱中可见。此外，85%的超声检查和仅有22%的充气治疗膀胱在治疗后30日出现膀胱壁显微结石[7]。虽然超声碎石术已被证明是安全的，但仍应尽可能谨慎地避免与尿路上皮接触，以避免这些并发症。超声碎石术的一个缺点是探头必须刚性才能传输声波，因为柔性探头不能在不损失大量能量的情况下传输声波。因此，超声碎石术不能通过灵活的示波器进行。超声碎石术的另一个缺点是，它对较硬的结石组合物如草酸钙一水合物，尿酸和胱氨酸结石不能很好地起作用。

弹道碎石术

     弹道碎石器利用来自来源的能量来产生射弹的物理位移。它们包括气动和电动能探头。当射弹（探针）与石头接触时，它会将其能量转移到石头上，从而导致碎片化。然后需要用另一种设备（例如抓取器）或通过超声波探头抽吸去除这些碎片。弹道碎石器比其他碎石器具有许多优点。弹道设备使用通常可重复使用且非常耐用的探头[8]。防弹装置在大而坚硬的石头的初始碎裂中特别有效。与其他碎石器相比，弹道碎石机也相对安全。已经证明，在膀胱和输尿管中，与EHL、超声碎石术和激光碎石术相比，尿路穿孔的风险更小[9]。也没有热损伤的风险。

弹道碎石术的主要缺点是需要额外的装置来去除石块碎片，并且探头是刚性的。刚性探头可防止弹道碎石器与柔性内窥镜一起使用。探头的弯曲可以显着降低尖端位移和速度[10]，这可能会损害结石碎裂。有两种主要类型的弹道碎石器，气动和电动。

气动能源

    瑞士LithoClast（EMS，Nyon，瑞士）是第一个引入的弹道装置。它使用来自连接到压缩空气罐或中央空气供应的发电机的压缩空气来移动金属弹丸，而金属弹丸又以12个周期/秒的频率和三个大气压的压力移动金属探针，从而对石头产生类似手提钻的影响[11]。探头的尺寸范围为 0.8 至 3 mm。对Lithovac装置（EMS，Nyon，瑞士）进行了修改，以允许抽吸去除大小为2至3.5 mm的碎片[12]。该装置在吸痰过程中存在石块碎片堵塞的问题。气动碎石机的优点是其破坏所有组合物的结石的效率[13，14]。充气碎石剂已安全有效地用于输尿管和肾结石。Murthy等人在114例输尿管结石患者中使用了瑞士碎石术，并报告结石碎裂率为93.4%。尽管25%的患者无并发症，但无并发症的尿路感染或血尿[15]。在另一项研究中，瑞士碎石术用于在PNL，输尿管镜检查和膀胱石肝炎期间治疗结石。作者报告说，它对不同成分的结石有效，包括草酸钙一水合物，磷酸钙，胱氨酸，鸟粪石和尿酸结石。所有肾结石和膀胱结石均碎裂至完全，95%的输尿管结石完全破片[16]Denstedt及其同事报告了在PNL期间在45例患者中使用瑞士碎石术。本报告包括各种结石成分，包括16种草酸钙/磷酸盐，17种鸟粪石，8种尿酸和4种胱氨酸结石。碎石者能够快速成功地破碎坚硬的石头。在最初使用超声波的三种情况下，超声波探头必须被碎石术取代，以粉碎耐碎石术的石头。作者确实指出，与较硬的石头不同，鸟粪石石头最好用超声波碎石术治疗。术中无与破石相关的并发症，也没有采集系统穿孔。没有一例患者需要输血[17]。一项随机的前瞻性试验比较了两种气动碎石机，即瑞士碎石机和LMA破石机（Cook Medical，Bloomington，IN）。破石者具有明显更快的石头碎裂率;然而，两种岩石的无石率没有差异（破石者为54%，碎石者为39%）。作者报告两组均无设备相关并发症[18]。

      除了有效处理石块碎裂外，气动碎石机也是安全的。与超声波碎石机不同，气动碎石术与使用过程中产生的热量无关。动物和临床研究都证明了这一事实。Denstedt及其同事研究了气动碎石机对猪膀胱和输尿管的组织效应。他们在破石细胞与尿路上皮接触的地方发现了局灶性出血区域，但没有可见输尿管穿孔或晚期组织纤维化[19]。

