经皮肾通道扩张过程包括留置导丝、扩张通道、留置工作鞘或肾造瘘管。
(一)留置导丝
穿刺目标盏成功后，经穿刺针插入工作导丝。工作导丝的种类繁多，可选用0.035或0.038英寸(1英寸=2.54cm)软尖导丝，其直尖端可进入输尿管避免下一步扩张通道时导丝滑脱。或使用J型头端硬体导丝，其硬体部分弹性大，加强了对扩张器械的引导；另外，其J型设计减少了扩张过深造成的肾实质穿孔和术中意外滑脱，但难以进入输尿管下段。在X线监视下可确认导丝进入收集系统内。
对于PCNL初学者而言，除工作导丝外，可置入第二根导丝以防止扩张时通道的丢失。工作导丝置入肾收集系统后，在X线监视下沿导丝用7F或8F管状鞘扩张进入肾收集系统，拔除闭孔器，插入第二根导丝，通过肾盂输尿管连接部尽可能多地进入输尿管或至膀胱内。手术过程中发生工作导丝打结或意外脱出时，可沿此导丝重新恢复皮肾通道和收集系统的连续性。
(二)扩张通道
经皮肾通道可根据需要扩张至10~30F。扩张的器械有硬性金属同轴扩张器、半硬扩张器、高压球囊扩张器等。
01硬性金属同轴扩张器
又称叠进式(或套叠式)扩张器，使用时先将一8F金属导管沿工作导丝置入肾盂，将一系列贴合紧致的金属扩张器套入中心金属导管依次扩张皮肾通道。使用时一手握住中心导管，另一手旋转式推进扩张器，整个扩张过程在X线监视下进行，每次推进扩张器至前端平齐，此时要警惕金属扩张器扩张过深造成严重的肾收集系统穿孔或肾实质撕裂，一定要依次进行扩张。对于穿刺部位有手术瘢痕的患者，金属性扩张器较半硬扩张器更为便利，易于通过坚硬的瘢痕组织。
02半硬扩张器
国内多采用连续递增的筋膜扩张器和Amplatz扩张套件。筋膜扩张器前端变细以适应工作导丝，亦需依次进行扩张，但每次要分别套入和取出，增加了导丝脱出和通道丢失的概率。Amplatz 扩张套件外形类似筋膜扩张器，质地较筋膜扩张器硬，使用时先另套入8F的引导管增加扩张轴的硬度，以降低导丝滑脱、通道丢失和穿孔的风险；再依次进行2F递增的扩张，扩张过程在X线监视下进行，始终保持引导管和导丝在原位，避免移动。Amplatz 扩张套件亦可用于有手术瘢痕的患者。
03高压球囊扩张器
来源于血管造影球囊扩张技术。泌尿外科常选用的球囊扩张器球囊段长约15cm，球囊的近端和远端各有一个不透X线的标志，充气扩张后直径达到10~12mm。使用时先将通道扩张至12F，再置入球囊扩张导管，注意X线下确定球囊远端位于肾收集系统内，因为同轴球囊扩张后其远端可能会回缩1~2cm，再充气扩张至15个大气压(最高可达30大气压)，气囊扩张60s通常可达到理想的效果，监视器下可见腰背腱膜和肾包膜两处“细腰样变，放气后可将先套入的扩张鞘推入肾收集系统内。由于其是在原位的一次性扩张，具有通道不易丢失、出血少、操作时间短的优点，患者疼痛感也最轻，可以在局麻下完成；但对于致密的瘢痕组织，其扩张效果有限，常常需要辅助普通扩张器；另外，昂贵的价格也限制了它的推广。
使用不同的扩张器械时，均要注意导丝置入须在X线监视下进行，最好能进入输尿管上段或尽可能多留置在肾盂内，以防止滑脱和发挥其靠后端导丝硬体稳定性；注意皮肤切口长度应和所需留置的工作鞘的外径一致，最好切至腰背筋膜，避免扩张时扩张器卡在皮肤或腱膜处；扩张均应在X线监视下进行，尽可能做到动作紧凑，导丝或引导管由助手保持在原位，术者将扩张器旋转推进，注意每次的角度和深度一致，每一次扩张不能超过肾盂输尿管连接部，尤其要避免拔出扩张器时带出导丝或引导管；对于非积水肾铸形结石患者，扩张器要避免强行进入有限空间的收集系统，否则可能导致穿孔或肾盏撕裂；若无X线监视条件时更要慎防过深的扩张引起大出血；如果导丝在扩张过程中不慎脱出，最好进行重新穿刺并留置两根导丝。
(三)留置工作鞘或肾造瘘管
扩张完成后需在肾通道留置一工作鞘或肾造瘘管,常用的有Peel-away可剥鞘、Amplatz工作鞘或金属工作鞘。Peel-away可剥鞘可以很方便裁剪和撕开，有利于留置肾造瘘管，金属工作鞘还可以连接吸附装置便于结石排出。
留置工作鞘前可将通道扩张至比目标鞘大2F，如此有利于工作鞘的置入；置入亦应在X线监视下进行，避免置入过深。理论上越大的工作鞘越利于取石，但过大的通道可能会造成严重的出血，不过至少要选用比肾镜大2~4F的工作鞘，以利于冲洗液排出避免肾内高压。
