适用于内镜黏膜下剥离术操作训练的人工血液灌注离体猪胃模型的制备

孔令建，殷积彬，周洋洋，张冀豫，李德亮，赵丽霞，刘冰熔

1)郑州大学第一附属医院消化内科 郑州 450052 2)哈尔滨医科大学第二附属医院消化内科 哈尔滨 150000

内镜黏膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection，ESD)是一种较为复杂、精细的内镜技术，广泛应用于胃肠道早期癌和黏膜下肿瘤等的诊疗，操作者需具备完善和全面的内镜操作技术[1-5]，通常情况下操作人员需在动物模型上进行操作培训，以便对切除面积、操作时间、并发症的预防进行评估[6-10]。在ESD操作中，最困难、最危险也是最核心的部分就是出血和止血。应用活体动物进行ESD训练效果最好，但是需要消耗较多的财力和物力；而单纯的动物离体器官或组织不能完全保留活体动物的血液循环，难以模拟真实的术中出血[11-16]。这些缺点使模型操作的培训效果不佳，不利于ESD技术的推广，需要研制出一种仿真的消化道模型用于内镜医师的相关培训。离体猪胃模型是消化内镜医师操作培训的重要模型之一。现有胃模型多采用离体猪胃经内部支撑制作而成。我们在此基础上进行了改良，应用新鲜离体猪胃，通过动静脉插管并从动脉输注抗凝猪血使离体猪胃形成有效的血液循环，成功制作出人工血液灌注离体猪胃模型，报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料保留食管下段、胃周围网膜及十二指肠的新鲜(屠宰后6 h内)离体猪胃，经搅拌去除纤维蛋白的抗凝猪全血，常温保存。ESD训练用塑料胃模型(图1)由日本山形县医学会会长本间教授惠赠，模型上分布8个操作窗，用来模拟胃壁病变位置，操作者可以自行选择操作训练的位置。智能高频电发生器(德国ERBE ICC系列)。电子内镜工作站、HOOK 刀、IT刀、针状刀、SB刀、氩气刀、内镜下注射针、电止血钳、电圈套器、透明帽、负极板等消化内镜治疗相关辅助器材均为日本Olympus公司产品。

图1 ESD训练用塑料胃模型

1.2 人工血液灌注离体猪胃模型的制备方法

1.2.1离体猪胃的处理 将离体猪胃用生理盐水冲洗干净，展开后分别于胃贲门部小弯侧、胃体部大弯侧、胃窦部小弯侧的网膜及韧带中寻找并行的动脉和静脉，以直径为2 mm的静脉输液针软管进行插管，固定，建立输血通路。结扎除以上血管之外的其他血管的断端。模型的血流示意图见图2。

图2 人工血液灌注离体猪胃模型血流示意图

1.2.2人工血液灌注 将离体猪胃套在塑料胃模型外侧，使胃黏膜侧紧贴于塑料胃模型的表面，撑起离体猪胃。经胃周围的插管动脉用静脉输液器全速滴注灌注液，灌注压力为120 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)。灌注液从伴行静脉流出，维持伴行静脉压在约15 cmH2O。收集从静脉流出的灌注液，再重复用于动脉灌注。

1.3 不同灌注液的灌注效果按1.2方法制备模型后，经插管动脉分别滴注30%稀释的红色墨水和抗凝猪全血，观察并记录灌注液灌注区域、浆膜颜色、黏膜颜色。

1.4 胃周围组织对模型的影响取两个大小、形态相近的离体猪胃，一个去除胃周围组织，另一个保留完整的胃周围组织，按1.2方法制备模型，灌注抗凝猪全血，观察并记录浆膜颜色、灌注液渗出量、内镜下浆膜颜色等。

1.5 模型应用效果分别将无人工血液灌注和有人工血液灌注的离体猪胃模型按照胃的走行固定于模拟盒中，丝线固定食管，结扎十二指肠并用生理盐水浸湿的纱布覆盖于胃表面。将负极板与离体胃组织背侧相连，连接高频电发生器。经食管进入内镜。分别于贲门、胃底、胃体大弯侧、胃窦处完成ESD操作训练。主要操作过程为：选择适宜的操作窗，以氩气刀标记胃切除部分的黏膜，黏膜下注射生理盐水使黏膜浮起，用针状刀和IT刀环形切开黏膜至黏膜下层，借助透明帽进行黏膜下剥离，剥离过程中使用电止血钳和氩气刀进行黏膜层和黏膜下层出血的止血处理，组织切除后清理创面。操作过程中观察胃黏膜和黏膜下的血管及其出血情况，并进行内镜下止血等操作。

