磁锚定设备辅助减戳孔腹腔镜子宫切除的实验研究

康诗然1a,1b,2a,刘博1b,2b,武佳宜1b,2b,加伟1b,2b,马佳1b,3,张勇1b,1c,马锋1b,吕毅1a,1b,严小鹏1a,1b

1.西安交通大学第一附属医院 a.肝胆外科;b.精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心;c.胸外科,陕西 西安710061;2.西安交通大学 a.宗濂书院;b.启德书院,陕西 西安 710061;3.陕西省人民医院 肿瘤外科,陕西 西安 710068

[摘 要]目的 探讨磁锚定设备辅助减戳孔腹腔镜子宫切除的可行性。方法 选用4只健康雌性Beagle犬为模型,利用我们自行设计研发的磁锚定设备,采用两孔法完成犬子宫切除,记录手术操作时间、出血量,术者评价操作的便捷性。结果 4只Beagle犬在磁锚定设备辅助下顺利完成了两孔法腹腔镜子宫切除手术,手术操作时间27~51 min,出血量小于20 mL,术中利用钛合金组织钳能够顺利实现内置抓钳的钳夹和释放,内置抓钳在钳夹组织后未出现滑脱、组织损伤等并发症。内置抓钳在体外锚定磁体的牵拉锚定下能够充分显露术野。结论 磁锚定设备可为减戳孔腹腔镜子宫切除提供良好的术野暴露和组织牵拉,具有巨大的临床应用价值。

[关键词] 磁锚定技术;磁外科;单孔腹腔镜;子宫切除术;微创

引言

子宫切除是妇产科常见手术,经腹子宫切除(Transabdominal Hysterectomy,TAH)是经典手术方式。1989年Reich H医生成功完成第一例腹腔镜辅助阴式子宫切除(Laparoscopic Asisted Vaginal Hysterectomy,LAVH)[1],开辟了腹腔镜在妇科应用的新纪元。随着微创理念的不断深入和腹腔镜技术的不断进步,在LAVH的基础上,单孔腹腔镜手术(Laparoscopic Single-Site Surgery,LESS)近年逐渐兴起并被应用于妇科领域[2]。LESS子宫切除术将切口瘢痕隐藏于脐部天然瘢痕中,实现了隐藏瘢痕的目的,具有极佳的美容效果[3]。LESS手术时所有操作器械通过腹壁上的一个切口进入腹腔,这样导致操作器械间形成“筷子效应”,影响术者的操作精度,而且手术操作时间也会明显延长[4-5],甚至会造成泌尿系统损伤[6]

磁锚定技术(Magnetic Anchor Technique,MAT)是利用磁体与磁体,或磁体与顺磁性物质之间的磁场吸引力,使锚定磁体对靶磁体进行非接触性空间锚定的技术[7]。MAT最初被用来辅助内镜黏膜下剥离术[8],之后被用于辅助腹腔镜下术野牵拉暴露,国外已用于腹腔镜下肾部分切除[9]、胆囊切除[10]等,MAT还可用于儿童的胸骨凹陷畸形校正[11-12]。国内对MAT还处于尝试阶段,西安交通大学磁外科团队在国内率先将MAT用于腹腔镜下胆囊切除,初步临床试用显示效果良好[13]。本文我们将自行设计加工的MAT设备用于减戳孔腹腔镜子宫切除,通过动物实验来验证其安全性和可行性。

1 材料与方法

1.1 材料

1~6岁龄健康雌性Beagle犬4只购自西安交通大学实验动物中心,体重10~12 kg。陆眠宁Ⅱ、头孢唑林钠、医用钛夹、腹腔镜设备、高频电刀。MAT设备中的锚定磁体和靶磁体采用N50烧结钕铁硼为原材料经机械加工而成(杭州永磁集团有限公司)。本实验经西安交通大学动物实验伦理委员会批准(NO.XJTULAC2019-1004)。

