经皮肾镜取石术的肾脏解剖学

解剖学为经皮肾镜取石术（PCNL）提供了路线图。如今，除了传统工具之外，我们还可以依靠许多现代工具，不仅为尿石症提供个性化PCNL的机会，还可以针对收集系统和患者的解剖结构进行个性化分析。在本章中，描述了几个解剖学问题对PCNL的临床意义：肾脏数量，位置，形态和空间方向，大小，大体和微观解剖结构，与周围器官的关系，血管形成和神经支配，集合系统的特征。所有这些问题的详细研究在PCNL的术前计划中发挥作用，为单个患者量身定制所有临床和技术选择。熟悉肾脏的解剖结构对于计划并成功进行经皮肾脏通路、预见可能的术中技术困难、准备适当和完整的内窥镜、设备和配件、告知患者手术的预期成功率、最大限度地降低并发症的共同风险以及 如果发生并发症，应及时识别并有效处理。

图 1.1  

从位于意大利都灵神经科学系的解剖表EDU（Anatomage Inc.）获得的肾脏解剖细节（由A. Vercelli教授提供）。尸体的3D渲染来自解剖表。图像集由东国大学医学院解剖学系JinSeo Park博士和亚洲大学医学院解剖学系Min Suk Chung博士提供。（a） 仰卧位右肾和右结肠之间的关系;（b） 仰卧位被肾囊覆盖的右肾浅表突出;（c） 仰卧位肾脏横切面，类似于 CT 扫描轴向图像  

图 1.2  

(a） 肾脏血管化和收集系统的三维重建（医务人员©，蒙卡列里（都灵）;意大利，已授予许可）;（b） 从CT扫描制备的3D重建中从结石患者那里获得的收集系统的3D模型;（c）另一名患者收集系统的另一个3D模型，显示上尿路的高度解剖变异性  

由于所有这些技术进步，泌尿科医生在这些日子里有独特的机会在PCNL之前获得患者解剖结构的详细和个性化的图片，特别是参考包含尿石症，周围器官和肾血管化的收集系统。

3.肾

肾脏是成对的器官。孤立肾（1/1000人）[13]可能是先天性的（单侧发育不全/发育不全）或获得性（继发于因结构异常、肾/副肾肿瘤、严重实质感染或输尿管梗阻、肾外伤等导致的肾切除术）。多生肾极为罕见，事实上报道的病例不超过100例[。

2.1 对PCNL的临床意义

在PCNL之前，应从解剖学和功能的角度确定并充分研究孤立肾。事实上，治疗孤立肾中大型和/或复杂尿石症的经皮方法的选择应该是平衡的，不仅要考虑该手术众所周知的疗效（结石无结石率范围为67%至97.7%，再治疗率最低），还要考虑其安全性（并发症发生率约为26.4%， 尤其是抗凝患者出血，伴有潜在的术后急性肾衰竭）。还应识别极其罕见的多余肾脏（有时具有异常的大小、位置和形态），确定其功能贡献的实体以及它们的确切位置，以避免在经皮肾穿刺过程中意外病变自体肾脏。

3 肾位

原位肾通常位于腹膜后腹部的后部，椎体柱的每一侧。由于肝脏受压，右肾比左肾低1-2厘米（从右边第1腰椎的顶部延伸到第3腰椎的底部，从第12胸椎延伸到左边的第3腰椎）[1]（图1.3）。

图 1.3  

图示显示正常情况下右肾与左肾相比的较低位置  

3.1 对PCNL的临床意义

全身麻醉期间身体体位（仰卧/直卧位和俯卧位/仰卧位）、生理呼吸运动以及强制吸气和呼气、肾下垂、肾积水伴薄肾实质的变化可能会改变肾脏的正常位置，因为不同平面的肾脏活动程度不同。例如，在吸气期间，肾脏可能在长达25mm的三轴运动中向尾、腹侧和向外移位[21]（图1.4），也可能干扰融合成像对肾经皮穿刺的全部疗效。

图 1.4  

逆行肾盂造影 （a） 在 （b） 显示全身麻醉期间肾脏在强制吸气中的较低位置，可用于更好的经皮穿刺（标记相同腰椎的红线用作参考解剖结构，白线显示集合系统的水平）  

在俯卧位，肾造瘘道长度较短，这被认为是一个优势：支点越靠近皮肤，杠杆的远端在收集系统中的机动性就越强。这是因为后体壁和前体壁的顺应性不同：与手术床相比，前体壁更柔韧时，肾脏背压更大，这会向后推，从而减少束长。另一方面，仰卧位时，位于腹部深处的肾脏具有更宽的通路角。术前影像学检查应排除异位肾（先天性，伴或不伴融合异常，或医源性肾，如肾移植），这是一种治疗挑战。

