综述:腔内泌尿系结石手术中的术中X线透视引导:透视工作流程、辐射剂量优化及新兴图像引导技术

《Applied Sciences》:Intraoperative X-Ray Guidance for Endourological Stone Surgery: Fluoroscopic Workflow, Radiation Dose Optimization, and Emerging Image-Guided Technologies

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月13日 来源:Applied Sciences 2.5

编辑推荐:

  腔内泌尿系结石手术常依赖术中X线透视来指导导丝与鞘管置入、逆行肾盂造影、支架定位及经皮肾穿刺。尽管单次无并发症手术的辐射暴露通常有限,但反复成像和干预会累积患者暴露量,而重复操作则导致手术室人员的职业性暴露。本叙述性综述审视了输尿管镜术(URS)、逆行肾内手术

  
腔内泌尿系结石手术常依赖术中X线透视来指导导丝与鞘管置入、逆行肾盂造影、支架定位及经皮肾穿刺。尽管单次无并发症手术的辐射暴露通常有限,但反复成像和干预会累积患者暴露量,而重复操作则导致手术室人员的职业性暴露。本叙述性综述审视了输尿管镜术(URS)、逆行肾内手术(RIRS)、经皮肾镜取石术(PCNL)及腔内联合肾内手术(ECIRS)中的透视工作流程,重点聚焦于剂量指标、暴露决定因素及实用优化策略。符合合理可行尽量低(ALARA)原则的可即时实施措施包括:低剂量和脉冲透视、降低脉冲频率、准直、最后图像保持(last-image hold)、优化C臂几何参数、防护装备、剂量测定、反馈及团队培训。证据也支持在特定患者中开展无透视或最小化透视的URS和RIRS,以及超声引导下的PCNL(包括混合超声-透视工作流程)。内镜辅助穿刺、三维重建、图像融合、导航、增强现实(augmented reality)及计算机视觉(computer vision)处于不同的临床成熟度阶段;人工智能辅助剂量优化仍属实验性,且缺乏腔内泌尿外科特异性的临床验证。需要标准化的患者和工作人员剂量学多维报告、基于证据的技术分类以及针对术式和复杂度的基准值。前瞻性多中心研究应利用临床相关结局(包括辐射剂量、结石清除率、并发症、手术时间、可用性和成本)评估整合式图像引导工作流程。
  1. 1.
    引言
    尿石症是一种复发性疾病,常需反复成像、监测和干预。现代腔内泌尿系结石手术已将结石管理从开放或高侵入性操作转向输尿管镜术(URS)、柔性输尿管镜术/逆行肾内手术(RIRS)、经皮肾镜取石术(PCNL)及腔内联合肾内手术(ECIRS)。欧洲泌尿外科学会(EAU)和美国泌尿外科学会的现行指南将这些术式视为外科结石管理的核心组成部分。
    术中成像是这些操作不可或缺的部分。在现有成像方式中,X线透视仍然应用广泛、可快速判读且紧密整合于腔内泌尿外科工作流程中。它可用于确认导丝、导管、输尿管通道鞘、穿刺针、扩张器、肾造瘘鞘、支架及不透X线结石的位置。当内镜视野局限于管腔或集合系统且触觉信息间接时,透视还提供外部空间参考。
    促进腔内泌尿外科手术的同一成像方式也带来了优化辐射安全的义务。透视使患者暴露于电离辐射,并使外科医生及手术室工作人员暴露于散射辐射。尽管单次无并发症URS或RIRS手术的相关剂量通常有限,但结石病常复发,患者可能在多年内经历多次非增强计算机断层扫描(CT)、平片、透视操作及额外干预。腔内泌尿外科医生及其他手术室人员同样可能在众多操作中累积职业性暴露。
