第一篇　微创泌尿外科概论

第一章　微创泌尿外科的发展史及现状

一、概述

微创外科从一种人们的启蒙构想至完整的思想体系形成，从使用零星的仪器、器材至有了成套的设备，从个别动物实验和临床尝试到在外科领域各个专科内的普遍应用，已经有100余年的历史。1901年德国Killing首先用腹腔镜观察狗的腹腔。1910年瑞典Jacobaeus用腹腔镜进行了人的腹腔探查。20世纪50年代，英国Veress发明柱状透镜，提高了光导效率。20世纪60、70年代，德国Semm配套设计了气腹机、冷光源、热凝装置及其他专用器材，施行大量妇科手术。1983年，英国Wickham首先提出了微创外科（minimally invasive surgery，MIS）的概念，使MIS的发展在理论和技术条件上均告具备。至1987年，法国Mouret成功施行了世界上首例腹腔镜胆囊切除术（laparoscopic cholecystectomy，LC），1988年法国Dubois连续完成了36例LC手术，并于次年将手术录像公布于世，引起了医学界的轰动。1990年以后，MIS迅速、普遍地在普外、胸外、妇产科、泌尿外科、小儿外科等各个领域开展，可以说20世纪90年代是MIS发展的全盛时期，MIS逐渐变得成熟，在20世纪90年代后期就已经开始了探索对肿瘤的微创治疗。MIS已成为在外科发展史上，继麻醉、输血、抗菌无菌、器官移植之后的又一个里程碑。

MIS本身不能被看作一门专科，而是代表一种外科新哲学思维方式与现代科学技术相结合的工作手段，其主导思想是在保持获得最佳外科手术效果的同时，将患者生理与心理上的创伤与痛苦降至最低。简言之，MIS的内涵是以腔镜外科和（或）内镜外科来替代传统外科；广义地说，还包括一切利用微小切口和微小创伤的外科治疗手段，如B超或CT引导下的穿刺、注射、射频、冷冻、热凝及微波等治疗技术，以及各种放射介入治疗等。MIS之应用于外科领域内的各个大、小专科，又转而促进了大量专用器械如内镜超声仪、超声刀、微型穿刺设备和手术、器械、各类腔内切割、吻合器等的涌现。泌尿外科在内镜开发、应用和推广上有更多的“天时地利”，也是最活跃的专业之一。

追溯历史，一千年前国人曾用葱管导尿，这是腔内泌尿外科的萌芽，然而真正起始应该是膀胱镜问世。1804年由德国Philip Bozzini等制成世界上最早的膀胱镜，用蜡烛照明观察膀胱内部情况，由于光线暗、视野小，无法达到理想的效果，但已是膀胱镜的雏形。经过200年的发展，当今的膀胱镜已有良好的照明，可应用多种操作器械，通过引入摄影录像系统，不仅可直接观察膀胱，还可观察监视器上画面进行操作。由于它是一种侵袭性较小的诊断和治疗尿路病变的技术，现在每一个泌尿外科医生都必须熟练掌握这门技术。随着科学技术的进步，在膀胱镜及其技术发展的基础上，又有了输尿管镜和肾镜，使得泌尿外科医生能充分利用泌尿系统自然腔道与外界相通的解剖特点，更加直接和准确地诊断和治疗尿路疾病。不仅如此，经皮肾镜的操作是非直接经尿路插入，而是经腰背部定点细针穿刺，逐步扩张，形成通道后再将肾镜经通道放入肾盂，而后开始检查和治疗。这里就提供了一种思路：通过经皮穿刺到达体内的某一腔隙，在设备和技术条件成熟的情况下，都可以进行内镜的操作。由此可以想到，原先的腔内泌尿外科（endourology）的内容应该扩展和深入，不仅指泌尿系统器官的“腔内”，还要赋以应用“内镜”的含义，即强调“endoscopy”包括膀胱镜、输尿管镜、经皮肾镜、腹腔镜等。在我国，县、市一级医院中大多都已配备一种或数种泌尿系统的“内镜”，开展腔内泌尿外科或内镜泌尿外科工作的医院已非常普遍。

