泌尿传奇：输尿管镜的发展

输尿管镜取石

输尿管镜现在是上尿路诊治的重要手段。早期内镜只能对输尿管进行观察，灌注通道和工作通道出现后，性能和实用性得以提高，输尿管镜才具有治疗作用。这一过程取决于制作材料和输尿管镜设计的进步。

1912年，美国约翰霍普金斯医院的休.杨完成了世界首例输尿管镜检，他用儿童膀胱镜给一后尿道瓣膜患者行膀胱镜检时，无意间膀胱镜进入扩张的输尿管。此病例当时未报道，1929年，在一篇有关先天性尿道瓣膜综述中，休.杨提及此病例。

专用输尿管镜的发展起源于光纤成像的出现。早在1840年代，Colodon引入光的内反射和光导或光纤概念。Babinett演示了光可通过弯曲的玻璃柱体传导。1927年和1930年，Baird和Hansell分别申请了光纤传输图像的专利。1957年，Curtiss开发了玻璃光纤提高图像传输质量。同一年，Hershkowitz用光纤制作的首款软胃镜，并在自己身上试验。此事极大促进了其他专业内镜的发展。

1960年，马歇尔使用了9F软光纤镜，没有内通道和可曲控制，在开放输尿管切开时，用以检查其内结石。2年后，即1962年，MacGovern和Walzak制作了首条经尿道软输尿管镜，马歇尔报道了此事，9F光纤输尿管镜通过26F麦卡锡内镜进入左输尿管观察结石情况。1968年，Takagi等描述了软光纤输尿管镜的应用，他们用70cm长8F外径纤维镜观察尸体和患者肾脏和肾乳头，此时内镜头端不能转向，他们认识到头端控制方向的必要性，也体会到输尿管镜上行的困难及灌注不足。他们开始用膀胱镜鞘帮助输尿管镜置入，后采用软引导鞘辅助，并经其灌注液体。由于体积的限制，此输尿管镜不能转向，也没有灌注通道。

大约10年后，硬质输尿管镜出现了，在此之前，有人用儿童膀胱镜行输尿管检查。Goodman和Lyon分别报道用儿童膀胱镜行女性经尿道输尿管镜检，长镜体出现后，1979年，Lyon 报道男性输尿管镜检。这些输尿管镜外径13F，检查前需行输尿管预扩张。输尿管镜增加工作通道后，输尿管镜才可用于治疗应用。1981年，Das完成了首例经尿道输尿管镜直视下套石篮取石术。1982年，Huffman采用23cm长输尿管镜治疗16例远端输尿管结石。成功率高达69%，但限于镜体长度，只能处理远段输尿管结石。Perez-Castro和Martinez-Piniero报道用41cm长硬质输尿管镜，部分人可达肾盂。同时其他人也设计制作了各种不同长度和不同外径的输尿管镜，有的可更换透镜，这些输尿管镜的工作通道为4-5F，可通守套石篮、活检钳和导丝等。1983年，Huffman等证实了长输尿管镜的安全性，同时报道首例输尿管镜超声碎石术。超声碎石在2.5cm口径长超声探杆出现后得以实现，治疗结石时，先经输尿管镜检确定结石并以套石篮固定，再拆卸长输尿管镜透镜，超声探杆通过输尿管镜鞘，通过触觉技术，凭感觉击碎结石并取出碎片，此过程需反复检查再碎石多次。Huffman曾说：“任何可见的结石，都可以通过套石篮、异物钳和超声探杆清除。“