电动能

    电动碎石机使用能够产生电磁场的手动装置，然后以15-30个周期/秒的速度振动探头。这些振动被传递到探头的末端，以在石头上提供类似于气动装置的手提钻效果。这需要电力才能充分发挥作用。或者，一些电动装置使用电力为取代探头的电机供电，从而产生相同的手提钻效应。电动装置已被证明与气动装置一样有效。一项研究比较了一种新的电动装置（Combilith Walz;Rohrdorf， Germany）到气动碎石机（Swiss Lithoclast）在体外模型和临床上。在体外模型中，结石碎裂没有差异;然而，对于电动碎石机，石头位移明显减少。在研究的临床试验部分，22个输尿管结石用破石器治疗，35个用Compolith Walz治疗。用于结石碎裂、无结石率或并发症的装置之间没有差异[20]。^®

在另一项比较电动和气动装置的研究中，Wang等人比较了两种便携式手持式岩石碎石，电动EMS瑞士碎石机（EMS，Nyon，瑞士）和气动LMA碎石机，其运行在CO上₂墨盒。将一厘米的球形BegoStone幻影放置在2毫米的网筛上，并在体外经皮模型中使用2毫米探针在水下碎片化。通过筛子清除石头幽灵所需的冲击次数为430±碎石者为97次，而碎石者为29次±3.7次。同样，破石者清除宝石所需的时间明显减少，122±56秒，而484±79秒。与气动装置相比，电动装置的吸头位移明显较高，吸头速度较慢[21]。

激光碎石术

     激光（通过受激发辐射的光放大）允许以高浓度方式以光子形式传输相当大的能量。它们需要一种培养基来生成，并以该培养基命名。一般来说，激光通过两种效应引起结石碎裂。脉冲激光器在应用于石材表面时会导致电子的释放和等离子体气泡的产生。这个等离子体气泡膨胀，然后坍塌，产生冲击波，导致石头碎裂，这种机制被称为光声效应[22]。香豆素激光器是脉冲染料激光器的一个例子。钬激光器实际上通过称为光热效应的过程起作用，其中激光导致石头汽化;钬激光产生的冲击波很弱。   目前，钬激光是治疗结石时最常用的激光。与EHL探针相比，它已被证明是非常安全的[24]。钬激光与尿脱螺旋接触的热损伤区域延伸0.5-1毫米。此外，它被水高度吸收，从而使热量消散并提高安全性。相比之下，EHL探针即使被激活，即使距离尿路上皮壁几毫米处也能引起组织损伤。激光安全性已在猪模型中使用1，000 μ钬激光光纤在70 W：（3.5 J_20 Hz）下进行了评估。激光在靠近但未与肾盂粘膜和黏膜接触的地方发射，持续约1小时。第二天处死猪，收获肾脏以评估肾小球或基底膜的任何组织学变化。肾小球或肾小管未见显著变化[25]。

钬激光光纤有200、365、550和1，000 μm直径尺寸。365、550 和 1，000 μm 纤维适用于刚性示波器。此外，200 和 365 μm 纤维可通过柔性器械到达通过刚性器械和输尿管无法触及的点。钬激光器用于经皮结石去除的主要缺点是成本和无法去除在进行碎石术时产生的碎片。通过使用可重复使用的纤维可以降低成本。就像弹道碎石器一样，需要第二种设备，无论是抓取器还是超声波探头，以去除激光产生的碎片。钬激光的主要优点是它能够破碎所有类型的结石，无论其成分如何，包括尿酸，草酸钙一水合物和尿酸盐结石。但是，它可以在非常坚硬的石头上产生钻孔作用。为了最大限度地提高碎石效率，应注意在石头表面涂漆，不要埋在纤维的尖端或钻入石头中。钬激光器的另一个优点是它可以通过刚性和柔性仪器。钬激光器的另一个优点是它产生的碎片明显小于其他石陨石，减少了提取碎片的需要。Teichman等人利用由磷酸氢钙二水合物、草酸钙一水合物、胱氨酸、磷酸镁铵和尿酸组成的结石，比较了电液碎石术、气动碎石术、320 μm脉冲染料激光器和365 μm钬：YAG激光器的结石破碎结果。对于钬碎石术，能量从0.5 J.在6 Hz开始。如果碎片效率不高，则能量或频率逐渐增加，直到达到所需的效果，在15 Hz时不超过1.0 J.的最大值。对于所有宝石成分，与其他石块相比，钬：YAG激光产生的平均碎片尺寸明显更小。钬碎石术没有大于4mm的碎片[26]。