    国际辐射防护建议规定,职业性有效剂量限值为在定义的5年期间内平均每年20 mSv,前提是任一年份的有效剂量不超过50 mSv。对于眼晶状体,推荐的职业性等效剂量限值为5年内平均每年20 mSv,且任一年份不超过50 mSv。
    EAU尿石症指南明确涉及腔内泌尿外科中的辐射暴露问题。它推荐科室辐射防护方案、遵守合理可行尽量低(ALARA)原则、测量并报告透视时间、使用剂量计、采用低剂量和脉冲透视、准直、最后图像保持、避免不必要的数字采集、穿戴防护服和护目镜,以及合理放置外科医生和C臂的位置。目标并非从每例手术中消除透视,而是有目的地使用它、精确量化暴露、减少可避免的成像,并在适当时纳入替代引导方式。
    另一个挑战涉及剂量测量。透视时间易于记录且常在泌尿外科研究中报道,但它不能完全表征患者剂量。它未考虑剂量率、射束面积、患者体型、C臂几何参数、放大倍数、脉冲频率或数字采集。医学物理学指导强调,透视时间、比释动能-面积乘积(KAP)、累积空气比释动能、峰值皮肤剂量和有效剂量描述了暴露的不同方面,不可互换。因此,在腔内泌尿外科研究中需要更全面的剂量学报告。
    本综述总结了术中X线引导在腔内泌尿系结石手术中的临床应用、患者和职业性剂量指标的解读、辐射暴露的决定因素以及实用的基于ALARA的策略。它还审视了无透视和最小化透视的操作、超声引导下PCNL、内镜辅助穿刺、三维重建、图像融合、导航、增强现实及计算机视觉方法。不同于主要关注辐射暴露或无透视技术的综述,本综述绘制了URS/RIRS、PCNL和ECIRS中特定术式的透视检查点,并将这些检查点与多维剂量学、实用剂量降低及替代图像引导技术的临床成熟度联系起来。
  2. 2.
    综述范围、文献检索与研究选择
    本叙述性综述基于对PubMed/MEDLINE、Scopus及Web of Science从建库至2026年7月30日的文献检索。检索概念将尿石症及范围内术式的相关术语(输尿管镜术、逆行肾内手术、经皮肾镜取石术和腔内联合肾内手术)与透视、辐射剂量、职业性暴露、超声引导、图像融合、导航、增强现实、计算机视觉和人工智能等相关术语相结合。为提高修订版综述的可重复性,用于针对性文献更新的数据库特定检索策略和布尔逻辑组合见补充表S1。
    合格来源包括英文临床指南、共识或辐射防护文件、系统评价和荟萃分析、随机或前瞻性临床研究,以及其他直接涉及术中成像、患者或工作人员剂量学、辐射降低策略或临床相关图像引导技术的原始人体研究。对于临床证据有限的新兴技术,若其与术中引导或辐射降低直接相关,也考虑了选定的技术、体模、可行性或材料研究;这些研究在证据综合中被明确标识为新兴或实验性。
    专注于诊断成像而无围手术期相关性、非结石操作或无合理关联到术中引导或辐射暴露的技术被排除在外。体外冲击波碎石术不在本综述范围内,因其透视工作流程和治疗过程不同于内镜和经皮结石手术。
    由于本文设计为叙述性而非系统性综述,故未预先设定PRISMA式的研究选择过程和筛选计数;也未呈现回顾性计数,因为无法可靠地重建而不暗示使用了未被采用的系统性综述方法论。未进行正式偏倚风险评估或定量合成。修订稿的结构参照了叙述性综述评估量表(SANRA)的原则,特别关注文献检索透明度、证据权重、引用及临床相关终点数据。
  3. 3.