除了腔镜和内镜技术外，近年来医用机器人技术的兴起也为微创泌尿外科的发展带来了新的思路。机器人技术是现代远程信息技术和智能化机械工程技术结合的产物，在军事、制造、航天、运输、医疗等众多领域都具有非常广阔的应用前景，其在微创外科领域的应用更是一个崭新层面的革新，将手术质量推到了一个更高的境界。近年来，通过将机器人技术、计算机技术、成像技术及图像处理技术与外科手术相结合，产生了一个新的研究领域——医用机器人与计算机辅助外科手术，开辟了微创外科的机器人时代，在微创泌尿外科领域，使用最广泛的就是机器人辅助腹腔镜技术。下面我们就来介绍一下微创泌尿外科内镜和机器人应用的发展史及现状。

二、上尿路内镜

现代微创泌尿外科在上尿路内镜方面主要有两个研究方向：一是经皮肾镜，二是输尿管软镜。经皮肾镜在临床上主要应用于经皮肾镜取石术（percutaneous nephrostolithotomy，PCNL），它是在经皮肾穿刺造瘘术的基础上发展起来的。PCNL的历史可追溯到20世纪40年代，1941年Rupol和Brown曾利用内镜从手术肾造瘘口取出开放性手术后残留的结石；1955年Goodwin首先报道经皮肾造瘘术成功地解除梗阻性肾积水，他当时是采用Trocar技术，因无X射线透视引导，仅凭体表标志估计穿刺方向和位置；1965年Bartley、1976年Pederson分别首先采用X射线透视引导及超声引导穿刺，提高了穿刺、置管的准确性和安全性；1976年，Fernström和Johansson完成首例经皮肾镜取石术（PCNL），开启了PCNL技术的先河。20世纪80年代随着更加安全的体外冲击波碎石（ESWL）技术及输尿管镜技术的普及，PCNL一度进入低潮。近年来，由于出现了更加高效的气压弹道碎石、超声吸附碎石、激光碎石等碎石技术，以及经皮肾穿刺微造瘘技术的快速发展，使PCNL又得到新的重视，并广泛应用于临床。

我国于1982年应用纤维胆道镜经皮肾造瘘取石获得成功，并于1984年开展经皮肾镜取石，在北京、上海等地取得了成功。但早期的经皮肾镜镜体相对粗大，多为26F～36F，穿刺通道较大，术中极易损伤肾实质叶间动脉，撕裂肾盏，造成大出血。1992年吴开俊、李逊等创造性地提出了将穿刺通道扩张到14F～16F的经皮肾微造瘘术，并利用此通道行二期经皮肾输尿管镜碎石取石术，而后又在此基础上提出了更为简单实用的一期同时穿刺取石的MPCNL（mini-percutaneous nephrostolithotomy），并逐步在国内推广应用，手术适应范围逐渐增大，并应用于大部分ESWL和开放手术难以处理的上尿路结石。

早在1912年，Hampton首次报道了应用F12膀胱镜进入扩张的输尿管进行检查，1969年Marshall采用F9输尿管软镜检查输尿管结石，1971年Takagi使用F8输尿管软镜对输尿管和肾进行检查。20世纪80年代以后，输尿管软镜及其辅助设备得到了不断的改进提高。输尿管软镜已经成为临床上重要的诊治技术。输尿管软镜治疗上尿路结石通过人体自然腔道进入肾脏，属于“循门而进”，具有微创、安全、恢复快、可重复治疗等优点，并发症少且具有可控性。目前临床上常用的输尿管软镜有纤维输尿管软镜、一体化电子输尿管软镜及可拆卸的组合式软镜3类，而随着机器人技术的迅速发展，机器人辅助输尿管软镜也已开始应用到肾结石的治疗。理论上，对于没有肾积水的上尿路结石，经皮肾镜能处理的，输尿管软镜大多都能处理。国内外研究报道，治疗直径<2cm肾结石，输尿管软镜和PCNL的术后结石清除率基本相同，而输尿管软镜的手术风险则要小很多。对于不适用于ESWL和PCNL碎石治疗的结石患者，如肥胖者、孤独肾、移位肾、马蹄肾等解剖异常者及出血体质者可首先考虑输尿管软镜碎石。近年来，随着输尿管腔内技术的发展，甚至有国内外学者报道利用输尿管软镜创伤小、对输尿管刺激小的特点处理妊娠期输尿管结石，绝大多数患者均未出现产科并发症。而且近年来，在欧洲一些国家，输尿管软镜已取代ESWL成为上尿路结石的首选治疗方法。

