第3章-工具用于上尿路疾病的输尿管镜入路的仪器正在不断发展。第一批输尿管镜的直径太大，其使用仅限于少数患者。此外，结石碎裂或提取以及组织切除/电弧化的方法有限。随后，仪器不断发展，技术得到改进，输尿管镜允许在直径减小的条件下使用越来越多的辅助仪器。尺寸越来越小的刚性和柔性输尿管镜的发展决定了经尿道上尿路内窥镜的多样化。3.1.概述用于上尿路疾病的输尿管镜入路的仪器正在不断发展。第一批输尿管镜的直径太大，其使用仅限于少数患者。此外，结石碎裂或提取以及组织切除/电弧化的方法有限。随后，仪器不断发展，技术得到改进，输尿管镜允许在直径减小的条件下使用越来越多的辅助仪器。最近，刚性和柔性输尿管镜都经历了许多改进，以提高其效率，耐用性，并获得使用特定工作仪器的能力。目前使用的大多数输尿管镜的尺寸允许它们在不需要扩张输尿管口的情况下被提升。大量的辅助仪器可用于刚性输尿管镜，以及柔性输尿管镜。尺寸越来越小的刚性和柔性输尿管镜的发展决定了经尿道上尿路内窥镜的多样化。光学系统的质量对于内窥镜的效率非常重要（Nicolescu，）。有两种类型的光学系统：?刚性光学系统?灵活的光学系统刚性光学系统包括放置在望远镜远端的透镜，翻转图像的透镜系统以及装有透镜的取景器。圆柱透镜的固定系统（霍普金斯）在损害串行位置的情况下，使得减少光学接口的数量成为可能，这导致衍射减少，光透射增加，分辨率和色彩保真度增加。玻璃纤维导体与安装在望远镜中的透镜平行。望远镜的视角由其中心轴与生产时获得的角度（0-°）之间的比率决定。在柔性仪器的情况下，光的传输是通过光学分束内的全内反射实现的。用于制造柔性光导体的材料必须在中心部分和外围部分之间具有不同的折射率。光纤以平行波段制造，并将图像从远端透镜的焦点引导到望远镜的近端，即取景器。视角由仪器的0°轴与取景器与此轴相关的屈曲程度之间的比率计算得出。柔性仪器的可靠性较低，因为光纤断裂的风险很高，图像质量的降低与断裂的光纤数量成正比。这一事实导致需要频繁的仪器检查，以便及早发现照明和可视化能力的下降。硬性输尿管镜硬质输尿管镜检查可以逆行进行，方法是在输尿管壁内段先前扩张后或顺行插入输尿管口插入内窥镜，通过经皮肾造口插入内窥镜，然后通过肾盂口进入输尿管。输尿管镜是用于诊断和治疗上尿路疾病的光学仪器，其口径适合扩张输尿管的内周。根据Matoushek的描述，输尿管镜在设计上类似于“细长的儿科内窥镜”。硬性输尿管镜（图3.1）是远端输尿管干预的理想选择，易于操作，并且可以很好地控制工作器械。技术进步和设计的改进也允许它们在近端输尿管和肾盂中使用。传统上，刚性输尿管镜使用圆柱形透镜系统。现代内窥镜涉及使用光纤，可以显着减小尺寸，提高耐用性并防止图像失真。然而，即使是现在，使用光纤获得的图像质量也不等同于通过圆柱透镜系统获得的图像的质量。下载：下载全尺寸图片图3.1.12F硬性输尿管镜。3.2.1.外部配置关于它们的尺寸，经典的刚性输尿管镜的口径在13F到16F之间。大口径内窥镜具有更宽工作通道的优点，并且隐含地具有更好的灌溉和能见度。然而，由于直径超过10华氏度，使用这些仪器需要输尿管孔的扩张（Bagley，），增加对组织的侵袭性。输尿管镜操作后继发性输尿管狭窄的发生率与内窥镜的尺寸直接相关。Huffman（）描述了一种带有圆柱透镜系统的刚性输尿管镜，外径为8.5F，工作通道为3.5F。关于远端的设计，第一批输尿管镜复制了膀胱镜的设计，确定了接近壁内输尿管的困难。这个问题的解决随后导致了锥形末端输尿管镜的发展（图3.2）。