    术中X线成像的临床作用
    术中透视在腔内泌尿系结石手术中发挥若干实用功能。它在内镜视野局限于管腔或集合系统、触觉反馈间接且仅凭内镜无法确定器械位置的场景中提供了外部空间参考。对透视的需求因术式类型、结石位置、患者解剖结构、术前支架置入、外科医生经验以及超声等补充成像的可获得性而异。
    在半刚性URS中,透视可用于确认导丝越过结石、在解剖结构或梗阻程度不确定时进行逆行肾盂造影、需要时引导球囊扩张以及确认输尿管支架位置。对于简单的远端输尿管结石,当导丝通过、输尿管镜推进、结石碎块化和支架置入可通过直视和触觉反馈充分确认时,经验丰富的外科医生可大幅减少或避免透视。当导丝位置不确定或解剖结构、梗阻、既往重建或手术难度增加了错位风险时,选择性透视确认仍是适当的。
    在柔性URS和RIRS中,透视可用于逆行肾盂造影、输尿管通道鞘置入、评估集合系统解剖结构以及最终支架定位。减辐射和超低剂量方案已在选定操作中显示出显著缩短透视时间的效果,且不增加手术时间或并发症。随后的一项前瞻性多中心随机试验评估了一种标准化无透视RIRS工作流程在选定肾结石≤20 mm患者中的应用。系统评价和荟萃分析也报告了无透视与传统腔内泌尿外科操作之间大致相当的结石清除率和并发症结局,尽管证据主要来自选定患者和经验丰富的操作者。
    透视引导下PCNL通常需要在集合系统显影、肾盏穿刺、导丝置入、通道扩张、鞘管定位及评估残留不透X线结石时进行重复成像。EAU指南将PCNL确定为一种患者辐射暴露相对较高的结石干预措施。然而,暴露量的大小因病例复杂度、穿刺技术、设备设置和操作者实践而异。
    ECIRS结合了顺行和逆行入路,可能需要协调使用和解读透视、内镜及超声信息。透视可确认逆行导管位置、穿刺轨迹、顺行导丝通过、通道扩张和设备位置。同时进行的逆行内镜可视化和超声辅助穿刺可能减少透视检查的次数。因此,ECIRS体现了从依赖透视的手术向多模态图像引导手术的更广泛转变。
  4. 4.
    辐射剂量指标与决定因素
    透视时间传统上是腔内泌尿外科报道的主要辐射指标。它简单、广泛应用,并且对质量改进有用,因为它反映了可直接修改的操作者行为。然而,透视时间并非剂量的度量。在高剂量率、大视野、放大倍数、不利C臂几何参数或大体型患者条件下进行的短暂暴露,可能比在优化的低剂量条件下获得的更长暴露释放更多辐射。反之,相同的透视时间可能对应不同的患者和工作人员剂量,原因是射束准直、脉冲频率、源-皮肤距离、影像接收器位置及数字采集的差异。主要剂量指标见表1。
    比释动能-面积乘积(KAP),历史上报告为剂量-面积乘积,代表整个照射射束面积上的空气比释动能积分,同时反映X线输出和射野尺寸。累积空气比释动能是在定义的介入参考点处测量或计算的,与潜在皮肤剂量的大小关系更密切,但它不等同于患者皮肤处的吸收剂量。峰值皮肤剂量估计了递送至任何皮肤区域的最高剂量,与长时间透视引导干预期间的确定性皮肤损伤最相关。有效剂量应用组织权重因子,以提供基于人群的全身体随机性风险估计;它是计算得出的而非直接测量,不应解释为患者特异性吸收剂量。
    职业性剂量学需要一个独特的框架。职业性暴露主要源于患者散射的辐射。剂量受操作者相对于患者和X线源的位置、C臂方向、与散射体的距离、屏蔽、操作持续时间及设备设置的影响。剂量计应始终佩戴,按机构政策定位,并按预定间隔审阅。研究应报告剂量计是佩戴在防护服下方还是上方,以及是否进行了眼晶状体或肢体监测。
    辐射暴露的决定因素可分为患者相关、操作相关、设备相关和操作者相关领域。在URS中,较长的手术持续时间和外科医生特定实践与透视时间独立相关,而结石大小、多发、透光性、术前支架置入及结石清除状态在该队列中与透视时间无关。设备相关的决定因素包括剂量模式、脉冲频率、射束准直、放大倍数、C臂几何参数、数字采集及最后图像保持的使用。结构化辐射安全培训可减少住院医师执行URS期间的透视时间。
    体型值得特别考虑,因为自动曝光控制系统可能会增加X线输出以维持大体型患者的图像质量。在PCNL中,超声辅助减少了各体重指数组的透视时间和辐射剂量,但在肥胖患者中成功超声引导穿刺的频率较低。在一项关于PCNL中医师暴露的研究中,结石负荷、鹿角形构型、手术时长和透视时长在单变量分析与更大暴露相关,而透视时长仍与主治泌尿外科医师暴露独立相关。这些发现支持进行术式和操作者特异性剂量监测,而非依赖单一通用透视时间阈值。
  5. 5.
