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微創腔鏡手術吻合器的發展現狀及應用綜述

2023-10-20 05:53魯蘭星林書婷
醫療衛生裝備 2023年8期
關鍵詞:吻合器執行器腔鏡

魯蘭星,林書婷,李 華

(四川大學機械工程學院,成都 610065)

0 引言

外科手術可以通過對人體內病變組織進行切割以及縫合等完成治療。傳統外科手術通過切開較大的創口以充分暴露需要進行手術的部位,醫生通過手術刀及針線等對組織進行手動切除及縫合等,這類手術的視野寬闊、清晰,效果良好,但易留下疤痕、恢復時間長且易導致術后感染等并發癥,另外,大量的縫合工作需要花費較多的時間和精力,并且對醫生的技術要求較高。1908 年,外科吻合器的概念被首次提出并完成了開放式吻合器的設計[1],通過器械縫合代替外科手術中的手動縫合,顯著提高了縫合效率和縫合質量,減輕了醫生的手術壓力;1981 年,美國強生公司研發出手動腔鏡吻合器并應用于微創外科手術,隨著微創外科手術技術飛速發展,微創腔鏡手術吻合器被不斷完善、創新[1];2010 年,美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準柯惠公司推出了第一款電動腔鏡吻合器[2],隨后,電動腔鏡吻合器廣泛應用于各種微創外科手術。自微創腔鏡手術吻合器被研發后,采用微創腔鏡手術吻合器進行微創外科手術逐步替代傳統外科手術,與傳統外科手術相比,微創外科手術具有創口小、痛苦少、恢復快且感染率低等優點[3],但手部抖動以及器械故障等不可控因素會影響手術質量[4]。

微創腔鏡手術吻合器自20 世紀80 年代初逐漸發展,到目前形成了大量多功能、高性能的產品,已廣泛應用于各種外科手術并具有良好的手術效果。其工作原理為微創腔鏡手術吻合器的執行器通過2~3 cm 的小孔進入體內,醫生通過體外的操作裝置完成對組織的夾持、吻合以及切割等。微創腔鏡手術吻合器的性能與手術效果、手術時間、術中及術后出血量和相關并發癥等有密切的關系,因此對于微創腔鏡手術吻合器的安全性以及操作性要求較高,而1 cm 左右的桿身直徑使得其制造難度加大,設計出更加安全、高效的微創腔鏡手術吻合器是學者以及醫療機構長期追求的目標。本文將微創腔鏡手術吻合器分為磁性、手動及電動3 個類別,對微創腔鏡手術吻合器的發展現狀進行綜述,總結其應用效果及優缺點,并指出未來的發展方向,以期為國內微創腔鏡手術吻合器的發展提供參考。

1 微創腔鏡手術吻合器國內外發展現狀

1.1 國外發展現狀

國外微創腔鏡手術吻合器發展較早,在應用于微創手術的磁性吻合器以及手動/電動微創腔鏡手術吻合器模塊化、電動化、智能化等方面進行了較為深入的研究。目前,對于磁吻合器,各國均有相關研究。國外對于磁吻合器的材料及結構等方面進行了較為深入的研究,且目前對于自組裝磁吻合器的研究較多,同時,通過大量動物實驗證明了微創技術與磁吻合技術結合的巨大發展前景;對于手動/電動微創腔鏡手術吻合器,美國的相關研究處于領先水平,在縫合釘成型、實時反饋、對不同類型及厚度組織的適配性、執行器的靈活性和運動范圍、組織傳感等方面均做出了技術性突破[5-17]。

1.1.1 微創腔鏡手術磁吻合器

通過磁性壓迫吻合技術進行“無釘”和“無縫線”的吻合在20 世紀70 年代被提出,經過幾十年的發展,完成了將微創腔鏡技術與磁吻合技術相結合以及對自組裝磁吻合器的研發,但還需要更多的臨床研究[5-9]。

