經皮腎鏡取石術(1):穿刺解剖​與路徑

腎臟的大體、外科和放射解剖學知識是 PCNL 術前計劃的基礎,對於為患者量身定制手術、尿石症和包含結石的收集系統的解剖結構至關重要,相關PCNL 成功率的優化和 PCNL 並發癥的最小化(表1.1)。

Anatomy of the Kidney with Respect to Percutaneous Nephrolithotomy

經皮腎鏡取石術的腎臟解剖

解剖學為經皮腎鏡取石術 (PCNL) 提供了路線圖。如今,除了傳統工具外,我們還可以依靠許多現代工具,不僅可以根據尿石症,還可以根據收集系統和患者的解剖結構對 PCNL 進行個性化。  在本章中,描述了幾個解剖問題對 PCNL 的臨床意義:  腎臟數量、位置、形態和空間方向、大小、大體和顯微解剖、與周圍器官的關係、血管化和神經支配、集合系統的特徵。  所有這些問題的詳細研究在 PCNL 的術前計劃中發揮作用,為單個患者量身定制所有臨床和技術選擇。

解剖學為經皮腎鏡取石術 (PCNL) 提供了路線圖。

熟悉腎臟的大體解剖、外科解剖和放射解剖對於計劃並成功實施經皮腎臟通路、預見可能的術中技術困難、準備適當和完整的內窺鏡、設備和附件的設備,告知患者至關重要關於手術的預期成功率,將並發癥的共同風險降至最低,並在出現並發癥時及時識別並有效管理[ 1 ]。

過去,PCNL 的腎臟解剖知識可以依靠書籍和地圖集、福馬林固定的人體屍體的研究、開放手術的觀察、靜脈尿路造影和逆行腎盂造影的成像、腎臟集合系統的樹脂模型 [ 2 ]。

如今,我們可以依靠其他工具,例如新鮮冷凍 [ 3 ] 或防腐處理 [ 4 ] 人體屍體進行外科訓練、Anatomage 虛擬解剖臺 [ 5 ](圖1.1)、帶尿路造影/腎盂造影的超薄電腦斷層掃描 (CT)、三維(3D)重建、低劑量/超低劑量方案和雙能技術[ 6、7 ] 、腎臟血管化和收集系統的3D列印[ 8、9 ] (圖1.2 ) ),術中實時高清 (HD) 內窺鏡視覺 [ 10],告訴我們收集系統的實時動態解剖[ 11 , 12 ]。

圖 1.1

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從位於義大利都靈的神經科學系的 Anatomage Table EDU(Anatomage Inc.)獲得的腎臟解剖細節(由 A. Vercelli 教授提供)。屍體的 3D 渲染來自 Anatomage Table。圖像集由東國大學醫學院解剖學系 JinSeo Park 博士和亞洲大學醫學院解剖學系 Min Suk Chung 博士提供。( a ) 仰臥位右腎與右結腸的關係;( b ) 右腎在仰臥位時被腎囊覆蓋的淺表投影;( c ) 仰臥位腎臟橫切面,類似于 CT 掃描軸向圖像    

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圖 1.2

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( a ) 腎臟血管化和收集系統的 3D 重建(Medics©,Moncalieri(都靈);義大利,已獲得許可);( b ) 結石患者採集系統的 3D 模型,從 CT 掃描準備的 3D 重建中獲得;( c ) 另一名患者的集合系統的另一個 3D 模型,展示了上尿路的高解剖變異性  

由於所有這些技術進步,如今泌尿科醫生有獨特的機會獲得 PCNL 之前患者解剖結構的詳細和個性化圖片,特別是包含尿石症、周圍器官和腎血管化的收集系統。

腎號

腎臟是成對的器官。孤立腎(1/1000 人)[ 13 ] 可能是先天性(單側發育不全/發育不全)或獲得性(繼發于由於結構異常而進行的腎切除術、腎/腎旁腫瘤、嚴重實質感染或輸尿管梗阻的結果、腎外傷) . 多生腎極為罕見,實際上報告的病例不超過 100 例 [ 14 ]。

PCNL 的臨床意義

從解剖和功能的角度來看,在 PCNL 之前應該識別和充分研究孤立的腎臟。事實上,在選擇經皮方法治療單腎大型和/或複雜尿石症時,不僅要考慮該手術的眾所週知的療效(無結石率從 67% 到97.7%,再治療率最低),而且其安全性(並發癥發生率約為 26.4%,尤其是抗凝患者出血,術後可能出現急性腎功能衰竭)[ 15,16,17 ]。