       Vasser等人在0.2、0.5、1.0或1.5 J的能量设置下，使用272、365、550和940μm激光光纤在接触模式下利用钬：YAG能量，在体外模型中测量草酸钙一水合物结石的结石质量损失，每种设置总共提供1 kJ。不同纤维直径或能量之间的片段大小分布无显著差异。作者还发现，对于给定的纤维直径，随着能量/脉冲增加到1.0 J，石材损失增加。对于给定的能量凝固，结石损失随着纤维尺寸的减小而增加，但272μm纤维除外，对于272μm纤维，结石损失在每脉冲1.0 J或更高时效率低下[27]。通常，在PNL期间使用1，000μm光纤。已经评估了使用1，000μm光纤的不同能量设置的效率。Sun等人比较了PNL期间钬激光治疗鹿角结石的两种能量设置。作者使用1，000μm钬激光光纤，并比较了30 W（3.0 J / 10 Hz）和70 W（3.5 J / 20 Hz）的设置。所有患者的PNL均成功。高功率组的平均碎石时间明显缩短（44±11.5 min vs 69 ±14.8 min;p < 0.05）。没有重大并发症，也没有肾盆穿孔或输尿管盂交界处损伤的报告。两组间血红蛋白或输血需求的平均下降无显著差异。两组在出院时（83.6%对84.4%）和3个月（87.3%对87.9%）的无结石率相似。手术后6个月重新检查治疗的肾脏的肾小球滤过率显着改善（45.12 mL / min与31.91 mL / min;p < 0.05） [25].。在另一个大系列研究中，Jou等人利用30 W、1，000 μm钬：YAG激光光纤治疗334例上尿路结石患者[28]。平均石头尺寸为3.3±1.8厘米，在3.9%的情况下，使用了额外的气动碎石机。整体无石率为83.7%。报告的并发症包括7.2%的患者术后尿路感染和2.0%的患者输血。钬：YAG激光对各种宝石都有效。

     在PNL期间使用激光进行碎石术时，可能会担心需要额外的仪器来去除石块碎片。Michel等人报告了在体外模型中使用Ho：YAG激光结合同时抽吸的创新设备的结果，并将其与标准超声碎石术进行了比较。作者使用365μm在2 J和8 Hz的设置下进行激光碎石术。通过抽吸完全崩解和除去所有片段的平均时间为超声组1.106±0.357 min，钬激光碎裂/抽吸组0.687±0.33 min（p = 0.0139）[29]。

    在PNL期间使用钬激光进行碎石术有几个关键技术点。纤维尖端应从肾镜尖端延伸至少2毫米，以防止对示波器本身的损坏。此外，在激活过程中，尖端应始终可见，以防止对内窥镜和周围尿路上皮的伤害。纤维尖端应保持距离尿路上皮至少2毫米。切勿使用示波器内的尖端激活激光器。最后，激光光纤不应通过偏转的示波器，因为它可能会损坏内部工作通道。在PNL期间，我们对钬激光的首选设置是0.2 J，对于较小的宝石，我们的首选设置是50 Hz。但是，对于较大的宝石，我们更喜欢使用 1 J 和 20 Hz。较低的能量，较高的频率设置通常会产生较小的碎片或灰尘，这些碎片或灰尘将与灌溉剂一起冲洗掉。较高的能量设置会产生更大的碎片，然后可以用刚性抓取器或篮子将其移除。除了在PNL期间治疗肾内结石外，我们还通过柔性镜利用钬激光治疗近端输尿管结石。

电液碎石术

    EHL于1950年由俄罗斯工程师首次描述和开发。探头由一个中央金属芯和两层绝缘层组成，它们之间有另一层金属层。EHL探头基本上用作水下火花塞，电流被传输到尖端，在那里它穿过金属层之间的间隙。产生大量的热量，导致水的汽化和空化气泡的发展。这会产生一个初级冲击波，该冲击波向所有方向球面辐射。随后是空化气泡的坍塌，导致产生二次冲击波或高速微射流，具体取决于与石头的距离[30]。探头必须放置在靠近宝石的位置，冲击波才能有效。EHL不会将石头转化为灰尘，产生的碎片需要通过抓取镊子去除，或者可以通过灌溉冲洗掉。