1978 年,Obora 等[5]首次提出利用磁力進行無縫線血管吻合,并通過動物實驗進行了相關研究分析,實驗結果證明磁吻合技術簡便、快速且可靠性高,具有良好的發展前景。2009 年,Jamidar 等[6]研發了一種新型磁吻合器,采用鉸鏈式金屬塑料制成,可以根據膽道形態進行自適應折疊,有利于吻合口完成重建后磁吻合器的排除,但對于人體的可行性還需進一步深入研究。2014 年,Diana 等[7]設計了由一組2 條柔性磁性元件鏈組成的模塊化柔性磁吻合裝置,并通過動物實驗進行了微創消化道吻合手術,效率較高且成本較低,證明了該吻合裝置具有巨大的發展前景,但還需進一步研究和改進,以確定最佳磁力和最適合的輸送系統。2016 年,Ryou 等[8]研發了自組裝磁吻合器,“智能”磁鐵通過內窺鏡傳送并自組裝成能夠創建大口徑吻合的預定配置,實驗證明其具有良好的吻合效果,但還需更多的人體研究進行進一步驗證。2022 年,Ore 等[9]使用自成型磁體吻合裝置進行了動物小腸吻合實驗,該裝置外形為正八邊形,外徑為25 mm,通過環形磁鐵組件耦合以形成壓縮吻合,與縫合或釘合吻合相比,采用該吻合裝置進行手術的炎癥、疤痕、變形和壁增厚更少,但缺乏臨床應用研究,尚未發展成熟。

微創腔鏡手術磁吻合器具有操作簡單、迅速、可靠的特點,廣泛應用于動物實驗中的胃腸吻合、膽腸吻合及血管吻合等,但微創腔鏡手術磁吻合器的研究依然處于探索階段,還需在吻合機制、結構優化及臨床應用等方面進行更深入的研究。

1.1.2 手動微創腔鏡手術吻合器

手動微創腔鏡手術吻合器采用純機械結構組成,手動完成執行器的彎轉、旋轉、夾持、吻合以及切割等操作,國外以Endo GIA 系列吻合器為代表,在可靠性、安全性及手術效率等方面表現良好。

美國強生旗下的愛惜康于2007 年推出了ENDOPATH 吻合器[10][如圖1(a)所示],其增強的全系統壓縮功能有助于完成更好的吻合釘成型,可適應不同類型的組織,同時可以更好地防漏和止血,在較厚的組織中進行吻合時具備優勢,但手動操作對末端執行器的穩定性影響較大,操作裝置復雜且易發生機械故障。另外,該公司還研發了具有表面抓握技術的釘匣以及釘線加固技術,表面抓握技術可以使得對組織的夾持更加可靠,根據不同組織厚度可以選擇相對應的釘匣高度,帶表面抓握技術的執行器可在最廣泛的組織厚度范圍內提供卓越的吻合釘線完整性。釘線加固技術在手術期間提供額外的保護層,易于應用,可提高手術效率,確保吻合釘線可靠。美敦力于2012 年推出了Endo GIA 通用吻合器和Endo GIA Ultra 通用吻合器[11][如圖1(b)和(c)所示]。Endo GIA 可進行2 個方位各45°的彎轉;Endo GIA Ultra 新增三排不等高吻合釘吻合(Tri-Staple)技術,在吻合質量和效率上有了進一步提高,但兩者仍采用手動操作。

圖1 國外手動微創腔鏡手術吻合器

手動微創腔鏡手術吻合器通過手動控制執行器末端對組織的各項操作,具有穩定性低、吻合質量差、部件易脫落等缺點。隨著醫療器械的發展和各項技術的創新及應用,更加智能、應用范圍更廣的電動腔鏡吻合器不斷被研發。

1.1.3 電動微創腔鏡手術吻合器

電動微創腔鏡手術吻合器以電動驅動為主,同時搭載各種高新技術以提升吻合器性能,國外以EndoWrist 吻合器為代表,在可靠性、安全性、智能化及電動化程度等方面表現良好。

