基于磁導航技術的磁性空腸營養(yǎng)管設計

嚴小鵬　劉雯雁　馬佳　呂毅

生醫(yī)學與外科工程技術研究中心，西安 710061；4.陜西省人民醫(yī)院腫瘤外科，西安 710068）

[摘 要] 目前鼻空腸營養(yǎng)管大多需在胃鏡輔助下置入，這給患者帶來一定痛苦，且操作也較為繁瑣。磁性空腸營養(yǎng)管基于磁導航技術原理，通過在現有空腸營養(yǎng)管的頭端嵌入小磁體，借助體外導航磁體吸引牽拉，可將空腸營養(yǎng)管置入到空腸起始部，該方法操作簡單，刺激小，可減輕患者痛苦。

[關鍵詞] 磁導航技術；空腸營養(yǎng)管；腸內營養(yǎng)

中圖分類號：R572 文獻標識碼： A 文章編號：2095-5200（2015）03-001-03

引言

腸內營養(yǎng)（Enteral Nutrition， EN）是腸道功能尚存的危重患者營養(yǎng)支持的首選方式[1]。根據美國腸外及腸內營養(yǎng)協會（the American Society for Parenteral and Enteral Nutrition， ASPEN）推薦，對不能進食的危重患者，腸內營養(yǎng)應在入室24～48小時開始[2]。EN通過營養(yǎng)管直接將營養(yǎng)物質輸送至胃腸道中，不僅能有效提供患者營養(yǎng)所需，還能維持腸道功能和結構完整性，維持胃腸道菌群平衡，保持腸道粘膜免疫功能，促進胃腸功能恢復，防止菌群移位[3-5]。同時腸內營養(yǎng)與腸外營養(yǎng)（TPN）相比簡便經濟、安全有效。目前臨床上腸內營養(yǎng)的方式主要有鼻胃營養(yǎng)管營養(yǎng)（nasogastric tube feeding，NG）、鼻十二指腸營養(yǎng)管營養(yǎng)（nasoduodenal tube feeding，ND）和鼻空腸營養(yǎng)管營養(yǎng)（nasojejunal tube feeding，NJ）。其中，因鼻空腸營養(yǎng)管能夠將營養(yǎng)物質直接送至小腸，避免刺激胰腺分泌、無胃食管返流等優(yōu)點而在臨床應用最為廣泛。

鼻空腸營養(yǎng)管放置方法眾多，各有利弊。自然放置法是經鼻腔將空腸營養(yǎng)管頭端置入胃內后，依靠胃腸道的自然蠕動使其頭端到達空腸，該法操作最簡單，但成功率最低，尤其是對于外科術后胃癱等患者。借助胃鏡操作可提高鼻空腸營養(yǎng)管置入成功率，目前流行做法是胃鏡下的導絲引導法和直視拖拉法[6-10]。但胃鏡下置入法增加了患者痛苦，尤其是對于胃鏡操作耐受性差患者，往往無法施行。若行麻醉下無痛胃鏡操作，又增加了麻醉對機體打擊。因此，鼻空腸營養(yǎng)管在臨床應用中一直缺乏較為理想的的置入方法和方式。

磁導航技術（Magnetic Navigation Technique，MNT）的最基本原理就是通過可變的體外磁場方向和磁場強度來引導和驅動體內磁體的運動，當借助于計算機程序和和其他設備（如X線成像系統(tǒng)、高性能外磁場產生裝置）時，可實現對體內磁性材料的三維空間立體定位與定量操作。目前磁導航技術在心血管介入操作中研究和應用較多[11-13]，也有在早期肺癌診斷[14]和肝癌消融術[15]中的報道。磁性空腸營養(yǎng)管的設計思路源于磁導航技術，通過體外磁場的引導來實現空腸營養(yǎng)管置入，可避免胃鏡操作給患者帶來的不適與痛苦。

1 設計思路

通過在傳統(tǒng)空腸營養(yǎng)管頭端附加固定一個小磁體，常規(guī)將空腸營養(yǎng)管經鼻插入胃內后，通過體外大磁鐵在上腹部沿消化道體表投影走形的引導，帶動空腸營養(yǎng)管頭端的小磁體移動，最終可將空腸營養(yǎng)管引導入空腸，必要時可借助X線或B超輔助消化道定位。磁性空腸營養(yǎng)管通過體外磁場對體內磁體的引導，以實現取代胃鏡操作目的。

