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        磁錨定技術(shù)輔助內(nèi)鏡下胃黏膜剝離術(shù)的實驗研究*

        2020-10-15 09:09:18番敏張玟劉歡毅和樹娟吉琳吝怡史愛華馬鋒呂毅嚴小鵬
        中國內(nèi)鏡雜志 2020年9期

        番敏,張玟,劉歡毅,和樹娟,吉琳,吝怡,史愛華,馬鋒,呂毅,嚴小鵬

        (1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 肝膽外科,陜西 西安710061;2.西安交通大學(xué)啟德書院,陜西 西安710061;3.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 精準外科與再生醫(yī)學(xué)國家地方聯(lián)合工程研究中心,陜西 西安710061)

        胃癌是全球常見的惡性腫瘤,嚴重威脅人類健康。根據(jù)GLOBOCAN 最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,胃癌發(fā)病率和死亡率分別位于惡性腫瘤的第5 位和第2 位[1]。在我國,胃癌發(fā)病率和死亡率在惡性腫瘤中分別位于第2位和第3位[2]。然而,有臨床研究[3]表明,獲得早期診斷和早期治療的胃癌患者預(yù)后較好,5年生存率高達90%以上。目前,內(nèi)鏡檢查的普及極大地促進了胃癌的早發(fā)現(xiàn)和早診斷。雖然外科手術(shù)是早期胃癌的傳統(tǒng)治療方法[4],但因創(chuàng)傷大、圍手術(shù)期并發(fā)癥等問題,嚴重影響患者的生存質(zhì)量[5]。近年來,內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)(endoscopic submucosal dissection,ESD)已成為了消化道早癌的主流治療方式[6-7]。臨床研究[8]表明,ESD與外科手術(shù)在完整切除率、并發(fā)癥發(fā)生率等方面比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但在平均住院天數(shù)及治療總費用上,ESD更具優(yōu)勢。ESD操作技術(shù)要求較高、學(xué)習(xí)曲線長,難以在基層醫(yī)院推廣和應(yīng)用[9]。該技術(shù)不易廣泛推廣的原因在于:ESD操作中缺乏對病變黏膜的有效牽拉,使黏膜剝離面難以充分顯露。

        為此,內(nèi)鏡醫(yī)生提出了各種ESD輔助技術(shù),包括經(jīng)皮穿刺牽引[10]、橡皮筋牽引[11]和彈性醫(yī)療環(huán)牽引法[12]等,但牽拉的方向較難以掌控,不能靈活調(diào)節(jié)拉力大小。借助特殊研制的內(nèi)鏡操作平臺,如:主-從內(nèi)鏡系統(tǒng)(MASTER)[13]、雙通道內(nèi)鏡[14]等,都有良好的應(yīng)用前景,但相應(yīng)設(shè)備尚需進一步完善和優(yōu)化。磁錨定技術(shù)(magnetic anchor technique,MAT)輔助ESD 首先由日本學(xué)者KOBAYASHI[15]于2004年提出,該方法所用設(shè)備簡單,成本低,操作易于掌握,最大的優(yōu)勢在于:通過調(diào)整錨定磁體(anchor magnet,AM),能靈活調(diào)節(jié)靶磁體(target magnet,TM)對黏膜的牽拉力大小和牽拉方向。但MAT 輔助ESD 在國內(nèi)研究較少,筆者團隊在前期磁外科研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計了輔助ESD操作的磁錨定裝置,并在離體犬胃上對其操作的可行性進行了驗證?,F(xiàn)報道如下:

