磁錨定技術(shù)輔助內(nèi)鏡下胃黏膜剝離術(shù)的實驗研究*

番敏，張玟，劉歡毅，和樹娟，吉琳，吝怡，史愛華，馬鋒，呂毅，嚴小鵬

（1.西安交通大學第一附屬醫(yī)院 肝膽外科，陜西 西安710061；2.西安交通大學啟德書院，陜西 西安710061；3.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，陜西 西安710061）

胃癌是全球常見的惡性腫瘤，嚴重威脅人類健康。根據(jù)GLOBOCAN 最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，胃癌發(fā)病率和死亡率分別位于惡性腫瘤的第5 位和第2 位[1]。在我國，胃癌發(fā)病率和死亡率在惡性腫瘤中分別位于第2位和第3位[2]。然而，有臨床研究[3]表明，獲得早期診斷和早期治療的胃癌患者預后較好，5年生存率高達90%以上。目前，內(nèi)鏡檢查的普及極大地促進了胃癌的早發(fā)現(xiàn)和早診斷。雖然外科手術(shù)是早期胃癌的傳統(tǒng)治療方法[4]，但因創(chuàng)傷大、圍手術(shù)期并發(fā)癥等問題，嚴重影響患者的生存質(zhì)量[5]。近年來，內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)（endoscopic submucosal dissection，ESD）已成為了消化道早癌的主流治療方式[6-7]。臨床研究[8]表明，ESD與外科手術(shù)在完整切除率、并發(fā)癥發(fā)生率等方面比較，差異無統(tǒng)計學意義，但在平均住院天數(shù)及治療總費用上，ESD更具優(yōu)勢。ESD操作技術(shù)要求較高、學習曲線長，難以在基層醫(yī)院推廣和應用[9]。該技術(shù)不易廣泛推廣的原因在于：ESD操作中缺乏對病變黏膜的有效牽拉，使黏膜剝離面難以充分顯露。

為此，內(nèi)鏡醫(yī)生提出了各種ESD輔助技術(shù)，包括經(jīng)皮穿刺牽引[10]、橡皮筋牽引[11]和彈性醫(yī)療環(huán)牽引法[12]等，但牽拉的方向較難以掌控，不能靈活調(diào)節(jié)拉力大小。借助特殊研制的內(nèi)鏡操作平臺，如：主-從內(nèi)鏡系統(tǒng)（MASTER）[13]、雙通道內(nèi)鏡[14]等，都有良好的應用前景，但相應設備尚需進一步完善和優(yōu)化。磁錨定技術(shù)（magnetic anchor technique，MAT）輔助ESD 首先由日本學者KOBAYASHI[15]于2004年提出，該方法所用設備簡單，成本低，操作易于掌握，最大的優(yōu)勢在于：通過調(diào)整錨定磁體（anchor magnet，AM），能靈活調(diào)節(jié)靶磁體（target magnet，TM）對黏膜的牽拉力大小和牽拉方向。但MAT 輔助ESD 在國內(nèi)研究較少，筆者團隊在前期磁外科研究的基礎上，設計了輔助ESD操作的磁錨定裝置，并在離體犬胃上對其操作的可行性進行了驗證。現(xiàn)報道如下：

1 材料與方法

1.1 材料

用于ESD 的磁錨定裝置包括AM 和TM 兩部分。AM為直徑50 mm、高140 mm的圓柱狀磁體，外套有5 mm厚的U形樹脂殼。TM包括坡莫合金外殼和磁核兩部分，磁核為直徑4.5 mm、高5.5 mm 的圓柱體，坡莫合金外殼壁厚1 mm，呈U 形，外殼底端帶有尾掛結(jié)構(gòu)，尾掛結(jié)構(gòu)上有1 mm 的穿線孔，磁核能夠緊配裝入到坡莫合金外殼里面。AM 和TM 均采用N48燒結(jié)型釹鐵硼材料，委托陜西金山電氣有限責任公司加工而成，表面電鍍鎳，軸向飽和充磁。AM表面場強0.65 T，TM 表面場強0.28 T。AM 及TM 見圖1。其他材料包括：軟組織夾（又稱和諧夾）（南京微創(chuàng)醫(yī)療器械有限公司）和胃鏡系統(tǒng)（西安西川醫(yī)療器械有限公司）。離體胃來自于本團隊其他實驗結(jié)束后被處以安樂死的Beagle犬。本實驗經(jīng)西安交通大學動物實驗倫理委員會批準（批準號NO.XJTULAC2019-1006），實驗符合實驗動物倫理要求。