直覺外科早期推出了極具代表性的EndoWrist吻合器[12][如圖2(a)所示],該吻合器通過OS4 軟件進行持續監測和實時反饋,可定位重要組織并輕松進入狹窄、深邃的空間;其采用智能夾緊(SmartClamp)技術可實時反饋夾緊完成的百分比,確保處于最佳夾持狀態時進行吻合;另外,其執行器可進行左右各54°、上下各27°的彎轉,運動范圍大,可操作性強。EndoWrist 的吻合可靠性、手術質量以及智能化程度等在當時處于領先水平,但只能配合達芬奇手術機器人系統使用,手術費用高昂,導致其普及化程度較低。2015 年,愛惜康推出了電動血管吻合器[13][如圖2(b)所示],該吻合器的桿身直徑為9 mm 和12 mm 2種,更細的桿身在狹窄的環境中運行空間更大,例如在肋骨間的樞轉范圍更大,增加了尖端的可操作性,可減少胸壁創傷率[14]。另外,其執行器的寬度從9.6 mm減小到7.0 mm,夾持和挑拉組織時更方便,同時減少了解剖量和組織損傷[15],而且執行器可進行左、右2 個方位各50°的彎轉,靈活性更高且運動范圍更大。美敦力于2017 年推出了Signia 智能吻合器[16][如圖2(c)所示],集高性能芯片、微處理器以及傳感器于一體,采用組織傳感技術,可通過OLED 屏幕實時反饋施加在組織上的力,并根據組織厚度調整擊發速度以優化吻合線的形成。此外,該吻合器還搭載Tri-Staple 技術,通過階梯式高度的吻合釘分級壓縮組織,提高了吻合線質量,減少了出血、滲血等并發癥的發生。研究發現,市面上其他微創腔鏡手術吻合器的吻合釘畸形率為19.7%左右,而Signia 僅為2.8%[16]。2018 年,直覺外科推出了SureForm 吻合器[17][如圖2(d)所示],其執行器在上、下、左、右都可進行0°~60°的彎轉,運動范圍更大,可操作性更強。該吻合器搭載SmartFire 技術,可對組織的壓縮程度進行每秒超1 000 次的監測并自動調整擊發過程,從而自適應不同厚度的組織以提高吻合線質量,同時在吻合切割過程中停頓兩次以緩沖阻力,避免強行切割造成組織撕裂等損傷。實驗表明,SureForm 在較厚組織中的最佳吻合釘成型率可達98.7%,尖端移動量比其他微創腔鏡手術吻合器減少了75%[17]。另外,其較長的切割吻合線長度可以減少使用的釘匣數量,降低手術成本。

圖2 國外電動微創腔鏡手術吻合器

電動微創腔鏡手術吻合器具有更高的運動精度和良好的操作性能,減少了并發癥的發生,提高了手術效率,最大程度地減少了由操作者手部的顫抖而引起的末端執行器抖動,具有較高的穩定性。另外,更大的彎轉范圍使得電動微創腔鏡手術吻合器可以更好地接近組織原本所處的位置,從而避免對組織進行拉扯,并在定位和夾持過程中減小對目標組織的張力以及對周圍組織的應力。但電動微創腔鏡手術吻合器的制造難度更大、成本更高,僅在許多大型醫院投入使用,且術前需要對醫生進行系統的培訓以充分掌握其使用方法。

1.2 國內發展現狀

國內微創腔鏡手術吻合器發展較晚,但也取得了一定的研究成果。對于微創腔鏡手術磁吻合器,西安交通大學先后進行了產品研發、動物實驗及臨床應用研究;對于手動/電動微創腔鏡手術吻合器,國內產品已能夠滿足大部分手術需求,在可靠性及安全性等方面與國外產品持平且手術成本更低,但在電動化程度、智能化程度以及操作性能等方面較國外仍存在一定的差距。

