適用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)操作訓練的人工血液灌注離體豬胃模型的制備

孔令建，殷積彬，周洋洋，張冀豫，李德亮，趙麗霞，劉冰熔

1)鄭州大學第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科 鄭州 450052 2)哈爾濱醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科 哈爾濱 150000

內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)(endoscopic submucosal dissection，ESD)是一種較為復雜、精細的內(nèi)鏡技術(shù)，廣泛應用于胃腸道早期癌和黏膜下腫瘤等的診療，操作者需具備完善和全面的內(nèi)鏡操作技術(shù)[1-5]，通常情況下操作人員需在動物模型上進行操作培訓，以便對切除面積、操作時間、并發(fā)癥的預防進行評估[6-10]。在ESD操作中，最困難、最危險也是最核心的部分就是出血和止血。應用活體動物進行ESD訓練效果最好，但是需要消耗較多的財力和物力；而單純的動物離體器官或組織不能完全保留活體動物的血液循環(huán)，難以模擬真實的術(shù)中出血[11-16]。這些缺點使模型操作的培訓效果不佳，不利于ESD技術(shù)的推廣，需要研制出一種仿真的消化道模型用于內(nèi)鏡醫(yī)師的相關(guān)培訓。離體豬胃模型是消化內(nèi)鏡醫(yī)師操作培訓的重要模型之一?，F(xiàn)有胃模型多采用離體豬胃經(jīng)內(nèi)部支撐制作而成。我們在此基礎(chǔ)上進行了改良，應用新鮮離體豬胃，通過動靜脈插管并從動脈輸注抗凝豬血使離體豬胃形成有效的血液循環(huán)，成功制作出人工血液灌注離體豬胃模型，報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料保留食管下段、胃周圍網(wǎng)膜及十二指腸的新鮮(屠宰后6 h內(nèi))離體豬胃，經(jīng)攪拌去除纖維蛋白的抗凝豬全血，常溫保存。ESD訓練用塑料胃模型(圖1)由日本山形縣醫(yī)學會會長本間教授惠贈，模型上分布8個操作窗，用來模擬胃壁病變位置，操作者可以自行選擇操作訓練的位置。智能高頻電發(fā)生器(德國ERBE ICC系列)。電子內(nèi)鏡工作站、HOOK 刀、IT刀、針狀刀、SB刀、氬氣刀、內(nèi)鏡下注射針、電止血鉗、電圈套器、透明帽、負極板等消化內(nèi)鏡治療相關(guān)輔助器材均為日本Olympus公司產(chǎn)品。

圖1 ESD訓練用塑料胃模型

1.2 人工血液灌注離體豬胃模型的制備方法

1.2.1離體豬胃的處理 將離體豬胃用生理鹽水沖洗干凈，展開后分別于胃賁門部小彎側(cè)、胃體部大彎側(cè)、胃竇部小彎側(cè)的網(wǎng)膜及韌帶中尋找并行的動脈和靜脈，以直徑為2 mm的靜脈輸液針軟管進行插管，固定，建立輸血通路。結(jié)扎除以上血管之外的其他血管的斷端。模型的血流示意圖見圖2。

圖2 人工血液灌注離體豬胃模型血流示意圖

1.2.2人工血液灌注 將離體豬胃套在塑料胃模型外側(cè)，使胃黏膜側(cè)緊貼于塑料胃模型的表面，撐起離體豬胃。經(jīng)胃周圍的插管動脈用靜脈輸液器全速滴注灌注液，灌注壓力為120 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)。灌注液從伴行靜脈流出，維持伴行靜脈壓在約15 cmH2O。收集從靜脈流出的灌注液，再重復用于動脈灌注。

1.3 不同灌注液的灌注效果按1.2方法制備模型后，經(jīng)插管動脈分別滴注30%稀釋的紅色墨水和抗凝豬全血，觀察并記錄灌注液灌注區(qū)域、漿膜顏色、黏膜顏色。

1.4 胃周圍組織對模型的影響取兩個大小、形態(tài)相近的離體豬胃，一個去除胃周圍組織，另一個保留完整的胃周圍組織，按1.2方法制備模型，灌注抗凝豬全血，觀察并記錄漿膜顏色、灌注液滲出量、內(nèi)鏡下漿膜顏色等。

1.5 模型應用效果分別將無人工血液灌注和有人工血液灌注的離體豬胃模型按照胃的走行固定于模擬盒中，絲線固定食管，結(jié)扎十二指腸并用生理鹽水浸濕的紗布覆蓋于胃表面。將負極板與離體胃組織背側(cè)相連，連接高頻電發(fā)生器。經(jīng)食管進入內(nèi)鏡。分別于賁門、胃底、胃體大彎側(cè)、胃竇處完成ESD操作訓練。主要操作過程為：選擇適宜的操作窗，以氬氣刀標記胃切除部分的黏膜，黏膜下注射生理鹽水使黏膜浮起，用針狀刀和IT刀環(huán)形切開黏膜至黏膜下層，借助透明帽進行黏膜下剝離，剝離過程中使用電止血鉗和氬氣刀進行黏膜層和黏膜下層出血的止血處理，組織切除后清理創(chuàng)面。操作過程中觀察胃黏膜和黏膜下的血管及其出血情況，并進行內(nèi)鏡下止血等操作。

