【作 者】馬麗娜,白紀(jì)剛,劉學(xué)民,呂毅,嚴(yán)小鵬
1 延安市寶塔區(qū)人民醫(yī)院普外科,延安市,716000
2 西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院肝膽外科,西安市,710061
3 陜西省再生醫(yī)學(xué)與外科工程研究中心,西安市,710061
微創(chuàng)技術(shù)是現(xiàn)代外科追求的目標(biāo)之一。腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展是腹部外科手術(shù)發(fā)展歷程中的一個重要里程碑,為腹部微創(chuàng)外科做出了重要貢獻(xiàn)。減少腹壁戳孔數(shù)量是目前腹腔鏡技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢。為進(jìn)一步減少腹壁戳孔,單孔腹腔鏡技術(shù)及經(jīng)自然孔道內(nèi)鏡技術(shù)(NOTES)應(yīng)運(yùn)而生[1]。單孔腹腔鏡技術(shù)一般采用經(jīng)臍戳孔,借助專用單孔腹腔鏡操作器械進(jìn)行手術(shù)。利用單孔腹腔鏡技術(shù)可使腹部戳孔減少到一個,很大程度上滿足了體表少疤痕的要求,但單孔腹腔鏡操作時存在解剖三角盲區(qū),攝像照明、牽拉暴露及電凝等操作器械存在相互干擾的問題[2],這也正是單孔腹腔鏡在臨床中未被廣泛應(yīng)用的最重要原因。NOTES手術(shù)通過胃、陰道、結(jié)直腸等自然腔道進(jìn)入體腔進(jìn)行手術(shù),術(shù)后患者體表無手術(shù)瘢痕,實(shí)現(xiàn)了真正的“無瘢痕”手術(shù)。但NOTES技術(shù)所用的操作器械為軟制內(nèi)鏡,外科醫(yī)生操作起來困難較大,同時術(shù)后內(nèi)臟穿刺口的關(guān)閉尚無簡便有效的方法,術(shù)后腹腔感染幾率顯著高于常規(guī)腹腔鏡手術(shù)[3]。
磁外科借助磁體之間的“非接觸性”磁場力可實(shí)現(xiàn)吻合重建[4-6]、血流阻斷[7]等手術(shù),動物實(shí)驗和臨床應(yīng)用顯示出良好的效果。磁錨定技術(shù)(Magnetic Anchor Technique,MAT)作為磁外科的重要分支,通過體外錨定磁體可對體腔內(nèi)磁體進(jìn)行定位和錨定,利用MAT能夠在腹腔鏡外科手術(shù)中減少腹壁戳卡[8]。在應(yīng)用MCT減少腹壁戳孔時,內(nèi)置抓鉗與操作鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)鍵,內(nèi)置抓鉗與操作鉗之間能否方便實(shí)現(xiàn)結(jié)合與分離是其臨床應(yīng)用的基礎(chǔ)。為此,我們提出了電磁控制腹腔鏡手術(shù)內(nèi)置抓鉗離合系統(tǒng)的設(shè)計方案。
通過在內(nèi)置抓鉗尾部設(shè)置永磁體,在操作鉗頭端設(shè)置電磁裝置,切換電磁裝置電源的正負(fù)極來改變電磁裝置的磁場方向從而控制操作鉗與內(nèi)置抓鉗的結(jié)合與分離。具體來說,當(dāng)需要置入內(nèi)置抓鉗時,給電磁裝置接通電源,操作鉗頭端即產(chǎn)生磁場,并與內(nèi)置抓鉗尾端的永磁體緊密相吸。此時內(nèi)置抓鉗與操作鉗結(jié)合為一體,經(jīng)腹壁戳孔進(jìn)入腹腔。內(nèi)置抓鉗鉗夾目標(biāo)組織后,切換電磁裝置電源的正負(fù)極,操作鉗頭端則產(chǎn)生相反方向的磁場,操作鉗與內(nèi)置抓鉗分離,操作鉗可退出腹腔。當(dāng)需要變換內(nèi)置抓鉗在腹腔內(nèi)的鉗夾位置時,將操作鉗經(jīng)腹壁戳孔進(jìn)入腹腔,接通電磁裝置電源。重復(fù)上述步驟,即可完成內(nèi)置抓鉗的離合。該裝置應(yīng)采用非順磁性材料,以避免內(nèi)置抓鉗尾端的永磁體與操作鉗相吸。
該系統(tǒng)包括內(nèi)置抓鉗和操作鉗兩部分。內(nèi)置抓鉗的核心部分是位于尾端的永磁體。操作鉗的核心部分是位于操作鉗頭端的電磁裝置。
內(nèi)置抓鉗內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,其結(jié)構(gòu)包括空心套桿,空心套桿尾端有空心圓柱狀的連接磁體,在空心套桿內(nèi)部有彈片,彈片頭端為無損傷鉗夾頭,彈片尾端為圓柱狀的卡頭,彈片外有抗壓縮彈簧,在空心套桿內(nèi)有銷釘,銷釘和卡頭固定抗壓縮彈簧的兩端,空心套桿尾端和連接磁體有第一連接孔,第一連接孔貫穿空心套桿尾端和連接磁體,在空心套桿的內(nèi)部可通至卡頭。