1.2.1 微創腔鏡手術磁吻合器

國內對于微創腔鏡手術磁吻合器的研發較晚,但在吻合器材料及結構設計等方面進行了深入研究并取得了相應成果,對于產品制造及臨床試驗等還需進一步研究。

2008 年,西安交通大學[18-19]研發了新型無縫線磁性膽腸吻合支架并進行了動物實驗,該吻合裝置采用釹鐵硼磁吻合方式,結構簡單、吻合迅速,術后觀察無吻合口出血和感染等并發癥,但關于該吻合裝置在人體中的長期性能還需進一步研究。2014年,劉亞雄等[20-21]發明了一款組合式可降解磁吻合器,該吻合器可搭載藥物,在手術完成后的一段時間內可降解并排除體外。2019 年,西安交通大學將設計的磁吻合器應用于患者腹腔鏡下的膽-腸吻合,近1 年的隨訪過程中無相關并發癥發生,吻合效果良好[22]。2022 年,陳環等[23]研發了自組裝徑向充磁吻合器,該吻合器由子環、母環和“J”形管組成,已通過有限元分析和大鼠胃腸吻合實驗驗證了該吻合器的可行性和有效性。同年,張洪科等[24]設計了一種腹腔鏡膽腸磁吻合器,將磁吻合技術和機械控制技術相結合,提高了磁吻合技術的可靠性,而且操作簡單,但尚未進行產品設計及實驗。

國內對于微創腔鏡手術磁吻合器的研究較為深入,但臨床應用極少,其進一步研究對于微創外科手術的發展具有重要意義。

1.2.2 手動微創腔鏡手術吻合器

國內對于手動微創腔鏡手術吻合器的研究較多,手動微創腔鏡手術吻合器的性能水平已逐步與國外持平,可單手操作、安全性能良好且成本與國外相比較更低。

上海逸思在2014 年研發了easyEndo 腔鏡直線型切割吻合器[25][如圖3(a)所示],該吻合器采用全機械式結構,由驅動機構、自動復位機構以及保險機構組成[26],誤擊發概率低[27],可單手操作、反復夾持[28],但執行部件中的復位扭簧回彈時可能會損傷周圍組織。2016 年,上海逸思繼續推出了手動操作的通用腔鏡切割吻合器[29][如圖3(b)所示],該吻合器采用模塊化設計,結構簡單、便于拆卸[30],傳動穩定可靠[31],左、右2 個方位的彎轉角度最大達60°,可在特定角度鎖定,受到外力時能夠保持穩定[32],但彎轉角度受限,靈活性較低。2018 年,天津瑞奇推出第三代一次性使用腔鏡直線切割吻合器[33][如圖3(c)所示],實現了雙手柄擊發和無極彎轉,是首款國內自主研發實現自由實施(free-to-operation,FTO)的腔鏡直線切割吻合器產品。2022 年,向煬等[34]研發了一款新型血管吻合器[如圖3(d)所示],通過非永久性止逆鎖的卡扣結構完成對血管的吻合,并進行了體外實驗,可快速實現血管的端端吻合以及功能重建,但還需要進行結構優化與臨床試驗。