四 肾脏形态和空间取向

肾脏呈豆形，有前侧和后侧，侧凸和内侧/肺门凹缘，上极和下极。右肾比左肾略短和宽。上极比下极更内侧和后，下极更侧向和前。因此，主轴向下、横向和前向，平行于腰大肌的斜侧。此外，与外侧缘相比，内侧缘向前旋转30°[1]（图1.5）。

图 1.5  

显示肾脏方向的图纸：（a）在冠状平面，（b）在矢状平面，（c）在轴平面  

先天性肾旋转不良可能单独发生或与其他肾脏异常（如马蹄肾）结合。

4.1 对PCNL的临床意义

进行经皮肾穿刺时，了解肾脏在三个平面上的空间方向是有用的，但尤其重要的是了解哪些因素可能会改变它，例如PCNL选择的术中位置，患者的体重指数（BMI）（肥胖患者的肾周脂肪一致性不同， 或在肾周脂肪稀少的非常苗条的患者中活动性增加，特别是在仰卧位和女性），呼吸运动（使肾脏移位至3厘米，距离相当于一个椎体）[31]（图1.4）。各种大小的肾囊肿、任何类型的肾脏肿块、肾盂肾炎瘢痕、既往肾结石开放或内窥镜手术的结果、其他解剖异常（如肾盏憩室）可能会很好地改变肾脏形态。术前 CT 尿路造影对于表征任何肾脏肿块并确定其相对于结石治疗的优先级至关重要;应排除肾穿刺过程中存在单纯肾囊肿，以便正确管理;肾脏和肾周瘢痕形成作为既往肾脏手术的结局，也可能在通路过程中干扰肾脏的三维肾移位，尤其是在尿道扩张期间。

5 肾脏大小

在成人中，每个肾脏的长度为10-12厘米，宽度为5-7.5厘米，厚度为2.5-3厘米。根据年龄和BMI，它们的体重约为125-170克，女性小10-15克，儿童甚至更小。

5.1 对PCNL的临床意义

由于慢性梗阻、急性肾盂肾炎或膀胱输尿管反流等临床疾病，一个或两个肾脏可能先天性变小（发育不全）或变小（营养不良）。当面对小肾脏尿石症时，应始终提前确定其功能贡献的实体，以决定是否值得治疗肾结石，或者是否最好对无功能肾脏进行简单的肾切除术。在处理小儿肾脏时，泌尿科医生应根据患者调整器械和配件，反之亦然[11，12]。

6 肾脏与邻近器官的关系 [1]

6.1 后组关系

上 = 膈肌下缘和下面的肋膈窦，肋骨（右侧是第 12 肋骨，左侧是第 11-12 肋骨）。

内侧=腰大肌及其筋膜。

横向=腰四方肌和腹横肌腱膜。

斜穿过肾脏后表面=肋下神经和血管，髂下胃和髂腹股沟神经。

6.2 对PCNL的临床意义

在第10肋间隙的第11肋骨上方穿刺时，存在气胸/血胸/胸积的风险，其下方是包含肺的胸膜腔。当用针连接到肋骨的下缘时，还存在肋间后动脉损伤的风险，可能导致血胸，因此最好停留在肋间隙的中间或紧靠下肋的上边界上方。

6.3 前组关系（图 1.6)

右侧=肝脏上（腹膜内和腹膜后裸露区域），肾上腺超子宫，结肠小肠和肝弯曲下，十二指肠第二部分和胰头内侧。

左侧=脾胃上，肾上腺上，胰尾，空肠和脾血管内侧，空肠和脾屈曲结肠下。

图 1.6  

绘制肾脏的主要前部关系  

6.4 对PCNL的临床意义

理论上存在刺穿所有这些器官的风险，特别是在肝肿大/脾肿大的情况下，或者在仰卧位时在腋下后线前方进行肾穿刺（图1.7），在俯卧位时在后方进行，和/或肾穿刺太深[36，37]。

图 1.7  

加尔达考改良仰卧位 Valdivia 安全经皮肾穿刺的参考线：腋窝后线、第 12 肋骨和髂嵴  

手术过程中过度的牵引和扭力可能会损害右肝肾韧带（连接右肾和肝脏的上极），左侧的脾肾韧带（连接左肾和脾脏的上极），有包膜撕裂和随后出血的风险。术前应通过CT扫描识别肾后结肠：仰卧位发生频率为1.9%，俯卧位发生率高达10.0%，因为在这种情况下结肠向后移位[18，38]。另一项研究表明，在15%的俯卧位CT扫描中，结肠位于下极通路的预期路径上，只有6%的仰卧位扫描[39]（图1.8）。

