磁锚定技术辅助腹腔镜阑尾切除术的实验研究

樊 茜，吝 怡，常凯曦，吉 琳，康诗然，李益行，张 勇，马 锋，吕 毅1，*，严小鹏1，*

（1.西安交通大学第一附属医院肝胆外科，西安710061；2.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，西安710061；3.西安交通大学启德书院，西安710061；4.西安交通大学宗濂书院，西安710061；5.西安交通大学第一附属医院胸外科，西安710061）

0 引言

自1983 年德国Semmk 成功完成世界第1 例腹腔镜阑尾切除术（laparoscopic appendectomy，LA）以来，随着腔镜技术的不断进步和普及，腹腔镜阑尾切除术已成为治疗非复杂性阑尾炎的金标准[1]。随着微创理念的进一步深入，外科医生开始探索单孔腹腔镜阑尾切除术。单孔腹腔镜手术专用器械较昂贵，短期内无法在临床上广泛普及，使用常规腹腔镜器械操作时，器械间相互干扰导致的“筷子效应”严重影响术者体验[2]。尽管单孔腹腔镜阑尾切除术在临床上也有开展，但目前主流的腹腔镜阑尾切除术仍然以脐周两孔与三孔为主[3]。如何更好地保持术野的清晰暴露是减戳孔腹腔镜手术（两孔法）的关键。

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非接触性磁场力使锚定磁体对靶磁体进行非接触性空间锚定的技术[4]。该技术最早由日本学者Kobayashi 等[5]于2004 年报道，借助特殊设计的磁锚定装置可辅助内镜下黏膜切除术。之后，专门制作的磁锚定装置被

用于腹腔镜手术，国外相关研究已将磁锚定辅助腹腔镜手术用于胆囊切除[6-7]、肾脏切除[8-9]、阑尾切除[10]、结肠切除[11]。国内磁锚定技术研究较少，目前仅见笔者所在团队将磁锚定技术用于腹腔镜胆囊切除术[12]。本研究中将磁锚定技术用于减戳孔腹腔镜阑尾切除术，并在Beagle 犬上验证了该技术的可行性和安全性。

1 材料与方法

1.1 材料

1～6 岁龄健康雄性Beagle 犬6 只，平均（24±2.61）月龄，体质量8～12 kg[（10.01±0.69）kg]，购自西安交通大学实验动物中心。本研究为创新手术的可行性验证，因此不设对照组，所有Beagle 犬均纳入实验组。本实验经西安交通大学动物实验伦理委员会批准（No.XJTULAC2019-1045），整个实验过程及术后处理均符合实验动物伦理学要求。

手术所用药物及设备：陆眠宁Ⅱ（规格2 ml：40 mg，吉林省华牧动物保健品有限公司）、头孢唑林钠（规格0.5 g，山东鲁抗医药股份有限公司）、盐酸哌替啶（规格1 mg/kg，青海制药厂有限公司）、血管夹（型号：UP38-hemlock，美国威克）、腹腔镜设备（型号26003BA，德国STORZ）、高频电刀（FX-C 型，美国威力）。

1.2 磁锚定装置设计

用于腹腔镜手术的磁锚定装置包括内置抓钳和锚定磁体两部分。内置抓钳一端为靶磁体，一端为组织抓钳。靶磁体为直径10 mm、高18 mm 的圆柱形磁体，磁体中央为1 mm 通孔。靶磁体中央的通孔可穿线并与组织抓钳连接一起，组织抓钳则采用非顺磁性材料加工而成。锚定磁体为直径50 mm、高80 mm的圆柱形磁体。与磁锚定内置抓钳配套使用的为钛合金组织抓钳。锚定磁体和靶磁体均采用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），表面镍镀层处理，磁体均轴向饱和充磁。锚定磁体外套U 形树脂壳。磁锚定装置如图1 所示。

图1 磁锚定装置

1.3 实验方法

Beagle 犬购买后适应性喂养2 周再进行手术。术前禁食12 h，禁饮4 h，陆眠宁（0.08 ml/kg）肌肉注射，麻醉满意后仰卧位固定。常规腹部术野备皮，消毒铺巾。经脐建立戳孔置入10 mm 戳卡，建立气腹，气腹压12 mmHg（1 mmHg=133.322 Pa），采用腹腔镜探查腹腔。于左下腹部建立主操作孔（12 mm），置入12 mm 戳卡，经此戳卡进无损伤肠钳，推开肠管，找到阑尾。经主操作孔置入磁锚定内置抓钳，并钳夹于阑尾尖端，在右腹壁放置锚定磁体（犬阑尾一般位于右侧中腹部）。锚定磁体与内置抓钳的靶磁体相吸，移动锚定磁体则可改变腹腔内内置抓钳的牵拉方向，显露阑尾系膜，用电钩边电凝边剥离阑尾系膜，使阑尾系膜至阑尾根部，Hemolok 夹闭阑尾系膜及阑尾动脉，在阑尾根部用Hemolok 夹闭阑尾，在距Hemolok 远端3 mm 左右切断阑尾远端。移除锚定磁体，经主操作孔取出内置抓钳和阑尾，检查无活动性出血后退出戳卡，排净腹腔内气体，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（1 mg/kg），术后72 h 每12 h 肌注头孢唑林钠0.5 g。