EHL探头非常灵活，提供从1.6到9 Fr尺寸的各种尺寸。它们可以通过柔性引流管镜或肾镜使用，以获得刚性器械无法触及的结石。EHL探针可有效破碎各种尿路结石，包括尿酸，胱氨酸和一水合草酸钙。导致这种碎石术使用减少的重大问题是与原始波相关的组织损伤。今天，在肾结石的经皮治疗中很少使用EHL。

组合探头

CyberWand（Gyrus ACMI，Southborough，MA）（图4.2）被认为是双超声波碎石机。它采用两个独立的超声波探头，用一个手柄以两个频率振动。内部探头是固定的，具有2.1 mm空心流明，并以21，000 Hz振动。管腔连接到抽吸管，用于抽吸碎片。外部探头可以自由以往复运动的方式移动，并由内部探头的振动能量驱动的滑动活塞向外推。外部探头通过螺旋弹簧的阻力返回到其初始位置。外部探头的振动频率为1000 Hz，它也被认为对石头有一定的弹道作用。^®

图 4.2

CyberWand， Gyrus ACMI， Southborough， MA^®

“大石头”踏板可激活内部和外部探头。内部探头钻入石头，其中外部探头充当千斤顶锤来分解石头。“小石头”踏板仅激活内部探头，其作用类似于标准超声波碎石器。为了获得最佳效果，使用“大石头”踏板。总体而言，与其他装置相比，CyberWand似乎在肾结石治疗方面是有效的[31]。在体外模型中，CyberWand的石头穿透时间几乎是LithoClast Master（EMS，Nyon Switzerland）的两倍[32]。Krambeck及其同事进行了一项多中心随机对照试验，将CyberWand与LUS-II（奥林巴斯美国公司，纽约州梅尔维尔）进行了比较，后者是一种单腔超声碎石机[33]。共纳入57例接受PNL治疗的患者。两组之间坚硬的石头和石头表面积相似。目标宝石的清除时间（Cyberwand 15.8分钟与LUS-II 14.2分钟）和目标宝石清除率（Cyberwand 61.9 mm）没有差异²/最小值与 LUS-II 75.8 毫米²/分钟）。25 名 （60.0 %） Cyberwand 患者中有 15 名和 32 名 （62.5 %） LUS-II 患者中的 20 名在初始 PNL 后无结石。两个治疗组均未报告术中并发症。各组间术后并发症相似，两组均无患者需输血。32%的CyberWand组和15.6%的LUS-II组发生了设备故障。值得注意的是，在完成本研究的注册后，为CyberWand引入了一个新的探针。作者在23名患者中使用了新探针，没有发现任何设备故障。然而，原始CyberWand的结石率为61.9毫米。²/min，但对于新探头为39.3 mm²/分钟,CyberWand的主要缺点是它是一种非常响亮的设备，平均分贝水平为92 dB。这远高于奥林巴斯LUS -II超声碎石机（65 dB）或钬激光器（60 dB）[34]。另一个缺点是探头是一次性使用的，并且可能相对昂贵。

LithoClast Ultra/LithoClast Master 和 LithoClast Select with Vario 和 Lithopump

LithoClast Ultra（波士顿科学公司，马萨诸塞州纳蒂克）（图4.3a，b）也称为LithoClast Master（EMS，Nyon，瑞士）是一种结合了气动和超声波碎石术的设备。气动探头安装在超声波探头的顶部，穿过超声波探头的中心腔，其尖端位于超声波探头内部。超声探头的腔体继续作为取石的抽吸装置。气动探头的频率可以设置在2到12 Hz之间，而超声波频率可以在24，000和26，000 Hz之间变化。脚踏板的设计使外科医生可以隔离操作气动探头或超声波探头，或者两者协同操作。^®®

