磁錨定技術輔助腹腔鏡闌尾切除術的實驗研究

樊 茜，吝 怡，常凱曦，吉 琳，康詩然，李益行，張 勇，馬 鋒，呂 毅1，*，嚴小鵬1，*

（1.西安交通大學第一附屬醫(yī)院肝膽外科，西安710061；2.西安交通大學第一附屬醫(yī)院精準外科與再生醫(yī)學國家地方聯(lián)合工程研究中心，西安710061；3.西安交通大學啟德書院，西安710061；4.西安交通大學宗濂書院，西安710061；5.西安交通大學第一附屬醫(yī)院胸外科，西安710061）

0 引言

自1983 年德國Semmk 成功完成世界第1 例腹腔鏡闌尾切除術（laparoscopic appendectomy，LA）以來，隨著腔鏡技術的不斷進步和普及，腹腔鏡闌尾切除術已成為治療非復雜性闌尾炎的金標準[1]。隨著微創(chuàng)理念的進一步深入，外科醫(yī)生開始探索單孔腹腔鏡闌尾切除術。單孔腹腔鏡手術專用器械較昂貴，短期內(nèi)無法在臨床上廣泛普及，使用常規(guī)腹腔鏡器械操作時，器械間相互干擾導致的“筷子效應”嚴重影響術者體驗[2]。盡管單孔腹腔鏡闌尾切除術在臨床上也有開展，但目前主流的腹腔鏡闌尾切除術仍然以臍周兩孔與三孔為主[3]。如何更好地保持術野的清晰暴露是減戳孔腹腔鏡手術（兩孔法）的關鍵。

磁錨定技術（magnetic anchor technique，MAT）是利用磁體與磁體或磁體與順磁性物質(zhì)之間的非接觸性磁場力使錨定磁體對靶磁體進行非接觸性空間錨定的技術[4]。該技術最早由日本學者Kobayashi 等[5]于2004 年報道，借助特殊設計的磁錨定裝置可輔助內(nèi)鏡下黏膜切除術。之后，專門制作的磁錨定裝置被

用于腹腔鏡手術，國外相關研究已將磁錨定輔助腹腔鏡手術用于膽囊切除[6-7]、腎臟切除[8-9]、闌尾切除[10]、結(jié)腸切除[11]。國內(nèi)磁錨定技術研究較少，目前僅見筆者所在團隊將磁錨定技術用于腹腔鏡膽囊切除術[12]。本研究中將磁錨定技術用于減戳孔腹腔鏡闌尾切除術，并在Beagle 犬上驗證了該技術的可行性和安全性。

1 材料與方法

1.1 材料

1～6 歲齡健康雄性Beagle 犬6 只，平均（24±2.61）月齡，體質(zhì)量8～12 kg[（10.01±0.69）kg]，購自西安交通大學實驗動物中心。本研究為創(chuàng)新手術的可行性驗證，因此不設對照組，所有Beagle 犬均納入實驗組。本實驗經(jīng)西安交通大學動物實驗倫理委員會批準（No.XJTULAC2019-1045），整個實驗過程及術后處理均符合實驗動物倫理學要求。

手術所用藥物及設備：陸眠寧Ⅱ（規(guī)格2 ml：40 mg，吉林省華牧動物保健品有限公司）、頭孢唑林鈉（規(guī)格0.5 g，山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司）、鹽酸哌替啶（規(guī)格1 mg/kg，青海制藥廠有限公司）、血管夾（型號：UP38-hemlock，美國威克）、腹腔鏡設備（型號26003BA，德國STORZ）、高頻電刀（FX-C 型，美國威力）。

1.2 磁錨定裝置設計

用于腹腔鏡手術的磁錨定裝置包括內(nèi)置抓鉗和錨定磁體兩部分。內(nèi)置抓鉗一端為靶磁體，一端為組織抓鉗。靶磁體為直徑10 mm、高18 mm 的圓柱形磁體，磁體中央為1 mm 通孔。靶磁體中央的通孔可穿線并與組織抓鉗連接一起，組織抓鉗則采用非順磁性材料加工而成。錨定磁體為直徑50 mm、高80 mm的圓柱形磁體。與磁錨定內(nèi)置抓鉗配套使用的為鈦合金組織抓鉗。錨定磁體和靶磁體均采用N50 燒結(jié)釹鐵硼為原材料經(jīng)機械加工而成（杭州永磁集團有限公司），表面鎳鍍層處理，磁體均軸向飽和充磁。錨定磁體外套U 形樹脂殼。磁錨定裝置如圖1 所示。

圖1 磁錨定裝置

1.3 實驗方法

Beagle 犬購買后適應性喂養(yǎng)2 周再進行手術。術前禁食12 h，禁飲4 h，陸眠寧（0.08 ml/kg）肌肉注射，麻醉滿意后仰臥位固定。常規(guī)腹部術野備皮，消毒鋪巾。經(jīng)臍建立戳孔置入10 mm 戳卡，建立氣腹，氣腹壓12 mmHg（1 mmHg=133.322 Pa），采用腹腔鏡探查腹腔。于左下腹部建立主操作孔（12 mm），置入12 mm 戳卡，經(jīng)此戳卡進無損傷腸鉗，推開腸管，找到闌尾。經(jīng)主操作孔置入磁錨定內(nèi)置抓鉗，并鉗夾于闌尾尖端，在右腹壁放置錨定磁體（犬闌尾一般位于右側(cè)中腹部）。錨定磁體與內(nèi)置抓鉗的靶磁體相吸，移動錨定磁體則可改變腹腔內(nèi)內(nèi)置抓鉗的牽拉方向，顯露闌尾系膜，用電鉤邊電凝邊剝離闌尾系膜，使闌尾系膜至闌尾根部，Hemolok 夾閉闌尾系膜及闌尾動脈，在闌尾根部用Hemolok 夾閉闌尾，在距Hemolok 遠端3 mm 左右切斷闌尾遠端。移除錨定磁體，經(jīng)主操作孔取出內(nèi)置抓鉗和闌尾，檢查無活動性出血后退出戳卡，排凈腹腔內(nèi)氣體，縫合戳孔。記錄手術操作時間、術中出血量及手術操作中副損傷或不良事件發(fā)生情況。麻醉蘇醒后繼續(xù)單籠喂養(yǎng)，術后48 h 內(nèi)每12 h 肌注鹽酸哌替啶鎮(zhèn)痛（1 mg/kg），術后72 h 每12 h 肌注頭孢唑林鈉0.5 g。