還應識別極為罕見的多生腎(有時具有異常的大小、位置和形態),確定其功能貢獻的實體以及它們的確切位置,以避免它們在經皮腎穿刺天然腎時意外損傷腎。

腎位

原位腎通常位於腹膜後腹部的後部,在脊柱的每一側。由於肝臟受壓,右腎比左腎低1-2釐米(從右側第1腰椎頂部延伸到第3腰椎底部,從第12胸椎到第3腰椎左側)[ 1 ](圖1.3)。

圖 1.3

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正常情況下右腎低於左腎的示意圖  

PCNL 的臨床意義

全身麻醉期間體位(仰臥/直立和俯臥/仰臥)、生理性呼吸運動以及用力吸氣和呼氣的變化、腎下垂、腎實質變薄的腎積水可能會因為腎臟活動程度的不同而改變腎臟的正常位置在各個平面。例如,在吸氣期間,腎臟可能會在尾部、腹側和向外的三軸運動中移位高達 25 毫米 [   21   ](圖  1.4  ),這也可能會干擾融合成像對腎臟經皮穿刺的完全療效。

圖 1.4

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逆行腎盂造影(a)在(b)中顯示在全身麻醉期間用力吸氣時腎臟的較低位置,可用於更好的經皮穿刺(紅線標記用作參考解剖結構的同一腰椎,白線顯示收集系統級別)    

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在俯臥位時,腎造口管長度較短,這被認為是一個優勢:支點離皮膚越近,杠桿遠端在收集系統內的機動性就越高。發生這種情況是因為後體壁和前體壁的順應性不同:當體壁更柔韌而不是手術床時,更多的背壓被施加在腎臟上,這會推動它們向後減少管道長度 [ 18 ]。另一方面,在仰臥位時,位於腹部較深的腎臟具有較寬的進入角 [ 19 ]。

異位腎臟(先天性,有或沒有融合異常,或在腎移植的情況下是醫源性的)應通過術前成像排除,這代表了治療挑戰 [ 23 , 24 , 25 ]。

腎臟形態和空間定位

腎臟呈豆形,有前後兩面,外側凸和內側/肺門邊緣凹,上極和下極。右腎比左腎略短和寬。

上極比下極更靠內側和靠後,下極更靠外側和靠前。因此,主軸向下、橫向和向前,平行于腰大肌的斜線。此外,與外側邊緣相比,內側邊緣向前旋轉 30° [ 1 ](圖1.5)。

圖 1.5

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顯示腎臟方向的圖:(a)在冠狀面上,(b)在矢狀面上,(c)在軸向面上    

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先天性腎臟旋轉不良可能單獨發生,也可能與馬蹄腎等其他腎臟異常同時發生 [ 26 , 27 ]。

PCNL 的臨床意義

在進行經皮腎穿刺時,了解腎臟在三個平面上的空間方向是有用的,但了解哪些因素可能會改變它尤其重要,例如為 PCNL 選擇的患者的術中位置 [ 18 , 19 , 20 ],患者的體重指數 (BMI)(肥胖患者腎周脂肪的一致性不同,或者腎周脂肪稀少的非常苗條患者的活動性增加,尤其是在仰臥位和女性中)[ 11 , 12 , 28 , 29 , 30],呼吸運動(使腎臟移位達 3 釐米,相當於一個椎體的距離)[ 31 ](圖1.4)。

各種大小的腎囊腫、任何類型的腎腫塊、腎盂腎炎瘢痕、先前開放或內鏡下腎結石手術的結果、其他解剖異常(如腎盞憩室)可能會很好地改變腎臟形態。術前 CT 尿路造影對於表徵任何腎臟腫塊並確定其相對於結石治療的優先級是必不可少的;應排除在腎穿刺過程中存在簡單的腎囊腫,以便正確處理;腎臟和腎周瘢痕作為既往腎臟手術的結果也可能會在進入過程中乾擾腎臟的三維腎臟移位,尤其是在管道擴張期間 [ 28 ]。

腎大小

在成人中,每個腎臟長 10-12 釐米,寬 5-7.5 釐米,厚 2.5-3 釐米 [ 1 ]。根據年齡和 BMI [ 32 ],它們的重量約為 125-170 克,女性要小 10-15 克,兒童甚至更小。

