序：
本文算是比较早的研究，来自美国印第安纳大学医学院，值得一看
他们从2006年就开始做了一系列的相关研究
比如后面2009年、2016年连续研究经皮肾通道对肾功的影响
关注点：
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逐级扩张和球囊扩张对肾组织的损伤是一样的
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穿刺扩张后，肾功能会急性下降（5小时）
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通道内、周边、远离通道的肾脏组织都受到影响
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这种损伤可能会消退，但也可能发展为纤维化和疤痕。
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对侧肾功也受到影响，可能是因为交感神经-肾素-醛固酮，导致血管收缩，血流下降，GFR随之下降。
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乳头和末端集合管的破坏可能会改变局部尿液环境的成分或pH值
摘要
背景: 经皮肾镜取石术(PCNL)是一种常规的快速有效的肾结石取石术。经皮穿刺后，使用硬扩张器或球囊扩张建立皮肾通道，以便进入集合系统取出结石。
目前对皮肾道扩张手术对肾功能的急性影响知之甚少。
材料和方法: 我们比较了使用Amplatz扩张器(n8)或球囊扩张(n7)的母猪在经皮肾造瘘术(PCN)之前和之后5小时的肾脏血流动力学和肾脏功能，以及没有使用PCN的对照组猪(n8)。我们还研究了PCNL术后患者的肾功能。
结果: 两种PCN手术产生了大小和形态相似的肾脏病变，以及肾功能的相似变化。在5小时的观察期内，Amplatz和球囊扩张的肾脏肾小球滤过率(GFR)、肾血浆流量(RPF)和尿钠排泄(UNaV)分别显著降低约50%、60%和80%。
在实验过程中，对照猪的GFR和RPF保持稳定，UNaV逐渐下降到基线的50%左右。
三组对侧肾脏的肾功能变化与pcn治疗组或对照肾脏相似。
回顾性分析196例使用球囊扩张进行单侧PCNL的正常肾功能成人，结果显示1天血清肌酐显著升高0.14 mg/dL。（译者注：1 mg/dl = 18 mmol/L）
介绍
经皮肾镜取石术(PCNL)已成为泌尿外科医生处理大型或复杂肾结石的主要工具，其并发症较少，优于开放手术。通常适用于结石负荷较大、尿路梗阻、肾功能不全、胱氨酸或透钙磷石(体外冲击波碎石术[SWL]难以治疗)等坚硬结石以及其他治疗失败后残留结石的患者。该过程包括建立通向肾集合系统的通路，并通过筋膜、肌肉和肾组织用连续扩张器或球囊扩张将通道扩张至24F至36F。
经皮肾镜取石术的出血、外渗、脓毒症、肾组织损伤等并发症发生率低，被认为是安全有效的肾结石取石方法。事实上，所导致的功能性肾实质的损失被认为是很小的，PCNL术后，肾功能可能稳定或改善，因为最有可能清除梗阻或感染的结石。临床研究也显示球囊扩张优于逐级扩张，出血、输血和并发症较低，手术和恢复期缩短。
尽管术后(>2周)肾功能测量表明患者对PCNL耐受良好，但对肾功能的直接影响尚不清楚。
事实上，目前尚不清楚独立于结石清除的扩张是否会急性肾功能改变，也不清楚这两种扩张肾通道的方法对肾脏生物学和结构的影响是否相似或不同。
因此，本研究在猪模型中比较了两种最常见的扩张方式(逐级扩张和球囊扩张)对肾功能和形态学的急性影响。
我们还对单侧PCNL治疗的结石患者进行了回顾性分析，以了解在动物中观察到的功能变化是否与临床研究结果相似。
材料与方法
动物研究
材料与方法
