【作 者】 张洪科，郭华，吕毅
1 西安交通大学第一附属医院，西安市，710061
2 西安交通大学 精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心，西安市，710061
3 西安高新医院，西安市，710061
腹腔镜技术是实现腹部外科手术微创化的主要途径之一，其在肝胆胰外科运用至今已有数十年，但是其在肝胆胰外科中的运用远不及在其他腹部手术中运用得普及。究其原因在于腹腔镜下胆肠吻合术主要以手工缝合实现，其技术难度极高，需要长期专业训练才能掌握[1-2]。因此，探索一种简便的腹腔镜胆肠吻合技术是促进肝胆胰外科手术微创化进程的重要方法。
磁压榨吻合又称磁吻合，是一种依靠磁铁间吸力压榨待吻合管道组织使管道恢复连续性的吻合技术，可以实现消化道及血管连续性的重建等治疗目的。当用于消化道磁吻合时，磁性装置位于消化道腔内，消化道以内翻的方式重建连续性，吻合口愈合形成过程中被压榨的组织会逐渐缺血坏死、脱落，最终磁性装置随坏死组织脱落及肠蠕动而被排出体外。基于对磁吻合技术相关研究的积累，我们已经探索出磁吻合技术的多种运用：胆道狭窄疏通术、炎性条件下肠肠吻合术、磁悬吊的单孔腹腔镜胆囊切除术、小儿先天性食道闭锁再通技术、快速肝移植技术、门腔分流术等[3-9]。
其中，我们首次将磁吻合技术与腹腔镜技术相结合研制出一种能够在腹腔镜下实现简便、可靠的胆肠吻合的磁吻合器，并实现临床应用[10]。
经过长期研究，我们认为设计腹腔镜胆肠磁吻合器时的原则是：以荷包技术为基础，将磁吻合技术与机械控制技术相结合，以可控的方式释放磁环实现消化道重建。该吻合器应当包含一个磁吻合头和一个手柄（见图1）。磁吻合头分为远端部分和近端部分，且均有一致的中心孔以便胆汁通过。其中，磁吻合头的远端部分外形应当类似于蘑菇头形状，以便行荷包包埋；
而磁吻合头的近端部分可以通过固定外壳，可逆地装载于手柄上且能被手柄释放。手柄的设计应当有一个可控伸缩的穿刺杆，穿刺杆能与蘑菇头可逆地连接。手柄能够控制磁环间距离且能释放磁环。
图1 腹腔镜胆肠磁吻合器设计构想Fig.1 Design concept of the magnetic device for laparoscopic bilioenterostomy
基于上述原则设计的腹腔镜胆肠磁吻合器用于实现腹腔镜胆肠磁吻合时的基本步骤如下：首先，切除病变，修整待吻合胆道残端。然后，在胆道残端预置荷包缝合。将磁吻合头的远端部分置入预置荷包缝合的胆道残端内，收紧荷包缝线固定于远端磁吻合头的中心管上。将装有磁吻合头近端部分的吻合器杆经空肠残端开口置入，在待吻合处肠壁以电刀开孔，将穿刺杆由该处戳出。最后，将穿刺杆和磁吻合头远端部分的中心管连接；
连接可靠后经手柄控制使穿刺杆回缩，带动磁吻合头的远端部分向近端部分靠拢。当磁吻合头的远端和近端部分贴近（即磁环吸合）后释放吸合的磁吻合头，即完成胆肠磁吻合。
腹腔镜胆肠磁吻合器的合理结构设计需要满足一定的功能。首先，磁吻合头的尺寸能满足对各种口径的胆道的置入，应基于对临床胆肠磁吻合术病例的数据分析设计磁吻合头的外径。然后，磁吻合头的远端部分的外形应当利于荷包包埋时的置入。磁吻合头远端部分的中心管与手柄的穿刺杆的连接应当简便可靠，可根据需要随时分离。最后，手柄的设计参考临床现有腹腔镜器械，其杆长度及直径适中，以便能通过常规腹腔镜戳卡置入；
握持部应该满足人体力学要求，握持舒适。
依据上述设计原则和需求，我们设计出一种能实现腹腔镜胆肠磁吻合的装置。下面详述装置的主要结构和功能。腹腔镜胆肠磁吻合器主要由两部分组成：磁吻合头和手柄。
2.1 磁吻合头设计
磁吻合头由一对磁环和与之匹配的金属外壳组成。如图2所示，磁环为中心通孔的正圆环，为灰绿部分；
与之匹配的金属外壳为蓝色部分所示，近端的金属外壳设计为覆盖近端磁环的非压榨面及外柱状面；
远端金属外壳设计为蘑菇形，即包绕远端磁环的非压榨面、外侧面及内面。其中，远端金属外壳的中心管可以穿过近端磁环中心的通孔，且中心管有侧孔可与手柄的穿刺杆连接。使用时，远端磁环嵌入并固定于蘑菇形金属外壳内，形成蘑菇头（见图2(a)），而近端磁环则嵌入固定于近端金属外壳内（见图2(b)）。近端磁环与近端金属外壳装配后（见图2(c)）可以通过一个固定外壳与手柄杆的末端连接固定。固定外壳（见图3）包括半圆形卡槽和两个卡脚。半圆形的卡槽用于可逆的固定磁吻合头的近端部分；
而卡脚上的凸台可与吻合器杆末端的凹槽配合实现紧密连接。
图2 磁吻合头Fig.2 Magnetic head
图3 固定外壳Fig.3 Connecting shell
2.2 手柄