PCNL 的臨床意義

由於慢性梗阻、急性腎盂腎炎或膀胱輸尿管反流等臨床狀況,一個或兩個腎臟可能先天性變小(發育不全)或變小(肥大)。當面對小腎臟的尿石症時,應始終提前確定其功能貢獻的實體,以確定是否值得治療腎結石,或者是否最好對無功能的腎臟進行簡單的腎切除術。

在處理小兒腎臟時,泌尿科醫生應根據患者調整儀器和附件,反之亦然 [ 11、12   ]。

腎臟與鄰近器官的關係 [ 1 ]

後人關係

  • 上 = 膈下緣和下方肋膈竇、肋骨(右側為第 12 肋,左側為第 11-12 肋)。

  • 內側 = 腰大肌及其筋膜。

  • 橫向 = 腰方肌和腹橫肌腱膜。

  • 斜穿過腎臟後表面 = 肋下神經和血管、髂腹下神經和髂腹股溝神經。

PCNL 的臨床意義

在第 10 肋間隙的第 11 肋骨上方穿刺時,存在氣胸/血胸/胸水的風險,下方是包含肺的胸膜腔 [ 33 ]。

有刺傷肋間後動脈的危險,可能引起血胸,針刺肋下緣時,最好在肋間中間或上緣上方下肋骨 [ 34 , 35 ]。

前向關係(圖1.6)

  • 右側 = 肝臟上方(腹膜內和腹膜後裸露區域),腎上腺上方,小腸和結腸肝曲下方,十二指腸第二部分和胰頭內側。

  • 左側=脾胃上方,腎上腺上方,胰尾,空腸和脾血管內側,空腸和結腸脾曲下方。

圖 1.6

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繪製腎臟的主要前部關係  

PCNL 的臨床意義

存在穿刺所有這些器官的理論上的風險,特別是在肝腫大/脾腫大的情況下,或者如果腎穿刺是在仰臥位腋後線前方(圖1.7)和俯臥位後方,和/或太深通過腎臟 [ 36 , 37 ]。

圖 1.7

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在 Galdakao 改良的 Valdivia 仰臥位安全經皮腎穿刺的參考線:腋後線、第 12 肋骨和髂嵴    

手術過程中過度牽引和扭轉可能會損傷右肝腎韌帶(連接右腎和肝上極),左側脾腎韌帶(連接左腎上極和脾臟),有包膜撕裂的風險以及隨之而來的出血。

術前應通過 CT 掃描識別腎後結腸:其在仰臥位的發生率為 1.9%,但在俯臥位時高達 10.0%,因為在這種情況下,結腸向後移位 [ 18 , 38 ]。另一項研究表明,在 15% 的俯臥位 CT 掃描中,結腸位於下極通路的預期路徑上,而在仰臥位的 CT 掃描中僅佔 6% [ 39 ](圖1.8)。

圖 1.8

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在俯臥 ( a ) 和仰臥 ( b ) 位置繪製結腸與經皮道與右腎的關係;( c ) 開放手術修復左結腸損傷  

腎臟的大體和顯微解剖

腎臟被一個光滑、堅韌的纖維囊包圍,在膨脹的情況下提供維持傷害感受的傳入神經支配 [ 40 , 41 ]。

在纖維囊和 Gerota 的腎筋膜之間有腎周脂肪,而在 Gerota 的腎筋膜外有腎旁脂肪。Gerota 的腎筋膜構成了一個解剖屏障,向上閉合(在腎上腺上方與膈下筋膜融合)和橫向(在升結腸和降結腸後面融合),在內側與對側融合,而在下方開放。腎前筋膜的前面和腎後筋膜在腹膜後的尾部逐漸消失,中間的後鞘在椎前筋膜中逐漸消失,從而産生 Zuckerkandl 筋膜,而前面的筋膜在腹側與血管相連,形成 Toldt 筋膜緊鄰下方壁層腹膜 [ 1 ](圖。1.9 )。

圖 1.9

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用分隔筋膜繪製腎周和腎旁空間  

在被一分為二的腎臟的切割面上可以識別出兩個不同的區域:皮質和髓質。腎皮質對應于含有腎小球的Bertin柱,具有近端和遠端迴旋小管,腎髓質對應于含有直管、Henle環和集合管的14-20個錐體,連接形成約20個在末端開口的乳頭管腎篩狀乳頭區 [ 1 ]。

