磁牽引技術(shù)輔助經(jīng)臍自然腔道軟式內(nèi)鏡切除膽囊的實驗研究

黃劍瀟，江傳燊，洪東貴，王 雯，李達(dá)周，何小建，鄭允平，李 瀚，陳新江，王曉玲，戴玲雙，劉美艷

0 引 言

由于外科手術(shù)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于微創(chuàng)的要求不斷提升，外科手術(shù)發(fā)展的主流方向已經(jīng)逐漸向微創(chuàng)化轉(zhuǎn)變[1-2]。目前，腹腔鏡手術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的開腹手術(shù)，隨著對于微創(chuàng)技術(shù)的不斷探索，經(jīng)自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)(natural orifice transluminal endoscopic surgery，NOTES)隨之問世，它是經(jīng)過人體的自然腔道(口腔、胃、陰道、尿道)將軟式內(nèi)鏡送入胸腔、腹腔進(jìn)行診斷、治療的技術(shù)。這種手術(shù)方式比之腹腔鏡手術(shù)大大減低了手術(shù)切口對于人體的創(chuàng)傷，具有減少手術(shù)疤痕、減少住院時間、減輕術(shù)后疼痛、加快恢復(fù)速度等優(yōu)點(diǎn)[3]。2005年，Park等[4]成功完成了第一例經(jīng)胃途徑內(nèi)鏡下切除膽囊的動物實驗，開創(chuàng)了膽囊切除術(shù)的新方法。經(jīng)過多年的發(fā)展，NOTES卻逐漸進(jìn)入了瓶頸，目前的主要問題集中在由于缺乏可靠的能夠提供牽引力的“第二只手”，難以保持手術(shù)視野的清晰，難以形成可靠的操作三角。因此，單純的NOTES膽囊切除術(shù)目前較少，更多的是在腹腔鏡的輔助下完成的雜合NOTES手術(shù)[5]。為了解決這個問題，我們需要一種牽引方法來充當(dāng)這“第二只手”。而磁牽引技術(shù)(magnetic anchoer technique，MAT)則是一種新的牽引方法，它是利用兩個磁體之間、或者磁體與磁性物質(zhì)之間的磁性吸引力使錨定磁體對靶磁體進(jìn)行非接觸性空間錨定的技術(shù)[6]。MAT一般分為錨定磁體(anchor magnet, AM)和靶磁體(target magnet, TM)兩個部分，靶磁體是作為被動牽引的部分，需要選擇具有強(qiáng)力磁性的物質(zhì)，比如釹鐵硼磁體。而錨定磁體在磁牽引系統(tǒng)中則作為主動施力的部分, 可以通過在體外移動錨定磁體的位置從而調(diào)節(jié)所需磁力的大小和施力方向，聯(lián)動靶磁體實現(xiàn)牽引。這不僅為NOTES手術(shù)提供了“第二只手”，并且還可通過靈活移動錨定磁體來改變牽引的方向以提高術(shù)區(qū)暴露效果，為安全、有效地手術(shù)提供重要的輔助。因此，本研究旨在探究磁牽引輔助下經(jīng)臍自然腔道軟式內(nèi)鏡手術(shù)切除膽囊的可行性、安全性。

1 材料與方法

1.1 實驗動物8只比格犬，12～18月齡，雌雄不限，體重為9～13 kg。動物房溫度16～28 ℃， 相對濕度為40%～80%、動物照度100～200 lx，室內(nèi)設(shè)有 暖氣、排風(fēng)、照明、投食和飲水等裝置。實驗動物均由解放軍聯(lián)勤保障部隊第九○○醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)科提供[實驗動物生產(chǎn)許可證：SCXK(閩)2018-00001]。整個研究過程均嚴(yán)格遵守我國1988年發(fā)布實施的《實驗動物管理-條例》。所有參與者均取得動物實驗資格。本實驗通過我院動物實驗倫理審核(批準(zhǔn)號：IACUC-2021-008)。