外科: 母猪 23只 (70±7公斤;通过肌肉注射氯胺酮(15 – 20mg /kg)和噻嗪(2mg /kg)或与泰拉唑®(替乐胺和唑拉西泮1:1,6mg /kg)的组合使其失去知觉，并随机分为三组。采用Amplatz扩张器(8只)或10毫米球囊(7只)进行经皮肾造瘘术(PCN)。第三组猪作为对照(8只)。所有动物插管，通过吸入异氟烷(1%-3%)和氧气(100%)维持麻醉。
已经报道了测量肾功能的方式。简而言之，将导管置入耳静脉，以体重的1%(毫升)/小时静脉滴注等渗生理盐水，并以70 mL/小时静脉滴注菊粉和对氨基马尿酸(PAH);右股动脉测血压及动脉采血;取左、右肾静脉，经股静脉，取肾静脉血;左右输尿管收集尿液。
经皮肾造瘘术:在PCN前测量“清除率”后，将动物置于侧俯卧体位，通过外置输尿管导管灌注对比剂，以确定肾集合系统。选择下极小盏进行穿刺，在双平面荧光镜引导下进入目标盏。穿刺后，吸出少量尿液，以确认穿刺针的位置正确。将一根0.035英寸的导丝穿过该针并进入输尿管。使用Amplatz肾扩张器以2F的增量或30F的球囊扩张将肾通道从8F扩张到30F。
通道扩张后放置30F工作鞘，并使用24F肾镜检查肾集合系统。用生理盐水冲洗收集系统以冲出任何血块，并取出肾镜。在透视引导下，将8F Cope环形肾造瘘管置于集合系统中，拔除工作鞘。然后将动物恢复为仰卧位，并准备进行额外的研究。
对照组被放置在与手术组动物相同的侧俯卧体位。为了模拟PCN过程，在棘旁肌外侧做一个皮肤切口，并通过输尿管导管将造影剂注入肾集合系统。保持侧俯卧位1小时，以控制完成PCN程序所需的时间。1小时结束时，用丝线缝合切口，恢复仰卧位。
PCN期间乳头的观察: 另外选择两只猪，观察球囊或Amplatz扩张器扩张引起的肾乳头损伤。这些动物不是清除率研究的一部分，仅用于在PCN之前、手术期间和术后4小时后视觉记录肾乳头变化。
经皮通道如前所述，通过上极盏，使用15F肾镜置入集合系统，用于选择合适的下极乳头进行穿刺。再次通过下极行PCN，术前、术中和术后4小时用肾镜拍摄图像。
肾功能测量: 菊粉和多环芳烃的肾清除率估算肾小球滤过率(GFR)和有效肾血浆流量(ERPF)。多环芳烃PAH的肾提取(动脉-肾静脉差；EPAH)并用于计算“真实”肾血浆流量(RPF)。EPAH还提供了肾小管多环芳烃运输效率的估计。绝对尿钠排泄(UNaV)计算为尿流速(V)和尿钠浓度(UNa)的乘积。
实验方案: 图1显示了本研究中采用的实验方案。
基线(pcn前)测量在初始手术完成后30分钟开始，包括三次15分钟的间隙测量。然后，这些动物在30分钟后进行了PCN手术，并进行另外三次15分钟的间隙测量。然后，在最后6次15分钟的间隙测量之前，延迟了2.5小时。完成这些测量后，准备原位固定和切除双肾进行形态学分析(见下文)。
人类研究
共选择196例患者进行评估。所有患者术前均进行血清肌酐检测以确定基线值。一期进行PCNL手术，使用30F工作鞘分别完成和维持通道扩张。
采用刚性和柔性肾镜检查整个肾内收集系统。在手术结束时放置10F Cope环肾造口管。术后第1天早上再次进行血清肌酐检测。
在我们的数据分析中，我们使用了PCN手术前、后1.5和4.5小时测量的3到6个间隙的平均值(图2)
结果
使用Amplatz扩张或球囊扩张，在1.5和4.5小时内均可显著降低GFR、有效RPF和RPF。
一些动物(逐级扩张组1只，球囊扩张组3只)有严重的肾功能下降，这反映在术后肾脏完全停止分泌尿液。
在对照组的实验过程中，多环芳烃的肾脏提取量没有明显偏离基线，而在两组接受手术的猪中，多环芳烃的肾脏提取量在接受氯化萘后以相似的方式下降。在4.5小时的时间点，两组中的下降具有统计学显著性(图3D)。
在所有三组中，尿流量和钠排泄都有很大的可变性，对照猪在4.5小时时显示尿钠排泄下降50%。然而，经多氯化萘处理的肾脏的尿流量和钠排泄量有更大程度下降的趋势，这在4.5小时后的逐级扩张的猪和1.5小时和4.5小时后的球囊扩张的猪中变得显著(图3E，F)
