磁技術(shù)在內(nèi)鏡治療消化道疾病中的應(yīng)用進(jìn)展

汪旭麗,葉連松,張瓊英,胡兵

磁鐵具有吸附磁性物體的自然屬性，在日常的生活中被廣泛應(yīng)用。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，磁鐵常作為消化道異物被報道[1]，其潛在的風(fēng)險使得很多人對其敬而遠(yuǎn)之。近年來，受磁共振成像技術(shù)的安全性和磁鐵異物在消化道內(nèi)的致病原理啟發(fā)，許多臨床醫(yī)生開始關(guān)注磁鐵在內(nèi)鏡治療消化道疾病中的作用。

1 磁性壓迫吻合技術(shù)

1978年由日本專家Obora[2]應(yīng)用磁性壓迫吻合技術(shù)(magnetic compression anastomosis, MCA)解除消化道梗阻。其原理是通過兩個磁鐵間的相互吸引力對組織產(chǎn)生機械性壓迫，使得被壓迫的組織因缺血而逐漸壞死，壓迫區(qū)外緣的相鄰組織分層愈合，形成吻合口，從而恢復(fù)消化道的通暢[3]。

1.1 在食管疾病治療中的應(yīng)用

磁性壓迫吻合技術(shù)主要用于治療食管閉鎖和食管憩室。1975年，Hendren團(tuán)隊[4]使用電磁探條來拉伸食管節(jié)段，最早報道了磁力用于食管閉鎖的外科輔助治療。 Zaritzky等人在2009年[5]首次報道單獨應(yīng)用磁鐵來治療食道閉鎖，在放射線的輔助下，將兩片磁鐵分別經(jīng)口、經(jīng)胃造瘺口放入閉鎖段的近端和遠(yuǎn)端，經(jīng)過2～7天(平均時間4.8天)后，吻合口順利形成，解除了食管閉鎖。后來，Dorman[6]和Ellebaek[7]等人也使用相同的方法治療該類患者。磁性壓迫吻合技術(shù)有效地避免傳統(tǒng)開胸手術(shù)中的并發(fā)癥，包括氣管損傷、食管血流中斷和去神經(jīng)支配等[6]。但是，經(jīng)磁性壓迫吻合技術(shù)治療形成的吻合口可能出現(xiàn)狹窄。在上述3項單獨應(yīng)用磁鐵治療食管閉鎖研究中的7例患者中有6例出現(xiàn)狹窄，部分患者可能需要反復(fù)內(nèi)鏡擴張(n=4)，甚至手術(shù)干預(yù)(n=1)。預(yù)防性內(nèi)鏡擴張等措施或可降低對支架植入或手術(shù)干預(yù)的需求[8]。

內(nèi)鏡下磁性壓迫吻合術(shù)治療食管憩室的應(yīng)用，到目前為止，僅有6例報道[9-11]。在操作過程中，可以先于體外經(jīng)內(nèi)鏡鉗道插入金屬夾，夾住帶線的第一個磁鐵，在內(nèi)鏡直視下送入胃內(nèi)或食管遠(yuǎn)端，采用金屬夾固定線頭于憩室旁，保持磁鐵一定的活動度。內(nèi)鏡退出體外，于體外經(jīng)鉗道插入另一金屬夾，鉗住第二個帶線的磁鐵，在內(nèi)鏡直視下再將第二個磁鐵固定于憩室基底部；隨后，在內(nèi)鏡直視下回拉第一個磁鐵，調(diào)整至兩個磁鐵互相吸引壓迫憩室嵴。術(shù)后1～3周，內(nèi)鏡隨訪。如果磁鐵壓迫處形成一個開放的孔道，則可以在其上安全地進(jìn)行憩室嵴切開。如憩室嵴切除不完全或憩室復(fù)發(fā)，仍可以進(jìn)行相同的操作來再次處理。胡兵教授團(tuán)隊首次將這種方法命名為“磁鐵輔助憩室成型術(shù)(magnet-assisted auto diverticuloplasty,MAD)”[11]并于2018年發(fā)表在內(nèi)鏡著名期刊Endoscopy上。MAD可以避免內(nèi)鏡下直接肌切開術(shù)存在的穿孔風(fēng)險；同時，MAD操作簡便，內(nèi)鏡醫(yī)生更易于掌握。目前有限的經(jīng)驗表明，MAD簡單、安全、有效，特別適合于有癥狀的無法耐受手術(shù)的高風(fēng)險食管憩室患者。

