输尿管软镜高压灌注：对肾脏组织学的影响

Int Braz J Urol . Mar-Apr 2021;47(2):350-356. doi: 10.1590/S1677-5538.IBJU.2020.0248.

High pressure endoscopic irrigation: impact on renal histology

目的：

输尿管软镜手术期间的高肾内压与不利的肾组织变化以及肾盂静脉回流有关。我们的目的是研究模拟输尿管镜检查期间各种肾内压力变化对肾组织学变化和液体外渗的影响。

材料和方法：

将输尿管完好的 24 只幼猪肾用 Olympus 输尿管软镜（带或不带输尿管通路鞘）插管，并在灌注压设置为 50 毫米、100 毫米和 200 毫米汞柱的恒定压力下进行灌注盐水冲洗 30 分钟。肾组织样本被收集、处理和染色，并由不知情的病理学家评估水渗透到肾实质的程度，作为从尿路上皮到肾囊的总实质厚度的百分比。

结果：

在灌注压设置为 50、100 和 200 毫米汞柱时，在没有输尿管通路鞘的情况下，皮质小管中存在水的肾脏组织渗透的平均百分比分别为 33.1、31.0 和 99.3%，而在有输尿管通路鞘的情况下为 0、0和 18.8%，分别。总体而言，与没有鞘的肾脏相比，具有通路鞘的肾脏在所有压力下表现出较小的平均组织穿透力（6.3% 对 54.5%，p=0.0354）。在放置鞘管的肾脏中，11% 的肾脏表现出水标志，而没有放置鞘管的肾脏则为 56%。

结论：

加压内窥镜冲洗导致液体大量外渗到肾实质。在离体猪模型中，输尿管镜检查期间，较高的肾内压与灌注液渗透增加有关。

前言

输尿管镜检查、经皮肾镜取石术和梗阻系统中的肾积水可能导致高肾内压，并可能导致肾盂静脉回流现象，肾穹窿和肾静脉之间存在尿液相通（1-3）。超过 20-40 毫米汞柱的肾内压已被证明会导致肾盂静脉回流 (4, 5)。在使用大量手动冲洗的内窥镜手术过程中，肾内压可能非常高，甚至超过 400 毫米汞柱 (6)。在经皮肾镜取石术中，已经证明高肾内压引起的肾盂静脉回流与术后发热有关 (5, 7)。一项研究表明，输尿管镜检查后，全身炎症反应综合征 (SIRS) 的发生率可能约为 8%，并且当使用输尿管通路鞘 (UAS) 时，较大的直径可能与较低的 SIRS 发生率相关 (8)。奥格等人通过经皮肾造瘘管使用压力传感器研究了输尿管软镜检查期间的肾内压，发现当 UAS 就位时，肾盂输尿管镜的平均肾内压降低了一半以上（94 毫米汞柱对 41 毫米汞柱），此外，更大直径的 UAS 已被证明可以降低肾内压并改善冲洗 (10)。

本研究的目的是评估离体输尿管镜检查期间的冲洗压力如何影响集合系统冲洗液在猪肾系统中使用墨水标记对组织学的组织渗透深度。我们假设较高的肾内压与墨水渗透深度的增加有关，并且使用 UAS 会降低肾内压和组织的程度 渗透。这些实验的目的是为未来的研究提供基础框架和概念证明，这些研究可能会选择使用这些方法来研究肾盂回流和肾盂液体外渗。

材料和方法

具有完整输尿管的肾脏取自当天处死的 FDA 级猪。猪的年龄在5至6个月之间，平均体重为73公斤，为雄性。所有公猪都在出生后的 5 天内被阉割。肾脏系统是从附近的屠宰场新鲜获得的。实验在猪死后 6 小时内进行。在模拟输尿管镜检查的其他实验中已经证明使用离体猪肾系统 (11)是有效的。

为了评估肾内压力对液体外渗到肾脏组织的影响，我们进行了实验，其中输尿管镜逆行进入输尿管 - 肾模型并灌注液体以产生压力。肾脏被分为四个压力组，在这些压力组中，冲洗液的外部压力将保持不变：50 毫米汞柱、100 毫米汞柱、200 毫米汞柱和无额外压力。对于每个压力设置，在使用鞘的肾脏上进行三个实验，在没有鞘的肾脏上进行三个实验。