    患者辐射暴露
    腔内泌尿系结石手术中的患者暴露通常低于许多长时间的介入放射学或心血管操作,但并非可以忽略不计。在复发性尿石症患者中,累积暴露可能产生于整个诊疗路径,包括诊断性CT、急诊成像、随访X线摄影、透视介入及重复操作。因此,在整个结石病程中而非单次手术中考虑辐射安全性。
    跨研究的定量比较具有挑战性,因为透视系统、剂量设置、患者特征、操作复杂度和报告的剂量学数量存在显著差异。代表性的多维辐射暴露数据汇总于表2。这些值应解释为研究特异性估计值或范围,而非通用参考剂量。重要的是,透视时间本身并不能一致预测辐射剂量,因为剂量率、患者体型、射野大小、几何参数、脉冲频率和采集设置也对暴露有显著贡献。
    表2中总结的研究说明,透视时间不应解释为辐射剂量的直接替代指标。不同操作和机构的剂量变化很大,即使透视时间变化很小,设备输出的降低也能显著降低辐射暴露。因此,在解读辐射暴露时,应将患者体型、病例复杂度、操作体位、透视设置和成像策略与透视时间一并考虑。
    早期URS期间的直接剂量学显示患者和工作人员暴露可测量但通常较低,并为最后图像保持和屏蔽提供了重要的历史证据。然而,使用较旧透视系统研究得出的绝对剂量值应解释为历史数据,而非直接外推至当代脉冲式低剂量C臂技术。一项后续的经过验证的人体模型研究纳入了临床透视时间,估计非肥胖男性患者的中位有效剂量为1.13 mSv,范围为0.31-7.17 mSv。这些估计值不应解释为患者特异性吸收剂量,也不能推广至所有体型、设备代际和操作设置。
    方案修改可显著降低暴露。Greene等人将平均透视时间从86.1秒降至15.5秒,降低了82%,且在简单URS期间未增加平均手术时间或并发症。在模拟URS模型中,脉冲透视相比连续透视将透视时间减少了76%,辐射剂量减少了64%,而对于大多数模拟导丝放置和结石定位任务,图像质量仍足够。这些发现支持采用操作特异性低剂量设置和简短、问题驱动的透视脉冲。
    儿科数据说明了暴露在不同操作间可能存在差异,尽管这些发现应在其原始临床背景下解读。在一个单中心儿科队列中,中位透视时间:初次URS为1.6分钟,支架置入后URS为2.1分钟,双侧URS为2.5分钟,PCNL为11.7分钟。估计中位有效剂量:输尿管镜操作为3 mSv,PCNL为16.8 mSv。这些队列特异性估计值不应直接外推至成年患者或当代低剂量方案。
    妊娠期需特别注意,因为电离辐射的正当性应尤为严格。当必须进行干预时,若能提供足够的信息以确保安全治疗,应优先选择超声和直接内镜引导。当出于母体或手术安全需要放射学确认时,不应将透视视为绝对禁忌;相反,应将其使用限制在明确指征内,并通过短时脉冲成像、严密准直、低剂量设置、避免不必要采集及仔细的手术规划进行优化。当代综述支持在有经验的中心并在适当产科支持下,将输尿管镜术作为妊娠期可行的治疗选择。
    对于未怀孕的育龄患者,主要担忧是累积性而非单次简单操作的即刻组织损伤。因此,辐射咨询应考虑整个结石诊疗路径,包括重复诊断性成像、透视引导干预及未来可能的操作。
    PCNL期间的患者剂量在各机构、时代、穿刺技术和病例复杂度水平之间存在显著差异。PCNL值得特别关注,因为肾脏穿刺和通道建立可能需要重复成像,尤其是在存在多通道、困难解剖或复杂结石的情况下。与其将PCNL定性为统一的高剂量操作,不如让研究报告病例复杂度、穿刺方法、透视设置和设备衍生的剂量指数,以便对暴露进行适当解读。
    2024年一项包含65项研究的系统评价证实了腔内泌尿外科操作中患者辐射暴露的巨大差异。在异质性研究中,报告的有效剂量PCNL高达33 mSv,URS高达6.07 mSv。这些报告的上限值不应解释为当代实践的参考剂量或预期暴露;相反,它们说明了研究间变异性的程度,以及需要报告操作类型、病例复杂度、设备设置和多个剂量学参数。
  6. 6.