        1 材料與方法

        1.1 材料

        用于ESD 的磁錨定裝置包括AM 和TM 兩部分。AM為直徑50 mm、高140 mm的圓柱狀磁體,外套有5 mm厚的U形樹脂殼。TM包括坡莫合金外殼和磁核兩部分,磁核為直徑4.5 mm、高5.5 mm 的圓柱體,坡莫合金外殼壁厚1 mm,呈U 形,外殼底端帶有尾掛結(jié)構(gòu),尾掛結(jié)構(gòu)上有1 mm 的穿線孔,磁核能夠緊配裝入到坡莫合金外殼里面。AM 和TM 均采用N48燒結(jié)型釹鐵硼材料,委托陜西金山電氣有限責任公司加工而成,表面電鍍鎳,軸向飽和充磁。AM表面場強0.65 T,TM 表面場強0.28 T。AM 及TM 見圖1。其他材料包括:軟組織夾(又稱和諧夾)(南京微創(chuàng)醫(yī)療器械有限公司)和胃鏡系統(tǒng)(西安西川醫(yī)療器械有限公司)。離體胃來自于本團隊其他實驗結(jié)束后被處以安樂死的Beagle犬。本實驗經(jīng)西安交通大學(xué)動物實驗倫理委員會批準(批準號NO.XJTULAC2019-1006),實驗符合實驗動物倫理要求。

        1.2 操作方法

        內(nèi)鏡下操作由本文通信作者主刀完成。將離體Beagle犬胃置于操作臺上,絲線結(jié)扎胃出口遠端,經(jīng)食管殘端進胃鏡并注入氣體,使胃腔適度膨脹,檢查犬胃完整性,觀察胃黏膜情況。電刀經(jīng)胃鏡活檢孔進入胃腔,在胃后壁靠近大彎側(cè)假定并標記欲剝離的胃黏膜邊界,病灶大小約15 mm×20 mm。將軟組織夾(和諧夾)經(jīng)胃鏡活檢孔插入,自胃鏡頭端伸出,打開軟組織夾,絲線穿過TM尾掛結(jié)構(gòu)的穿線孔,將其栓綁固定于軟組織夾頭端,并使其不影響軟組織夾的閉合。胃鏡帶著軟組織夾及TM,經(jīng)離體胃的食管殘端進入胃腔內(nèi),注氣使胃腔適度膨脹。胃鏡下尋找預(yù)標記的病變黏膜,調(diào)整軟組織夾的位置和方向,張開夾頭,并將軟組織夾鉗夾于擬剝離的胃病變黏膜邊緣??蹌榆浗M織夾操作手柄,釋放軟組織夾,退出軟組織夾控制部分,此時TM和軟組織夾被留置在胃病變黏膜上。AM緩慢靠近離體胃,從胃鏡下觀察,可見TM被緩慢吸起,同時帶動軟組織夾牽拉起被鉗夾的病變黏膜邊緣,通過調(diào)整AM 的位置和方向,可改變TM 的牽拉方向和牽拉力大小,滿足ESD手術(shù)操作需要。按預(yù)先標記的邊界完整剝離胃黏膜,檢查術(shù)野無穿孔后,取出黏膜標本及TM,退出胃鏡,術(shù)畢。

        圖1 AM與TM實物圖Fig.1 Physical drawing of anchor magnet and target magnet

        2 結(jié)果

        利用自行設(shè)計加工的磁錨定裝置,順利完成了6個離體Beagle犬胃ESD術(shù)。術(shù)中利用胃鏡活檢孔,可將TM 和軟組織夾順利送入胃腔內(nèi)。6 個離體胃ESD術(shù)中,軟組織夾均一次性鉗夾在預(yù)剝離的胃黏膜邊緣。其中,5 個手術(shù)均使用一個TM 就成功完成了黏膜剝離,另1 個手術(shù)中,因軟組織夾鉗夾的黏膜太少,在AM牽拉過程中出現(xiàn)滑脫,遂立即取出滑脫的TM 及軟組織夾,重新置入一枚帶有TM 的軟組織夾,妥善鉗夾后,也順利完成手術(shù)。操作時間19~40 min,平均(29.00±8.34)min。術(shù)中AM 與TM 之間的吸力能夠提供良好的剝離面術(shù)野,維持足夠的組織張力,極大地方便了胃黏膜的剝離。通過移動AM,可靈活改變TM的牽拉方向,充分顯露術(shù)野。術(shù)中未出現(xiàn)黏膜組織撕傷。手術(shù)過程詳見圖2。