图 4.3

(a， b） LithoClast Ultra （Boston Scientific， North America）^®

       在体外研究中，已经发现这种联合碎石剂在去除结石方面比单独使用任何一种单独的装置更有效。一项研究比较了瑞士碎石，LUS-2和Lithoclast Ultra在体外模型中破碎和检索begostone幻影。在碎裂和清除结石方面，气动/超声组合装置比单独气动或超声设备更有效，平均时间为7.41 min，而超声为12.87 min，气动石块石为23.76 min。此外，仅超声设备就比气动装置快得多。组合碎石剂的平均碎片尺寸为1.67 mm，而超声和气动碎石为3.67 mm和9.07 mm[35]。Hofmann及其同事发现，在体外模型中检查时，与个体模式相比，联合用药的结石崩解时间为一半[36]。Pietrow及其同事随机分配了20例与超声或碎石细胞超联合碎石术相似的连续结石负荷患者[4]。他们发现完全崩解的时间和石头提取在纯超声中比组合高两倍。雷曼及其同事前瞻性地将30名接受PNL的患者随机分配到超声或联合超声和气动碎石术中。两组患者结石位置和负担相似。两组在取石时间、平均手术时间或估计失血量方面无差异。然而，对于硬质结石（草酸钙一水合物、胱氨酸或磷酸钙）的结石碎裂，联合平石剂的速度要快得多，但在软石组中则较慢[37]。    Ultra的Lisoclast的局限性之一是，由于吸入管插入手柄的角度，吸力会堵塞。Lithoclast Select（波士顿科学公司，Natick，MA）配备了一种名为Vario（EMS，Nyon，Switzerland）的新型超声波手柄和一种名为Lithopump（EMS，Nyon，Switzerland）的新型吸盘附件。Vario超声波手柄经过专门设计，可在气动探头就位时具有较小的吸盘角以及开窗出口，从而克服堵塞问题。Lithopump是一种可调节的抽吸装置，可与LithoClast Master/Select配合使用。只有当超声波被激活时，泵才会被激活，这有可能在碎石术期间改善视力，并且不需要助手通过吸痰管上的夹子来控制抽吸。最佳的碎石术可以通过气动探头开始，以快速破碎石头，然后去除气动装置并用超声波部分抽吸碎片。Zhu及其同事比较了瑞士破石（44例患者，第1组），瑞士破石大师（54例患者，第2组），低功率（0.5-1.0 J，6-10 Hz）钬：YAG激光（56例患者，第3组）和高功率（1-3 J，10-30 Hz）钬：YAG激光（38例患者，第4组）（使用365 μ光纤）用于近端输尿管结石的经皮治疗。各组的宝石大小相似，平均为16.3±2.4 mm。不同组的平均手术时间分别为118±17 min、81±10 min、85±14 min、110±16 min。碎石大师和低功率钬激光器组的手术时间在统计学上更短。两组间在失血量和术后住院方面无统计学意义差异。气动碎石机的无石率为81.8%，瑞士碎石大师为92.9%，低功率钬：YAG激光器为88.9%，高功率钬：YAG激光器为78.9%。值得注意的是，在随访1年时，在高能量环境中使用钬激光治疗的输尿管狭窄发生率为16%[38]。

     Cyberwand在体外研究中与LithoClast Master进行了比较。Kim及其同事使用了一种体外模型，其中设备直立安装，探针尖端向上，在改进的灌溉鞘中。石膏石以探针尖端为中心，并将质量块放置在石头顶部以提供恒定的力。他们发现，与碎石大师相比，CyberWand的速度要快得多，其石头穿透时间快了两倍，碎石大师的穿透速度为4.8±0.6秒，而碎石大师的±8.1±0.6秒[31]。Louie及其同事将Lithoclast Ultra与Vario手片与CyberWand进行了比较，采用bego和ultracel-30软石的膀胱石叠层模型。这项研究发现，在大型宝石镶嵌下，CyberWand 明显快于 Ultra 碎石或小石镶嵌软宝石。然而，它未能在四个单独的实例上打破较硬的bego石头。特别是，CyberWand探头在探头焊点处反复断裂，据报道，这一制造故障已得到纠正。Cyberwand和带有Vario手柄的碎石大师之间的碎片清除时间没有差异[39]。

