磁示踪技术在食道肿瘤标记定位中的应用*

马佳，李江，樊茜，吝怡，吉琳，常凯曦，李建辉，吕毅，严小鹏

（1.陕西省人民医院 肿瘤外科，陕西 西安 710068；2.西安医学院研究生院，陕西 西安 710021；3.西安交通大学 启德书院，陕西 西安710061；4.西安交通大学第一附属医院精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心，陕西 西安 710061）

食管癌的发病率和死亡率分居全球的第7位和第6位，2018年全球新增食管癌患者57.2万例，死亡50.9万例，分别占所有癌症发病和死亡的3.2%和5.3%[1]。从地区差异来看，东亚是全球食管癌发病率和死亡率最高的地区，其标化发病率和死亡率分别为12.2 / 10万和10.7 / 10万[1]。随着内镜检查的普及，越来越多的早期食管癌患者被确诊，早期食管癌的5年生存率可达84.1%～100%[2]。食管癌的治疗方法目前仍以手术切除为主[3-4]，尤其是早期食管癌，更是推建胸腔镜下切除。那么，肿瘤的术中精确定位对手术的成功就至关重要。传统的开放手术，通过触诊食管壁，并结合术前内镜、钡餐X线、CT等检测结果来判断食管病变的位置[5-6]。这种定位技术能否成功与术者的经验息息相关，而胸腔镜手术时，由于缺乏触觉反馈，肿瘤定位就更加困难。目前，临床常用的肿瘤定位方式包括：术前金属钛夹标记法[7]、黏膜下染色剂注射法[8]和术中内镜，但这些方法存在定位不可靠、操作复杂等诸多弊端。

磁外科（magnetic surgery，MS）作为一门新兴综合性学科，利用特殊设计的磁性医疗器械或设备，将磁性物质间“非接触性”磁场力转化为临床诊疗中能够发挥特定功能的力，从而完成组织压榨、器官锚定、管腔导航、间隙扩张和可控示踪等功能[9]。MS临床应用技术涵盖了磁压榨技术（magnetic compression technique，MCT）、磁锚定技术（magnetic anchor technique，MAT）、 磁 导 航 技 术（magnetic navigation technique，MNT）、磁悬浮技术（magnetic levitation technique，MLT）、磁示踪技术（magnetic tracer technique，MTT）五大类[9]。其中，MTT在临床上的应用还比较少，国外可见用于前哨淋巴结活检的报道[10]。根据MTT的基本原理，结合食道肿瘤术中标记定位中存在的问题，笔者创新性地提出将MTT用于内镜下食道肿瘤标记定位中，并通过动物实验对MTT的可行性和安全性进行验证。现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 实验动物健康雄性Beagle犬6只，体重8～10 kg，购于西安交通大学实验动物中心。本实验经西安交通大学动物实验伦理委员会批准（批准号No：XJTULAC2019-1002），符合实验动物伦理要求。实验在西安交通大学第一附属医院精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心大动物手术室开展。

1.1.2 材料与设备电子胃镜系统（西安西川医疗器械有限公司），可旋转重复开闭软组织夹（和谐夹）（南京微创医疗器械有限公司）。装置选用磁性材料为N48烧结钕铁硼经机械加工而成，表面镍镀层处理，示踪磁体（tracer magnet，TM）设计为圆环形，外径6.0 mm，高8.0 mm，中央孔直径2.2 mm；寻踪磁体（pursuit magnet，PM）为圆环形，外径10.0 mm，高5.0 mm，中央孔直径3.5 mm，磁体由咸阳金山电气有限公司加工。

1.2 方法及操作步骤

实验犬术前48 h开始给予流食喂养，术前12 h禁食水。3%戊巴比妥钠（1 mL/kg）腹腔注射，麻醉满意后左侧卧位固定，心电监测生命体征。经口进胃镜至食道上段（距门齿约20 cm），假定此处为食道肿瘤所在部位。退镜，经胃镜活检孔插入和谐夹，和谐夹钳夹于TM的线环上，闭合金属夹，再次进胃镜，将和谐夹钳夹于假定的食道肿瘤所在部位，释放和谐夹，确认和谐夹固定良好，食管黏膜无出血、穿孔等并发症，退出胃镜，此时TM及和谐夹留置于食道肿瘤部位。

