磁锚定设备辅助减戳孔腹腔镜子宫切除的实验研究

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

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

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

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。