2 结果

2.1 不同灌注液灌注效果的比较见图3。灌注前模型胃浆膜侧呈灰白色。使用红色墨水灌注时，胃浆膜均染成淡红色，灌注区域不易区分且内镜下黏膜颜色较淡，未能达到模拟效果。使用抗凝新鲜猪全血进行灌注，由于保留了血液的胶体渗透压，因此灌注液没有弥散到血管外的组织间，最大程度避免了灌注液的丢失，灌注液在血管内可以较好流动；灌注后胃呈粉红色，贲门处灌注范围主要是猪胃小弯贲门侧2/3胃壁，胃大弯灌注部位主要是胃底和胃体大弯侧，胃窦四壁均可得到血液供应。

左：无周围组织的离体猪胃模型;中上:带周围组织的猪胃模型,血液灌注后猪胃浆膜侧呈粉红色，可以看到胃壁表面的血管网；中下:划破浆膜面可以看到出血，静脉压为15 cmH2O；右:人工灌注采取输液器滴注法，灌注动脉压为120 cmH2O

2.2 胃周围组织对模型的影响见图3。不保留胃周围组织的模型经人工血液灌注，模型外表不美观，胃游离缘有明显出血并且难以止血，造成灌注液丢失且不能很好模拟切割胃黏膜时的出血。而保留了食管下段、胃周围网膜组织、十二指肠的模型，外表美观，血管解剖结构清晰可见，可以对血管插管和胃游离缘的出血进行止血操作。

2.3 模型应用效果首先依次进行病灶边缘标记、黏膜下注射生理盐水、切割胃黏膜、黏膜下剥离及电凝止血等操作训练。内镜下可见无人工血液灌注时胃黏膜色泽苍白，ESD过程中切割胃黏膜和黏膜下剥离时没有出血现象(图4)；有人工血液灌注时胃黏膜色泽红润，切割胃黏膜及黏膜下剥离时有明显出血，出血程度为活动性渗血，可以进行电凝止血的训练(图5)。训练者均顺利完成操作且未发生明显的灌注液流失和堵塞等问题。

A:胃黏膜苍白色；B:ESD剥离过程中无出血

A：胃黏膜红色;B：切割胃黏膜及黏膜下剥离时见明显出血;C:电凝止血；D:电凝止血后出血停止

贲门处较特殊，不易操作，手术时长较其他部位明显增加，且出血时不易即时止血。胃体部可以完美模拟离体胃血液灌注情况，也方便内镜下操作。

3 讨论

应用活体动物进行ESD训练效果虽好，但是活体动物成本高，使用复杂，需要专门的麻醉配合，还涉及相关的动物伦理的问题，这些都制约了活体动物的使用。离体猪胃非常容易获得，价格低廉，也是最常用的ESD训练模型。普通离体猪胃的缺点是不能模拟术中出血，达不到相关的训练目的。我们建立了人工血液灌注离体猪胃模型，该模型能够比较全面地模拟活体胃组织，尤其是可以模拟出血，适用于学习者进行复杂的内镜下操作训练，能够快速提高消化内镜医师的ESD操作水平。

最初，我们采用红墨水作为灌注液，但效果不理想。由于墨水的弥散能力很强，可以渗透到血管外，进而使整个灌注区域的胃组织被染成红色，难以建立有效的循环，达不到模拟ESD术中出血的目的。后来我们改用搅拌法去纤维蛋白的新鲜抗凝猪全血作为灌注液，该灌注液不凝固且接近于血浆胶体渗透压，成功建立了离体猪胃的有效血液循环。灌注液丢失是制备模型的另一个困难。在分析了灌注液丢失原因后，我们选用带食管下端、胃周围网膜和十二指肠的新鲜离体猪胃制备模型。这样的模型完整保留了胃壁各层，胃组织解剖结构完整，易于动静脉插管及出血血管的结扎，并形成有效的血液循环，使胃壁各层均具有了血液供应。人工血液灌注胃模型与实际人体的操作非常近似。在进行内镜下胃壁切割训练时，可以清楚观察到黏膜下层血管并可电凝止血。即使术中出现血管损伤，也可以进行内镜下电凝止血或钛夹止血等，并继续完成黏膜下剥离的操作训练。在进行ESD操作训练时，我们没有发现喷射状出血，这可能与离体胃组织的血管弹性发生改变以及灌注量不足有关。我们尝试了加压灌注，发现黏膜下层出血虽有一定程度增加，但仍不能获得喷射状出血的效果。

目前我们制备的人工血液灌注离体胃模型还存在一些不足，比如未增加血液和离体标本的保温措施以防止血管收缩，缺少胃离体后不同时间胃壁血管弹性病理变化的相关资料。离体后3～6 h内的猪胃人工血液灌注效果比较稳定，ESD操作过程中的黏膜下注射、剥离、出血和止血也高度接近活体；离体时间过久的猪胃组织过于僵硬，血液灌流阻力增加，难以模拟切割性出血，因此不适合内镜下操作的训练。该模型的胃黏膜层的血液灌注不十分均匀，切割时渗血程度不同，但是总体上对内镜下操作训练的影响不大。