24 h后，实验犬再次用3%戊巴比妥钠（1 mL/kg）腹腔注射全身麻醉，行胸腔镜下食道肿瘤定位。常规建立胸壁戳孔，进镜探查胸腔后，经主操作孔置入PM于食道上段周围，PM可与TM隔着食管壁因磁力自动相吸，此时胸腔镜下见PM所在部位即为食道肿瘤部位，从而完成肿瘤的定位。

1.3 观察及评价指标

评价胃镜联合腹腔镜对食道肿瘤标记定位的可行性和便捷性；观察TM留置后有无脱落、移位及放置磁体过程中有无副损伤发生等。

2 结果

本实验成功设计并加工出可用于胸腔镜食道肿瘤术中标记定位的磁示踪装置，两个磁体零距离时吸力16 N。6只Beagle犬手术过程顺利，均一次性留置了TM，术中动物生命体征平稳，磁体留置牢靠，无脱落、移位及副损伤等发生。胸腔镜下PM经胸部戳卡进胸顺利，置于食道表面后能迅速与食道内的TM自动吸合。见附图。操作过程中，无磁体脱落或因磁力过大导致食管穿孔。

附图 操作过程Attached fig. Operation process

3 讨论

早期食管癌且病变位于黏膜内时可考虑行内镜下黏膜切除术（endoscopic mucosal resection，EMR）或内镜黏膜下剥离术（endoscopic submucosal dissection，ESD）。对于无法行内镜下病变切除的食管早期肿瘤患者，手术切除部分食管仍是主要治疗手段，但由于病灶较小，实际手术中对病变的定位难度较大，尤其在胸腔镜手术时，更是缺乏直观触觉反馈。目前常用的几种术中定位方法都存在一定的局限性。金属钛夹标记法优点是操作简单，缺点是钛夹体积较小，难以快速在术中找到钛夹所在位置，尤其是腔镜手术，有时甚至需要在术中借助C型臂X线检查来确定钛夹位置。常见的用于黏膜下注射的染色剂有亚甲蓝、印度墨汁、靛胭脂和微粒子活性炭等[8]，该方法操作难度较金属钛夹标记法大，其优点是着色部位易识别，且着色后维持时间长，缺点是并发症较多，包括局灶性炎症、注射部位血肿或脓肿形成。炎性假瘤和肠粘连等[8]。

MS的概念最早由吕毅团队于2010年提出[9]。在多年的发展过程中，已先后被应用于包括血管吻合[11-13]、消化道吻合[14-17]、血流阻断[18]、先天性食管闭锁疏通[19]、良性胆道狭窄疏通[20-21]等领域。MTT作为MS体系一项重要的临床技术，利用磁体之间产生特殊形式的“非接触性”力，通过PM对TM的磁力吸引进行定位，目前在临床上主要用于乳腺癌术中前哨淋巴结示踪。本实验首次将MTT用于食管肿瘤标记定位，显示出良好的定位效果，并且操作简单、快捷和安全。在实际应用时，由于食管管腔狭小，选用新型钕铁硼材料磁能积较大，可将TM适当缩小尺寸，以方便和谐夹将TM钳夹于食道肿瘤病灶周围黏膜，并且重量轻，不易脱落。PM经胸腔镜戳孔置入，体积可稍大一点，以确保PM与TM之间有足够的磁力将食管壁固定牢靠。

本实验借助常规内镜及内镜下和谐夹来完成TM的留置固定，无需特殊器械，操作简单，留置效果可靠，未出现脱落、移位和出血等意外事件发生。PM绑线后，利用分离钳钳夹后，经胸壁戳卡可顺利置入，置入后PM即可与食道内的TM自动相吸，完成定位功能。实验结果显示，本方法与现有的钛夹标记法、染料注射法相比，不但未增加操作难度，而且极大地提高了定位效果。

基于MTT的内镜联合胸腔镜食管肿瘤标记定位方法操作简单，安全性高，实施灵活，定位精准可靠，具有广泛的临床应用价值，并可依据其原理，将此技术扩展至其他消化道肿瘤、泌尿系肿瘤、妇科肿瘤和肺部肿瘤等的术中标记定位。