基于电磁跟踪和手术导航系统的实时超声引导下两种经皮肾盏穿刺方法的应用

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-3253.2024.06.007

目的

介绍基于电磁跟踪和手术导航系统的实时超声引导下平面外和平面内两种经皮肾盏穿刺方法的应用。

方法

分析2016年9月至2018年7月深圳市龙岗区第六人民医院收治的35例肾结石行经皮肾镜取石术患者的资料，其中男25例，女10例，中位年龄44（29～70）岁，体质量指数24.5（18.5～32.5）kg/m²。使用加拿大Ultrasonix公司生产的SonixGPS^TM带有电磁跟踪和手术导航系统的超声设备，通过电磁跟踪穿刺针，三维术中导航和实时超声引导，用穿刺针在超声换能器声像平面外穿刺皮肤或平面内穿刺皮肤的两种经皮肾盏穿刺方法建立手术通道。根据穿刺方法的不同，分为平面外穿刺组20例，平面内穿刺组15例。

结果

平面外穿刺组和平面内穿刺组的中位穿刺成功时间分别是：4.0（3.0～9.0）min和6.0（3.0～18.0）min，差异有统计学意义（P＜0.05）；穿刺成功率分别是：95.0%（19/20）和93.3%（14/15），差异无统计学意义（P＞0.05）。两组35例中有29例在一次穿刺尝试中就达到了精准穿刺效果，只有1例发生最高级别为Clavien-Dindo Ⅲa的手术并发症。

结论

基于电磁跟踪和手术导航的实时超声引导下的平面外穿刺方法的穿刺用时更短，操作更容易。在肋间隙不足够宽时采用平面内穿刺方法仍能进行精准穿刺。

关键词: 肾结石, 经皮肾镜, 超声, 电磁跟踪, 术中导航, 穿刺

Objective

To introduce the application of real-time ultrasound-guided the outof-plane and the in-plane percutaneous renal calyx puncture techniques based on electromagnetic tracking and surgical navigation system.

Methods

35 cases of renal calculi undergoing percutaneous nephrolithotomy in Shenzhen Longgang District Sixth People's Hospital from September 2016 to July 2018 were analyzed. There were 25 males and 15 females，the median age of them was 44（29-70） years. BMI was 24.5（18.5-32.5） kg/m². Percutaneous nephrolithotomy was conducted by the SonixGPS^TM ultrasound equipment with electromagnetic tracking and navigation system produced by Ultrasonix of Canada. Under the guidance of electromagnetic tracking puncture needle，three-dimensional intraoperative navigation and real-time ultrasound guidance，two percutaneous calyceal puncture methods were used to establish the surgical channel by puncture the skin outside or inside the ultrasonic-image plane of ultrasonic transducer.According the different puncture methods，the cases were divided into two groups，20 cases in the outof-plane puncture group and 15 cases in the in-plane puncture group.

Results

The median successful time of puncture in the out-of-plane puncture group and the in-plane puncture group was 4.0（3.0-9.0）minutes and 6.0（3.0-18.0） minutes，respectively，and the difference was significant difference （P＜0.05）.The puncture success rates were 95.0%（19/20） and 93.3%（14/15），with no significance （P＞0.05）. Among the 35 cases，29 cases was achieved with the precise puncture effect of one-time puncture attempt and only 1 case had surgical complications with the highest grade of Clavien-Dindo classification Ⅲa.

Conclusion

The real-time ultrasound-guided the out-of-plane puncture method based on electromagnetic tracking and surgical navigation system has shorter puncture time and easier operation. When the intercostal space is not wide enough，the in-plane puncture method can still be used for precise puncture.

Key words: Renal stone, Percutaneous nephrostomy, Ultrasound, Electromagnetic tracking, Intraoperative navigation, Puncture

表1 两组行PCNL的肾结石患者一般资料

组别	例数	性别［例（%）］		年龄［岁，M（R）］	体质量指数［kg/m²，M（R）］	肾结石受累侧别［例（%）］		肾集合系统分离宽度［cm，M（R）］	结石大小［cm，M（R）］
组别	例数	男	女	年龄［岁，M（R）］	体质量指数［kg/m²，M（R）］	左侧	右侧	肾集合系统分离宽度［cm，M（R）］	结石大小［cm，M（R）］
平面外穿刺组	20	11（55.0）	9（45.0）	44（29～70）	24.6（18.5～32.5）	12（60.0）	8（40.0）	2.3（0～4.5）	2.3（1.7～5.5）
平面内穿刺组	15	14（93.3）	1（6.7）	44（30～60）	22.7（19.6～31.2）	7（46.7）	8（53.3）	1.7（0～7.0）	2.7（1.6～5.3）
P值		0.022		0.452	0.764	0.506		0.973	0.050

表1 两组行PCNL的肾结石患者一般资料

组别	例数	性别［例（%）］		年龄［岁，M（R）］	体质量指数［kg/m²，M（R）］	肾结石受累侧别［例（%）］		肾集合系统分离宽度［cm，M（R）］	结石大小［cm，M（R）］
组别	例数	男	女	年龄［岁，M（R）］	体质量指数［kg/m²，M（R）］	左侧	右侧	肾集合系统分离宽度［cm，M（R）］	结石大小［cm，M（R）］
平面外穿刺组	20	11（55.0）	9（45.0）	44（29～70）	24.6（18.5～32.5）	12（60.0）	8（40.0）	2.3（0～4.5）	2.3（1.7～5.5）
平面内穿刺组	15	14（93.3）	1（6.7）	44（30～60）	22.7（19.6～31.2）	7（46.7）	8（53.3）	1.7（0～7.0）	2.7（1.6～5.3）
P值		0.022		0.452	0.764	0.506		0.973	0.050