    职业性辐射暴露
    腔内泌尿外科手术中的职业性暴露主要源于初级射束穿过患者时产生的散射辐射。最靠近患者和射束的操作者通常接受最大暴露,而助手、护士、麻醉人员和观察者根据其位置、屏蔽和在室内停留的时间,接受较低但非零的暴露。
    PCNL是在此背景下研究最广泛的腔内泌尿外科操作。早期的监测研究证明了PCNL期间医务人员存在可测量的暴露,尽管在使用适当预防措施时记录到的水平较低。随后的研究证实,工作人员暴露因专业角色和剂量计位置而异。一项关于透视引导操作的更广泛综述也将PCNL列为操作者暴露已被量化的干预措施之一。由于大部分早期职业性剂量学证据来源于较旧的透视系统和实践模式,这些研究报告的绝对暴露值应解释为历史数据,而非直接外推至当代低剂量实践。
    2024年一项包含21项研究的系统评价同样发现了泌尿外科医师暴露的显著异质性,并确定PCNL(尤其是俯卧位PCNL)是与最大职业性暴露相关的操作;眼部和手部暴露在俯卧位PCNL中也最高。
    四个实用原则可立即应用。第一,时间重要:应避免不必要的透视,并使用短脉冲而非连续透视观察操作进程。第二,距离重要:未积极参与透视步骤的工作人员应远离患者和射束。第三,屏蔽重要:铅或铅当量围裙、甲状腺护颈、防护眼镜以及床旁或天花板悬挂的屏蔽屏可减少暴露。第四,几何参数重要:应避免不必要的放大倍数和极端的C臂角度,探测器应尽可能靠近患者,并且在可行时通常应将X线源置于患者下方。
    职业性辐射安全不应仅依赖个人实践。科室协议应明确规定谁佩戴剂量计、剂量计放置位置、读数审阅频率以及意外值如何触发纠正措施。减少透视时间并不能完全衡量工作人员剂量,但结构化培训和反馈仍然是减少可避免暴露的实用手段。泌尿外科医师妊娠期值得特别的职业考量;近期一篇综述强调,一致的屏蔽、低剂量和脉冲透视、个人剂量测定以及机构辐射安全政策可显著降低妊娠期的职业性暴露。
  7. 7.
    基于ALARA的实用剂量降低策略
    ALARA原则应作为定义明确的围手术期工作流程来实施,而非仅仅作为一个通用口号。辐射安全的腔内泌尿外科始于术前规划,贯穿于问题驱动的术中成像,并以剂量记录、反馈和质量改进结束。特定术式的决定因素和辐射节省选项总结于表3,而分层ALARA框架见图3。
    应复习术前成像以确定结石位置、集合系统解剖结构、邻近器官及预期的穿刺难度,从而最大限度地减少探索性透视。在手术过程中,透视应回答特定的安全性或定位问题,而非持续使用。
    只要图像质量足够,就应使用短时脉冲透视、低剂量设置、降低脉冲频率、准直、最后图像保持,并避免不必要的数字采集。
    还应优化C臂几何参数:探测器应靠近患者,在可行时最大化源-皮肤距离,并避免不必要的放大倍数或极端角度。未参与成像步骤的工作人员应增加与患者的距离并使用适当的屏蔽。
    当剂量降低嵌入培训和持续质量改进时最为可持续。最近的临床数据表明,严格遵守基于ALARA的工作流程可在不影响结石清除率或并发症结局的情况下,显著降低URS和PCNL期间的DAP和透视时间。应在可行时记录透视时间、KAP和累积空气比释动能,以非惩罚性反馈方式进行审阅,并结合操作复杂度进行解读。
  8. 8.
