輸尿管軟鏡手術輔助機械手臂系統的離體動物實驗

廣州醫科大學第一附屬醫院微創外科中心泌尿外科，

廣東省泌尿外科重點實驗室(廣州 510230) 張 羽 戚德峰△ 盧穗琳 吳開俊

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△通訊作者

輸尿管軟鏡手術輔助機械手臂系統的離體動物實驗

廣州醫科大學第一附屬醫院微創外科中心泌尿外科，

廣東省泌尿外科重點實驗室(廣州 510230) 張 羽 戚德峰△盧穗琳 吳開俊

目的：探討輸尿管軟鏡手術輔助機械手臂系統，并開展離體動物實驗檢驗其應用效果，以評估該系統初步臨床應用的可行性及安全性。方法：實驗組應用該系統遙控輸尿管軟鏡操作，對照組應用傳統徒手操作。比較兩組人員的操作時間、并發癥發生率,GRS評分及培訓時間有無統計學差異。結果：實驗組平均操作時間更短，分別是313.57±69.69sVS531.53±95.27s，有顯著性差異(P<0.001)；實驗組GRS評分更高，分別是20.97±2.7VS16.13±1.54，有顯著性差異(P<0.001)；而并發癥發生率無統計學差異。實驗組所需的培訓時間較短，分別是1.62±0.30hVS31.84±8.66h，有顯著性差異(P<0.001)。結論：該系統輔助輸尿管軟鏡進行操作的培訓時間較傳統操作短，學習曲線短，學員進步顯著。操作時間較傳統操作顯著減少，安全性高。

隨著醫療保障水平的提高，巨大泌尿系結石的發病率將越來越少，因此，具有出血風險的開放或經皮腎鏡碎石取石術將會越來越少被采用，輸尿管軟鏡術等微創方法將越來越普及。我們開展小規模的離體動物實驗，以評估該系統的可行性及安全性，為臨床應用提供科學依據，為研制一種新的手術器械和臨床治療方案提供重要依據。

材料和方法

1 材 料

1.1 離體動物模型的建立：豬與人類在上尿路系統有較好相似性，故本實驗選用小型母豬的離體泌尿系器官，以手術的方式預先植入3枚人體結石至左腎上、中、下盞內，制成離體動物的腎結石模型。

1.2 輸尿管軟鏡手術輔助機械手臂系統：它由吳開俊教授團隊自行研制，獲得國家發明專利三項及實驗專利二項，它由機械手臂裝置、電氣控制裝置和遙控手柄裝置組成，其中機械手臂有前后、左右、上下、旋轉及前后屈五個自由度，針對軟鏡術的操作特征，采用多關節、微小控制、防抖動等多功能相結合。遙控手柄可遠程操控機械手臂來完成各種動作。

2 實驗步驟與方法

2.1 分組方法：采用隨機分組原則，20名實習生均為廣州醫科大學2011級本科男生，均在廣醫附一院實習，均無輸尿管軟鏡操作經驗。每組10名，實驗組采用該系統輔助輸尿管軟鏡進行操作，對照組采用傳統常規操作。

2.2 實驗過程和方法：①按照上述隨機分組原則，對照組徒手控制輸尿管軟鏡從輸尿管通道鞘口開始至到達腎盞位置，尋找預先放置的左腎上盞結石。實驗組應用該系統控制輸尿管軟鏡尋找同一枚結石。觀察內容：記錄兩組人員的操作時間，了解過程中有無損壞輸尿管軟鏡、有無損傷黏膜，有無輸尿管撕脫、有無腎盂腎盞穿孔等并發癥發生，并由2名泌外專家使用GRS評分表(Globalratingscale)進行評分，實時獨立完成，從按照表現的好壞程度分別為5分、4分、3分、2分、1分， 取平均值。每人有三次操作機會。②實驗者經過一定時間的操作培訓，直到可在2min內尋找出左腎盞內全部3枚結石為止，記錄其所需的培訓時間。

結 果

所有人員均順利找到結石，均無損壞輸尿管軟鏡、輸尿管撕脫、腎盂腎盞穿孔等嚴重并發癥的發生，實驗組有1例輕微的黏膜損傷，而對照組有4例。

1 兩組操作時間的比較 相對于對照組，實驗組的平均操作時間更短，分別是313.57±69.69VS531.53±95.27s，有顯著性差異(t=64.300,P<0.001)，見表1。

表1 兩組操作時間的比較(s)

注：兩組比較*P<0.05

2 兩組GRS評分的比較 實驗組的平均GRS評分更高，分別是20.97±2.7分VS16.13±1.54分，有顯著性差異(t=61.178,P<0.001)，見表2。

表2 兩組GRS評分的比較

3 兩組并發癥發生率的比較 兩組均無損壞輸尿管軟鏡、輸尿管撕脫、腎盂腎盞穿孔等嚴重并發癥的發生，實驗組有1例輕微的黏膜損傷，而對照組有4例，分別是3.3%VS13.3%，兩組的并發癥發生率無統計學差異(P>0.05)。