1.2 在胃腸疾病治療中的應(yīng)用

磁性壓迫吻合技術(shù)科用于胃輸出袢梗阻[12]、肥胖和2型糖尿病[13]等，并可根據(jù)不同的解剖部位和不同的臨床目的來選擇并實施。已有多項動物實驗表明，該技術(shù)通?？梢詫崿F(xiàn)吻合口邊緣的完全再上皮化，但在吻合口成熟之前可能出現(xiàn)吻合口瘺。另外，使用小圓盤或環(huán)形磁鐵實現(xiàn)壓迫性吻合時，因吻合口較小故常常需要置入支架以確保吻合口長期通暢，這可能引起嚴(yán)重的支架相關(guān)并發(fā)癥如腸穿孔[14]。Ryou等人[15]自2011年開始研發(fā)的一種能夠通過內(nèi)鏡鉗道置入的智能組裝磁鐵，能夠形成直徑30～35 mm的吻合口。

1.3 在肝膽疾病中的應(yīng)用

磁性壓迫吻合術(shù)還可用于重度膽管狹窄和完全性膽道梗阻[16]。根據(jù)解剖部位，可以相應(yīng)地分為膽管-膽管吻合術(shù)和膽腸吻合術(shù)?？赏ㄟ^經(jīng)皮經(jīng)肝膽管引流(Percutaneous transhepatic biliary drainage, PTBD)道置入近端磁鐵(母磁鐵)，而遠(yuǎn)端磁鐵(子磁鐵)可通過三種途徑放置：經(jīng)內(nèi)鏡、經(jīng)第2個PTBD道或經(jīng)手術(shù)形成的瘺管[17]。經(jīng)內(nèi)鏡往膽總管內(nèi)置入子磁鐵時，常需行完全的乳頭括約肌切開術(shù)和/或乳頭括約肌球囊擴張術(shù)，并可將金屬支架置入膽總管以利于子磁鐵的放入。在磁鐵壓迫吻合完成及移除磁鐵后，也可以置入膽管支架防止膽-膽吻合口再狹窄[18]。此外，還有動物實驗報道了在十二指腸乳頭部位放置帶鉸鏈金屬塑料吻合器的可行性，其可通過膽管-十二指腸吻合實現(xiàn)大口徑的膽道引流[19]； 整個過程僅使用內(nèi)鏡，且不需要括約肌切開，為壺腹部狹窄的患者提供了新的治療方法。

2 非吻合的磁性壓迫技術(shù)

非吻合的磁性壓迫術(shù)主要用于增強括約肌力量，從而改善胃食管反流[20]或大便失禁[21]。在腹腔鏡下或外科手術(shù)置入LINX系統(tǒng)，可用于難治型胃食管反流病。據(jù)2017年Skubleny等人[22]的薈萃分析顯示，LINX系統(tǒng)對于胃食管反流的治療能夠達(dá)到與標(biāo)準(zhǔn)的外科Nissen胃底折疊術(shù)相當(dāng)?shù)亩唐谛Ч?；但LINX植入后在長期隨訪過程中，存在因長期壓迫而引起食管糜爛等并發(fā)癥，部分患者甚至需要進(jìn)行內(nèi)鏡或外科手術(shù)干預(yù)[23]。FENIX系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與LINX系統(tǒng)類似，雖然初步研究證明近期能夠改善患者的大便失禁和生活質(zhì)量[24]；但在長期隨訪期間可能出現(xiàn)排便功能障礙、疼痛、感染和糜爛等并發(fā)癥。此外，F(xiàn)ENIX系統(tǒng)導(dǎo)致糜爛的發(fā)生率甚至高于用于抗反流的LINX系統(tǒng)。