    无透视与最小化透视的腔内泌尿外科手术
    在本综述中,“无透视”和“零透视”指未使用术中透视暴露即完成的操作;这些术语在文献中常互换使用。“最小化透视”指有意将透视限制在预定义的安全关键步骤,或在内镜、触觉或其他成像信息不足时用作补救工具的操作。这些策略代表了基于ALARA实践的延伸,而非要求在每例手术中都达到零透视。
    在半刚性URS中,导丝置入可在膀胱镜和输尿管镜可视化下进行,结石碎块化在直视下完成,远端支架位置可通过膀胱镜确认。然而,困难的输尿管解剖结构、嵌顿结石、狭窄、既往重建或不确定的导丝位置可能增加透视确认的价值。因此,仔细的患者选择和明确的转换标准至关重要。
    无透视RIRS经历了更严格的评估。一项前瞻性多中心随机试验发现,在选定肾结石≤20 mm的患者中,标准化无透视工作流程在治疗成功率方面不劣于常规RIRS,且在认为需要转换时可使用透视。系统评价和荟萃分析同样报告了无透视与传统腔内泌尿外科操作之间相当的结石清除率和并发症结局。最近,FUTURE协作组2026年一项针对随机研究的系统评价和荟萃分析发现,无透视与透视引导URS的有效性和安全性相当,仅无透视URS的手术时间略有增加。尽管如此,仔细的患者选择和备用透视的可及性仍然重要,尤其是在复杂解剖结构或困难穿刺的情况下。
    务实的方法是根据预期复杂度对操作进行分层。简单病例可由经验丰富的操作者考虑采用无透视工作流程。中等复杂度病例可采用最小化透视方案,将成像保留用于导丝确认、通道鞘置入、困难定向或支架定位。在高度复杂病例中,手术安全性应优先于武断的零透视目标,应根据需要使用透视、超声、内镜或联合引导。
    学习曲线也必须考虑。受训者应首先掌握透视解剖学、剂量意识技术、导丝行为、通道鞘阻力及补救策略方面的能力。在培训环境中,明确教授的最小化透视方案可能比默认的无透视手术更安全、更具可重复性。未来研究应报告操作者经验、受训者参与、病例复杂度、转换标准及使用透视的原因。
  9. 9.
    PCNL和ECIRS的替代与多模态引导
    PCNL可能为腔内泌尿外科手术中减少辐射暴露提供最大的替代引导机会。常规透视可快速提供集合系统显影、穿刺轨迹、导丝位置、通道扩张和鞘管定位的二维可视化,但它使用电离辐射并提供有限的软组织信息。超声无需电离辐射即可实时可视化肾脏、肾积水、靶肾盏、肾实质、周围脏器及穿刺针。
    系统评价和荟萃分析发现超声引导与透视引导PCLN之间的结石清除率和总体并发症结局大致相当。更近期的荟萃分析也报告了超声引导下辐射暴露时间更短,尽管研究间的显著异质性限制了合并估计值的精度。超声可可视化邻近组织,并可能有助于选择避开邻近脏器的通道。然而,超声引导穿刺依赖于操作者,在肥胖患者、非扩张集合系统、复杂肾盏解剖或深部靶肾盏中,图像质量或穿刺成功率可能降低。
    混合超声-透视工作流程提供了一种务实的过渡。超声可用于肾脏定位、肾盏靶向和针头推进,而透视则保留用于导丝确认、通道扩张、鞘管放置或困难解剖结构。前瞻性队列研究表明,超声引导穿刺和扩张可减少PCNL期间的透视使用。超声辅助也减少了各体重指数组的透视时间和辐射剂量,尽管在肥胖患者中成功超声引导穿刺的频率较低。
    内镜辅助穿刺是另一种辐射节省选项,尤其在ECIRS期间。同时进行的柔性输尿管镜术可识别靶肾盏并提供针头进入集合系统的直接可视化。基础临床经验证明,柔性输尿管镜辅助可在选定具有复杂集合系统或挑战性体型的患者中促进经皮穿刺。在一项超声引导mini-ECIRS的多中心回顾性队列中,输尿管镜辅助穿刺与更短的透视时长和有利的选定手术结局相关。由于仍可能使用超声或透视评估肾外轨迹和创建通道,该技术更准确地描述为输尿管镜辅助或内镜辅助穿刺,而非普遍的无透视穿刺。
