3D打印技術聯合經皮腎鏡取石術治療腎結石的Meta分析

吳 晃 付宇強 何綦琪 包軍勝

(蘭州大學第二醫院1 泌尿外科醫學中心,2 泌尿外科研究所,3 甘肅省泌尿系統疾病研究重點實驗室,4 泌尿外科三病區,甘肅省蘭州市 730030)

3D打印技術是近年來發展迅速的新技術,其在頜面重建、骨科、心臟外科、神經外科等領域中的應用具有顯著優勢,同時在術前溝通、術前規劃和穿刺技術培訓、預測手術效果等方面發揮重要作用[1-2]。經皮腎鏡取石術(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)是一種通過建立從皮膚切口至腎臟和輸尿管的通道,對腎及輸尿管內結石進行碎石及取石的手術,是治療平均直徑大于2 cm的腎結石的一種標準、安全、有效的方法[3]。但PCNL術中及術后出血、感染、殘留結石等并發癥的發生率較高,已成為困擾泌尿外科醫生的主要問題。這些并發癥主要是由于腎穿刺過程中通道選擇不當導致血管損傷,特別是在處理復雜性腎結石及腎積水量較少時。目前,靜脈尿路造影、X射線、超聲、CT等影像學檢查常被用于腎結石的診斷,但這些檢查并不能為手術提供直觀、精確的穿刺定位,而3D打印技術可以很好地解決這一難題,但3D打印技術在泌尿外科中的應用仍處于初步探索階段。因此,本文對3D打印技術聯合PCNL在腎結石中的應用效果進行系統評價,以期為其在臨床中的應用提供依據。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索 計算機檢索中國知網、維普智立方、萬方數據知識服務平臺、中國生物醫學文獻服務系統、PubMed、The Cochrane Library、Embase、Web of Science等數據庫,檢索時限均為建庫至2021年3月8日。采用主題詞和自由詞相結合的方式進行檢索,中文檢索詞包括“3D打印”“3D打印技術”“經皮腎鏡取石術”“腎結石”等;英文檢索詞包括“3D printing”“3D printing technology”“percutaneous nephrolithotomy”“kidney stone”等。

1.2 文獻的納入和排除標準

1.2.1 納入標準:(1)研究類型為臨床隨機對照試驗和/或病例對照試驗;(2)研究對象為臨床確診的腎結石患者;(3)觀察組的干預措施為3D打印技術聯合PCNL,對照組的干預措施為PCNL;(4)結局指標包括清石率、手術時間、住院時間、并發癥、術中出血量、一次穿刺成功率;(5)文獻類型不限,語言只包括中文和英文。

1.2.2 排除標準:綜述、病例報告、會議論文、評論、動物實驗、重復發表的文獻;(2)文獻數據不全或缺失,聯系原作者仍無法獲取;(3)文獻中無對照組;(4)結局指標只包含本研究結局指標中的一項。

1.3 文獻篩選和資料提取 由兩名研究員獨立篩選文獻、提取資料并交叉核對,如遇分歧則咨詢通信作者協助判斷,如資料缺乏則盡量與原作者聯系給予補充。文獻篩選時首先閱讀標題和摘要,在排除明顯不相關的文獻后,進一步閱讀全文,最終確定是否納入。提取的資料主要有:(1)文獻的基本信息,包括文獻的題目、第一作者、發表時間等;(2)研究對象的基線特征,包括研究類型、樣本量、性別、年齡等;(3)結局指標及其評估結果。

1.4 納入文獻的質量評價 對于臨床隨機對照試驗(randomized clinical trial,RCT)的文獻,采用Jadad評分進行質量評估,分數≥4分被認為是高質量文獻;對于非RCT的文獻,采用紐卡斯爾-渥太華量表[4]評分,分數>5分被認為是高質量文獻。