每个实验使用单独的肾脏。总共使用了 24 个肾脏——每个压力组中的每个鞘组或无鞘组 3 个。首先，将一个 8.4F 输尿管软镜（Olympus URF Type P5，Olympus，Center Valley，PA）插入输尿管，带或不带输尿管通路鞘。对于鞘的实验，使用 Flexor（Cook Medical，Bloomington，IN）进入鞘，长度为 35 厘米，内腔和外腔直径为 12/14F。在这样的实验中，鞘被推进到输尿管 - 肾盂交界处（UPJ），并在远端输尿管周围用松散的圆周 1-0 丝带固定到位，以防止鞘滑落到远端输尿管并保持它们的位置，在不使用通路鞘的实验中，输尿管同样固定在输尿管镜上，尖端位于肾盂内。对于这些实验，目的不是模拟输尿管镜检查（不进行输尿管镜操作），而是可靠地产生一致的肾内压。生理盐水与黑色墨水混合制成 1.0% 的溶液。冲洗液直接连接到输尿管镜 3.6F 工作通道。压力是使用包裹在新的 3 升生理盐水墨水袋周围的压产生。压力计不断调整以保持在 50、100 和 200 毫米汞柱的恒定压力下。对于没有额外压力的对照组肾脏，使用 3L 冲洗袋，不施加压力，但由于盐水袋的壁张力与内窥镜通道水平放置，因此具有流动性。一旦在肾脏内打开流动，每个实验中的压力保持 30 分钟。使用通用电气 CardioLab® 使用位于输尿管肾盂交界处的 5Fr 导管连续监测肾内盆腔压力，并沿输尿管镜逆行放置。

冲洗灌注液流 30 分钟后，将肾脏分成两部分，从上极和从尿路上皮延伸到肾囊的下极采集全厚度组织样本。仔细采集样品以使其在整个实验中均一。样品在 10% 福尔马林溶液中固定 7 天。处理后，样品进行石蜡包埋，切成8微米切片，苏木精和伊红染色。然后将样本随机分配一个研究识别代码，并将其发送给不知情的泌尿病理学家，由他们评估墨水的存在和位置。穿透深度被确定为从尿路上皮到肾囊的最大距离，结果以从尿路上皮到肾囊的移动百分比表示。深度表示为薄壁组织总厚度的百分比。评估小管是否存在损伤。使用比例的 Fisher 精确检验和均值的 Wilcoxon 符号秩检验进行统计分析。

结果

总共使用了 24 个肾脏，平均单个肾脏重量为 160.3 克（SD 21.5 克）。与在所有冲洗血压计压力设置下使用护套时相比，未使用护套时观察到的肾内压更高 (p<0.001 用于在每个压力设置下进行比较）（表 1）。未接受加压冲洗的对照肾脏表明墨水没有组织渗透。在血压计压力为 50、100 和 200 毫米汞柱时，墨水从尿路上皮到肾囊的组织渗透平均百分比深度分别为 33.1、31.0 和 99.3%，而没有 UAS，则为 14.0，分别为 0 和 18.8%（图 1）。在 200 毫米汞柱的血压计压力下，置入鞘管的穿透力显着低于未置入鞘管 p=0.046。

表格1 在有和没有鞘的情况下，在各种冲洗压力期间观察肾内压力。

图1 压力计上不同压力设置下墨水渗透深度的测量。数据显示为渗透百分比计算为墨水灌注到尿路上皮小管的最大距离除以尿路上皮的总距离......

图2 具有苏木精和伊红染色的肾实质切片，显示墨水灌注到肾小管中。该肾脏属于血压计设置为 200 毫米汞柱而没有鞘的组。2A：肾实质切片的低倍率检查 (100x)，

压力计上不同压力设置下墨水渗透深度的测量。数据显示为渗透百分比计算为墨水灌注到尿路上皮小管的最大距离除以尿路上皮的总距离。总体而言，与没有鞘的肾脏相比，带通路鞘的肾脏在所有压力下的平均组织穿透更小（6.3% 对 54.5%，p=0.035）。在没有 UAS 的情况下，在 50、100 和 200 mmHg 的压力下，存在任何墨水进入皮质小管的肾脏比例分别为 0.33、0.33 和 1.00，而在有 UAS 的情况下，分别为 0、0 和 0.33。组织灌注的例子如图 2 所示。五个肾脏中的四个表现出涉及髓质的显着肾小管损伤，伴有肾小管上皮脱离或移位，没有鞘。

讨论

在这项研究中，我们描述了可以使用墨水混合物测量液体外渗到肾实质的方法。我们证明较高的肾内压力与墨水进入肾实质的距离增加有关。这种方法可以为未来旨在测量泌尿外科手术及其相关压力对冲洗液外渗和肾盂静脉回流的影响的实验提供基础。这项研究的目的不是在人类中复制真正的输尿管镜手术，而是为未来的研究提供一个框架，以使用这些方法。

研究表明，冲洗液和肾组织损伤的肾盂静脉回流程度可能取决于肾内压，从而强调了内窥镜手术过程中肾内压的重要性。Schwalb 等人的一项研究。发现在小型猪肾中，肾盂输尿管镜检查期间肾内压最高可达 439 毫米汞柱 (12)。在该研究中，与低压相比，暴露于高压的肾脏的组织学变化更多：急性地，高压肾脏表现出小管空泡化和退化，而亚急性高压肾脏则有肾小管瘢痕形成的证据。然而，尚不清楚这些组织变化的长期临床意义可能是什么。研究评估了接受输尿管镜检查的轻度至中度肾功能不全患者的结果，发现该程序似乎与长期肾功能损害无关 (13, 14)。高肾内压也与感染并发症有关。在一项比较 mini-PCNL 与常规 PCNL 的研究中，mini-PCNL 手术表现出更高的肾内压和更高的终末器官损伤率 <0.001，此外，持续的高肾内压与术后发热有关 (8)。这些数据表明，在某些情况下，高肾内压可能会导致不良后果。

