基于磁导航技术的磁性空肠营养管设计

严小鹏　刘雯雁　马佳　吕毅

生医学与外科工程技术研究中心，西安 710061；4.陕西省人民医院肿瘤外科，西安 710068）

[摘 要] 目前鼻空肠营养管大多需在胃镜辅助下置入，这给患者带来一定痛苦，且操作也较为繁琐。磁性空肠营养管基于磁导航技术原理，通过在现有空肠营养管的头端嵌入小磁体，借助体外导航磁体吸引牵拉，可将空肠营养管置入到空肠起始部，该方法操作简单，刺激小，可减轻患者痛苦。

[关键词] 磁导航技术；空肠营养管；肠内营养

中图分类号：R572 文献标识码： A 文章编号：2095-5200（2015）03-001-03

引言

肠内营养（Enteral Nutrition， EN）是肠道功能尚存的危重患者营养支持的首选方式[1]。根据美国肠外及肠内营养协会（the American Society for Parenteral and Enteral Nutrition， ASPEN）推荐，对不能进食的危重患者，肠内营养应在入室24～48小时开始[2]。EN通过营养管直接将营养物质输送至胃肠道中，不仅能有效提供患者营养所需，还能维持肠道功能和结构完整性，维持胃肠道菌群平衡，保持肠道粘膜免疫功能，促进胃肠功能恢复，防止菌群移位[3-5]。同时肠内营养与肠外营养（TPN）相比简便经济、安全有效。目前临床上肠内营养的方式主要有鼻胃营养管营养（nasogastric tube feeding，NG）、鼻十二指肠营养管营养（nasoduodenal tube feeding，ND）和鼻空肠营养管营养（nasojejunal tube feeding，NJ）。其中，因鼻空肠营养管能够将营养物质直接送至小肠，避免刺激胰腺分泌、无胃食管返流等优点而在临床应用最为广泛。

鼻空肠营养管放置方法众多，各有利弊。自然放置法是经鼻腔将空肠营养管头端置入胃内后，依靠胃肠道的自然蠕动使其头端到达空肠，该法操作最简单，但成功率最低，尤其是对于外科术后胃瘫等患者。借助胃镜操作可提高鼻空肠营养管置入成功率，目前流行做法是胃镜下的导丝引导法和直视拖拉法[6-10]。但胃镜下置入法增加了患者痛苦，尤其是对于胃镜操作耐受性差患者，往往无法施行。若行麻醉下无痛胃镜操作，又增加了麻醉对机体打击。因此，鼻空肠营养管在临床应用中一直缺乏较为理想的的置入方法和方式。

磁导航技术（Magnetic Navigation Technique，MNT）的最基本原理就是通过可变的体外磁场方向和磁场强度来引导和驱动体内磁体的运动，当借助于计算机程序和和其他设备（如X线成像系统、高性能外磁场产生装置）时，可实现对体内磁性材料的三维空间立体定位与定量操作。目前磁导航技术在心血管介入操作中研究和应用较多[11-13]，也有在早期肺癌诊断[14]和肝癌消融术[15]中的报道。磁性空肠营养管的设计思路源于磁导航技术，通过体外磁场的引导来实现空肠营养管置入，可避免胃镜操作给患者带来的不适与痛苦。

1 设计思路

通过在传统空肠营养管头端附加固定一个小磁体，常规将空肠营养管经鼻插入胃内后，通过体外大磁铁在上腹部沿消化道体表投影走形的引导，带动空肠营养管头端的小磁体移动，最终可将空肠营养管引导入空肠，必要时可借助X线或B超辅助消化道定位。磁性空肠营养管通过体外磁场对体内磁体的引导，以实现取代胃镜操作目的。