1.2 實驗材料高清電子軟式內(nèi)鏡主機(jī)(CV-260，日本OLYMPULS公司)、胃鏡(GIF-H260J，日本OLYMPULS公司)、高頻電凝裝置(VI0-200S，德國ERBE公司)、12 mm一次性使用套管穿刺器(Trocar，上海鴻邁醫(yī)療器械有限公司)、鈦夾(ROCC-D-26-195,南京微創(chuàng)醫(yī)學(xué)科技股份有限公司)、HOOK刀(KD-620LR，日本OLYMPULS公司)、Dual刀(KD-650L，日本OLYMPULS公司)，注射針(ATE-ZSZ-18X1200X25X4，江蘇安特爾醫(yī)療科技有限公司)，圈套器(ATE-QTQ-TY-18x1200x20，江蘇安特爾醫(yī)療科技有限公司)、先端帽(MAJ-1990，日本OLYMPULS公司)、橡皮圈(YF0627，深圳市裕豐硅橡膠制品有限公司)等。胃鏡經(jīng)洗消中心清洗消毒后采用環(huán)氧乙烷滅菌。

磁牽引裝置：包括錨定磁體和靶磁體裝置兩部分，磁體均為釹鐵硼材料構(gòu)成。錨定磁體為直徑10 cm、高2 cm的圓柱狀磁體，靶磁體裝置為靶磁體、連接線、橡皮圈三個部分構(gòu)成。靶磁體為直徑1 cm、高0.2 cm的圓柱體，并用5 mm長的縫線將其與直徑為8 mm的橡皮圈相連接，見圖1。

a:錨定磁體；b:靶磁體裝置圖1 磁牽引裝置

1.3 手術(shù)過程術(shù)前實驗犬禁食12 h，自由飲水，并肌肉注射鹽酸賽拉唑嗪(陸眠靈I)0.1～0.2 mL/10 kg誘導(dǎo)麻醉，呼吸、心率平穩(wěn)，刺激動物無反應(yīng)即為麻醉成功。麻醉成功后對比格犬進(jìn)行臍周備皮，連接心電監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測其生命體征。在術(shù)中觀察蘇醒情況，并且根據(jù)情況隨時追加麻醉，每次追加劑量為首次用量的1/2～1/3。

所有手術(shù)人員均按照外科手術(shù)無菌原則常規(guī)戴口罩、帽子、消毒洗手、穿戴無菌手術(shù)衣、戴無菌手套。將實驗動物取仰臥位，用碘伏以臍為中心進(jìn)行常規(guī)消毒、鋪巾。以比格犬肚臍為中心，切開約10 mm大小的切口，隨時清理切口滲血，保持其創(chuàng)面干凈，置入trocar，在確認(rèn)其成功進(jìn)入腹腔之后將胃鏡經(jīng)trocar進(jìn)入腹腔中，CO2建立氣腹，將腹腔壓力維持在10 mmHg左右，并用氣腹針監(jiān)測氣腹壓力。隨后將trocar指向膽囊位置，胃鏡經(jīng)trocar的引導(dǎo)找到膽囊。并將靶磁體用鈦夾固定于膽囊底部，將錨定磁體至于比格犬的右上腹壁，錨定磁體與靶磁體隔著腹壁相吸，助手移動錨定磁體即可改變內(nèi)部牽引方向，提供牽引力，選擇合適的牽引方向從而暴露出膽囊床，術(shù)中助手可隨時調(diào)整錨定磁體距離及位置調(diào)整牽引方向及牽引力，隨后沿著肝逐步用HOOK刀剝離膽囊床并暴露膽囊三角，之后游離膽囊動脈，用鈦夾夾閉膽囊動脈兩側(cè)后將用HOOK刀其離斷，隨后逐漸游離膽囊管，兩端用鈦夾夾閉后用HOOK刀離斷，之后用圈套器將切下的膽囊套牢后將其隨著內(nèi)鏡取出。腹腔內(nèi)用等滲鹽水進(jìn)行沖洗，隨后確認(rèn)無膽漏、出血、腹腔器官損傷后。吸凈腹腔內(nèi)CO2后，拔出 Trocar，并用絲線縫合臍部切口。術(shù)后24 h比格犬采用流質(zhì)飲食，后逐漸恢復(fù)到正常飲食。

1.4 觀察指標(biāo)比格犬的體重、切口大小、膽囊探查時間、手術(shù)時間(從開腹到腹壁縫合的時間)，術(shù)中有無出血、有無膽瘺、感染、穿孔、肝損傷、其余腹腔器官損傷、中轉(zhuǎn)開腹，3個月生存率等情況。