便携式设备

碎石机^®

LMA StoneBreaker（印第安纳州布卢明顿库克）是一种便携式气动碎石机，使用小的压缩CO^®₂墨盒作为其能量来源。一个完整的滤芯允许提供超过80次冲击，同时在探头尖端提供高达2.9 MPa的压力。探头尖端有 1、1.6 和 2 Fr 尺寸。Rane等人评估了StoneBreaker对肾脏，输尿管和膀胱结石的临床疗效。对于接受PNL的49例患者，平均结石尺寸为2.8 cm，其中33个鹿角或部分鹿角形和16个肾盆结石。四十三块石头被成功清除，一次穿刺，六块需要多次穿刺。所有的石头都成功碎裂了。随后成功清除的碎裂冲击的平均次数为34（2-76）[40]。

在一项随机对照试验中，在接受PNL的患者中比较了StoneBreaker与瑞士Lithoclast，46名患者被随机分配到StoneBreaker，31名患者被随机分配到Lithoclast。平均宝石尺寸为369.0±188.1毫米²和 432.2 ± 298.5 mm²分别。StoneBreaker 6.46 ±4.16 mm的碎石速度明显更快²/s 与 3.59 ± 2.87 mm²/s 表示碎石。碎石机的总碎石时间（包括碎石时间、取回碎片的时间以及使用超声波碎石机清除碎屑的时间）为671.3±489.6秒，而碎石机1012.5±为629.1秒。对于StoneBreaker来说，设置时间明显更短，并且易于使用的设备更好。两组间无结石率或结石成分无统计学意义差异。作者推测，StoneBreaker改善时间的原因包括易用性以及探头尖端的更高功率（31巴的压力，而Lithoclast为3巴）。没有设备相关并发症[18]。

碎石机（EMS，尼永，瑞士）^®

EMS Swiss Lithobreaker（EMS，Nyon，瑞士）是一种新型的无绳手持便携式电动碎石器，由手动开关激活。它具有 1 和 2 mm 探头，可用于 PNL 或输尿管镜检查。^®Wang等人在体外模型中将EMS Swiss Lithobreaker与StoneBreaker进行了比较。他们使用2 mm探头比较了具有10 mm球形BegoStone幻影的经皮模型的尖端速度和位移特性。对于这两种探头，电动装置的尖端位移明显较高，尖端速度较慢。对于经皮模型，电动装置需要明显更多的冲击次数来清除结石，484次脉冲，而气动装置则需要29次脉冲。这归因于电动装置具有较低的尖端速度以及它具有连续脉冲模式的事实，这意味着即使探头不与宝石接触，脉冲也可以更快地发射。此外，StoneBreaker在122 s时的清除时间明显少于430 s[21]。

总结

有多种体内碎石器可供选择，由于安全性和有效性，超声波和气动设备是最常用的。虽然气动装置可以有效地破碎各种石头，但它们需要单独的仪器来检索石头碎片。超声波设备为抽吸碎片提供连续抽吸，但对较硬的结石类型可能不那么有效。组合碎石剂是可用的，似乎在体外具有更好的性能;然而，需要进一步的随机研究来确定哪种装置对经皮结石去除最有效。

数字硬质肾镜

标准杆状镜肾镜（图4.4）自PNL成立以来一直在使用。奥林巴斯Invisio Smith（奥林巴斯医疗，梅尔维尔，纽约）数字肾镜类似于数字输尿管镜，示波器的尖端带有1毫米超微型金属氧化物半导体（CMOS）成像传感器和双发光二极管（LED）。完全集成的CMOS成像传感器和LED照明消除了对笨重的外部小工具的需求。Invisio重470克，约为标准肾镜（939克）的一半。该示波器具有较大的工作通道（15 Fr），并允许插入各种仪器。体外研究表明，与标准肾镜相比，数字图像的分辨率更高[41]。^®

图 4.4

奥林巴斯硬质肾镜

取结石头装置 

市场上有许多宝石取回装置，包括3爪和2爪抓取器。直径达1厘米的宝石可以通过30 Fr Amplatz鞘完整地提取出来。较大的结石在提取前需要碎裂。重要的是要考虑到抓手尖端会增加石头的大小，使有线篮子成为去除较大石头的更好工具。尿路上皮损伤的风险是使用三爪抓取器取石时的另一个潜在问题。通过肾镜可能无法看到所有三个插管，与双管抓取器相比，意外损伤的可能性更大。