我们的研究没有专门测量高肾内压期间的细菌，而是使用墨水作为标记。我们相信，这种监测墨水灌注的技术可用于实验，其目标是评估受感染液体甚至肿瘤的组织内渗。研究推测用于诊断和治疗上尿道上皮癌的内窥镜手术是否会在上尿道“播种”额外的癌症并导致肿瘤细胞植入肾实质，但内镜监测并未显示临床结果发生显着变化（16， 17)。使用我们在研究中展示的方法，该主题有可能在离体或体内动物模型中进一步研究，使用肿瘤细胞和墨水来可视化组织渗透。

我们进行这项研究是为了证明肾内压对内窥镜手术过程中冲洗液外渗程度的影响。研究表明，在使用猪模型的模拟输尿管镜检查中，高灌注压力与墨水渗入肾组织的显着增加有关。我们发现墨水穿透小管内外的能力的压力依赖关系，随着鞘的放置而消失。通过允许带有鞘的冲洗液出口，在相同的输注压力下肾内压较低。这些结果为越来越多的文献提供了进一步的证据，即输尿管通路鞘可能有助于保护肾组织免受损伤和全身感染。没有通路鞘的实验包括围绕输尿管的系带，以防止输尿管镜向远端滑动，这几乎肯定会阻止液体在输尿管镜周围流动。执行这些方法是因为我们的目标是保持肾内压力相对恒定。其他研究表明，输尿管镜检查期间液体顺行渗漏对于帮助降低压力和促进冲洗很重要 (18)。在我们的研究中，由于我们试图保持压力计的恒定压力，可能存在可变的肾内压力。我们使用了有和没有通路鞘的实验，因为先前的研究表明，在内窥镜手术过程中使用鞘可能会降低肾内压 (19)。有趣的是，在 100 毫米汞柱压力设置下甚至更低压力设置下的一些实验没有显示墨水外渗。这可能是由于石蜡化组织准备过程中的冲洗过程，并且可能是使用墨水作为标记的限制。对于这些方法可能出现的后续实验，可以研究压力调节对一种流体渗透的影响。一项回顾性比较输尿管镜检查与手动手动冲洗与重力压力袋的研究表明，手动冲洗队列的术后发热、SIRS 和急诊科就诊率较高 (20)。可能是压力的快速、瞬时变化更有可能导致冲洗液回流。

输尿管镜检查对人体肾脏的组织学影响尚不清楚。我们的研究使用了猪肾，这些猪肾已被验证为合适的人肾模型 (21, 22)。这项研究有几个局限性。我们没有进行真正的模拟输尿管镜检查，因为在手术过程中没有操纵内窥镜，没有对结石进行主动激光照射，并且内窥镜固定在输尿管上以保持一致的肾内压力。我们每个实验也只运行了 30 分钟。因此，本研究中的程序并不反映现实生活中的人类输尿管镜检查。然而，激光或结石运动对尿路上皮的损伤可能提供一种机制，用于集合系统冲洗液渗入肾实质，我们无法研究。此外，由于输尿管镜难以从松软的无收缩输尿管中滑出，我们需要在远端输尿管周围轻轻系上丝带，这可能会增加所有实验压力的肾内压力并减少顺行流量。我们的目标不是模拟真正的人体输尿管镜检查，而是展示肾内压力对冲洗液组织渗透的影响，并评估这些影响是否通过放置通路鞘来减轻。此外，我们尝试在实验完成后从每个肾脏的上下两极收集统一的样本。不知情的泌尿病理学家通过墨水渗透测量了尿路上皮到最靠近肾囊的小管的距离。然而，切片中样本切割方式的细微变化可能会改变这个最大距离，因此使用百分比而不是原始距离。未来的研究可能会在猪模型中使用真实的体内柔性输尿管镜检查在更临床的情况下评估组织渗透。在未来的调查中也可以评估回流的替代途径。在这里，黑色墨水是监测液体外渗的替代品，但由于墨水分子会结块并卡在小管中，因此墨水的总迁移可能会低估肾内液体渗透的程度。

这项研究表明，在输尿管镜检查中，已知的肾内压变化很大 (9)，增加冲洗压力会导致墨水更深的组织渗透。此外，当不使用 UAS 时，墨水的组织渗透率更高。使用通路鞘时，组织穿透力没有显着增加。我们得出结论，在高肾内压环境中使用墨水的技术是测量液体外渗到肾组织的可靠方法。

结论

输尿管镜检查对人体肾脏的组织学影响尚不清楚。该研究表明，在猪模型中，模拟输尿管镜检查中较高的盐水冲洗压力导致肾内液穿透组织的程度增加。未来的研究可能会使用墨水具有标记来监测其他临床情况下的液体外渗。