下载：下载全尺寸图片图3.2.输尿管镜远端的锥形设计。输尿管切开镜（图3.3）还具有移动工作元件，类似于用于低腔内泌尿外科干预的电切镜。下载：下载全尺寸图片图3.3.输尿管-电切镜组件。（a）外护套，（b）望远镜，和（c）移动工作元件。光学系统刚性光学系统的使用决定了弯曲时光传输的失真。这种现象决定了视野减少高达50%（Miller等人，）。在接近远端输尿管期间施加扭转力可能导致光学系统损坏。已经生产出带有可互换望远镜组的刚性输尿管镜。这允许增加视野，并且可以在同一护套中使用0-70°光学系统。由于鞘的大口径（13-16F），随后的型号包括视觉角度在0°和6.5°之间变化的综合望远镜，允许输尿管镜的直径减小，同时保持足够的工作通道（3.5-5F）。获得6.5°的视角，当仪器从工作通道中出来时，可以更轻松地定位仪器。半刚性输尿管镜随着技术的发展，刚性输尿管镜已在很大程度上被半刚性输尿管镜所取代（图3.4）。其中包括一个高密度光纤分束，封闭在半刚性金属护套中。这些光纤的使用决定了输尿管镜光学元件所需空间的减少，尽管外径很小，但允许加入大的工作通道。图3.4.不同型号的半刚性输尿管镜。光纤分束允许内窥镜的垂直灵活性，而不会产生图像失真。3.3.1.外部配置通常，半刚性输尿管镜的远端直径在6F和10F之间。这些尺寸允许在不扩张壁内输尿管的情况下进行输尿管镜操作。大多数半刚性输尿管镜的鞘从远端到近端的直径逐渐增加，达到7.8F至14.5F之间的口径。这种设计有助于输尿管的进行性扩张，因为输尿管镜是先进的。实践中使用的模型的工作长度超过31厘米。这种长度允许接近远端和中输尿管，并且在女性中也足以接近肾盂。对于男性肾盂系统进行输尿管镜干预，需要内窥镜的长度约为40cm。半刚性输尿管镜的远端呈圆形或椭圆形（图3.5）。最近，已经描述了具有三角形末端的输尿管镜（图3.6），便于进入输尿管口。下载：下载全尺寸图片图3.5.半刚性输尿管镜远端的椭圆形轮廓。图3.6.半刚性输尿管镜的三角形远端。光学系统半刚性输尿管镜的光学系统包括类似于柔性仪器中使用的光纤。由于直径相对较大，这些仪器含有大量的光纤，保证了更高的图像质量。最初，由于低分辨率和光纤产生的“蜂窝”方面，这些仪器提供的图像质量较低。现代光纤布局和视频系统的进步已经解决了这些问题（Kuo和Preminger，）。由于光纤系统的灵活性，这些输尿管镜可以倾斜，同时确保刚性工作仪器所需的直线工作通道。此外，这种类型的光学系统的物理特性允许取景器定位在仪器的轴线上，以及偏心（图3.7）。下载：下载全尺寸图片图3.7.半刚性输尿管镜，取景器位于仪器的轴线（顶部）或偏心（底部）。近年来，为了优化内窥镜图像，已经开发了数字半刚性输尿管镜（视频输尿管镜）。它们在远端有一个CMOS或CCD型传感器，该传感器接收信息并以数字格式传输。3.3.3.工作通道现代半刚性输尿管镜的工作通道口径在2.1F至6.6F之间。通常，输尿管镜至少有一个直径为3.4F的通道，允许大多数附件仪器通过，以及适当的灌溉（图3.8）。今天，通常使用具有两个工作通道的半刚性仪器。图3.8.具有中央工作通道的半刚性输尿管镜型号。3.4.柔性输尿管镜虽然VictorMarshall（）提到了第一个柔性内窥镜，但柔性纤维镜最近才被引入当前的泌尿外科实践中。这些输尿管镜具有与其他类型的柔性内窥镜相似的结构：偏转机制，工作通道，用于光传输的非相干光纤分束，以及用于图像传输的相干光纤分束（图3.9）。