2 結(jié)果

2.1 不同灌注液灌注效果的比較見圖3。灌注前模型胃漿膜側(cè)呈灰白色。使用紅色墨水灌注時，胃漿膜均染成淡紅色，灌注區(qū)域不易區(qū)分且內(nèi)鏡下黏膜顏色較淡，未能達到模擬效果。使用抗凝新鮮豬全血進行灌注，由于保留了血液的膠體滲透壓，因此灌注液沒有彌散到血管外的組織間，最大程度避免了灌注液的丟失，灌注液在血管內(nèi)可以較好流動；灌注后胃呈粉紅色，賁門處灌注范圍主要是豬胃小彎賁門側(cè)2/3胃壁，胃大彎灌注部位主要是胃底和胃體大彎側(cè)，胃竇四壁均可得到血液供應。

左：無周圍組織的離體豬胃模型;中上:帶周圍組織的豬胃模型,血液灌注后豬胃漿膜側(cè)呈粉紅色，可以看到胃壁表面的血管網(wǎng)；中下:劃破漿膜面可以看到出血，靜脈壓為15 cmH2O；右:人工灌注采取輸液器滴注法，灌注動脈壓為120 cmH2O

2.2 胃周圍組織對模型的影響見圖3。不保留胃周圍組織的模型經(jīng)人工血液灌注，模型外表不美觀，胃游離緣有明顯出血并且難以止血，造成灌注液丟失且不能很好模擬切割胃黏膜時的出血。而保留了食管下段、胃周圍網(wǎng)膜組織、十二指腸的模型，外表美觀，血管解剖結(jié)構(gòu)清晰可見，可以對血管插管和胃游離緣的出血進行止血操作。

2.3 模型應用效果首先依次進行病灶邊緣標記、黏膜下注射生理鹽水、切割胃黏膜、黏膜下剝離及電凝止血等操作訓練。內(nèi)鏡下可見無人工血液灌注時胃黏膜色澤蒼白，ESD過程中切割胃黏膜和黏膜下剝離時沒有出血現(xiàn)象(圖4)；有人工血液灌注時胃黏膜色澤紅潤，切割胃黏膜及黏膜下剝離時有明顯出血，出血程度為活動性滲血，可以進行電凝止血的訓練(圖5)。訓練者均順利完成操作且未發(fā)生明顯的灌注液流失和堵塞等問題。

A:胃黏膜蒼白色；B:ESD剝離過程中無出血

A：胃黏膜紅色;B：切割胃黏膜及黏膜下剝離時見明顯出血;C:電凝止血；D:電凝止血后出血停止

賁門處較特殊，不易操作，手術(shù)時長較其他部位明顯增加，且出血時不易即時止血。胃體部可以完美模擬離體胃血液灌注情況，也方便內(nèi)鏡下操作。

3 討論

應用活體動物進行ESD訓練效果雖好，但是活體動物成本高，使用復雜，需要專門的麻醉配合，還涉及相關(guān)的動物倫理的問題，這些都制約了活體動物的使用。離體豬胃非常容易獲得，價格低廉，也是最常用的ESD訓練模型。普通離體豬胃的缺點是不能模擬術(shù)中出血，達不到相關(guān)的訓練目的。我們建立了人工血液灌注離體豬胃模型，該模型能夠比較全面地模擬活體胃組織，尤其是可以模擬出血，適用于學習者進行復雜的內(nèi)鏡下操作訓練，能夠快速提高消化內(nèi)鏡醫(yī)師的ESD操作水平。

最初，我們采用紅墨水作為灌注液，但效果不理想。由于墨水的彌散能力很強，可以滲透到血管外，進而使整個灌注區(qū)域的胃組織被染成紅色，難以建立有效的循環(huán)，達不到模擬ESD術(shù)中出血的目的。后來我們改用攪拌法去纖維蛋白的新鮮抗凝豬全血作為灌注液，該灌注液不凝固且接近于血漿膠體滲透壓，成功建立了離體豬胃的有效血液循環(huán)。灌注液丟失是制備模型的另一個困難。在分析了灌注液丟失原因后，我們選用帶食管下端、胃周圍網(wǎng)膜和十二指腸的新鮮離體豬胃制備模型。這樣的模型完整保留了胃壁各層，胃組織解剖結(jié)構(gòu)完整，易于動靜脈插管及出血血管的結(jié)扎，并形成有效的血液循環(huán)，使胃壁各層均具有了血液供應。人工血液灌注胃模型與實際人體的操作非常近似。在進行內(nèi)鏡下胃壁切割訓練時，可以清楚觀察到黏膜下層血管并可電凝止血。即使術(shù)中出現(xiàn)血管損傷，也可以進行內(nèi)鏡下電凝止血或鈦夾止血等，并繼續(xù)完成黏膜下剝離的操作訓練。在進行ESD操作訓練時，我們沒有發(fā)現(xiàn)噴射狀出血，這可能與離體胃組織的血管彈性發(fā)生改變以及灌注量不足有關(guān)。我們嘗試了加壓灌注，發(fā)現(xiàn)黏膜下層出血雖有一定程度增加，但仍不能獲得噴射狀出血的效果。

目前我們制備的人工血液灌注離體胃模型還存在一些不足，比如未增加血液和離體標本的保溫措施以防止血管收縮，缺少胃離體后不同時間胃壁血管彈性病理變化的相關(guān)資料。離體后3～6 h內(nèi)的豬胃人工血液灌注效果比較穩(wěn)定，ESD操作過程中的黏膜下注射、剝離、出血和止血也高度接近活體；離體時間過久的豬胃組織過于僵硬，血液灌流阻力增加，難以模擬切割性出血，因此不適合內(nèi)鏡下操作的訓練。該模型的胃黏膜層的血液灌注不十分均勻，切割時滲血程度不同，但是總體上對內(nèi)鏡下操作訓練的影響不大。