近年来，随着泌尿系结石发病率的不断上升，如何高效、安全地治疗肾结石成为泌尿外科领域的重要科学问题。经皮肾镜取石术（PCNL）是治疗复杂性肾结石的标准技术之一，其通过在影像引导下进行精准穿刺，建立手术通道，为肾结石的清除提供了微创路径。随着医工结合领域的快速发展，多种新兴技术正逐步应用于PCNL，极大地提升了穿刺的安全性与成功率。本文将全面分析经皮肾穿刺技术的现状与未来趋势。
一、传统技术的局限与挑战
自1976年首次报道以来，PCNL技术已经历了40多年的发展，成为治疗大于2cm肾结石、尤其是复杂鹿角形结石的主要选择。然而，传统的X线和B超引导技术在实际应用中仍存在显著局限性。
图1 经皮肾穿刺示意图
X线透视引导具有图像清晰、易于定位肾脏与结石的优点，但其存在辐射暴露问题。B超引导技术能够避免辐射问题，且成本较低，但其二维图像在显示软组织细节时不够清晰，视野狭窄，容易因患者呼吸或组织变形而影响穿刺精度。针对以上问题，一些新型的穿刺导航技术逐渐应用于PCNL手术。
图 2 超声引导下的徒手穿刺导航
二、新型穿刺导航技术的兴起
SonixGPS导航系统
SonixGPS导航系统[1-3]是基于电磁追踪的超声引导系统，能够实时追踪穿刺针的位置，即便针头与超声图像不在同一平面上，医生也可通过虚拟轨迹调整针的位置和角度。相比传统B超，SonixGPS系统可显著提高复杂手术的精确性，并减少术中并发症。
三维实时电磁导航系统
Rodrigues等人开发的三维实时电磁导航系统[4]通过磁场发射器和电磁传感器精确定位穿刺针，并将实时三维图像与纤维输尿管镜直视结合。不仅能够减少辐射暴露，还简化了穿刺路径的规划与调整，显著提高了穿刺的成功率和安全性。然而，这类电磁系统在复杂电磁环境中可能会受到干扰，且在实际临床应用中，设备成本和学习曲线仍是推广的障碍。
增强现实和多模态影像引导技术
随着医疗影像技术的飞速发展，增强现实和多模态影像引导技术正逐步进入临床应用领域。Rassweiler等团队开发的iPad辅助穿刺技术[5]通过将术前的CT三维重建图像与术中的实时影像结合，医生可以精确规划穿刺路径，并减少术中误差。iPad辅助系统能够清晰显示肾脏的三维解剖结构，特别适用于复杂解剖或多发性结石病例。
实时虚拟超声引导系统
Microperc技术
Microperc技术是可视穿刺系统在临床中的典型应用之一。通过微型光纤穿刺针，医生可以实时观察穿刺路径，并利用钬激光对结石进行碎裂。这一技术在减少术后并发症和提高结石清除率方面展现出显著优势，尤其适用于直径小于1.5cm的肾结石。然而，对于较大结石，Microperc技术仍面临操作难度，且术中可能因集合系统压力过大导致视野模糊，影响手术成功率。
3. 未来展望：智能导航与AI的融合
随着人工智能和深度学习算法的进步，PCNL手术的智能化和自动化前景广阔。通过AI对手术影像的实时分析，医生可以获得更加精准的穿刺建议，进一步减少术中失误。此外，AI还可以基于患者个体解剖数据，自动规划最佳穿刺路径，减少医生的工作量。
[1] Kopac DS, Chen J, Tang R, Sawka A, Vaghadia H. Comparison of a novel real-time SonixGPS needle-tracking ultrasound technique with traditional ultrasound for vascular access in a phantom gel model. J Vasc Surg. 2013;58(3):735-741. doi:10.1016/j.jvs.2013.03.007
[2] Li X, Long Q, Chen X, He D, He H. Assessment of the SonixGPS system for its application in real-time ultrasonography navigation-guided percutaneous nephrolithotomy for the treatment of complex kidney stones. Urolithiasis. 2017;45(2):221-227. doi:10.1007/s00240-016-0897-2
[3] McVicar J, Niazi AU, Murgatroyd H, Chin KJ, Chan VW. Novice performance of ultrasound-guided needling skills: effect of a needle guidance system. Reg Anesth Pain Med. 2015;40(2):150-153. doi:10.1097/AAP.0000000000000209
[4] Rodrigues PL, Vilaça JL, Oliveira C, et al. Collecting system percutaneous access using real-time tracking sensors: first pig model in vivo experience. J Urol. 2013;190(5):1932-1937. doi:10.1016/j.juro.2013.05.042
[5] Rassweiler JJ, Müller M, Fangerau M, et al. iPad-assisted percutaneous access to the kidney using marker-based navigation: initial clinical experience. Eur Urol. 2012;61(3):628-631. doi:10.1016/j.eururo.2011.12.024
[6] Hamamoto S, Unno R, Taguchi K, et al. A New Navigation System of Renal Puncture for Endoscopic Combined Intrarenal Surgery: Real-time Virtual Sonography-guided Renal Access. Urology. 2017;109:44-50. doi:10.1016/j.urology.2017.06.040
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