手柄是在腹腔镜操作下携带和释放磁吻合头的主要装置（见图4、图5和图6）。使用方法大致为：将磁吻合头的近端部分置入固定外壳后连接到手柄的吻合器杆的末端，然后将吻合器的穿刺杆与磁吻合头的远端部分连接，通过螺纹调节使吻合器头的远端向近端部分靠拢并吸合，然后挤压磁环释放的装置使被吸合的磁吻合头从固定外壳中释放。因此，手柄设计主要涉及手柄外壳、吻合器杆、磁环释放组件和螺纹调节组件的设计。
图4 手柄整体视图Fig.4 Overall view of the operative handle
图5 磁环释放杆整体视图Fig.5 Overall view of the guidance pole for releasing magnetic head
图6 L形杠杆装置Fig.6 L-shaped component
手柄外壳和吻合器杆与常规腹腔镜手术器械类似，满足抓持舒适、可适配现有腹腔镜操作条件即可，在此不再赘述。在设计中，吻合器杆外径设计为最大限度地容纳内部结构且能通过常规腹腔镜戳卡。吻合器杆的一端为长方体外形结构，在该长方体结构外壁中设计有与固定外壳匹配的凹槽，其腔内有与磁环释放相关的结构，即L形杠杆装置。吻合器杆的另一端固定到手柄外壳中；
其腔能容纳穿刺杆前后移动。
磁环释放组件包括磁环释放杆（见图5）、L形杠杆装置（见图6）和释放手柄（见图4），主要作用是控制吸合后的磁吻合头的释放。磁环释放杆贯穿吻合器杆的管腔，一端在手柄外壳内与释放手柄关联，另一端与吻合器杆末端的杠杆装置关联。其中，释放手柄通过U形关联结构可以使磁环释放杆做往复运动。磁环释放杆另一端与L形杠杆装置的关联结构为一个V形凹槽。L形杠杆装置工作原理，如图7所示，当释放手柄张开时，L形杠杆的关联端位于V形凹槽内，如图7(a)所示；
当按压释放手柄时，可以推动磁环释放杆前移，使V形槽的坡面作用于L形杠杆的关联端使之上抬，如图7(b)所示；
L形杠杆的另一端则下压，作用于穿刺杆的音叉状结构上，使穿刺杆的音叉状结构收拢，如图7(c)所示。
图7 L形杠杆装置工作原理Fig.7 Operative principle of the L-shaped component
螺纹调节组件包括螺纹调节柄（见图8）和穿刺杆（见图9）。转动螺纹调节柄可以控制穿刺杆往复运动。穿刺杆末端呈音叉状结构且可伸出吻合器杆末端的开口；
另一端与螺纹调节柄关联。在穿刺杆的音叉状结构的断臂的外侧设计凸台，该凸台可以嵌入远端磁吻合头的中心管的侧孔中。穿刺杆的音叉状结构可与磁吻合头远端中心管连接，并可以由中心管侧孔和音叉状结构的凸台相嵌合而固定。当转动螺纹调节柄时，可以控制穿刺杆的往复运动并带动固定的磁吻合头远端往复运动。
图8 螺纹调节柄Fig.8 Screw adjusting handle
图9 穿刺杆整体视图Fig.9 Overall view of the puncture needle
传统的胆肠吻合术以手工缝合实现，不论在开腹手术还是腹腔镜手术中都是一项极具难度和挑战性的技术，这极大地阻碍了肝胆外科手术的微创化进程。在本研究中，我们成功结合荷包技术、机械控制技术和磁吻合技术设计出一种使用简便的腹腔镜胆肠磁吻合器。装置有下列特点：①吻合方法的设计以钉式吻合器行肠道端侧吻合为借鉴，尤其是荷包技术，该技术成熟简便，也是操作简便的技术基础；
②采用机械可控的方法释放磁吻合头，相较于传统的手工对合的磁吻合环而言，更具有可控性、安全性，更简便高效，能有效减少操作中产生的副损伤；
③磁吻合头用具有抗腐蚀能力的外壳包裹，不仅增进了磁环抗消化液腐蚀的能力，提高了吻合口的可靠性，而且避免磁环被腐蚀过程中导致吻合口异物残留（被腐蚀的磁性材料颗粒），能减轻吻合口异物导致的增生狭窄；
④整体外形设计借鉴常规腹腔镜器械的外形设计，更符合腹腔镜操作习惯，更易被临床医生接受。本装置的设计可以满足对腹腔镜胆肠磁吻合技术的验证，但还有很多设计不足：主要是磁吻合头的装载与释放结构设计还不够灵巧，有待进一步改进；
另外，部分结构设计不利于加工，比如螺纹调节柄的内螺纹等。诸如此类设计的进一步改进有利于器械加工与使用，而便捷的技术更有利于推广。
磁吻合技术是一种无缝线吻合技术，目前已用于实施血管吻合、肝移植术后胆道狭窄的疏通等。其具有操作简便、对操作技术和操作空间要求低等特点。将磁吻合技术与腹腔镜技术相结合能显著降低腹腔镜胆肠吻合术操作难度，有助于肝胆外科手术的微创化发展。本腹腔镜胆肠吻合器，现已实现临床运用23例。其中开腹手术运用16例，腹腔镜手术运用7例，平均胆肠吻合手术时间为9.2 min；
术后1例患者出现胆漏，但经保守治疗痊愈；
所有磁吻合头均完整排出体外，平均用时66.7 d[10]。该运用证实了磁吻合术被用于实施胆肠连续性重建的简便性、可行性及安全性。后续对该装置的优化设计和产品化是推进其临床运用的关键。