图1 基于电磁导航的超声引导目标肾盏两种穿刺方法

图2 平面外穿刺过程

图3 平面内穿刺过程注：图1a为平面外穿刺方法，A为穿刺路径，B为模拟电磁针道，C为穿刺针针尖到达目标肾盏，触及结石，D为距离显示为0.0 mm，图1b为平面内穿刺方法，A为穿刺路径，B为模拟电磁针道，C为穿刺针针尖到达目标肾盏，D示穿刺针和探头保持同平面状态；图2a为穿刺前超声定位，A为穿刺针位于超声探头一侧中心位置，B为针尖部准备穿刺皮肤，C为肾盂结石，D为针尖距离结石47.8 mm，图2b为SonixGPS^TM超声设备，A为电磁发生器，B为超声探头，C为穿刺针，D为设备屏幕，图2c示穿刺针在探头一侧中心位置穿刺皮肤，图2d示取下针芯见尿液流出；图3a示穿刺针位于探头一端中心位置，图3b示穿刺前超声定位，A为穿刺针位于超声探头一端中心位置并与探头保持同一平面，B为针尖部准备穿刺皮肤，C为目标肾盏，图3c示穿刺过程中针尖到达肾实质，图3d示穿刺针针尖到达目标肾盏

表2 两组行PCNL的肾结石患者目标肾盏穿刺结果

组别	例数	经皮肾盏穿刺时间［min，M（R）］	经皮肾盏穿刺情况［例（%）］
组别	例数	经皮肾盏穿刺时间［min，M（R）］	一次穿刺成功	不超过三次尝试穿刺成功	三次以上尝试穿刺失败
平面外穿刺组	20	4.0（3.0～9.0）	17（85.0）	2（10.0）	1（5.0）
平面内穿刺组	15	6.0（3.0～18.0）	12（80.0）	2（13.3）	1（6.7）
P值		0.013		＞0.999

表2 两组行PCNL的肾结石患者目标肾盏穿刺结果

组别	例数	经皮肾盏穿刺时间［min，M（R）］	经皮肾盏穿刺情况［例（%）］
组别	例数	经皮肾盏穿刺时间［min，M（R）］	一次穿刺成功	不超过三次尝试穿刺成功	三次以上尝试穿刺失败
平面外穿刺组	20	4.0（3.0～9.0）	17（85.0）	2（10.0）	1（5.0）
平面内穿刺组	15	6.0（3.0～18.0）	12（80.0）	2（13.3）	1（6.7）
P值		0.013		＞0.999

表3 基于电磁跟踪导航的超声引导穿刺平面外穿刺方法和平面内穿刺方法比较

项目	平面外穿刺方法	平面内穿刺方法
穿刺针在探头的位置	穿刺针在探头横向一侧中心，穿刺点与探头轴向距离1.2cm，与目标肾盏距离近	穿刺针在探头纵向一端中心，穿刺点与探头轴向距离3.7cm，与目标肾盏距离远
穿刺方式对肋间隙宽度的要求	肋间隙足够容纳探头的宽度，必须大于探头横向宽度24mm	对肋间隙宽度要求可以小一些，必须不小于探头横向宽度24mm
穿刺要点	穿刺针沿穿刺路径引导的方向，直接穿刺到目标盏，不受与超声图像保持同平面的限制	穿刺针被引导穿刺的同时，必须始终保持和调整进针方向，受到与超声图像保持同平面的限制
穿刺操作的难度	穿刺更省时，操作更容易	穿刺受到保持同平面的限制，难度稍大
穿刺方式的选择	是首选穿刺方式，但是受肋间隙宽度限制	在肋间隙不足够宽时仍能进行精准穿刺

表3 基于电磁跟踪导航的超声引导穿刺平面外穿刺方法和平面内穿刺方法比较

项目	平面外穿刺方法	平面内穿刺方法
穿刺针在探头的位置	穿刺针在探头横向一侧中心，穿刺点与探头轴向距离1.2cm，与目标肾盏距离近	穿刺针在探头纵向一端中心，穿刺点与探头轴向距离3.7cm，与目标肾盏距离远
穿刺方式对肋间隙宽度的要求	肋间隙足够容纳探头的宽度，必须大于探头横向宽度24mm	对肋间隙宽度要求可以小一些，必须不小于探头横向宽度24mm
穿刺要点	穿刺针沿穿刺路径引导的方向，直接穿刺到目标盏，不受与超声图像保持同平面的限制	穿刺针被引导穿刺的同时，必须始终保持和调整进针方向，受到与超声图像保持同平面的限制
穿刺操作的难度	穿刺更省时，操作更容易	穿刺受到保持同平面的限制，难度稍大
穿刺方式的选择	是首选穿刺方式，但是受肋间隙宽度限制	在肋间隙不足够宽时仍能进行精准穿刺

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Application of two percutaneous renal calyx puncture methods under real-time ultrasound guidance based on electromagnetic tracking and surgical navigation system

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