2 結(jié) 果

8只犬的平均體重為(10.64±1.54)kg。所有比格犬在磁牽引技術(shù)輔助下均成功完成了MAG-E-NOTES切除膽囊手術(shù)，成功率100%，平均手術(shù)時間(97.3±23.79)min，膽囊平均暴露時間為(17.25±16.54)min，其中2只犬術(shù)中誤傷肝表面血管導(dǎo)致出血，予以電凝后均成功止血。1只犬剝離膽囊床時出現(xiàn)膽瘺，予以鈦夾夾閉后未再出現(xiàn)膽瘺，其余均未見膽瘺、膽囊穿孔、肝損傷、其余腹腔器官損傷等情況。術(shù)后3個月，所有比格犬均存活且體重較前有所增長，平均體重為(10.80±1.55)kg，與術(shù)前比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

由于與傳統(tǒng)開放手術(shù)相比有許多的優(yōu)勢，腹腔鏡手術(shù)在外科手術(shù)中越來越受歡迎[7]。然而，腹腔鏡手術(shù)仍然需要多個腹部切口，這會帶來出血、感染的風(fēng)險，同時較多的手術(shù)疤痕也影響術(shù)后美觀。為了減少腹腔鏡手術(shù)的侵入性，外科醫(yī)師試圖減少腹部切口，提出了單孔腹腔鏡，但是真正的單孔腹腔鏡手術(shù)由于器械之間相互干擾、手術(shù)三角缺失等缺點(diǎn)，難以確保良好的術(shù)野暴露及術(shù)者操作的靈活性，大大增加了手術(shù)難度，難以在臨床推廣[8]。而NOTES則被描述為實現(xiàn)無套管針或無疤痕腹部手術(shù)的新型手術(shù)方法[9-10]，大大減少了術(shù)后創(chuàng)傷，具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、疼痛少等優(yōu)點(diǎn)。

在開腹膽囊切除術(shù)及腹腔鏡膽囊切除術(shù)后，NOTES是我們所尋找的新一代的手術(shù)方式[11]。人們探尋著各種不同的方式進(jìn)行NOTES下膽囊切除術(shù)。目前NOTES切除膽囊有著各種各樣的手術(shù)入路，有經(jīng)陰、經(jīng)胃、經(jīng)結(jié)直腸等途徑。Schwaitzberg等[12]成功完成了經(jīng)胃和陰道入路NOTES膽囊切除術(shù)。但是經(jīng)消化道途徑的NOTES手術(shù)常常面臨著消化道瘺導(dǎo)致的感染等問題，Ryska等[13]在對動物進(jìn)行經(jīng)直腸膽囊切除術(shù)時，部分實驗動物因術(shù)后腹腔感染導(dǎo)致了實驗動物的死亡。而經(jīng)陰道途徑雖然可以避免這種風(fēng)險，但是這種手術(shù)入路仍然存在特有的局限性，陰道是女性特有的器官，僅限于女性人群適用。并且由于經(jīng)陰道手術(shù)可能存在的不孕不育等副作用及某些道德倫理問題，人們對于經(jīng)陰道入路存在一定的抗拒心理[14]。而經(jīng)臍入路，因切口位于體表，可以采用外科手術(shù)消毒的方式，大大減少腹腔感染的可能性，創(chuàng)口閉合牢固，且避免了性別局限性，可以成為NOTES切膽囊的新型入路。本研究團(tuán)隊早期已經(jīng)通過動物實驗證實了經(jīng)臍自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)技術(shù)的可行性，具有簡單、有效、創(chuàng)傷小等特點(diǎn)[15-16]。

然而，由于內(nèi)窺鏡軸固有的柔韌性、有限的工作通道以及力軸和視軸的平行方式以及缺乏額外的牽引力導(dǎo)致操作三角的缺失，軟式內(nèi)窺鏡在復(fù)制復(fù)雜精細(xì)手術(shù)過程中受到限制，無法獲得足夠的手術(shù)視野。因此，目前有許多NOTES手術(shù)均是混合NOTES，至少有一根或多根套管針穿過腹壁。為了克服這些問題，并使用純NOTES進(jìn)行手術(shù)，需要有一種新的儀器來解決這個問題。