下载：下载全尺寸图片图3.9.柔性输尿管镜远端的外部配置。（a）工作通道，（b）用于图像传输的光纤分束，以及（c）用于透射光的非相干光纤分束。3.4.1.外部配置柔性输尿管镜的远端部分通常是圆锥形的，表面光滑。一些输尿管镜具有斜角，三角形末端，便于接近输尿管口并降低壁层病变的风险。3.4.2.偏转机构第一批柔性输尿管镜没有主动偏转能力，由于外鞘的弹性，它们的变形只能被动地实现。这些机械性能只允许上尿路某些区域的可视化，在大多数情况下也可以通过刚性和半刚性输尿管镜进入。因此，增加主动偏转（图3.10）是一种自然的补充，为新一代柔性输尿管镜提供在上尿路内具有卓越的可操作性。下载：下载全尺寸图片图3.10.StorzAA柔性输尿管镜（KarlStorz内窥镜，德国图特林根），具有双向主动偏转。主动偏转是通过用拇指处理位于输尿管镜身体上的移动部件而获得的。向上或向下推（图3.11）确定沿输尿管镜的整个工作段拉伸的金属纤维的张紧，从而实现远端的双向偏转。下载：下载全尺寸图片图3.11.用于调整有源挠度的装置。这可以在推动运动的方向上实现（在大多数美国模型中发现的“直观”或“逻辑”偏转类型），也可以与动作方向相反（“违反直觉”，“反转逻辑”或“国际”偏转类型，在大多数欧洲或日本模型中发现）。现代柔性输尿管镜至少有一个活动偏转区域，通常是双向的。远端节段外护套的高柔韧性允许出现次级被动偏转区域（图3.12）。下载：下载全尺寸图片图3.12.柔性输尿管镜的主动原发性和被动二次偏转。这是通过将输尿管镜的远端段推向肾盂的上壁或肾盂中或上花萼的植入区域来实现的，因此它可能受到某些解剖特异性或某些病理修饰的存在（例如，高级别肾盂积水）的限制。在尝试接近肾盂系统的某些区域（特别是下腔）时出现的困难需要升级主动偏转系统。第一个概念是创建具有两个主动偏转段的模型，这些段具有优异的机动性，并且能够接近有时单偏转模型无法触及的病变（Ankem等人，）。第一个具有这些特征的柔性输尿管镜是ACMIDUR-8Elite型号（ACMI公司，马萨诸塞州绍斯伯勒，美国）（图3.13），除了DUR-8型号的°/°向上/向下偏转外，还允许它获得°的额外二次主动向下偏转。二次偏转是通过作用放置在柔性输尿管镜主体另一侧的第二个移动件来实现的。下载：下载全尺寸图片Figure3.13.Deviceforadjustingtheactivedeflection.TheKarlStorzCompany(KarlStorzEndoscopy,Tuttlingen,Germany)adoptedadifferentconceptforimprovingmaneuverability.IntheStorzFlex-X(AU1)(Fig.3.14)andStorzFlex-X2models,theamplitudeoftheactivedeflectionwasincreased(to°inbothdirections),aswasitsradius(theso-called“exaggerateddeflection”)(Fig.3.15).下载：下载全尺寸图片图3.14.StorzFlex-X柔性输尿管镜（KarlStorz内窥镜检查，德国图特林根）。下载：下载全尺寸图片图3.15.StorzFlex-X柔性输尿管镜的°主动偏转。同样，来自奥林巴斯（奥林巴斯，梅尔维尔，纽约，美国）和理查德沃尔夫（理查德沃尔夫，德国克尼特林根）的新型号的柔性输尿管镜提供超过°的主动偏转幅度。