2 結(jié)果

6 只Beagle 犬均順利完成磁錨定技術輔助減戳孔腹腔鏡闌尾切除術，手術時間27～38 min，術中出血量均小于10 ml。具體操作步驟如圖2 所示。實驗犬術中生命體征平穩(wěn)，麻醉恢復良好，術后未出現(xiàn)并發(fā)癥。

圖2 磁錨定技術輔助減戳孔腹腔鏡闌尾切除術操作過程

術中通過12 mm 的主操作孔可順利將內(nèi)置抓鉗置入腹腔內(nèi)，利用鈦合金組織鉗夾持內(nèi)置抓鉗方便靈活。腹壁外放置錨定磁體后，錨定磁體可隔著腹壁吸起靶磁體，錨定磁體與靶磁體之間的磁力能夠滿足組織牽拉需要，移動腹壁外錨定磁體的位置可靈活改變內(nèi)置抓鉗的牽拉方向，從而保持良好的術野顯露，滿足腹腔鏡下操作需要。整個手術操作過程中未出現(xiàn)內(nèi)置抓鉗滑脫及組織鉗傷等不良事件發(fā)生。

3 討論

磁外科（magnetic surgery，MS）的概念最早由呂毅團隊于2010 年提出，它是利用特殊設計的磁性醫(yī)療器械或設備將磁性物質(zhì)間“非接觸性”磁場力轉(zhuǎn)化為臨床中能夠發(fā)揮特定功能的力，從而完成組織壓榨、器官錨定、管腔導航、間隙擴張、可控示蹤、磁力驅(qū)動等功能的新興綜合性技術學科[4]。磁外科現(xiàn)已形成以磁壓榨技術、磁錨定技術、磁導航技術、磁懸浮技術、磁示蹤技術為核心的臨床應用體系[4]。磁外科從血管吻合[13]、胃腸道吻合[14]，再到內(nèi)鏡下食管閉鎖再通[15]、肝移植術后膽道狹窄疏通[16]等吻合重建功能已拓展至多個領域，諸如磁導航心血管介入手術[17]、磁控膠囊胃鏡[18]、前哨淋巴結(jié)示蹤[19]等。

磁錨定技術是磁外科臨床應用體系的重要組成部分。磁體間隔物相吸性是磁錨定技術應用的基本原理。目前國內(nèi)磁錨定技術尚處于起步階段，還沒有商品化的磁錨定器械?，F(xiàn)有的用于動物實驗和臨床試用的磁錨定裝置需依賴自行設計加工。根據(jù)實際應用場景需要，磁錨定裝置設計可靈活多樣，一般而言錨定磁體位于機體外，其形狀和尺寸限制性因素較少。靶磁體受機體解剖空間限制，根據(jù)經(jīng)驗，腹腔內(nèi)的靶磁體直徑一般不大于10 mm，內(nèi)置抓鉗的總長度建議為40～50 mm 較為合適，內(nèi)置抓鉗過長會因腹腔有限的空間而無法有限地顯露術野，內(nèi)置抓鉗過短，靶磁體與腹壁會產(chǎn)生一定的間隙使靶磁體往往處于懸空狀態(tài)，從而導致牽拉力不足。在材料的選擇上一般采用磁學性能較高的釹鐵硼永磁材料。建議設計磁錨定裝置時遵循磁體設計的“西安原則”[20]。

前期筆者所在團隊將磁錨定技術用于減戳孔腹腔鏡膽囊切除術[12]，取得了較好的效果。本研究證實磁錨定技術在減戳孔腹腔鏡闌尾切除中同樣適用。膽囊三角的解剖游離需要良好的牽拉來滿足術野的充分顯露，所以在磁錨定技術輔助減戳孔腹腔鏡膽囊切除術時，需要多次更換內(nèi)置抓鉗的鉗夾位置。而在闌尾切除術中，一般只需要調(diào)整內(nèi)置抓鉗位置1～2 次即可滿足術野顯露的需要，因此從這一點上看，磁錨定技術用于腹腔鏡闌尾切除更具優(yōu)勢。但是，由于本研究以正常Beagle 犬為動物模型，且實驗動物數(shù)量有限，尚需積累更多實驗數(shù)據(jù)支持，才能從中發(fā)現(xiàn)磁錨定技術可能存在的缺陷和不足，比如在復雜情況下闌尾切除術可能會遇到哪些情況等。因此在臨床試用時，需要進一步論證其安全性。在磁錨定減戳孔腹腔鏡闌尾切除術中，只有主操作孔能夠進入腔鏡器械，可完成的操作有限，因此術中如果遇到大出血等意外事件時，應及時改為三孔法，迅速止血并完成闌尾切除。

本研究結(jié)果顯示，磁錨定裝置用于腹腔鏡兩孔法實驗犬闌尾切除術中安全、方便、可行，術中并未發(fā)生副損傷和意外事件。通過對磁錨定裝置的進一步優(yōu)化，該技術嘗試或試驗性用于臨床，相信會有廣闊的發(fā)展前景。