1.2 MAT设备

MAT设备包括两部分:锚定磁体和内置抓钳。锚定磁体为直径50 mm、高140 mm的圆柱状磁体,采用N50烧结钕铁硼加工而成,表面镍镀层,轴向饱和充磁,外套壁厚5 mm的树脂外壳。内置抓钳包括靶磁体和组织夹。靶磁体直径8 mm,高10 mm,采用N50烧结钕铁硼加工而成,表面镍镀层,轴向饱和充磁,外套壁厚1 mm的45#U形钢壳,钢壳表面磷化处理。组织夹采用不锈钢材料加工而成。组织夹与靶磁体之间用丝线连接在一起。MAT设备实物如图1所示。为避免靶磁体与现有腔镜抓钳之间相吸干扰,选用钛合金组织钳作为辅助器械,用于夹持MAT内置抓钳。

图1 MAT设备及钛合金组织钳

1.3 手术方法

所有Beagle犬适应性喂养1周后进行手术。术前12 h禁食,6 h禁饮,陆眠宁(0.08 mL/kg)肌肉注射麻醉,仰卧位固定于手术床,术前30 min肌注头孢唑林钠0.5 g。常规术野备皮,消毒铺巾。经脐建立戳孔置入10 mm戳卡,进镜探查腹腔,于脐下偏左建立主操作孔,插入12 mm戳卡。经主操作孔置入MAT内置抓钳,并使其钳夹于子宫体部,在右下腹壁外放置锚定磁体。锚定磁体与内置抓钳的靶磁体相吸,通过移动腹壁外的锚定磁体则可改变腹腔内内置抓钳的牵拉方向,从而显露手术操作术野。医用钛夹双重夹闭输卵管,在两个钛夹之间剪断输卵管,另一侧同法处理。电勾离断子宫周围韧带,提起子宫后颈部离断子宫,荷包缝合阴道残端。最后经主操作孔取出内置抓钳和子宫,退出戳卡,排净二氧化碳气体,缝合戳孔。记录手术操作时间、术中出血量及手术操作中副损伤或不良事件发生情况。麻醉苏醒后继续单笼喂养,术后48 h内每12 h肌注盐酸哌替啶镇痛,术后72 h每12 h肌注头孢唑林钠0.5 g。手术过程,见图2。

图2 手术操作过程

注:a.戳孔位置(圆圈所示部位)与体外锚定磁体(箭头所指);b.内置抓钳牵拉右侧输卵管显露术野;c.钛夹钳夹闭右侧输卵管;d.双重夹闭右侧输卵管;e.从两个钛夹之间剪断输卵管;f.右侧附件处理完毕。

2 结果

4只Beagle犬均成功完成了MAT设备辅助减戳孔腹腔镜子宫切除术。手术时间27~51 min。术中出血量均小于20 mL。实验犬手术情况,见表1。MAT装置可为手术操作提供良好的牵拉暴露,术中未出现内置抓钳滑脱及组织钳伤等并发症,术中无副损伤和不良事件。术中利用钛合金抓钳可便捷地夹持内置抓钳,更换内置抓钳的钳夹部位,协助暴露术野。实验犬术后麻醉恢复良好,未出现并发症。

表1 实验犬大手术情况

注:*术中意外事件是指术中发生其他脏器损伤、内置抓钳滑脱、组织被组织抓钳撕伤等。

编号 手术时间 (min)出血量 (mL)术中意外事件*术后状态1 51 18 无 良好2 38 10 无 良好3 27 15 无 良好4 31 18 无 良好

3 讨论

减戳孔腹腔镜手术是未来发展的重要趋势。LESS操作时腔镜器械间的相互干扰是其固有缺陷,部分妇科医生通过提高腔镜下的手术操作技能来弥补LESS的固有缺陷,取得了一定的效果,但推广难度大[14]。仔细分析LESS的操作难点,在于多器械之间的干扰,减少操作器械则导致术野缺乏有效的牵拉暴露,主操作手将无法完成分离、电切等操作。如何在减少操作器械的情况下仍能进行有效的组织牵拉、术野暴露或将成为突破点。