1.2 操作方法

內(nèi)鏡下操作由本文通信作者主刀完成。將離體Beagle犬胃置于操作臺上，絲線結(jié)扎胃出口遠端，經(jīng)食管殘端進胃鏡并注入氣體，使胃腔適度膨脹，檢查犬胃完整性，觀察胃黏膜情況。電刀經(jīng)胃鏡活檢孔進入胃腔，在胃后壁靠近大彎側(cè)假定并標記欲剝離的胃黏膜邊界，病灶大小約15 mm×20 mm。將軟組織夾（和諧夾）經(jīng)胃鏡活檢孔插入，自胃鏡頭端伸出，打開軟組織夾，絲線穿過TM尾掛結(jié)構(gòu)的穿線孔，將其栓綁固定于軟組織夾頭端，并使其不影響軟組織夾的閉合。胃鏡帶著軟組織夾及TM，經(jīng)離體胃的食管殘端進入胃腔內(nèi)，注氣使胃腔適度膨脹。胃鏡下尋找預標記的病變黏膜，調(diào)整軟組織夾的位置和方向，張開夾頭，并將軟組織夾鉗夾于擬剝離的胃病變黏膜邊緣。扣動軟組織夾操作手柄，釋放軟組織夾，退出軟組織夾控制部分，此時TM和軟組織夾被留置在胃病變黏膜上。AM緩慢靠近離體胃，從胃鏡下觀察，可見TM被緩慢吸起，同時帶動軟組織夾牽拉起被鉗夾的病變黏膜邊緣，通過調(diào)整AM 的位置和方向，可改變TM 的牽拉方向和牽拉力大小，滿足ESD手術(shù)操作需要。按預先標記的邊界完整剝離胃黏膜，檢查術(shù)野無穿孔后，取出黏膜標本及TM，退出胃鏡，術(shù)畢。

圖1 AM與TM實物圖Fig.1 Physical drawing of anchor magnet and target magnet

2 結(jié)果

利用自行設計加工的磁錨定裝置，順利完成了6個離體Beagle犬胃ESD術(shù)。術(shù)中利用胃鏡活檢孔，可將TM 和軟組織夾順利送入胃腔內(nèi)。6 個離體胃ESD術(shù)中，軟組織夾均一次性鉗夾在預剝離的胃黏膜邊緣。其中，5 個手術(shù)均使用一個TM 就成功完成了黏膜剝離，另1 個手術(shù)中，因軟組織夾鉗夾的黏膜太少，在AM牽拉過程中出現(xiàn)滑脫，遂立即取出滑脫的TM 及軟組織夾，重新置入一枚帶有TM 的軟組織夾，妥善鉗夾后，也順利完成手術(shù)。操作時間19～40 min，平均（29.00±8.34）min。術(shù)中AM 與TM 之間的吸力能夠提供良好的剝離面術(shù)野，維持足夠的組織張力，極大地方便了胃黏膜的剝離。通過移動AM，可靈活改變TM的牽拉方向，充分顯露術(shù)野。術(shù)中未出現(xiàn)黏膜組織撕傷。手術(shù)過程詳見圖2。