图 1.8  

绘制结肠与经皮道与俯卧位（a）和仰卧位（b）右肾的关系;（c） 修复左结肠损伤的开放手术  

7 肾脏的大体和显微镜解剖学

肾脏被光滑、坚韧的纤维囊包围，在扩张时提供传入神经支配，维持伤害感受[40，41]。

在盖膜纤维和Gerota的肾筋膜之间有肾周脂肪，而在Gerota的肾筋膜之外有肾旁脂肪。Gerota的肾筋膜构成解剖屏障，上部（在肾上腺上方与膈下筋膜融合）和横向闭合（在升降结肠后面融合），与对侧内侧融合，而下侧开放。肾前筋膜前部和肾后筋膜在腹膜后部尾部褪色，内侧后鞘在椎前筋膜中褪色，产生Zuckerkandl筋膜，前部筋膜在腹侧与形成顶腹膜正下方的Toldt筋膜的血管相连[1]（图1.9）。

图 1.9  

用分隔筋膜绘制肾周和副肾间隙  全尺寸图像  

在一分为二的肾脏的切割表面上可以识别两个不同的区域：皮质和髓质。肾皮质对应于含有肾小球的Bertin柱，肾小管近端和远端回旋小管，肾髓质对应于包含直小管，Henle环和集合管的14-20个金字塔，连接形成约20个状管，在肾区域开口[1]。

7.1 对PCNL的临床意义

肾囊是无弹性的，在集合系统急性扩张的情况下（如肾绞痛期间）提供传入神经支配维持伤害感受[40，41]，而肾内压的突然升高可以破坏它，从而形成尿瘤。

肾周间隙下部开放，允许出血和血肿（包括PCNL后的血肿）沿着腰大肌向动。

草酸钙肾脏的肾周脂肪量似乎明显大于非结石肾[29]。肾旁/肾周脂肪增加可能通过分泌具有功能性或代谢性肾作用的旁分泌物质的局部机制影响肾功能，或通过增加间质静水压力和减少肾血流量对肾脏施加直接机械压迫，造成肾脏损伤。它可能继发于肾脏大小减小，填充肾脏留下的自由空间，是肾功能受损的附带现象[30]。一定量的对肾/肾周脂肪也会增加皮肤到结石的距离，这与肥胖一起可能导致对超长设备的需求。

肾内压高可能导致肾盂-静脉、肾盂-淋巴和肾盂-间质的细菌和毒素反流，支持感染性并发症的发生[42]。PCNL后肾脏瘢痕形成也可能改变肾脏的正常结构，特别是在多通路的情况下，取决于所使用的束扩张类型[。最后，粘附在肾上的兰德尔斑块的存在有助于识别草酸钙结石形成者。

8 肾动脉

肾动脉起源于主动脉，右动脉较长，背侧通向下腔静脉。肾动脉位于肾静脉前部和肾盂后部之间。应该有一条肾动脉，但多余肾动脉很常见（占肾脏的25%-40%）肾动脉发出下肾上动脉，然后分支在前分支和后分支，前分支为肾实质的前三分之二，后者为后三分之一。前支进一步产生顶端、上、中、下支，所以最后节段分枝是五个，也是根据经典的格雷夫斯分类。虽然动脉节段性脉管系统通常与该描述不同[45]，不同节段之间的末端血管重叠可减少潜在的缺血性损伤。每条节段动脉分支成大叶动脉，进一步细分为叶间动脉，通过金字塔之间的贝尔廷肾柱向外周发展。在金字塔底部附近，它们发出弧形动脉，从凸侧起源于小叶间动脉，小叶间动脉又起源于肾小球的传入小动脉。直肠小动脉起源于肾小球的传出小动脉;直肠起源于弓形动脉的凹陷。

8.1 对PCNL的临床意义

Brödel（二十世纪初的德国医学插画家）或无血管平面的线是纵向的，位于前节段动脉和后节段动脉之间，就在肾脏外侧的后方。它在肾脏中段的水平上总是一致的，而在顶端、上段和下段是可变的，距离肾脏的外侧缘1.8-2.4厘米。在20%的病例中不存在，在100%的病例中盏水平，在27%的病例中在上盏水平，在33%的病例中在下盏水平。由于所有这些原因，穿刺的最佳盏似乎是最下面的后部盏。

肾脏动脉血管化的结构支持所谓的“杯状穿刺”的基本原理，即沿着肾漏斗轴到达肾的尖端，那里大部分时间应该没有主要动脉分支[48]（图1.10）。尽管如此，至少在专家手中，无状穿刺也安全有效地进行了。借助彩色多普勒超声实时使用血管保留技术也可能有效识别肾实质内的主要动脉血管。