目前僅有兩項涉及體外/體內(nèi)的動物實驗對內(nèi)鏡下應(yīng)用磁鐵預(yù)防胃食管反流進(jìn)行了報道。Bortolotti團(tuán)隊于2009年進(jìn)行了一項豬模型相關(guān)研究：他們在靠近食管下段括約肌(Low esophageal sphincter, LES)處的黏膜下層置入了一個食管內(nèi)磁性裝置，用來防止胃食管反流[25]。雖然置入該磁性裝置后能夠產(chǎn)生高壓區(qū)(植入后(14.2±1.27)mmHg對 植入前(1.5±0.26)mmHg，P<0.001)，但是由于磁性壓迫作用的存在而可能導(dǎo)致黏膜破損。在另一項研究中，Dobashi等人報道了他們改良的內(nèi)鏡方法，即在食管外膜下層放置磁鐵來增強LES[26]。該研究包括體外和體內(nèi)豬模型兩方面的實驗，兩個外膜下通道(一個在食管壁右側(cè)，一個在食管壁左側(cè))均采用POEM技術(shù)并通過ERCP取石球囊建立。該方法與Bortolotti團(tuán)隊的方法相比似乎更為合理，但仍存在磁鐵所致糜爛或瘺等并發(fā)癥的風(fēng)險。此外，人類食管的解剖結(jié)構(gòu)與豬食管的解剖結(jié)構(gòu)不同，不存在漿膜層且與周圍組織和器官的緊密連接，因此將磁鐵置入到人體食管外膜下層可行性仍需驗證。

3 磁牽引技術(shù)

3.1 內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)(Endoscopic submucosal dis-section, ESD)

目前，ESD已被廣泛用于切除消化道淺表性病變[27]，包括消化道早癌、癌前病變，黏膜下腫瘤等。但是，如果黏膜下層暴露不充分，ESD操作難度極大，且容易發(fā)生出血和穿孔。若ESD過程中有“第三只手”來輔助牽引，充分暴露操作視野能安全、快速的進(jìn)行操作。作為眾多牽引方法之一，磁錨引導(dǎo)下ESD(Magnetic Anchor-guided ESD, MAG-ESD)由于能夠起到不受內(nèi)鏡影響的動態(tài)牽拉作用，因此被認(rèn)為更具應(yīng)用前景。在整個過程中，先將一個小磁鐵用金屬夾送入體內(nèi)并固定在病變邊緣，再利用體外的永久磁鐵[28]或電磁控制系統(tǒng)[29]來實現(xiàn)牽拉效果，并可通過改變體外磁鐵的位置來實時調(diào)整牽拉方向，避免了對患者體位改變的需求。該技術(shù)已被報道用于切除胃[28]和結(jié)腸[29]的病變，其有助于降低手術(shù)難度并縮短手術(shù)時間。但是，MAG-ESD的應(yīng)用也存在一些局限性，包括磁鐵間吸引力不定(與磁鐵本身的吸引力和體內(nèi)外磁鐵間距離相關(guān)，后者受患者腹壁厚度和操作中充氣量影響較大)和設(shè)備費用昂貴等缺點；同時，體外牽引磁力過大時還可導(dǎo)致體內(nèi)小磁鐵從病變脫離或?qū)е虏∽兯毫裑30]。