2 結構參數

磁性空腸營養(yǎng)管的結構如圖1，圖中2為空腸營養(yǎng)管主體，在空腸營養(yǎng)管主體頭端有側孔3，空腸營養(yǎng)管主體的尾端1為接頭，這是傳統(tǒng)空腸營養(yǎng)管的基本結構。磁性空腸營養(yǎng)管在此基礎上在側孔3的前端部分管腔內鑲嵌有磁體4。磁體4的特征為圓柱體，圓柱體底面直徑5mm，長8mm，選用N50燒結釹鐵硼經機械加工成形，表面氮化鈦涂層處理，沿圓柱體軸向飽和充磁。圖中5為體外導航磁體，其特征在于為圓柱體，底面直徑50mm，長100mm，選用N50燒結釹鐵硼經機械加工成形，表面氮化鈦涂層處理，沿圓柱體軸向飽和充磁。

3 使用過程

磁性空腸營養(yǎng)管的置入按照常規(guī)胃管置入方法操作，因為在磁性空腸營養(yǎng)管的頭端有長度為8mm的圓柱形磁體，頭端彎曲度受限，因此在置入過程中動作要輕柔，以減輕患者的不適。根據磁性空腸營養(yǎng)管的刻度判斷磁性頭端已進入胃腔后，將體外導航磁體置于患者左上腹，使空腸營養(yǎng)管的磁性頭端和體外導航磁體相吸。此時，經鼻將空腸營養(yǎng)管再向內送入20cm左右，然后沿胃、十二指腸、空腸起始端在體表的投影位置緩慢移動體外導航磁體，使其帶動空腸營養(yǎng)管的磁性頭端在胃腸道內移動。移動一段距離后，向外輕輕牽拉空腸營養(yǎng)管尾端，若牽拉空腸營養(yǎng)管尾端時阻力較小說明空腸營養(yǎng)管磁性頭端仍在胃內，則再次沿胃、十二指腸、空腸起始端在體表的投影位置緩慢移動體外導航磁體；若有較大阻力說明空腸營養(yǎng)管的磁性頭端已在體外導航磁體的引導下進入十二指腸，則將空腸營養(yǎng)管再向內輸送20cm，然后繼續(xù)緩慢移動體外導航磁體。最后通過X線或B超確認磁性空腸營養(yǎng)管的頭端是否進入空腸。以上操作步驟因患者差異可能需重復操作幾次才能將空腸營養(yǎng)管頭端送至空腸。操作時應使患者盡量處于胃排空狀態(tài)；對于腹壁較厚的患者，體外導航磁體在引導過程中應適度施壓，以保證空腸營養(yǎng)管的磁性頭端和體外導航磁體相吸不分離；患者在留置空腸營養(yǎng)管期間嚴禁行磁共振檢查。圖2為磁性空腸營養(yǎng)管置入示意圖。圖3為磁性空腸營養(yǎng)管犬體內置入過程：A為磁性空腸營養(yǎng)管實物圖；B為磁性空腸營養(yǎng)管頭端達到胃內；C為利用體外導航磁體對空腸營養(yǎng)管的磁性頭端進行牽引和導航；D圖中磁性空腸營養(yǎng)管磁性頭端已到達十二指腸末端，經營養(yǎng)管注入鋇餐清晰可見腸管顯影。

A：磁性空腸營養(yǎng)管實物圖；B：磁性空腸營養(yǎng)管頭端達到胃內；C：利用體外導航磁體對空腸營養(yǎng)管的磁性頭端進行牽引和導航；（上方黑箭頭所示為空腸營養(yǎng)管磁性頭端的磁體，下方紅色箭頭所示為體外導航磁體）；D：磁性空腸營養(yǎng)管磁性頭端已到達十二指腸末端，經營養(yǎng)管注入鋇餐清晰可見腸管顯影。

圖3 磁性空腸營養(yǎng)管犬體內置入

4 結論

磁性空腸營養(yǎng)管的設計主要有以下優(yōu)點：①磁性材料選用燒結N50型釹鐵硼材料，該材料具有很高的磁學性能，可在保證體內外磁鐵在能夠相吸情況下，使空腸營養(yǎng)管頭端的磁鐵體積盡可能小，從而方便置入并減輕患者不適；②加工簡單，使用時只需將小圓柱形磁鐵嵌入到普通空腸營養(yǎng)管頭端即可；③氮化鈦表面涂層處理技術能夠保證體內磁鐵耐受消化液侵蝕；④使用簡單方便，無需胃鏡操作，極大地減輕了患者痛苦；⑤空腸營養(yǎng)管的定位可借助B超或X線；⑥當各種原因造成磁性空腸營養(yǎng)管部分向外脫出時，可利用體外導航磁鐵再次引導。

磁性空腸營養(yǎng)管經志愿者初步驗證顯示，空腸營養(yǎng)管的磁性頭端在置入過程中，并不明顯增加患者的不適感，通過體外導航磁體引導，磁性空腸營養(yǎng)管頭端能夠到達空腸起始部位。但是，需要值得注意的是，對于腹壁較厚的患者來說在使用過程中應該選用磁力更大的體外導航磁體。

參 考 文 獻

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