图 1.10  

绘制“无血管束”，然后进行所谓的状肾穿刺  

如果后节段分支通过输尿管前方，则可能发生输尿管输尿管连接处梗阻（UPJO）。重要的是要记住，并非所有的肾钙化都是结石......彻底的术前影像学检查可能会挽救这种情况，例如避免对钙化假性动脉瘤进行危险的PCNL[51]。最后，如果PCNL后动静脉瘘或假性动脉瘤发生血管栓塞，应注意动脉结构，以尽量减少肾实质缺血[52]。

9 肾静脉

静脉引流不遵循节段性方案，弥漫吻合而非终末。皮质由星状静脉引流，主要排入小叶间静脉的弓。有三种纵向游离吻合口系统，从外围到中心有一级、二级和三级，星状静脉（皮质外周）、弓形静脉（金字塔底部）和叶间静脉（靠近肾窦）之间有吻合口。还有横吻合口连接不同层次的腹静脉和背静脉。在小花萼周围，有大的吻合口形成一种静脉项圈。叶间静脉变成大叶静脉，产生2条（29%）或3条（54%）大静脉节段干，流入肾静脉（应为2条），然后流入下腔静脉，左侧静脉较长，接受左上静脉、性腺静脉和腰静脉。静脉引流异常不如肾动脉异常常见。

9.1 对PCNL的临床意义

主要肾血管损伤不常见，占不到0.5%。撕裂和扭曲肾脏可能导致主要肾静脉病变，从而引起相关出血。穿刺针、扩张器或 Amplatz 鞘直接损伤和渗透到血管系统可能会导致大量出血。无论如何，在没有通过肾镜注射造影剂的情况下，PCNL期间的静脉损伤可能大部分时间诊断不足。

10 肾淋巴引流

有一个浅表囊下丛引流囊下组织，一个深肺门丛将间质液引流到 4 或 5 个大树干中，还有一个与囊下丛相连但独立引流到外侧主动脉结的神经丛。它们排空到与肾静脉相关的淋巴结中。左引流主要流向左主动脉旁淋巴结，右引流主要流至右主动脉腔间淋巴结和右腔旁淋巴结。

10.1 对PCNL的临床意义

此区间与 PCNL 无关。文献报道了一例罕见的乳糜尿病例，原因是肾门附近的一个树干机械损伤。

11 肾神经支配

肾脏神经支配包括肾丛的传入和传出纤维。该神经丛是源自乳糜泻丛、肠系膜间丛和腰内脏神经的纤维组合。传入神经支配对于伤害感受识别和投射到大脑区域（如穹窿下器官、下丘脑和脑干）至关重要。传出神经支配主要调节心血管功能和动脉压;它主要是交感神经，并接受来自每个贡献神经丛的输入，而几乎没有证据表明肾脏的副交感神经支配。

11.1 对PCNL的临床意义

肾脏可以在没有神经系统控制的情况下运作良好，移植肾脏的成功功能证明了这一点。传入神经支配对于伤害感受识别至关重要，在肾盂中具有最高的密度，并且像收集系统的急性扩张一样通过壁张力的增加而被激活。疼痛以皮节模式放射，覆盖前腹壁和侧腹，就像肾绞痛期间发生的那样。

12 肾的局部系统

小肾萼萼从5到14个不等，平均为8个，并包围金字塔（有时是复合的，将2或3个包围在一起）;它们通向主萼，2个或2个以上，依次通向肾盂，肾盂可以是肾内或肾外，具有不同程度的可及性和尿引流程度。肾盂系统（PCS）的解剖结构可能有所不同（图1.2），即69%的右肾中存在Brödel肾类型（短而内侧定向的前花萼，较长且横向的后花萼）和79%的左肾的Hodson肾类型（靠近肾脏外侧缘的较长前花萼，较短且较内侧的后花萼）。桑帕约进一步分为A型和B型，各有2个亚型。

12.1 对PCNL的临床意义

相关的解剖参数可能是漏斗宽度（更好的>5 mm）和长度（更好的<3 cm）以及下极漏斗盆腔角（更好的>45°）。这些细节可以通过对比CT扫描获得，识别PCS的所谓静态解剖结构，并预测任何尿石症治疗的成功率。术中冲洗和造影剂注射可能提供有关PCS弹性的额外数据，即所谓的动态解剖结构，以使肾镜和附件（主要是扩张器和Amplatz鞘）适应PCS特征，而不是迫使僵硬的漏斗或花萼并导致其出血损伤。

13 结论

肾脏大体、外科和放射解剖学的知识是PCNL术前计划的基础，对于患者手术的定制、尿石症和含有结石的集合系统的解剖结构至关重要，与优化PCNL成功率和最小化PCNL并发症有关（表1.1）。

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