2 结果

6 只Beagle 犬均顺利完成磁锚定技术辅助减戳孔腹腔镜阑尾切除术，手术时间27～38 min，术中出血量均小于10 ml。具体操作步骤如图2 所示。实验犬术中生命体征平稳，麻醉恢复良好，术后未出现并发症。

图2 磁锚定技术辅助减戳孔腹腔镜阑尾切除术操作过程

术中通过12 mm 的主操作孔可顺利将内置抓钳置入腹腔内，利用钛合金组织钳夹持内置抓钳方便灵活。腹壁外放置锚定磁体后，锚定磁体可隔着腹壁吸起靶磁体，锚定磁体与靶磁体之间的磁力能够满足组织牵拉需要，移动腹壁外锚定磁体的位置可灵活改变内置抓钳的牵拉方向，从而保持良好的术野显露，满足腹腔镜下操作需要。整个手术操作过程中未出现内置抓钳滑脱及组织钳伤等不良事件发生。

3 讨论

磁外科（magnetic surgery，MS）的概念最早由吕毅团队于2010 年提出，它是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、可控示踪、磁力驱动等功能的新兴综合性技术学科[4]。磁外科现已形成以磁压榨技术、磁锚定技术、磁导航技术、磁悬浮技术、磁示踪技术为核心的临床应用体系[4]。磁外科从血管吻合[13]、胃肠道吻合[14]，再到内镜下食管闭锁再通[15]、肝移植术后胆道狭窄疏通[16]等吻合重建功能已拓展至多个领域，诸如磁导航心血管介入手术[17]、磁控胶囊胃镜[18]、前哨淋巴结示踪[19]等。

磁锚定技术是磁外科临床应用体系的重要组成部分。磁体间隔物相吸性是磁锚定技术应用的基本原理。目前国内磁锚定技术尚处于起步阶段，还没有商品化的磁锚定器械。现有的用于动物实验和临床试用的磁锚定装置需依赖自行设计加工。根据实际应用场景需要，磁锚定装置设计可灵活多样，一般而言锚定磁体位于机体外，其形状和尺寸限制性因素较少。靶磁体受机体解剖空间限制，根据经验，腹腔内的靶磁体直径一般不大于10 mm，内置抓钳的总长度建议为40～50 mm 较为合适，内置抓钳过长会因腹腔有限的空间而无法有限地显露术野，内置抓钳过短，靶磁体与腹壁会产生一定的间隙使靶磁体往往处于悬空状态，从而导致牵拉力不足。在材料的选择上一般采用磁学性能较高的钕铁硼永磁材料。建议设计磁锚定装置时遵循磁体设计的“西安原则”[20]。

前期笔者所在团队将磁锚定技术用于减戳孔腹腔镜胆囊切除术[12]，取得了较好的效果。本研究证实磁锚定技术在减戳孔腹腔镜阑尾切除中同样适用。胆囊三角的解剖游离需要良好的牵拉来满足术野的充分显露，所以在磁锚定技术辅助减戳孔腹腔镜胆囊切除术时，需要多次更换内置抓钳的钳夹位置。而在阑尾切除术中，一般只需要调整内置抓钳位置1～2 次即可满足术野显露的需要，因此从这一点上看，磁锚定技术用于腹腔镜阑尾切除更具优势。但是，由于本研究以正常Beagle 犬为动物模型，且实验动物数量有限，尚需积累更多实验数据支持，才能从中发现磁锚定技术可能存在的缺陷和不足，比如在复杂情况下阑尾切除术可能会遇到哪些情况等。因此在临床试用时，需要进一步论证其安全性。在磁锚定减戳孔腹腔镜阑尾切除术中，只有主操作孔能够进入腔镜器械，可完成的操作有限，因此术中如果遇到大出血等意外事件时，应及时改为三孔法，迅速止血并完成阑尾切除。

本研究结果显示，磁锚定装置用于腹腔镜两孔法实验犬阑尾切除术中安全、方便、可行，术中并未发生副损伤和意外事件。通过对磁锚定装置的进一步优化，该技术尝试或试验性用于临床，相信会有广阔的发展前景。