在所有三组中，未治疗的对侧肾脏通常表现出与假治疗和PCN治疗的肾脏相似的血液动力学和排泄功能变化(图4)。尽管4.5小时时未治疗肾脏的GFR略高于球囊扩张治疗的肾脏，但两个肾脏的GFR从基线值下降的情况在统计学上相似。
动物形态学研究
经PCN的肾脏的病理学评估显示，两只经球囊扩张的猪出现包膜下血肿。其中一头猪在PCN后肾功能大大降低，而另一头变化很小。
使用Amplatz扩张器或球囊扩张进行经皮肾造口术显著改变了穿刺乳头的大体形态(图5)。
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肾乳头的正常形状和结构(图5A)
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最初随着针尖穿过它而扭曲和拉伸(图5B)。
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随后用球囊扩张或Amplatz扩张乳头产生了组织的大范围压缩、破裂和撕裂。(图5C)
4小时后对PCN通道进行组织学检查：
发现一条从肾包膜延伸至乳头尖的开放通道。虽然不是完美的圆形，但通道的直径相对一致(图6和7)。除了PCN打开的通道外，在周围皮层和髓质组织中观察到不规则的实质损伤区域(图6和7)。
由于肾小管细胞广泛肿胀和明显坏死，以及小管周围毛细血管充血，在染色切片上很容易识别损伤部位(图7和8)。这些变化表明钝性创伤和缺血。Amplatz扩张器与球囊扩张在外皮层、中皮层、皮质延髓交界处和乳头处的面积与相关实质损伤面积之比相似(表2;见图6、图7)
细胞变化包括根尖起泡、空泡化、管状铸型和管状基底膜脱离的坏死(图8)。
血管变化包括小管周围毛细血管充盈(充血)，红细胞型，以及弓状静脉和动脉撕裂导致的皮质-髓交界处的实质出血(图8)。
人类研究
图9显示了术前血清肌酐值正常(≤1.5 mg/dL)并行单侧PCNL的患者的数据。PCNL后1天测定的血清肌酐显著升高0.14±0.02 mg/dL，当数据作为单一组进行分析时。大多数患者(196名成人中的126名)在1天内血清肌酐升高，平均为0.26 ±0.02 mg/dL，pcnl后: 1.21 ±0.03 mg/dL。
讨论
通过在猪中使用逐级扩张或球囊扩张来建立通道，减少了超过50%的肾灌注和GFR。这种肾功能下降在手术后至少持续5小时。乍看之下，球囊扩张似乎比Amplatz扩张器更大程度地降低了GFR和RPF(见图3)，但这种差异没有统计学意义。而且根据功效分析，每组需要近100头猪来检测这种具有统计学意义的差异。通道连续扩张和球囊扩张对肾脏血流动力学功能的影响没有明显的对比。
两种PCN方法都减少了多环芳烃的提取，这表明肾小管分泌受损。在给予8000次高能冲击波的肾脏中，也观察到多环芳烃提取量的不太严重的减少，这可能是创伤或实质组织损伤的结果这种影响对类似转运的药物的肾脏消除的影响仍有待确定，其他肾小管转运过程是否也受到PCN的损害目前尚不清楚。对照组猪尿流率和钠排泄量下降，而经PCN治疗的猪排泄功能下降幅度更大，这可能是由于麻醉时间延长、血压随时间下降以及PCN后RPF和GFR下降的共同作用。
我们的研究结果支持了动物实验结果，即PCNL患者的血清肌酐平均升高(0.14 mg/dL)具有统计学意义。这一变化表明PCNL与动物和人类肾功能的急性下降有关。
先前的临床研究中，只有7 – 21例患者在PCNL后1天测量了肾功能指标，研究人员发现，根据评估肾功能的方法不同，肾功能要么没有变化，要么下降，要么两者兼而有之这些相互矛盾的结果可能与少数患者有关，因为我们对196名成年人的分析显示，PCNL后1天，17%的患者血清肌酐浓度下降，19%保持不变，64%升高。