Perc N-Circle （Cook， Bloomington， IN）^®

   这是库克的零尖，10 Fr，39厘米长的手持篮子。它是专门为PNL设计的，其工作原理类似于输尿管镜N-Circle篮子。镍钛诺组合物提供强度和柔韧性。^®Hoffman等人在使用经皮肾脏模型的体外研究中比较了Storz 3-prong抓取器和Cook Perc N-Circle。Perc N-Circle的平均结石提取时间为25.3 s，3爪抓取器的平均取石时间为35.1 s[42]。

罗斯网取石设备（美国内窥镜检查，导师，俄亥俄州）^®

Roth-Net取回装置（美国内窥镜检查，Mentor，OH）是一种5.4 F经皮取石装置，通过肾镜的工作通道部署以去除多个小肾结石。该设备由具有1毫米开口间距的编织尼龙网组成。网宽2厘米，长4厘米。在一项研究中，Khanna及其同事将15个大小在2至3毫米之间的结石经皮经皮部署到猪肾中，然后将Cook Perc-N圈与Roth-Net检索进行比较。作者发现，使用Perc-N-Circle取回的宝石的平均数量为每次尝试1.5，而使用Roth-Net的平均数量为8。通过打开Roth-Net装置可以很容易地释放结石，并且没有发现尿路上皮创伤的内镜证据[43]。

抗反流装置

结石反流是碎石术中遇到的一个实际问题。除了进行顺行输尿管镜检查以取回结石碎片或使用输尿管球囊闭塞导管外，用于预防结石迁移的新设备之一。它是一种2.9 Fr的亲水涂层装置，可防止结石反流。Wosnitzer等人回顾性地评估了该装置在PNL期间防止顺行性结石迁移的能力。该装置逆行部署在UPJ并连接到开放式导管上。使用超声碎石术进行标准PNL。除1例（3%）外，该装置可防止除1例患者外的所有患者出现结石碎片迁移[44]。

1. 1.在PNL期间，有多种设备可用于体内碎石术。通常，这些设备是安全有效的。联合碎石剂在去除较硬的结石方面可能更有效。

1. 2.设备应仅在直接视觉下用探头激活。应尽可能避免与尿路上皮接触，并保持在最低限度。

1. 3.用探针将石头固定在尿路上皮可以通过捕获石头并将其保存在一个地方来提供更有效的碎石术。然而，应注意不要施加不适当的压力，特别是在肾盂和近端输尿管中，因为它可能导致穿孔。

1. 4.目标应该是产生尺寸小于2毫米的碎片或用于抽吸装置的灰尘。可以使用单个或组合能量探针来碎片和检索所有碎片。

使用硬质碎石器难以接近的位置的结石可能会被移位到更适宜的位置，例如使用篮子或抓取器的肾盂。这将允许更容易的碎石术。

仪器列表

1. 1.25 Fr 硬质肾镜

1. 2.钳 、软性抓石器、取石篮

1. 3.软性膀胱镜（图4.5）和软性输尿管镜（图4.6）)

图 4.5

奥林巴斯CYF-V2，柔性膀胱镜

图 4.6

URF-V，奥林巴斯数字柔性输尿管镜^®

1. 4. 碎石机：超声波、气动、组合式、钬激光

马蹄肾结石的案例讨论

马蹄肾是最常见的肾脏融合异常，每400例新生儿中就有1例发生[45]。这是由于肾上腺皮质母细胞瘤下部的异常融合导致肾脏的下极融合（图4.7和4.8），肠系膜下动脉阻止正常旋转和上升。骨盆-肾盏系统前移位，输尿管插入量大。与正常的肾脏解剖结构相反，与肾盂的外侧和外侧相比，马蹄肾的上极和中极盱与肾盂相比，下极盂位于内侧和尾部（图4.9）。重要的是要认识到这些特征，以便安全地获得和管理这些肾脏中的大结石。

图 4.7

马蹄肾，大血管前的地峡，右侧有结石

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图 4.8

马蹄肾，CT尿路造影

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图 4.9

马蹄肾，顺行肾造影，输尿管相对于趾蝓系统的位置

     这些解剖畸变导致尿引流受损和尿淤滞，易导致感染和结石形成。这些肾脏结石形成的发生率从20%-60%不等[46]。最常见的结石类型是草酸钙，最常见的位置是内侧后下极卡尺。在进一步易患结石的人群中，尿代谢异常占高比例[47]。这些肾脏也有异常的脉管系统，副动脉进入肾门，异常的极性和峡部动脉起源于主动脉，下胃动脉或髂总动脉。大多数血管，除了少数供应峡部的血管外，从其腹腔内侧进入肾脏。肾脏后侧或后侧的穿刺将远离主要肾血管。