PCNL 的臨床意義

腎包膜是非彈性的,並提供傳入神經支配維持傷害感受,以防在收集系統急性擴張(如腎絞痛期間)[ 40、41 ] ,而腎內壓力的突然增加會破壞它,從而形成尿素瘤。

腎周間隙向下開放,使出血和血腫(包括 PCNL 後的血腫)沿腰大肌向下流動。

草酸鈣腎臟的腎周脂肪體積似乎明顯大於非結石腎臟 [ 29 ]。腎旁/腎周脂肪增加可通過局部機制影響腎功能,分泌具有功能性或代謝性腎臟作用的旁分泌物質,或通過增加間質靜水壓和減少腎血流量對腎臟施加直接機械壓縮,從而導致其損傷。它可能繼發于腎臟體積縮小,填充腎臟留下的自由空間,是腎功能受損的附帶現象 [ 30 ]。一定量的腎旁/腎周脂肪也可以增加皮膚到石頭的距離,這與肥胖一起可能需要超長設備。

高腎內壓可能導致細菌和毒素的腎盂靜脈、腎盂淋巴和腎盂間質反流,從而支援感染並發癥的發展 [ 42 ]。腎臟的正常結構也可能因 PCNL 後的腎臟瘢痕形成而改變,尤其是在多個通路的情況下,並且取決於所使用的管道擴張類型 [ 43 ]。最後,附著在腎乳頭上的 Randall 斑塊有助於識別草酸鈣結石形成物 [ 44 ]。

腎動脈

腎動脈起自主動脈,右側較長,從背側通向下腔靜脈。腎動脈位於腎靜脈前部和腎盂後部之間。應該有單根腎動脈,但多生腎動脈非常常見(佔腎臟的 25-40%)[ 1 ]。

腎動脈發出腎上下動脈,分前支和後支,前支為腎實質前三分之二,後支為後三分之一。

前支又衍生出頂支、上支、中支和下支,所以最終節段支為五支,也是按照經典的格雷夫斯分類。雖然,動脈節段脈管系統通常與此描述不同 [ 45 ],不同節段之間的末端血管重疊減少了潛在的缺血性損傷。

每個節段動脈分支成葉動脈,進一步細分為葉間動脈,通過錐體之間的 Bertin 腎柱向周圍進展。靠近金字塔的底部,它們發出弓形動脈,從它們的凸面發出小葉間動脈,而小葉間動脈又發出腎小球的傳入小動脈。直腸小動脈起源於腎小球的傳出小動脈;直腸起源於弓形動脈的凹面 [ 46 ]。

PCNL 的臨床意義

Brödel 線(二十世紀初的德國醫學插圖畫家)或無血管平面是縱向的,位於前段動脈和後段動脈之間,就在腎臟外側的後面。在腎中段水準始終一致,而在腎尖部、上段和下段變化,距腎外側緣1.8-2.4釐米。20% 的病例不存在,100% 的病例在中萼水準、27% 的病例在上萼水準和 33% 的病例在 4/5 級血管穿過這條線。下萼的水準。由於所有這些原因,穿刺的最佳花萼似乎是最下方的後花萼 [ 47 ]。

腎臟動脈血管化的結構支援所謂的“乳頭穿刺”的基本原理,沿著漏斗部的腎盞軸到達腎乳頭的尖端,在該處大部分時間應該沒有主要動脈分支 [ 48 ] (圖1.10)。儘管如此,無乳頭穿刺也已安全有效地進行,至少在專家手中 [ 49 ]。在實時彩色多普勒超聲的幫助下使用血管保留技術也可以有效識別腎實質內的主要動脈血管 [ 50 ]。

圖 1.10

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繪製“無血管束”,然後進行所謂的乳頭狀腎穿刺  

如果後段分支經過輸尿管前方,則可能發生輸尿管盆腔交界處梗阻(UPJO)。重要的是要記住,並非所有的腎鈣化都是結石……徹底的術前成像可能會挽救這種情況,例如避免對鈣化假性動脈瘤進行危險的 PCNL [ 51 ]。最後,在 PCNL 後動靜脈瘺或假性動脈瘤的血管栓塞術中,要牢記動脈結構,以儘量減少腎實質的缺血 [ 52 ]。

腎靜脈

靜脈引流不遵循節段方案,是瀰漫性吻合而不是末端。皮質由星狀靜脈引流,主要流入小葉間靜脈弓。

有三個縱向自由吻合拱廊系統,從週邊到中心,一階,二階和三階,星狀靜脈(在皮層週邊),弓形靜脈(在金字塔底部)之間有吻合,和葉間靜脈(靠近腎竇)。也有橫向吻合連接腹側和背側靜脈的不同水準。在小花萼周圍,有大的吻合口,形成一種靜脈環。