而磁牽引技術(shù)作為牽引技術(shù)的一種可以很好的解決這個問題[17]。目前，該技術(shù)已經(jīng)初步應(yīng)用于內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)及NOTES手術(shù)，并且取得了良好的效果。2018年，Matsuzaki等[18]首先在人體中對50例胃早癌患者實施了磁錨引導(dǎo)內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)(MAG-ESD)術(shù)，術(shù)后均未出現(xiàn)明顯并發(fā)癥，證明了在切除胃部病變中使用MAG-ESD的可行性。同樣，應(yīng)用此方法，磁牽引技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于闌尾切除術(shù)、腹腔鏡膽囊切除術(shù)等[19]。Scott等[20]對4例豬進(jìn)行了經(jīng)陰道 NOTES 膽囊切除術(shù)。Ryou和Thompso[21]還報道了成功使用磁技術(shù)系統(tǒng)經(jīng)結(jié)腸 NOTES 膽囊切除術(shù)。在此過程中，磁牽引技術(shù)最重要的優(yōu)點(diǎn)是使用簡單，操作方便。本研究使用了普通的釹磁鐵，它的強(qiáng)度足以維持穿過腹壁的磁力，且釹磁鐵易于購買且價格低廉，可以輕易獲得。

在本實驗中，所有動物均完成了膽囊切除，且膽囊探查時間總體呈下降趨勢?？偨Y(jié)實驗，有以下體會：①在使用磁力錨定牽引技術(shù)進(jìn)行膽囊切除術(shù)時，內(nèi)窺鏡器械偶爾會意外偏離磁鐵，這可能是由于磁場干擾所致，但是這種磁場干擾不足以阻礙手術(shù)，今后進(jìn)一步改進(jìn)手術(shù)器械可以有效防止該現(xiàn)象發(fā)生。②磁牽引的最大限制是磁力的大小，磁力會隨著距離呈指數(shù)衰減。因此，磁力的強(qiáng)度根據(jù)患者的腹部厚度而變化的，而腹部厚度主要取決于腹部脂肪的量。實驗研究證明，在錨定牽引引導(dǎo)內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)系統(tǒng)(magnetic anchor guidance for endoscopic submucosal dissection,MAG-ESD)中，可用的腹壁最大厚度變化為1.5～4 cm[17]。因此，目前MAG-ESD不能用于肥胖患者，僅限于瘦弱和小兒患者。同樣的，磁牽引經(jīng)臍自然腔道軟式內(nèi)鏡膽囊切除手術(shù)同樣會存在這個問題。為了克服這個問題，可能需要一個更強(qiáng)的磁力系統(tǒng)。因此我們嘗試增大體外的錨定磁體，采取了直徑10 cm、高2 cm的圓柱體大小的釹磁鐵作為錨定磁體(垂直拉力為1500 N)，所產(chǎn)生磁力基本可滿足牽引的需求。當(dāng)然，在人體中使用該裝置所需要的磁力大小仍需進(jìn)一步研究。但是，我們使用的磁鐵越強(qiáng)大，產(chǎn)生的磁鐵干擾就越強(qiáng)。最后，可能會導(dǎo)致過度牽引引起靶磁體從膽囊滑落。在最初的預(yù)實驗中，就曾出現(xiàn)靶磁體由于牽引力過強(qiáng)導(dǎo)致掉落的情況，為此，我們改進(jìn)了靶磁體裝置，在基礎(chǔ)靶磁體上聯(lián)合橡皮圈進(jìn)行牽引，當(dāng)磁力牽引過強(qiáng)時，橡皮圈的彈性可起到一個緩沖的作用來減少過度牽引導(dǎo)致裝置掉落的情況發(fā)生。③在手術(shù)過程中，靶磁體是由鈦夾帶入體內(nèi)，部分實驗中靶磁體置入過程中脫落，導(dǎo)致手術(shù)時間延長。此后我們直接將靶磁體捆綁至鈦夾上再由鈦夾帶入體內(nèi)則避免了這個問題。

本研究動物實驗證明，磁牽引輔助下軟式內(nèi)鏡經(jīng)臍切除膽囊是安全可行的，有望成為一種新型的膽囊切除手術(shù)方式。