输尿管镜直工作通道

输尿管镜的进一步发展是超声探杆变细至4F，并有了直的工作通道，观察目镜偏于侧方，另有一侧方开口用于置入套石篮，这样就能在直视下行超声碎石了。虽然只有很小的碎片可通过探杆，但结石清除效果很好。另外一种输尿管镜用碎石工具是液电碎石，1970年代发展后首先成功用于膀胱碎石术，最初用于非直视输尿管镜碎石时，常致输尿管损伤而狭窄。后液电探杆细至3F，可直视下碎石，安全性有了保障。后来，液电探杆进一步缩小至2.5F,1.9F和1.7F，而且本体柔软，可用于后来的软输尿管镜碎石。这些输尿管镜的发展可让人视野进入远端输尿管、近端输尿管和肾盂，于是一种软输尿管镜可到达整个肾脏集合系统成了迫切需要。即使配合转向和灌注输尿管鞘，最初的无转向或被动转向软输尿管镜无太多实用价值，细软输尿管镜如通过硬质输尿管鞘，也因灌注不良，转向受限不适临床应用。1980年代，可转向的软输尿管镜出现，这种软输尿管镜有工作通道，可置入导丝，可无需早期所用的固定鞘，主动和被动转向软输尿管镜可达肾下盏。转向175°是输尿管镜到达下盏的标准要求，此时还需术中造影辅助引导，而转向仍受镜体通道和集合系统本身的限制。当在反向转向功能软输尿管镜出现后，到达下盏显得较为容易。最早的有实用价值的可转向软输尿管镜由日本奥林帕斯公司生产。在1980年代早期，此款软输尿管镜由旧金山的Robert Kahn和费城的D. Bagley共同使用，每周2次由联邦快递往返运输。这种儿童支气管镜改造的软输尿管镜通过拇指下压控制镜体头端上转向。第2家生产软输尿管镜的公司是美国的ACMI，其产品是AUR系列。AUR8镜体8.5 F，工作通道2.5F，AUR9 镜体9.8 F，工作通道3.6F，二者均为单向转动，拇指下压，镜体头端下转向，此设计考虑到软输尿管镜进入中盏和下盏时多需下转向。对拇指运动而言，向下运动效率最高，另外在逻辑上，也符合向下对向下。此软镜镜头有一8° 的倾斜，有利于工作通道器械的操作。如为0°，工作器械不能位于视野中心。后来出现的AUR7可双转向，镜体7.4F， 工作长度30 cm，更有利于置入输尿管内。最初的设计是从手柄至尖端逐步变细，但制造困难，后改为在工作长度30cm处再变细，但变细处在推进镜体或转动镜体时易扭曲。此后的软输尿管镜厂家从耐用性考虑，多采用较粗的镜体。早期软输尿管镜用光纤传导图像，后出现数字软输尿管镜，也称为视频镜或在尖端置光感芯片。最初的数字软输尿管镜镜体粗，将近12F，价格昂贵。Storz公司首先将数字软输尿管镜镜体缩小至8.4F，现在多数公司镜体在8.5F。 大多数视频内镜安装有滤镜保护，可用钬激光，但对Neodynium:YAG激光无相应装置，激发时，视野受影响，对一些一次性软输尿管镜，在激发电凝时，也有部分视野丢失。软输尿管镜现仍较昂贵，但随相互竞争和芯片价格下降，不久的未来，应有明显的价格降低。软输尿管镜昂贵易损，临床上，有报道平均使用次数10-100次不等，多数报告为20-40次。唯一的100次报道，软输尿管镜由2位泌尿外科医生使用，每次用后亲自清洗消毒。为解决消毒和破损问题，使用一次性输尿镜是一种方法。早期的一次性软输尿镜，其包含成像系统的手柄需重复使用。

Van Tec一次性软输尿管镜

VanTec生产了首款有实用性的一次性软输尿管镜，有2种型号，尖端7F和8F，有一工作通道，但无转向功能，此公司还产生了7F的细硬质输尿管镜，但Boston Scientific收购此公司后，一次性软输尿管镜项目被中止。巴德公司Bard生产了类似的一次性软输尿管镜，手柄需复用，有转向功能，但转向缓解且操作困难。其他公司也曾尝试一次性软输尿管镜，但多因各种设计缺陷而以失败告终。2016年，Boston Scientific生产了LithoVue一次性软输尿管镜，镜体9.5 F，双转向，抗扭转，数字式清晰成像。近几年来，国内外的一次性软输尿管镜已快速发展，已近完全替代传统的软输尿管镜。