三、下尿路内镜

膀胱镜是经尿道进入膀胱的一种内镜检查方法，是泌尿外科应用最早、最多且效果最满意的内腔镜诊疗方法。第一个发明膀胱镜的人是来自法兰克福的Philip Bozzini，他于1805年制做出了第一种较为完善的膀胱镜，使用烛光照明，结构简单，只由一竹管和小箱构成。1875年 Diedrich C.Rutenberg设计了第一个空气膀胱镜。1879年具有内光源和光学系统的Nitze-Leiter间接膀胱镜出现了，1879年也作为膀胱镜问世的时间正式被载入了史册。1886年欧洲著名的妇科医师Karl Pawlik第一个描述根基膀胱镜的刻度。1898年Kelly对男性实行了膀胱镜检查。进入20世纪膀胱镜的发展更是有了长足的进步，到了20世纪60年代，光学玻璃镜柱和光导纤维的出现，使得观察镜的清晰度、光亮度和视野范围都有了明显的改进。随着膀胱镜的逐渐完善和光学系统的不断改进，人们思考利用膀胱镜的原理研制了其他用途的内镜，达到了窥视整个泌尿道的目的。这些内镜的出现，为施行经尿道手术提供了必要的基础。伴随着内镜的产生、发展、完善，经尿道手术也从无到有逐渐发展起来。

一千多年前的中国就有了用葱管导尿的记载。古埃及也有人用木楔子扩张尿道，为了取出膀胱里的结石。16世纪时，Ambroise Pare设计了一种金属导尿管，内置一尖端呈帽状刀片，可经尿道切割膀胱颈，但由于是盲目操作，不能止血。1830年，法国外科医生Mercier和Civiale也设计了一种膀胱颈切割刀，外形类似尿道探子，末端藏有刀片，经尿道插入可盲目切开膀胱颈的狭窄部或抬高部，而不损伤周围组织。1844年Mercier设计了一种金属扩张器，用来分裂前列腺和膀胱颈以解除尿路梗阻，这标志着现代经尿道扩张技术的开端。至1909年，H.H.Young发明了经尿道切割膀胱颈的冷刀，经Brash改进后可在膀胱镜内直视下操作。随后于1920年Caulk制成经膀胱对膀胱颈进行电灼的装置，Stern和Davis又相继研制了半环形钨丝电切袢，使用Bovie电箱行经尿道膀胱颈电切术，效果令人满意。

对于经尿道治疗前列腺增生，1932年McCarthy在Stern电切刀的基础上，增加前斜视镜，创造了一种新型的电切镜，这就是后来被广泛使用的Stern-McCarthy切除镜。它为经尿道前列腺电切术（TURP）和经尿道膀胱肿瘤切除术等其他经尿道切除术提供了可靠的设备，被认为是现代切除镜的雏形。1957年Rovasine等在OTis的盲目内切刀的基础上，研制了一种带窥镜的尿道内切开器械，第一次在直视下行尿道内切开术，开创了治疗尿道狭窄的新纪元。20世纪中期，经尿道碎石技术也有了很大的发展。不仅出现了膀胱镜直视下的碎石钳和Mauermayer结石冲击钳，还相继诞生了液电碎石器、超生碎石器及激光碎石器。这些碎石器的出现和应用，已使很多病人免除了开放手术的痛苦。

四、腹腔镜技术

腹腔镜已有百余年的历史，但长期以来主要作为腹腔疾病的诊断手段。直到1985年德国的MUhe和1987年法国的Mouret分别成功地完成了腹腔镜胆囊切除术（LC）以后，腹腔镜才真正进入了以干预性治疗为主的诊断和治疗相结合的现代外科腹腔镜时代。1976年德国首次将腹腔镜用于隐睾病人的定位诊断，从此揭开了腹腔镜治疗泌尿外科疾病的序幕。1979年，另一位外国医生Wickman完成了首例腹腔镜下输尿管切开取石术，但由于手术器械的限制，使腹腔镜的发展随后进入停滞状态，直到20世纪，由于电子学和光学技术的发展，电视摄像系统、气腹机和各种操作器械的研发应用于临床，腹腔镜技术迅速才得以广泛开展。1991年世界首例腹腔镜肾切除术成功，同年首例肾囊肿去顶，肾上腺切除相继报道完成，印度的Cany用自制水囊建立腹膜后间隙，开创了经腹膜后途径的泌尿外科腹腔镜技术，泌尿外科腹腔镜技术的应用逐步走向成熟。国内北京大学泌尿外科研究所那彦群教授于1992年率先开展首例腹腔镜下肾切除，并于1994年报道了腹腔镜治疗肾囊肿的成功经验，随后腹腔镜技术在北京、广州、武汉、上海等地迅速开展。目前腹腔镜手术可分为3个技术平台，包括标准腹腔镜手术（standard laparoscopic surgery，SLAS）、手助腹腔镜手术（hand-assisted laparoscopic surgery，HALS）和微型腹腔镜手术。