光学、光传输系统在传统的柔性输尿管镜中，光和图像的传输是通过光纤分束实现的。这些是大约8μm的玻璃纤维，具有比单个涂层具有更高折射率的中心部分。由于这种特性（图3.16），即使光纤弯曲，光的透射也是可能的，这种现象称为全内反射（Hecht，）。下载：下载全尺寸图片图3.16.光纤内部的内反射现象。如果它用于传输图像，为了使它们是真实的，光纤分束必须具有相干结构，两端的光纤配置相同。生成的图像由通过每根光纤传输的小图像组成。由于光线不是通过单个涂层传输的，最终组合的图像将呈现“蜂窝”效果（也称为“摩尔纹”效果）（图3.17，图3.18）。使用特殊滤镜消除了这种效果，但代价是进一步降低了图像质量。下载：下载全尺寸图片图3.17.“蜂窝”效应是传统柔性内窥镜光学系统所特有的。下载：下载全尺寸图片图3.18.术中柔性输尿管镜图像具有“蜂窝”效应。分辨率与分册中的光纤数量成正比。现代技术允许将更多的纤维包装成束，从而提高图像的质量。尽管取得了这些技术进步，但与通过刚性和半刚性输尿管镜的光学系统传输的图像相比，通过柔性输尿管镜的光纤系统传输的图像仍然具有较低的分辨率。然而，这些图像足以在良好的条件下进行内窥镜手术。对于光的传输，不需要束光纤的相干配置。这些非相干分册的数量因模型而异。柔性输尿管镜的视野在60°和90°之间变化。狭窄的视野可以通过使用主动偏转来补偿。对于大多数仪器，视角为0°。一些型号具有90°角，可以更好地看到工作仪器（Higashihara等人，）。在最新一代的柔性输尿管镜中，传统的图像传输系统已被数字图像传输系统所取代。ACMIDUR-D型号于年9月推出，其远端采用CMOS型数字传感器。它接收信息，并通过单根线路以数字格式将其传输到处理器，处理器对其进行解码并将其投影到显示器上。此外，用于透射光的非相干光纤分束已被位于远端的白光LED所取代。随后，这种柔性视频内窥镜的其他型号也问世：奥林巴斯URF-Vo（奥林巴斯，梅尔维尔，纽约，美国）（图3.19，图3.20）和StorzFlex-XC（德国图特林根卡尔史托斯内窥镜）（图3.21）。下载：下载全尺寸图片图3.19.奥林巴斯URF-Vo数字柔性输尿管镜，具有°/°偏转。下载：下载全尺寸图片图3.20.奥林巴斯URF-Vo数字柔性输尿管镜的远端（奥林巴斯，梅尔维尔，纽约，美国）。图3.21.StorzFlex-XC数字柔性输尿管镜（KarlStorz内窥镜检查，德国图特林根）。新一代数字柔性输尿管镜具有卓越的灵活性和更好的可视性，因为传统的光学系统及其所有不便之处都得到了取代。此外，通过去除这些易碎的组件，为新内窥镜的卓越耐用性创造了前提。3.4.4.工作通道工作通道确保灌溉液的循环，并允许插入用于碎石的辅助仪器和能量源的探头或纤维。从逻辑上讲，灌溉流量将与附件仪器或插入的纤维的尺寸成正比地降低。目前使用的大多数型号的柔性输尿管镜都有一个3.6F的工作通道（表3.1）。Wolf.型号表示了一个例外，该型号的工作通道为4.5F，在内窥镜尖端直径为9F的条件下。表3.1.传统柔性输尿管镜部分型号的技术特点
Table3.1.TechnicalCharacteristicsofSomeModelsofConventionalFlexibleUreteroscopes
Manufacturing
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