1980年代，硬质输尿管镜向更细，多通道方向发展，首先是纤维光纤替代原有的透镜系统，这种输尿管镜称为半硬质输尿管镜，其镜体仍是金属制成，但有一定的弯折度而不损坏镜体。首款半硬质输尿管镜有2个工作通道，每个为2.3F，尖端为7.2F，这种输尿管镜可直接进入输尿管口，而无需预扩张，通道可置入脉冲染料激光光纤，但不能置入取石钳或活检钳等。此后类似的输尿管镜有了3.4 和2.3F 工作通道。ACMI MR-6应用较广，有3F工作通道。这些输尿管镜尖端为平头设计。还有一些输尿管镜类端采用鸟喙样或唇样设计，这种设计是沿用膀胱镜尖端设计，但在输尿管镜时，似无必要。输尿管镜工作通道的变化是为适应内镜操作器械的需要，早期套石篮和抓钳达

5F或更粗，为适应输尿管镜工作通道，这些器械也相应变细。在1980年代，4F套石篮已让VanTec 的Jim Vance 惊叹不已，现在套石篮也缩小至3F, 2.5F，甚至有更细的2F。早期的套石篮是螺旋状，由不锈钢制成，为Dormia设计。后来有一重要进步，即引入Segura，由相互垂直的双环构成，可抓取较大结石，在经皮肾镜时取石作用大，也可用于输尿管镜操作。在材料方面，采用镍丝制作也是套石篮的重要进步，与不锈钢比较，镍有形状记忆功能，不易绞缠。超声探杆是首先应用的输尿管镜碎石设备，其优点是可同时清除结石碎片，但功率小，不能弯曲。现在超声碎石是经皮肾镜时的主要工具，但在输尿管镜碎石中用得少。接触碎石从19世纪时即已用于膀胱结石的治疗。现代的小功率气压弹道碎石用于输尿管镜碎石和经皮肾镜碎石效果好，气压弹道杆能量集中于尖部，对周围组织无影响，故安全性好，成功率高，但结石碎片无法同时清除，需另外想办法取出或自行排出。激光碎石是当前输尿管镜碎石的主流方法，最初有实用价值的激光类型是脉冲染料激光，随功率逐步增大，碎石效果提高，激光对最硬的一水草酸钙结石亦很有效，但缺点是价格昴贵，只能击碎结石。钬激光出现后，其碎石的优点为人们认可，它可击碎结石，切割和切除组织，能量只集中于光纤尖端，水中穿透深度约0.5 mm，光纤直径只有100-1000 μm，故安全性良好，激光光纤可通过软输尿管镜，到达肾盂和各盏。激光是体内碎石的主要方法，技术上有多方面的进步，包括粉末化和碎片化，多脉冲，脉冲持续时间，光纤粗细和形状，光纤保护设计。

输尿管镜不仅用于结石的治疗，1970年代，Among Lyon首次用输尿管镜诊断远段输尿管肿瘤，并经输尿管镜切除肿瘤，他随访该患者多年，并反复用输尿镜治疗复发肿瘤，最后此患者因其他疾病去世，而双肾功能完好。之后有多项有关输尿管镜诊治输尿管肿瘤的报道，包括输尿管上段肿瘤，有长期存活者。此方面的主要争议在于患者的选择及如何应用输尿管镜技术。输尿管镜的另一应用是治疗肾盏和输尿管狭窄，最常用于肾盂输尿管连接部狭窄内镜下切开术。1986年，曾有短期疗效的报告。用硬质输尿管镜可行内切开，但软输尿管镜更有优势。随腹腔镜肾盂输尿管成形术的开展，与输尿管镜内切开比较，远期效果更好，于是输尿管镜内切开手术很少用于狭窄的初次治疗，只限于少数特殊病人。

未来输尿管镜的发展方向有几个方面，一是机器人辅助输尿管镜，术中可远程操控输尿管镜进行诊治，或更进一步是AI技术的应用。再者是图像芯片的微型化，制作更细的输尿管镜，可局麻下行软输尿管镜诊治，这方面需配合操作器械的进一步细化。在肿瘤诊治方面，NBI等技术的应用，提高上尿路肿瘤的诊断水平。激光技术也应是未来可能有较大发展的领域，在有效性和安全性得以进一步提高。

此文源于Demetrius H. Bagley所著的Development of the Ureteroscope