隔空发力是磁性物质的基本属性,利用磁体隔空发力的特点可实现无缝线空腔脏器吻合重建,例如治疗移植术后胆道狭窄闭塞[15-16]、先天性肛门闭锁[17]等疾病,隔空发力也可用于空肠营养管快速置入[18]。MAT的本质就是利用了磁体隔空发力的特点。内置抓钳尾端固定有靶磁体,当体外放置锚定磁体后,锚定磁体与靶磁体产生磁力效应,移动锚定磁体可改变内置抓钳在体内的牵拉方向,从而发挥辅助术野暴露的作用。利用该方法可实现减少腹壁戳孔数量的目的,并有效地避免了LESS的“筷子效应”,改善了术者操作体验。

本研究采用Beagle犬为动物模型,雌性Beagle犬的子宫为双角子宫、子宫角细长、子宫体短小,这些特点与人类女性生殖系统的解剖结构差异性较大。另外,Beagle犬的腹腔和盆腔空间较小,内置抓钳在体内的活动空间有限,但人类的腹腔及盆腔空间较大,可以为内置抓钳的牵拉转向提供更大的操作空间。在临床上,子宫切除时常需要举宫杯辅助,因此若把举宫杯与MAT有效地结合在一起,将更助于提高术者的操作灵活性。

尽管本研究为动物实验,但结合我们前期利用MAT实现减戳孔腹腔镜胆囊切除术的体会,MAT必将有助于临床LESS子宫切除术的实施。MAT设备设计巧妙,加工成本低,使用简单,安全可行,值得在临床上开展。

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Experimental Study on Magnetic Anchor Device in Assisting Trocar-Less Laparoscopic Hysterectomy

KANG Shiran1a,1b,2a,LIU Bo1b,2b,WU Jiayi1b,2b,JIA Wei1b,2b,MA Jia1b,3,ZHANG Yong1b,1c,MA Feng1b,LV Yi1a,1b,YAN Xiaopeng1a,1b

1.a.Department of Hepatobiliary Surgery; b.National Local Joint Engineering Research Center for Precision Surgery &Regenerative Medicine; c.Department of Thoracic Surgery,The First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University,Xi’an Shaanxi 710061,China; 2.a.Zonglian College; b.Qide College,Xi’an Jiaotong University,Xi’an Shaanxi 710061,China; 3.Department of Surgical Oncology,Shaanxi Provincial People’s Hospital,Xi’an Shaanxi 710068,China

Abstract: Objective To explore the feasibility of magnetic anchoring device in assisting trocar-less laparoscopic hysterectomy.Methods Four healthy female Beagle dogs were used as models,and the magnetic anchoring device designed and developed by ourselves was used to complete the canine hysterectomy by two-ports method.The operation time,blood loss,and the operation convenience evaluated by the surgeon were recorded.Results Four Beagle dogs successfully completed the twoports laparoscopic hysterectomy with the aid of magnetic anchoring device.The operation time was 27-51 min,the blood loss was less than 20 mL.During the operation,the use of titanium alloy tissue forceps could successfully achieve the clamping and release of the internal grasping forceps.The internal grasping forceps had no complications,such as slippage and tissue damage after clamping the tissue.The internal grasping forceps could fully reveal the surgical field under the pull anchor of the external anchoring magnet.Conclusion Magnetic anchoring device can provide good surgical field exposure and tissue pulling for the trocar-less laparoscopic hysterectomy,which has great clinical application value.

Key words: magnetic anchor technique; magnetosurgery; single-port laparoscopic surgery; hysterectomy; minimal invasive

收稿日期:2020-02-02

基金项目:国家自然科学基金(81700545);陕西省自然科学基础研究计划(2017JQ8021);中央高校基本科研业务费专项资金(xjj2018jchz14);西安交通大学第一附属医院新医疗新技术项目(XJYFY-2018W18);西安交通大学大学生创新训练项目(GJ201910698160)。

通信作者:严小鹏,博士,副研究员,主要研究方向为磁外科、肝移植、医学教育。

通信作者邮箱:yanxiaopeng99@163.com

[中图分类号] R657.4

[文献标识码] A

doi: 10.3969/j.issn.1674-1633.2020.05.012

[文章编号] 1674-1633(2020)05-0056-03