葉間靜脈變成葉靜脈,産生兩個(29%)或三個(54%)大靜脈節段幹,引流到腎靜脈(應該是兩個),然後進入下腔靜脈,剩下的一根較長並接收左腎上、性腺和腰靜脈 [ 1 ]。

靜脈引流異常比腎動脈異常少見。

PCNL 的臨床意義

主要腎血管損傷並不常見,佔不到0.5%。撕裂和扭轉腎臟可能導致主要腎靜脈損傷,從而導致相關出血。穿刺針、擴張器或 Amplatz 鞘直接損傷和穿透血管系統可能導致大出血。在任何情況下,PCNL 期間的靜脈損傷在大多數情況下都可能在沒有通過腎鏡注射造影劑的情況下被漏診 [ 53 ]。

腎淋巴引流

有一個淺表的包膜下叢引流包膜下方的組織,一個深部肺門叢將間質液引流到 4 或 5 個大幹中,還有一個與包膜下神經叢相通但獨立引流至側主動脈結的神經叢。它們排空到與腎靜脈相關的淋巴結中。左側引流主要流向左側主動脈旁淋巴結,右側引流主要流向右側主動脈腔內和右側腔旁淋巴結 [ 54 ]。

PCNL 的臨床意義

這個隔間與 PCNL 無關。文獻中報道了罕見的乳糜尿病例,原因是腎門附近的一個軀幹受到機械損傷 [ 54 ]。

腎神經支配

腎臟的神經支配包括腎叢的傳入和傳出纖維。該叢是源自腹腔神經叢、腸係膜間叢和腰部內臟神經的纖維的組合。

傳入神經支配對於傷害感受識別和投射到大腦區域如穹窿下器官、下丘腦和腦幹至關重要。

傳出神經支配主要調節心血管功能和動脈壓;它主要是交感神經,並接收來自每個貢獻神經叢的輸入,而幾乎沒有證據表明腎臟有副交感神經支配 [ 39 , 40 ]。

PCNL 的臨床意義

腎臟在沒有神經系統控制的情況下也能很好地發揮作用,移植腎臟的成功功能就證明了這一點。

傳入神經支配對於傷害感受的識別是必不可少的,在腎盂中具有最高的密度,並通過像在收集系統的急性擴張中一樣的壁張力的增加而被激活。當腎絞痛期間發生時,疼痛以皮瘤模式放射,覆蓋前腹壁和側腹 [ 39 , 40 ]。

腎盂系統

小腎盞5-14個,平均8個,包圍錐體(有時複合,包圍2或3個乳突);它們通向大腎盞,兩個或兩個以上,依次通向腎盂,可以是腎內或腎外,具有不同程度的可達性和排尿程度[ 1 ]。

盆腔系統 (PCS) 的解剖結構可能會有所不同(圖1.2),即 69% 的右腎存在 Brödel 腎型(前腎盞短且向內側,後腎盞較長且側向),而 Hodson 腎型(前腎盞較長) 79% 的左腎靠近腎外側緣,後萼更短且更內側。Sampaio 進一步分為 A 型和 B 型,各有兩個亞型[ 55、56、57 ]  。

PCNL 的臨床意義

相關的解剖參數可能是漏斗部寬度(最好 >5 毫米)和長度(最好 <3 釐米),以及下極漏斗盆角(最好 >45°)。這些細節可以通過對比 CT 掃描獲得,識別所謂的 PCS 靜態解剖結構,並預測任何治療尿石症的成功率。術中沖洗和造影劑注射可能會提供有關 PCS 彈性的額外數據,即所謂的動態解剖,以便使腎鏡和附件(主要是擴張器和 Amplatz 鞘)適應 PCS 特徵,而不是迫使漏斗或花萼僵硬並造成出血 [ 1 , 11 , 12 , 58 , 59 , 60 ]。

結論

腎臟的大體、外科和放射解剖學知識是 PCNL 術前計劃的基礎,對於為患者量身定制手術、尿石症和包含結石的收集系統的解剖結構至關重要,相關PCNL 成功率的優化和 PCNL 並發癥的最小化(表1.1)。

表 1.1 解剖特徵的臨床意義  

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