尽管PCNL的长期影响尚不明确，但大多数研究表明，至少在大多数患者中，单次PCNL手术后几周、几个月甚至几年内，肾功能都不会受到损害。尽管如此，考虑到肾被18号针头刺穿，扩张至直径1cm，并压迫周围组织，我们在pcn治疗的肾脏中发现严重的急性创伤和功能损伤并不意外。事实上，在我们的动物研究中检测到的肾血管收缩的程度表明，这种影响是整个肾的，而不仅仅局限于损伤的部位。这一观点得到了4只pcn术后的猪肾脏排泄功能完全停止的结果支持。
有趣的是，猪肾脏的CT成像或人肾脏的彩色多普勒超声显示，局部应用SWL可减少整个肾脏的血流量。因此，对肾脏小病灶区域的创伤，如PCN，可能会引起肾功能的全面改变。
PCNL对对侧肾脏及其功能的影响尚不清楚。一种观点认为，未经治疗的肾脏不受影响，无疑补偿了经治疗的肾脏可能出现的任何短期功能退化。这一预期似乎完全合理，但我们的结果清楚地表明，两个肾脏的滤过、灌注和排泄功能下降，这可能是对PCN创伤的急性生理反应。但是，值得注意的是，经PCN处理的肾脏的滤过率和灌注率的下降似乎是暂时的，因为研究显示，经过2周或更长时间的随访，成人或儿童患者的经处理肾脏功能正常。对无结石负担的动物进行的研究同样记录了经PCN处理1个月或更长时间后肾功能的微小变化。我们对猪的初步研究结果表明，经单侧PCN处理后，肾脏的滤过率和灌注率在3天内恢复正常，尽管经处理的肾脏的肾小管功能可能仍然存在缺陷。
在未经处理的肾脏中观察到的血管收缩的机制尚不清楚，但可能与在给予SWL的猪的未经处理的肾脏中观察到的机制相似，主要涉及肾交感神经。在PCNL期间，肾素和醛固酮的血浆浓度升高，必须将其视为双侧肾血管收缩的潜在因素。本研究结果以及我们之前发表的关于SWL的研究表明，这两种主要治疗结石技术可导致双侧肾功能急性和短暂下降。
几周后，人类和动物的单次PCNL手术会在肾通道部位产生一个小而永久的实质性疤痕。然而，邻近肾通道以及相对远离肾通道的组织也会在PCN过程中受到损伤(目前的研究)。这种损伤以及任何相关的间质炎症可能会消退，但也可能发展为纤维化和疤痕。
我们发现，连续扩张和球囊扩张都会在肾通道内、周围和远离肾通道的范围内产生组织损伤区域，并且形态学结果与钝性扩张一致。我们还注意到几个邻近血管的损伤，这可能会导致通道以外的局部缺血。
这些结果表明，PCNL造成的组织损伤和潜在组织损失可能比以前报道的更广泛。一些研究人员报告了肾组织疤痕的百分比，但这种测量可能低估了伤口和疤痕挛缩导致的功能组织损失。对于有复发性结石病史的患者，重复进行PCNL或其他肾镜取石术只会扩大实质组织的损失，并在功能组织损失足够多的时候引发病理后果。不用说，肾镜取石术的长期后果是一个很有争议的话题，这种治疗可能导致肾功能减退和高血压的发生率，特别是在有其他风险因素的患者中。
另一个要考虑的因素是PCN破坏了部分乳头(见图5)。被刺穿的乳头是否能够恢复全部、部分或全部正常功能尚不清楚，但损伤的严重程度表明瘢痕形成和乳头功能减弱几乎是肯定的。人的肾脏中有8至18个乳头，在复发性结石患者中进行多次PCNL手术肯定会穿刺不止一个乳头。肾乳头和集合管对于尿液的浓缩和稀释以及尿液pH值的调节至关重要。因此，乳头和末端集合管的破坏可能会改变局部尿液环境的成分或pH值。在这方面，Evan和同事34最近提出，乳头损伤可能会碱化局部pH值，并将草酸钙结石形成物转化为透钙磷石(磷酸氢钙)结石形成物。显然，这是肾结石研究的一个领域，具有重要的临床意义，需要进一步研究。
结论
动物研究表明，
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通道扩张的两种常用方式：逐级扩张和球囊扩张
对肾功能和结构的影响一样。
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一侧肾脏PCN可导致双侧肾脏功能的急性下降。
此外，PCN不仅破坏包括乳头在内的通道路径的实质组织，而且影响通道周围和远离通道的细胞。
记录PCN对肾脏的初始功能和形态学损害将有助于理解PCNL的潜在短期和长期后果。
我们的发现证明了这一点
即PCNL后患者的肾功能会急剧下降。