圖2 MAT輔助ESD操作過程Fig.2 Magnetic anchoring technology assists ESD operation process

3 討論

磁外科是利用磁體間特殊的“非接觸性”磁場力，借助特殊設計的磁性裝置來實現(xiàn)空腔臟器吻合重建、組織器官牽拉暴露等功能的新興外科技術(shù)，磁外科在經(jīng)歷了實驗驗證階段、自由探索階段后，已進入學科建設階段，并初步形成了以磁壓榨技術(shù)、MAT、磁導航技術(shù)、磁懸浮技術(shù)、磁示蹤技術(shù)、磁驅(qū)動技術(shù)為主的臨床應用體系[16]。磁外科相關技術(shù)的研究和應用涉及血管吻合[17]、消化道吻合[18]、狹窄膽道疏通[19]、直腸陰道瘺閉合修補[20]、磁力血流阻斷[21]、先天性肛門閉鎖再通[22]、磁導航空腸營養(yǎng)管快速置入[23]和氣管食管瘺動物模型制備[24]等諸多領域。MAT作為磁外科的核心臨床技術(shù)之一，在外科手術(shù)中能夠輔助腔鏡手術(shù)[25-26]，從而達到更微創(chuàng)的手術(shù)效果。

本研究在國內(nèi)首次對MAT 輔助胃ESD 術(shù)的可行性進行了初步探索。用于ESD的磁錨定裝置核心包括AM和TM兩部分。其中，AM可視為“主動施力”部分，由于其位于體外，磁體的大小受制約的因素較少，在設計加工時可考慮適當做大，形狀上以圓柱體為最佳；TM 可視為“被動受力”部分，其位于消化道腔內(nèi)，尺寸受限因素較多，所以TM的結(jié)構(gòu)設計還需要考慮能與現(xiàn)有的內(nèi)鏡下操作器械適配。本實驗中TM 的設計，采用坡莫合金殼緊配圓柱體磁核的設計方案，具有以下優(yōu)點：①坡莫合金是高導磁材料，圓柱體磁核緊配U形坡莫合金殼，能夠?qū)⒋帕€匯聚于TM 工作面，減少非工作面（側(cè)面和牽拉面）的磁力線，可最大程度上減少TM對內(nèi)鏡下操作器械的磁力干擾；②坡莫合金殼的尾掛結(jié)構(gòu)便于TM與黏膜鉗夾裝置的連接，本實驗中使用臨床常用的軟組織夾作為黏膜鉗夾裝置，兩者之間通過絲線栓綁即可。

根據(jù)Beagle犬離體胃模擬實驗，MAT輔助ESD還需注意：①本實驗中有1例出現(xiàn)軟組織夾撕脫，分析原因有兩點：第一，軟組織夾鉗夾組織過少，導致夾持不牢固；第二，錨定牽拉力量過大，導致組織撕裂，在實際應用時應注意控制合適的牽拉力大小，該牽拉力量化較為困難，即使可以量化，在實際操作中也難以精準掌控，筆者認為，AM 應緩慢靠近胃體，使TM逐漸緩慢受力，同時操作者在胃鏡下密切觀察TM 對黏膜的牽拉張力狀況，牽拉力以滿足視野顯露和鏡下操作需要即可，不宜過大，以避免黏膜撕傷或TM滑脫；②消化道空間有限，TM在滿足牽拉力的條件下，體積應盡可能小，以減少對視野的影響；③TM 與軟組織夾之間栓綁的絲線長度要適中，絲線過短，會使TM 與AM 之間距離太大，磁力就會變??；絲線過長，可能會導致TM 接觸到旁側(cè)或?qū)?cè)胃黏膜，有限的胃腔無法使軟組織夾處于緊繃狀態(tài)，從而降低牽拉效果；④術(shù)中根據(jù)術(shù)野顯露需要，靈活移動AM，改變TM的牽拉方向，以利于內(nèi)鏡下操作。

綜上所述，MAT可用于胃ESD，能夠為黏膜剝離面提供足夠的組織張力，并充分顯露剝離面術(shù)野，此技術(shù)操作簡單，具有極大的臨床應用潛力。