    因此,未来的实践很可能是多模态的,而非局限于单一的引导方式。透视快速且熟悉,但使用电离辐射;超声无辐射并提供软组织信息,但依赖于操作者;内镜提供直接的腔内可视化,但腔外定向有限。实施也应考虑:最小化透视工作流程可能主要需要方案标准化和培训,而超声引导穿刺需要设备可用性和学习曲线,先进的导航或融合平台可能引入显著的资本成本、准备时间、维护和工作流程复杂性。因此,混合超声-透视路径可能为正在发展超声专长的中心提供一种务实的过渡。
    基于术式和复杂度的实用模态选择方法见图4。
  10. 10.
    新兴图像引导技术
    新兴图像引导技术应同时根据其潜在价值和临床成熟度来考量。三维重建和选定的图像融合或导航方法可能改善空间规划,而增强现实、机器人辅助导航、计算机视觉及人工智能(AI)辅助剂量优化仍处于较早的验证阶段。目标不应仅是技术新颖性,而是以最低合理辐射负担、可接受的工作流程和合理的成本,提供每个操作步骤所需的空间信息。
    三维CT重建是最易获得的新兴工具之一。术前CT已提供结石大小、密度和位置、集合系统解剖结构、皮肤-结石距离以及与邻近器官关系的信息。三维重建可以在规划复杂PCNL或ECIRS、异常或马蹄肾病例以及涉及肾后结肠的病例时更直观地呈现这些信息。EAU指南承认三维规划的潜在价值,但强调需要进一步的临床验证。
    图像融合和导航系统正被研究作为减少依赖重复透视定位的潜在手段。一个早期系统将跟踪的超声穿刺轨迹投影到透视图像上,并在实验室实验和单个临床病例中进行了评估。一种用于经皮肾穿刺的增强现实和人机协作框架在实验环境中改善了靶向性能,但尚未确立PCNL期间的临床有效性或辐射降低效果。
    X线探测器和闪烁体材料的进步也可能有助于未来成像效率的提升。一项关于无重金属ZnSeTe量子点基液体闪烁体的最新研究展示了高灵敏度、高分辨率X线成像性能。尽管该技术尚未在腔内泌尿外科透视中得到评估或证明能降低临床辐射暴露,但它代表了上游探测器创新的一个例子,可能最终支持更高剂量效率的成像系统。
    对于输尿管镜术,输尿管镜手术导航增强现实可视化(NAVIUS)系统结合了术前三维成像、电磁内镜追踪和增强现实可视化。在肾脏体模中的初步评估显示了改善的集合系统覆盖范围和降低的主观任务负荷,但未评估患者结局和辐射暴露。配准精度、呼吸运动、集合系统变形、灌洗液流动、内镜弯曲、工作流程复杂性和成本仍是临床转化的重大障碍。
    AI辅助剂量优化目前应归类为腔内泌尿系结石手术中的实验性应用。潜在应用包括推荐更低剂量设置、识别重复或不必要的透视事件、自动化辐射事件记录以及提供操作者层面反馈;然而,缺乏腔内泌尿外科特异性的前瞻性研究来证明辐射降低、临床获益和成本效益。因此,此类应用应被视为研究假设而非已建立的临床策略。
    计算机视觉已被用于在输尿管镜视频中分割结石和激光光纤。在该研究中,浑浊液体、镜面反射、摄像头和肾脏运动、运动模糊、出血及结石碎片被识别为损害图像质量和分割性能的因素,而非分割目标。内镜视频分析能否充分改善肾内定向、残留碎片检测或碎石效率以减少透视,仍不确定。
    新兴技术应依据临床上有意义的比较对象进行评估。一个能减少透视但增加手术时间、成本、技术失败或并发症的系统可能不会改善整体护理。因此,临床研究应报告辐射剂量、结石清除率、并发症、再干预、手术时间、成本、可用性、配准或跟踪精度以及学习曲线效应。当前辐射节省和图像引导方法的证据及临床成熟度总结于表4。
  11. 11.