SLAS标准腹腔镜在泌尿外科应用较早，其操作件直径一般为5～12cm，在电视显像系统监视下操作。与传统的开放性手术相比，SLAS具有切口小、疼痛轻、恢复快的优点，已广泛应用于泌尿外科手术治疗，并且操作技术已很成熟。如精索静脉曲张高位结扎术、腹腔内隐睾探查术、肾上腺肿瘤切除术、根治性肾切除术、输尿管切开取石术、腹膜后淋巴结清扫、根治性前列腺切除、膀胱颈悬吊术、肾移植活体取肾术等，尤其是腹腔镜肾上腺切除术，多数学者认为它是治疗肾上腺外科疾病的“金标准”。

HALS是在普通腹腔镜设备基础上增加一个防漏气兼保护气腹的手助套袖设备。操作时需做长约7cm的切口放置套袖，通过套袖设备一只手可进入腹腔配合手术。自1997年Nakada等报道首例手助腹腔镜肾切除术后，该技术迅速发展，一些标准腹腔镜下较难完成的手术，如腹膜后淋巴结清扫术、肾部分切除术、肾输尿管全切术和活体供肾摘除术等，尤其对于需完整取出标本的手术较为适用。HALS联合了腹腔镜和开放手术的优点，术者腹腔操作手触觉灵敏、动作灵巧，使镜下切割、分离、缝扎等精细操作更容易，提高了三维定向效果及手术安全性。因此，此技术更适合复杂的泌尿外科手术。

一般认为，直径<3cm腹腔镜及其操作件称为微型腹腔镜，又称针式腹腔镜。此技术的开展使患者术后切口更小，更美观，疼痛更轻，切口愈合快，损伤小。但针式腹腔镜视野小（仅有0°镜）、图像有一定失真度、器械纤细易弯曲且强度不够，增加了手术操作时间及难度，常需借助或辅助标准腹腔镜技术完成复杂的泌尿外科手术，如肾切除、肾输尿管全切加膀胱壁袖口状切除、肠代膀胱、成人肾盂成形术等。不过随着器械设计的改进和医生操作体会的加深，针式腹腔镜技术在泌尿外科领域仍将大有可为之处。目前微型腹腔镜主要应用于肾囊肿、隐睾、精索静脉曲张、肾上腺疾病、淋巴囊肿等的治疗，以及肾输尿管全切除术时输尿管远端和膀胱的处理。

五、机器人辅助腹腔镜技术

腹腔镜技术的成熟极大地推动了微创手术的发展，但在临床应用中也逐渐暴露出一定的不足，例如：经固定的通道器械操作限制了医生的活动度和手的灵巧性；二维图像使外科医生失去了视觉的深度感和对术野直观平稳的控制力；手眼间协调性差，触觉的减弱和手的不自主阵颤、易疲劳增加了操作的困难等。为了解决上述问题，科学家们开发了计算机辅助手术系统，即“手术机器人”系统，使微创外科的发展进入了一个新时代。

Kwoh等为了提高神经外科活检的精确度使用了“美洲狮560”，这是最早应用于手术的机器人。3年后，“美洲狮560”又被Davies等成功地应用于经尿道前列腺切除术，最终演化成一种专门行经尿道前列腺切除术的设备PROBOT。1994年，美国Computer Motion公司在军方风险基金的资助下研制了第一台协助微创手术的内窥镜自动定位系统——伊索（automated endoscopic system for optimal positioning，Aesop）。尽管它还不是能执行指令独自进行手术操作的“机器人”，而只是一只“扶镜”的电子机械手，但是迈出了机器人技术介入外科手术的关键一步。1999年，Intuitive Surgical公司制造的“达芬奇”（da Vinci）和Computer Motion公司制造的“宙斯”（Zeus）机器人手术系统都通过了欧洲CE市场认证，标志着真正“手术机器人”的诞生，并于2000年7月通过了美国FDA市场认证。“达芬奇”现已成为世界上首套可以正式在医院手术室腹腔手术中使用的机器人手术系统。