2 结构参数

磁性空肠营养管的结构如图1，图中2为空肠营养管主体，在空肠营养管主体头端有侧孔3，空肠营养管主体的尾端1为接头，这是传统空肠营养管的基本结构。磁性空肠营养管在此基础上在侧孔3的前端部分管腔内镶嵌有磁体4。磁体4的特征为圆柱体，圆柱体底面直径5mm，长8mm，选用N50烧结钕铁硼经机械加工成形，表面氮化钛涂层处理，沿圆柱体轴向饱和充磁。图中5为体外导航磁体，其特征在于为圆柱体，底面直径50mm，长100mm，选用N50烧结钕铁硼经机械加工成形，表面氮化钛涂层处理，沿圆柱体轴向饱和充磁。

3 使用过程

磁性空肠营养管的置入按照常规胃管置入方法操作，因为在磁性空肠营养管的头端有长度为8mm的圆柱形磁体，头端弯曲度受限，因此在置入过程中动作要轻柔，以减轻患者的不适。根据磁性空肠营养管的刻度判断磁性头端已进入胃腔后，将体外导航磁体置于患者左上腹，使空肠营养管的磁性头端和体外导航磁体相吸。此时，经鼻将空肠营养管再向内送入20cm左右，然后沿胃、十二指肠、空肠起始端在体表的投影位置缓慢移动体外导航磁体，使其带动空肠营养管的磁性头端在胃肠道内移动。移动一段距离后，向外轻轻牵拉空肠营养管尾端，若牵拉空肠营养管尾端时阻力较小说明空肠营养管磁性头端仍在胃内，则再次沿胃、十二指肠、空肠起始端在体表的投影位置缓慢移动体外导航磁体；若有较大阻力说明空肠营养管的磁性头端已在体外导航磁体的引导下进入十二指肠，则将空肠营养管再向内输送20cm，然后继续缓慢移动体外导航磁体。最后通过X线或B超确认磁性空肠营养管的头端是否进入空肠。以上操作步骤因患者差异可能需重复操作几次才能将空肠营养管头端送至空肠。操作时应使患者尽量处于胃排空状态；对于腹壁较厚的患者，体外导航磁体在引导过程中应适度施压，以保证空肠营养管的磁性头端和体外导航磁体相吸不分离；患者在留置空肠营养管期间严禁行磁共振检查。图2为磁性空肠营养管置入示意图。图3为磁性空肠营养管犬体内置入过程：A为磁性空肠营养管实物图；B为磁性空肠营养管头端达到胃内；C为利用体外导航磁体对空肠营养管的磁性头端进行牵引和导航；D图中磁性空肠营养管磁性头端已到达十二指肠末端，经营养管注入钡餐清晰可见肠管显影。

A：磁性空肠营养管实物图；B：磁性空肠营养管头端达到胃内；C：利用体外导航磁体对空肠营养管的磁性头端进行牵引和导航；（上方黑箭头所示为空肠营养管磁性头端的磁体，下方红色箭头所示为体外导航磁体）；D：磁性空肠营养管磁性头端已到达十二指肠末端，经营养管注入钡餐清晰可见肠管显影。

图3 磁性空肠营养管犬体内置入

4 结论

磁性空肠营养管的设计主要有以下优点：①磁性材料选用烧结N50型钕铁硼材料，该材料具有很高的磁学性能，可在保证体内外磁铁在能够相吸情况下，使空肠营养管头端的磁铁体积尽可能小，从而方便置入并减轻患者不适；②加工简单，使用时只需将小圆柱形磁铁嵌入到普通空肠营养管头端即可；③氮化钛表面涂层处理技术能够保证体内磁铁耐受消化液侵蚀；④使用简单方便，无需胃镜操作，极大地减轻了患者痛苦；⑤空肠营养管的定位可借助B超或X线；⑥当各种原因造成磁性空肠营养管部分向外脱出时，可利用体外导航磁铁再次引导。

磁性空肠营养管经志愿者初步验证显示，空肠营养管的磁性头端在置入过程中，并不明显增加患者的不适感，通过体外导航磁体引导，磁性空肠营养管头端能够到达空肠起始部位。但是，需要值得注意的是，对于腹壁较厚的患者来说在使用过程中应该选用磁力更大的体外导航磁体。

参 考 文 献

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