4 培訓時間 經過一定時間的培訓后，直到可在2min內尋找出左腎盞內全部3枚結石為止，記錄其所需的培訓時間。實驗結果示：實驗組10名人員分別需1.2、1.8、2.0、1.3、1.5、1.5、1.4、1.6、2.1、1.8h，對照組10名人員分別需42.3、24.4、38.4、37.2、45.1、27.8、20.5、21.7、28.1、32.9h。統計結果：實驗組1.62±0.30hVS對照組31.84±8.66h，有顯著性差異(P<0.001)。

討 論

泌尿系結石是泌尿外科常見病，在泌外住院患者中占居首位[1]，近年來，發病率有增加的趨勢。

輸尿管軟鏡靈活的彎曲角度使其在理論上能到達腎內各盞進行觀察和治療，它以微創、安全、有效等特點成為治療腎結石的理想選擇。El-Nahas等通過對體外沖擊波碎石和輸尿管軟鏡處理1～2cm的腎下盞結石的比較，認為輸尿管軟鏡在治療腎下盞結石時比ESWL更加有效，可提高結石清除率，減少再次治療的概率[2]。陳洪波等[3]也認為對于小于3cm的腎結石，輸尿管軟鏡具有創傷小、恢復快、結石清除率高等優點。而輸尿管軟鏡具有幾乎可探及整個泌尿腔道的特點而越來越被泌尿外科醫師重視[4]，它很好地解決其他手段難以解決的結石。目前輸尿管軟鏡治療腎和輸尿管上段結石在臨床上的應用日趨廣泛[5]。近年來，應用輸尿管軟鏡對腎充盈缺損檢查和活檢，使腎盂腫瘤診斷準確率提高到90%。故它已成為一種有效、微創的上尿路病因學診斷方式[6]。

從實驗結果我們可以體會到，實驗組手術時間更短，操作更熟練、更穩定、更流暢。所以，手術時間的控制、操作熟練度和穩定性也是減少并發癥發生的重要手段，本實驗采用機械手臂系統輔助可大大縮短手術時間，從另一角度來考慮，也是安全性的一個方面。故該系統是安全、可行的。

目前，針對輸尿管軟鏡的培訓模型主要包括虛擬模仿器、仿真模型及動物模型。動物模型始終處于比較重要的地位，其與真實手術基本相似，其缺點是費用較高和涉及倫理問題。豬與人類在上尿路系統較相似，且豬價格低、容易獲得，是最常用來作為泌外手術培訓的動物模型。Strohmaier等使用豬作為模型進行相關培訓，結果表明豬在組織感官及解剖結構與人基本相近，真實感更強。本實驗中，我們可以體會到，對于輸尿管軟鏡初學者來說，采用該系統輔助輸尿管操作，可以縮短學習曲線，該系統是完全可行的。本實驗不足之處是過程較簡單，未能評估復雜的碎石和取石過程，未能考慮活體復雜的內環境和呼吸的影響，下一步我們擬進行活體豬的動物實驗，檢測該系統的各項功能，以證實其關鍵功能參數，進一步驗證該系統的安全性和可行性，待動物實驗和臨床試驗完成后，并開展大規模人體環境學問卷調查，進一步研究評價該系統的臨床效果影響因素。

本研究采用遙控的方式，術者可在另一個防輻射的房間內通過該系統遙控輸尿管軟鏡進行手術，可實現準確、穩定的定位，濾除人手疲勞顫抖等缺點，使手術解剖更加精細，操作更為精準，可以明顯縮短輸尿管軟鏡術學習曲線，使手術變得相對容易，從而縮短手術的時間。并且，該系統控制輸尿管軟鏡指向性明確，可以達到徒手操作所不能達到的效果或角度，提高輸尿管軟鏡術的適用范圍。

綜上所述，機械手臂系統輔助輸尿管軟鏡進行手術的培訓時間較傳統輸尿管軟鏡短，學習曲線變短，學員進步顯著，操作穩定，安全性高。

[1] 文焰林，王安果，張宗平，等.南充地區泌尿系結石成分分析及其與國內各地結石成分的差異[J/CD].中華腔鏡泌尿外科雜志：電子版，2014,8(6)：421-427.

[2]El-NahasAR，IbrahimHM,youselfRF,et al.Flexibleureterorenoscopyversusextracorporealshockwavelithotripsyfortreatmentoflowerpolestonesof10-20mm[J].BJUInt,2012,110(6):898-902.

[3] 陳洪波，楊嗣星，宋 超，等.逆行腎內手術治療不同大小腎結石的療效分析[J/CD].中華腔鏡泌尿外科雜志：電子版，2014,8(1)：12-15.

[4] 周逢海，呂海迪，郭秀全，等.經尿道輸尿管軟鏡鈥激光治療腎和輸尿管上段結石[J/CD].中華腔鏡泌尿外科雜志：電子版，2014，8(2)：102-105.

[5] 李 源，王樹聲，陳志強，等.輸尿管軟鏡在上尿路結石治療中應用價值[J].中國內鏡雜志，2012，18(3)：317-319.

[6]GeavleteB,MultescuR,MirciulescuV,et al.Diagnosticflexibleurereroscopyinupperurinarytractpathology[J].EurUrolSuppl,2008,7(3):336.

(收稿：2016-07-29)

輸尿管鏡 結石 @機械手臂系統 動物，實驗

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Adoi:10.3969/j.issn.1000-7377.2016.12.002