达芬奇机器人外科手术系统已成为当今的主流，在泌尿外科的应用目前主要有：根治性前列腺切除、根治性全膀胱切除（含新膀胱重建及尿流改道）、肾部分切除、肾盂成形术等，以及单纯肾切除、根治性肾切除、活体供肾切除、肾上腺切除。前列腺癌根治术采用外科机器人辅助腹腔镜手术的方法是前列腺癌微创外科治疗的重要进展，第1例达芬奇机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术（robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy，RALRP）由Jochen Binder于2000年完成，现在技术上越来越成熟，并已被认为是“金标准”。2003年由Menon等首次报道达芬奇机器人外科手术系统辅助腹腔镜全膀胱切除（robot-assisted laparoscopic radical cystectomy，RARC）和尿路改道，至今全世界已报道数百例。Gettman等于2004年首次报道应用达芬奇机器人外科手术系统辅助腹腔镜手术完成肾部分切除术，利用机器人可变的腕关节活动能更有效地切除肿瘤，并进行精确的肾重建，整个过程的热缺血时间小于30分钟。

我国运用手术机器人进行医学手术操作起步较晚。2004年4月，深圳市人民医院引进了中国大陆第一台“宙斯”手术机器人系统，并于当月完成了大陆首例“宙斯”手术机器人胆囊切除术。2006年12月，中国人民解放军总医院购入中国首台“达芬奇”手术机器人，并分别于2007年1月和10月成功实施了中国首例“达芬奇”机器人房间隔缺损修补术和前列腺癌根治术，从此拉开了中国“达芬奇”机器人手术的帷幕。

六、男性生殖系统微创技术及其他

随着20世纪末微创手术技术的迅猛发展，越来越多的微创技术开始被应用到临床上来，作为微创手术的一个重要分支，泌尿外科及男科微创手术的技术也在飞速发展，为男性患者带来了更好的选择。男性泌尿生殖系统是十分脆弱的部位，男性的许多疾病也正是因此而高发，如前列腺疾病、泌尿系统感染、包皮、包茎、泌尿系结石等。传统治疗方法往往是单纯依靠药物，效果并不十分显著。随着微创技术的发展，利用微创技术直接作用于病变部位，快速治愈疾病成为现代泌尿男科治疗的新趋势。在男性不育方面，显微外科技术与微创手术在治疗男性精道梗阻方面发挥了巨大的作用，而且辅助生殖技术的应用与发展，也将男性不育症的治疗水平推到了新的高度。对于良性前列腺增生症与前列腺炎的病因与发病机制方面也有了更深入的认识，良性前列腺增生症已进入药物治疗与微创外科治疗时代。经尿道前列腺电切术已取代了传统的开放前列腺剜除术。目前我国在经尿道前列腺激光剜除术、经尿道前列腺电气化术领域处于国际领先水平。

自20世纪60年代初期世界上第1台红宝石激光器面世以来，50年间激光技术取得了巨大的成就，激光器的出现为生物和医学领域的应用提供了基础。1961年，Campbell首先将红宝石激光用于治疗视网膜脱落。1963年，Goldmann用激光刀切割肿瘤。1964年，Mester首先将红宝石激光用于生物刺激。1976年，Hofstetter首次将激光用于泌尿外科。由于激光器具有切割、凝固、气化、打孔、截骨等功能，20世纪70年代医学激光治疗机在医学各领域得到了广泛的应用。激光技术可以应用于泌尿系结石的治疗，具有创伤小、操作方便、恢复快、并发症少的优点；钬激光切除前列腺在国外开展以来，有效性和优越性也得到了临床实践证明；在其他泌尿系肿瘤治疗方面，激光技术也取得了非常好的治疗效果。

热疗应用于临床在1个多世纪前就已提出，开始是用于治疗恶性肿瘤。1985年，Yeulshalm等从微波治疗前列腺癌中得到启示，将微波热疗引入前列腺增生症（BPH）的治疗，取得了较为满意的治疗结果。1990年，以色列威克斯公司研制成功前列腺射频热疗仪，经尿道治疗BPH，患者痛苦小，是一种安全有效的非手术治疗方法。此外，超声碎石系统、气压弹道碎石系统、超声热疗、氩氦刀冷冻系统等技术也在泌尿外科疾病的诊疗过程中大放异彩，占有非常重要的地位。

（叶章群）