1.5 統計學分析 采用RevMan 5.4軟件進行統計分析。計量資料的效應量為均數差(mean difference,MD),計數資料的效應量為比值比(odd ratio,OR),效應量均給出點估計值及95%CI。采用χ2檢驗評估研究間的異質性(檢驗水準為ɑ=0.05),同時結合I2檢驗定量判斷異質性的大小。若各研究結果間異質性無統計學意義(I2≤50%且P>0.05),采用固定效應模型進行Meta分析;若各研究結果間異質性存在統計學意義(I2>50%或P≤0.05),則進一步分析異質性來源,在排除臨床異質性的影響后,采用隨機效應模型進行Meta分析。采用漏斗圖進行發表偏倚檢驗。以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 文獻檢索結果 初步檢索共獲得相關文獻81篇,經逐層篩選后,最終納入6個RCT[5-10]和3個病例對照試驗[11-13]。文獻篩選流程及結果見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.2 納入文獻的基本特征與質量評價 共納入9篇文獻,其中6篇文獻為RCT,3篇文獻為病例對照試驗,共納入579例患者,其中觀察組283例,對照組296例,納入文獻基本特征見表1。RCT和非RCT的質量評價見表2。

表1 納入文獻的基本特征

表2 RCT和非RCT的質量評價

2.3 Meta分析結果

2.3.1 清石率:共有7篇文獻[5-6,8,10-13]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者清石率的影響,各研究結果間異質性無統計學意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組的清石率高于對照組(P<0.05)。見圖2。

圖2 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者清石率影響的森林圖

2.3.2 手術時間:共有7篇文獻[5-6,8,10-13]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者手術時間的影響,各研究結果間異質性存在統計學意義(I2>50%或P≤0.05),故采用隨機效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組與對照組的手術時間差異無統計學意義(P>0.05)。見圖3。

圖3 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者手術時間影響的森林圖

2.3.3 住院時間:共有7篇文獻[5,8-13]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者住院時間的影響,各研究結果間異質性無統計學意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組的住院時間短于對照組(P<0.05)。見圖4。

圖4 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者住院時間影響的森林圖

2.3.4 并發癥:共有7篇文獻[5,8-13]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者并發癥的影響,各研究結果間異質性無統計學意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組的并發癥少于對照組(P<0.05)。見圖5。

圖5 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者并發癥影響的森林圖

2.3.5 術中出血量:共有4篇文獻[7,10-12]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者術中出血量的影響,但王建喜等[12]的研究數據存在較大的異質性(見圖6),故將其刪除。只對其余3項研究[7,10-11]進行分析,研究結果間異質性存在統計學意義(I2>50%或P≤0.05),故采用隨機效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組術中出血量少于對照組(P<0.05)。見圖7。

圖6 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者術中出血量影響的森林圖

圖7 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者術中出血量影響的森林圖

2.3.6 一次穿刺成功率:共有3篇文獻[5-7]分析了3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者一次穿刺成功率的影響,研究結果間異質性無統計學意義(I2≤50%且P>0.05),故采用固定效應模型進行Meta分析。結果顯示,觀察組的一次穿刺成功率高于對照組(P<0.05)。見圖8。

圖8 3D打印技術聯合PCNL對腎結石患者一次穿成功率影響的森林圖

2.4 發表偏倚 針對各結局指標繪制漏斗圖進行發表偏倚檢驗,結果顯示清石率、住院時間、并發癥、術中出血量、一次穿刺成功率的圖形分布對稱,提示不存在發表偏倚,見圖9至圖13;手術時間的漏斗圖不完全對稱,提示可能存在發表偏倚,見圖14。