    报告标准与术式特异性基准化
    关于腔内泌尿外科辐射暴露的文献仍然异质性较大。许多研究仅报告透视时间,而较少报告KAP、累积空气比释动能、估计有效剂量或工作人员剂量学。结石清除状态的定义各异,随访成像方法不同,病例复杂度报告不一致。这些差异限制了机构间的比较,并阻碍了有意义基准值的制定。
    未来研究应报告标准化的最小数据集。提出的最小报告框架总结于表5,涵盖研究背景、患者和结石特征、操作复杂度、透视和剂量学参数、图像引导策略、临床结局以及在适用时的职业性剂量学。
    至少,当代透视研究应报告透视时间以及至少一个设备衍生的剂量指标,优选在可用时报告KAP/DAP和/或累积空气比释动能。透视时间单独不应被认为足以进行患者辐射暴露的定量比较。
    术式特异性报告至关重要。不应直接将由半刚性URS治疗的远端输尿管结石与由PCNL治疗的鹿角形结石进行比较。研究应报告结石大小或体积、位置、透光性、肾积水、术前支架置入、输尿管通道鞘使用、手术时间、外科医生经验、受训者参与、解剖异常、PCNL通道数量、穿刺方法、患者体位及并发症。对于PCNL和ECIRS,穿刺应分类为透视引导、超声引导、超声-透视联合、内镜辅助或导航辅助。
    结石清除定义也需要标准化。残留碎片阈值通常包括无残留碎片或碎片≤2、3或4 mm。必须说明随访成像方式,因为CT检测微小残留碎片比超声或平片更敏感。使用不同成像方法的研究不应在不承认这一区别的情况下进行比较。
    术式特异性辐射基准可能有用,但它们应明确考虑病例复杂度和相关操作特征。一个有临床意义的基准不应由单一的通用透视时间构成;相反,它应代表可比操作和病例复杂度水平的参考分布。一项大型英国多中心研究证明了使用DAP和透视时间两者建立术式特异性参考水平的可行性,并确定了机构间的显著差异,支持采用术式特异性而非通用的基准。各机构可分别跟踪简单URS、特定肾结石负荷的RIRS、标准PCNL、mini-PCNL和ECIRS的中位透视时间、KAP和累积空气比释动能。对离群值的审查可识别设备问题、培训需求或工作流程效率低下。
    最近的系统评价强化了对多维度和术式特异性剂量报告的需求。2024年一项关于患者暴露的系统评价发现腔内泌尿外科操作中存在巨大差异,并确定PCNL通常与最高暴露相关,同时强调了缺乏术式特异性参考剂量限值。另一项2024年关于泌尿外科医师暴露的系统评价发现了研究间的显著异质性,以及在PCNL期间(尤其是俯卧位的眼部和手部操作)更大的职业性暴露。最近的多学科透视安全建议也强调标准化培训、机构监督、监测以及跨透视使用专科的最低安全标准。这些数据支持采用术式和复杂度特异性基准化,而非单一的通用透视时间目标。
    为使基准化具有临床意义,未来的多中心研究应采用相同的最小数据集,并使用标准化的患者和工作人员剂量学来比较整合式辐射安全工作流程。此类研究除了辐射指标外,还应报告操作复杂度、临床结局、实施负担和成本。
    辐射安全也应融入腔内泌尿外科教育。受训者应在培训早期学习辐射物理学
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号