        圖2 MAT輔助ESD操作過程Fig.2 Magnetic anchoring technology assists ESD operation process

        3 討論

        磁外科是利用磁體間特殊的“非接觸性”磁場力,借助特殊設(shè)計的磁性裝置來實現(xiàn)空腔臟器吻合重建、組織器官牽拉暴露等功能的新興外科技術(shù),磁外科在經(jīng)歷了實驗驗證階段、自由探索階段后,已進入學(xué)科建設(shè)階段,并初步形成了以磁壓榨技術(shù)、MAT、磁導(dǎo)航技術(shù)、磁懸浮技術(shù)、磁示蹤技術(shù)、磁驅(qū)動技術(shù)為主的臨床應(yīng)用體系[16]。磁外科相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用涉及血管吻合[17]、消化道吻合[18]、狹窄膽道疏通[19]、直腸陰道瘺閉合修補[20]、磁力血流阻斷[21]、先天性肛門閉鎖再通[22]、磁導(dǎo)航空腸營養(yǎng)管快速置入[23]和氣管食管瘺動物模型制備[24]等諸多領(lǐng)域。MAT作為磁外科的核心臨床技術(shù)之一,在外科手術(shù)中能夠輔助腔鏡手術(shù)[25-26],從而達到更微創(chuàng)的手術(shù)效果。

        本研究在國內(nèi)首次對MAT 輔助胃ESD 術(shù)的可行性進行了初步探索。用于ESD的磁錨定裝置核心包括AM和TM兩部分。其中,AM可視為“主動施力”部分,由于其位于體外,磁體的大小受制約的因素較少,在設(shè)計加工時可考慮適當做大,形狀上以圓柱體為最佳;TM 可視為“被動受力”部分,其位于消化道腔內(nèi),尺寸受限因素較多,所以TM的結(jié)構(gòu)設(shè)計還需要考慮能與現(xiàn)有的內(nèi)鏡下操作器械適配。本實驗中TM 的設(shè)計,采用坡莫合金殼緊配圓柱體磁核的設(shè)計方案,具有以下優(yōu)點:①坡莫合金是高導(dǎo)磁材料,圓柱體磁核緊配U形坡莫合金殼,能夠?qū)⒋帕€匯聚于TM 工作面,減少非工作面(側(cè)面和牽拉面)的磁力線,可最大程度上減少TM對內(nèi)鏡下操作器械的磁力干擾;②坡莫合金殼的尾掛結(jié)構(gòu)便于TM與黏膜鉗夾裝置的連接,本實驗中使用臨床常用的軟組織夾作為黏膜鉗夾裝置,兩者之間通過絲線栓綁即可。

        根據(jù)Beagle犬離體胃模擬實驗,MAT輔助ESD還需注意:①本實驗中有1例出現(xiàn)軟組織夾撕脫,分析原因有兩點:第一,軟組織夾鉗夾組織過少,導(dǎo)致夾持不牢固;第二,錨定牽拉力量過大,導(dǎo)致組織撕裂,在實際應(yīng)用時應(yīng)注意控制合適的牽拉力大小,該牽拉力量化較為困難,即使可以量化,在實際操作中也難以精準掌控,筆者認為,AM 應(yīng)緩慢靠近胃體,使TM逐漸緩慢受力,同時操作者在胃鏡下密切觀察TM 對黏膜的牽拉張力狀況,牽拉力以滿足視野顯露和鏡下操作需要即可,不宜過大,以避免黏膜撕傷或TM滑脫;②消化道空間有限,TM在滿足牽拉力的條件下,體積應(yīng)盡可能小,以減少對視野的影響;③TM 與軟組織夾之間栓綁的絲線長度要適中,絲線過短,會使TM 與AM 之間距離太大,磁力就會變小;絲線過長,可能會導(dǎo)致TM 接觸到旁側(cè)或?qū)?cè)胃黏膜,有限的胃腔無法使軟組織夾處于緊繃狀態(tài),從而降低牽拉效果;④術(shù)中根據(jù)術(shù)野顯露需要,靈活移動AM,改變TM的牽拉方向,以利于內(nèi)鏡下操作。

        綜上所述,MAT可用于胃ESD,能夠為黏膜剝離面提供足夠的組織張力,并充分顯露剝離面術(shù)野,此技術(shù)操作簡單,具有極大的臨床應(yīng)用潛力。

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