圖1 內(nèi)置抓鉗結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of the internal grasper
操作鉗內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示,其結(jié)構(gòu)包括中空的操作套桿等。操作套桿內(nèi)有實(shí)心圓柱狀的操作桿,操作套桿頭端內(nèi)有中空的電磁鐵鐵芯,電磁鐵鐵芯外纏繞有漆包線。電磁鐵導(dǎo)線穿出導(dǎo)線管尾端與插頭相接,插頭位于控制盒內(nèi)??刂坪袃?nèi)有控制開關(guān),所述插頭接通電源可使操作套桿頭端帶有磁力,并可與內(nèi)置抓鉗的空心套桿尾端對位相吸。中空的連接座與操作桿的尾端牢固連接,并套于操作桿上。操作桿尾端嵌套于推桿座內(nèi),U形的手柄兩端分別固定連接于連接座及推桿座上,操作套桿頭端和電磁體鐵芯有第二連接孔。所述第二連接孔貫穿操作套桿頭端和電磁體鐵芯,供操作桿穿過;所述第二連接孔和第一連接孔的孔徑均大于操作桿直徑,操作桿穿過第二連接孔和第一連接孔,作用于卡頭,推動彈片向空心套桿的頭端前方移動,使無損傷鉗夾頭張開,以鉗夾組織。
圖2 操作鉗結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of the operating forceps
(1)使用時,在插頭接通電源線,并調(diào)節(jié)控制開關(guān)于合適狀態(tài),則電磁鐵開始工作,使操作套桿頭端帶有磁力,可與空心套桿尾端自動對位相吸,此時第一連接孔及第二連接孔相對合,如圖3所示。
圖3 內(nèi)置抓鉗與操作鉗結(jié)合的狀態(tài)示意圖Fig.3 diagram of the combination of the internal grasper and the operating forceps
(2)操作鉗和內(nèi)置抓鉗經(jīng)腹壁戳孔置入腹腔,擠捏手柄時,推桿座推動操作桿移動,并依次穿過第二連接孔和第一連接孔,與彈片尾端的卡頭接觸,并克服彈簧的彈力,推動彈片向空心套桿頭端移動,如圖4所示,此時,無損傷鉗夾頭張開。
圖4 操作桿控制抓鉗的示意圖Fig.4 diagram of the operating lever control the internal grasper
(3)無損傷鉗夾頭內(nèi)鉗夾組織后,松開手柄,彈簧舒展,彈片向空心套桿尾端移動,無損傷鉗夾頭則可咬緊組織。
(4)調(diào)節(jié)控制開關(guān)使電磁體漆包線正負(fù)極顛倒,則可使操作套桿頭端產(chǎn)生與空心套桿尾端相反的磁力,二者由吸合狀態(tài)變?yōu)橄喑鉅顟B(tài),二者即可實(shí)現(xiàn)分離。斷開電源,取出操作鉗,內(nèi)置抓鉗被留置腹腔內(nèi)。
當(dāng)操作完畢要取出內(nèi)置抓鉗時,先移去錨定裝置,內(nèi)置抓鉗尾端則處于自由狀態(tài)。經(jīng)腹部戳孔置入操作鉗,使操作套桿頭端靠近空心套桿尾端,在插頭接通電源線,并調(diào)節(jié)控制開關(guān)于合適狀態(tài),則電磁鐵開始工作。使操作套桿頭端帶有磁力,可與空心套桿尾端自動對位相吸。此時第一連接孔及第二連接孔相對合,擠捏手柄,推桿座推動操作桿移動,并依次穿過第二連接孔和第一連接孔,與彈片尾端的卡頭接觸,并克服彈簧的彈力,推動彈片向空心套桿頭端前方移動。此時,無損傷鉗夾頭張開,松開所鉗夾組織后,松開手柄,彈簧舒展,彈片向空心套桿尾端移動,無損傷鉗夾頭閉合。經(jīng)腹壁戳孔將內(nèi)置抓鉗和操作鉗一起取出,斷開插頭,內(nèi)置抓鉗和操作鉗即可分離。術(shù)中如要改變內(nèi)置抓鉗鉗夾位置,重復(fù)上述步驟即可。
利用體外磁體錨定內(nèi)置抓鉗可減少腹腔鏡手術(shù)戳孔數(shù)量,在腹腔鏡手術(shù)中,根據(jù)解剖部位和手術(shù)進(jìn)程,夾持鉗需要不斷更換組織鉗夾部位,以方便手術(shù)操作,因此,在整個系統(tǒng)中內(nèi)置抓鉗與操作鉗的結(jié)構(gòu)設(shè)計是重點(diǎn)。我們通過在操作鉗頭端設(shè)置電磁裝置,并通過改變電磁裝置電源正負(fù)極來改變電磁裝置的磁場方向從而巧妙掌控操作鉗與內(nèi)置抓鉗之間的結(jié)合與分離。通過位于操作鉗內(nèi)的操作桿可控制內(nèi)置抓鉗鉗頭的張開和閉合。總之,借助該系統(tǒng)可有效實(shí)現(xiàn)減戳卡腹腔鏡手術(shù),進(jìn)一步減少腔鏡手術(shù)創(chuàng)傷,是腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)再微創(chuàng)的有效途徑。該系統(tǒng)易加工制造、可操作性強(qiáng),可在臨床推廣。