基于與MAG-ESD類似的理念，Akira團(tuán)隊[31]也開發(fā)出一種磁力較弱的內(nèi)部磁鐵牽引裝置(magnetic traction device, MTD)。操作過程中，先將第1個MTD固定于病變邊緣，隨后將第2個MTD固定于病變對側(cè)消化道壁，利用兩個磁鐵間的吸引力來發(fā)揮牽引的作用；牽拉力量可通過充氣和吸氣進(jìn)行調(diào)整，牽拉方向也可通過移除對側(cè)管壁的金屬夾并重新安置來調(diào)整，不受病變部位限制。與MAG-ESD相比，MTD發(fā)揮的牽拉作用不受腹壁厚度影響，且其吸引力相對較弱，過度牽拉時兩個裝置可自動脫落，故內(nèi)鏡醫(yī)師不需要擔(dān)心病變撕裂的風(fēng)險。需要注意的是，Akira等人的研究僅涉及體外豬胃模型ESD操作，故該項技術(shù)能否用于人體胃部和其他操作空間有限部位如十二指腸和結(jié)直腸需要進(jìn)一步研究。此外，胡兵教授團(tuán)隊首創(chuàng)并報道的[32-33]磁珠輔助ESD(magnetic bead assisted ESD, MBA-ESD)也可用于十二指腸和結(jié)直腸的ESD操作，特點是安全、簡單、有效、價廉，但磁鐵發(fā)揮的作用主要是通過重力牽引，且只有在相同位置添加額外的磁珠時，磁力才發(fā)揮作用。

3.2 經(jīng)自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)(natural orifice translumi-nal endoscopic surgery, NOTES)

NOTES具有無腹部切口的特點，是近年來的手術(shù)前沿。NOTES自問世以來便受到持續(xù)廣泛的關(guān)注，但是，由于操作難度大，其未被廣泛采用[34]。與ESD操作類似，NOTES的主要問題也在于缺少了傳統(tǒng)外科或腹腔鏡手術(shù)過程中用于牽拉的“另一只手”，而磁鐵技術(shù)能更好的解決這一問題。據(jù)報道的體外和體內(nèi)動物實驗顯示[35-37]，使用磁錨的NOTES在不同的腹部手術(shù)，如膽囊切除術(shù)和乙狀結(jié)腸切除術(shù)中是可行的。然而，到目前為止，尚無用于人體的磁錨輔助NOTES的報道。

4 其他應(yīng)用

隨著內(nèi)鏡的廣泛開展，許多器械如抓鉗、異物鉗、圈套器、網(wǎng)籃等已被開發(fā)用于內(nèi)鏡下異物取出[38]。雖然這些器械能在內(nèi)鏡下取出大多數(shù)異物，但對于內(nèi)鏡下無法看到的異物或者常用器械無法接近異物時，操作往往費時費力且危險性高。既往報道顯示，磁鐵在輔助取出硬幣、紐扣電池、嵌頓的磁鐵、回形針、針、鐵釘、大頭針和別針等異物時，能夠發(fā)揮出意想不到的效果。有報道顯示[39]， 可應(yīng)用體外磁鐵來移除置入膽胰系統(tǒng)的帶有磁性的膽/胰管支架，避免了再次內(nèi)鏡取支架的需求與醫(yī)療負(fù)擔(dān)。也有報道顯示，術(shù)前檢查時在內(nèi)鏡下用金屬夾將磁鐵固定于消化道腫瘤或其周邊[40]，手術(shù)過程中使用磁性器械時即可快速準(zhǔn)確定位腫瘤。體內(nèi)外磁錨的應(yīng)用也有助于將空腸壁固定于腹壁，利于進(jìn)行直接的經(jīng)皮內(nèi)鏡下空腸造口術(shù)[41]。

5 結(jié)論

內(nèi)鏡下應(yīng)用磁性裝置輔助治療使原本困難復(fù)雜的操作變得安全且簡單有效，不斷拓展著內(nèi)鏡治療的適應(yīng)癥。但是，本文所提到的部分新技術(shù)目前僅在動物實驗中進(jìn)行，在人體中應(yīng)用前尚須進(jìn)一步評估以確保其安全性。對于目前已初步應(yīng)用于人體的技術(shù)，由于存在相應(yīng)并發(fā)癥的風(fēng)險，應(yīng)采取有效的措施來預(yù)防和處理。相信隨著磁相關(guān)產(chǎn)品的不斷研究和開發(fā)，內(nèi)鏡磁技術(shù)在消化道疾病中的應(yīng)用會越來越廣泛，受益更多病人。