圖9 并發癥的漏斗圖 圖10 術中出血量的漏斗圖 圖11 一次穿刺成功率的漏斗圖

圖12 清石率的漏斗圖 圖13 住院時間的漏斗圖 圖14 手術時間的漏斗圖

3 討 論

腎結石是泌尿系統的一種常見疾病,其特點是復發率高[14]。PCNL 是治療腎結石的一種微創技術,由Fernstr?m和Johansson于1976年首次建立,用于治療平均直徑大于2cm的腎結石、多發性結石、鹿角形結石或體積較大的腎下盞結石[15]。治療的主要目標是絕對清除結石,并盡量減少并發癥的發生。盡管該技術在治療腎結石方面取得了較好的效果,但術中和術后的并發癥發生率仍較高[16]。PCNL可引起Ⅳ級腎損傷,在穿刺、管道擴張和結石崩解過程中可能發生失血[17],輕者術后經腎造瘺管壓迫止血即可,嚴重者需要介入栓塞治療甚至腎切除治療。出血量增加的原因可能與手術時間長,以及結石密度大需要更高的能量進行碎石進而導致腎臟的熱損傷有關。同時,對于體積較大、形狀復雜和多發的腎結石,需要更多數量的經皮通道,可導致腎血管損傷概率增加。Turna等[18]對193例接受PCNL治療的患者進行分析發現,鹿角形結石和結石大小可作為術中出血的預測因素。因此,減少通道數量、精準穿刺、縮短手術時間是避免PCNL術中及術后出血的關鍵。

目前3D打印技術已經廣泛應用于臨床。如在對腎腫瘤進行診治的過程中,通過3D解剖模型,外科醫生不僅可以精確識別腫瘤的位置和腫瘤特異性血管的方向,量化腎缺損的大小,還可以預測血管和集合系統的位置,從而在手術切除腫瘤時盡可能減少副損傷。Jiang等[19]分析了3D打印技術在腹腔鏡腎腫瘤部分切除和復雜腎腫瘤中的應用效果,發現3D打印技術引導下的腹腔鏡腎部分切除術在縮短手術時間與熱缺血時間、減少術中失血量、降低并發癥發生率及改善腎小球濾過率等方面均優于常規腹腔鏡腎部分切除。Fan等[20]分析69例局限性腎癌患者的臨床資料后發現,使用3D模型可以更好地幫助腎評分≥8分的患者規劃和實施腹腔鏡手術治療。3D打印技術還可以用于指導前列腺癌的切除[21],且還可以提高前列腺活檢陽性率[22]。Atalay等[23]發現基于3D打印技術的盆腔系統模型能夠增加PCNL患者術前對盆腔系統解剖結構的了解。Xu等[24]分析了12例鹿角結石患者的臨床資料發現,3D打印技術可以提高單通道經皮腎鏡取石術治療鹿角形結石的清石率。

本研究對3D打印技術聯合PCNL在腎結石中的應用效果進行系統評價,結果顯示,相比于傳統PCNL,3D打印技術聯合PCNL能夠提高患者的清石率和一次穿刺成功率,減少或降低住院時間、并發癥發生率及術中出血量。清石率是評估腎結石手術效果的重要參數,本研究中,觀察組的清石率為60%～97%,高于對照組,但未能達到100%清石率的理想狀態,可能與本研究納入文獻中的結石成分、結石數目及結石復雜程度不盡相同有關。觀察組的一次穿刺成功率高于對照組的原因可能是3D打印技術可以根據患者影像學資料進行模型構建,幫助術者熟悉穿刺部位及通道;而觀察組住院時間短于對照組的原因可能是3D打印技術在一定程度上可以避免術后并發癥的發生,從而縮短住院時間。PCNL術后并發癥除常見的出血、感染外,還有腎周血腫、胸膜炎、血尿、其他臟器損傷等。本研究納入的文獻中只對并發癥總發生率進行統計,結果顯示,觀察組并發癥發生率低于對照組。以上結果提示,3D打印技術可以清晰顯示腎臟內血管分布、結石大小和位置,從而提高穿刺精度,減少腎損傷和鄰近器官損傷。但本研究中兩組的手術時間差異無統計學意義(P>0.05),可能與樣本量較小有關。

本研究的局限性:納入文獻中隨機對照試驗較少,且樣本量較小,可能存在統計分析偏倚風險,今后還需更多的大樣本、多中心研究進一步證實3D打印技術聯合PCNL治療腎結石的優勢;文獻篩選過程可能存在搜索不全及發表偏倚的問題。

綜上所述,3D打印技術聯合PCNL可提高腎結石患者清石率和一次穿刺成功率,縮短或降低住院時間、并發癥發生率及術中出血量,臨床療效和安全性較佳,效果優于單獨使用PCNL,值得臨床應用推廣。