这些解剖改变对肾结石治疗提出了挑战。马蹄肾结石的治疗方式包括PNL、冲击波碎石术（SWL）和逆行输尿管镜检查联合钬激光碎石术。SWL是侵入性最小的治疗选择，但由于肾脏位置低以及脊柱和骨盆骨叠加，对结石定位提出了挑战。输尿管插入率高伴淤滞和盆腔扩张可能损害结石碎片清除。它被认为是小结石的首选治疗方法，但对于大于2 cm的结石，无结石率低于40%[48]。输尿管镜检查受到输尿管插入率高、峡部前方通道以及内侧和下极腔的急性角形成阻碍（图 4.10）。对于特定马蹄肾中小于2 cm的结石，可弯曲输尿管镜检查可能是一种有效、安全的治疗，无结石率高达88.2%[49]。

图 4.10

马蹄肾 CT 尿路造影，输尿管位于峡前

     PNL 被认为是大于 2 cm 或 SWL 衰竭的结石的首选治疗方法。各种系列报道的无结石率均超过75%[50-52]。进入的最佳位置是后上极（图4.11）。上极是马蹄肾最靠近皮肤的点（图4.12），下极位于更前部和内侧。在马蹄肾中进行PNL时，可能需要更长的鞘和器械或灵活的镜面才能进入整个收集系统，特别是对于位于下腔和内侧痂的结石[50-52]。术前CT有助于选择合适的经皮通路[53，54]。可能需要通过上极卡尺 [54–56]获取通道，使用多个通道进行结石取回 [52， 54]、灵活的示波器 [50， 52， 53] 和二次观察肾镜检查 [51， 55， 57]，以获得更高的无结石率。尽管存在这些解剖学挑战，马蹄肾中的PNL已被证明与正常解剖肾一样有效。一项研究报告称，马蹄肾与正常肾的PNL在结石清除率、手术时间、辅助手术需求、血红蛋白下降或总体并发症发生率方面没有差异。两组患者的结石负荷和BMI相似[58]。另一项研究发现，鹿角形结石的存在是影响马蹄肾患者无结石率的逻辑消退的唯一因素。他们没有发现上极通道或使用柔性肾镜是无结石率的决定因素。不幸的是，由于病情的罕见性，缺乏随机对照试验来评估这些因素对结石相关结局的影响[59]。

图 4.11

马蹄肾，顺行肾造影，可通过上杆进入

全尺寸图像

图 4.12

马蹄肾CT尿路造影，上极比下极更接近皮肤

      由于肾脏位置较低，胸腔积液，血胸或气胸的风险较低。即使对于上极接入，也不太可能进行超肋骨接入。在一项针对马蹄肾的37 PNL系列研究中，仅报告了一例气胸[50]。

肾脏的前部位置增加了肾后结肠的可能性。从理论上讲，这将增加PNL期间结肠损伤的风险;然而，各种系列报道的结肠损伤风险较低。在包括多例患者的3个系列研究中，结肠损伤的风险为2%[50-52]。术前CT扫描可以通过更好地描绘解剖结构来帮助减少这种并发症，就像正常肾脏一样。Ozden及其同事回顾性地比较了马蹄肾与正常肾的并发症发生率[58]。各组间结石负荷、手术时间、无结石率和辅助手术率相似。轻微和主要并发症的百分比也相似。马蹄肾经皮肾镜取石术是一项具有挑战性但安全的手术。对解剖学处置，血管解剖学的全面了解对于手术计划至关重要。该过程可能需要超长的鞘或肾镜才能进入肾脏的所有部位。总是需要一个灵活的肾镜来访问所有的卡氏体。用于结石破碎和检索的工具与任何其他PNL相同。需要全系列的泌尿外科武器，包括激光，篮子和灵活的镜，以使这些患者无结石。需要高质量的研究来优化因素，从而提高无结石率。