圖3 國內手動微創腔鏡手術吻合器

國內自主研發的手動微創腔鏡手術吻合器已廣泛應用于臨床,且手術效果與國外的手動微創腔鏡手術吻合器相當,但依然存在手動微創腔鏡手術吻合器所具有的普遍缺點。

1.2.3 電動微創腔鏡手術吻合器

國內對于電動微創腔鏡手術吻合器正進行更為深入的研究,已實現微創腔鏡手術吻合器電動化,但在提升智能化程度方面還需進行更加深入的研究。

天津大學聯合北京中法派爾特于2013 年研發了智能腔鏡吻合器[35][如圖4(a)所示],采用雙重抓握技術(double gripping technology)以及組織壓縮技術(better tissue compression)實現雙重抓握以壓緊組織,具有更好的推釘技術、止血功能和安全性能。2016年,李忻[36]提出了一款電動腔鏡吻合器的設計方案及控制原理,并進行了仿真分析,但缺乏實驗驗證,還需進一步完善。北京中法派爾特在2017 年研發了一次性醫用全電動腔鏡吻合器[37][如圖4(b)所示],該吻合器通過機械和電控模塊的集成實現了電動彎轉、夾持和切割,過程平穩且切割的組織邊緣整齊平滑,實驗結果表明吻合釘成型狀態良好且基本無滲血現象,但還需進一步通過臨床實驗證明該吻合器的性能。2019 年,上海理工大學研發了一款新型電動吻合器[38][如圖4(c)所示],執行器可進行左、右2 個方位各60°的彎轉,吻合效果良好,實驗表明其吻合釘畸形率低于1.14%,但仍存在自動化程度不足和吻合器彎轉處剛度不足等缺點。天津瑞奇在2020 年推出了iReach 電動腔鏡吻合器[33][如圖4(d)所示],是國內首款完成中國食品藥品監督管理局產品注冊的電動型吻合器,該吻合器操作平穩、成本低,可連續彎轉,集手動操作和電動操作于一體,在電量不足或系統故障時可進行手動操作,降低了手術過程中的風險[39],但內部結構復雜、制造裝配難度較大且維護成本高。

圖4 國內電動微創腔鏡手術吻合器

國內對于電動微創腔鏡手術吻合器的研究已步入正軌,但還需進一步深入,提升其智能化程度并降低其成本。

2 微創腔鏡手術吻合器的應用

微創腔鏡手術吻合器的誕生及應用為外科醫生和患者提供了很大便利,減少了手術時間的同時提高了吻合的可靠性。目前,微創腔鏡手術吻合器已應用于胃切除、肥胖癥治療、肺動脈橫斷、肺葉切除、結直腸切除、間質妊娠等30 多種手術中。

2.1 微創腔鏡手術吻合器在胃腸外科中的應用

微創腔鏡手術吻合器在胃腸外科手術中的應用最早也最為成熟,在吻合效率、吻合質量、并發癥發生率及組織損傷程度等方面具有顯著的優勢,另外,其平均出血量及死亡率普遍較低。

Champion 等[40]比較了使用Endo-GIA 吻合器與ETS-Flex 吻合器進行胃旁路手術的效果,發現Endo-GIA 吻合器所需要的成本較高,但可靠性及穩定性也更好;雖然ETS-Flex 吻合器成本較低,但出現的技術故障更多。隨后,Man 等[41]比較分析了使用Endo GIA Ultra 與ENDOPATH 吻合器進行遠端胃切除術的效果,發現使用Endo GIA Ultra 吻合器在失血量、術后引流留置期以及住院時間等方面都具有顯著的優勢。另外一項關于腹腔鏡肥胖癥治療手術的研究結果發現,與Endo-GIA 吻合器和其他手動腔鏡吻合器相比,使用電動血管吻合器PVS 的出血相關并發癥發生率降低了47%[42]。由此可見,美敦力公司早期推出的Endo GIA 系列吻合器具有較為優越的性能,其新增的Tri-Staple 技術為微創腔鏡手術吻合器性能的提升做出了重大貢獻,但與愛惜康公司后來推出的PVS 相比,其優勢顯著降低。

關于直覺外科推出的EndoWrist 吻合器相關臨床應用較多,Holzmacher 等[43]對使用EndoWrist 與其他微創腔鏡手術吻合器進行結直腸手術進行了比較,兩者在失血量、手術時間、住院時間及并發癥發生率等方面沒有顯著差異,但使用EndoWrist 的末端執行器運動范圍更大、擊發次數更少、成本更低。Hagen等[44]分析比較了EndoWrist 吻合器和ENDOPATH 吻合器用于胃旁路手術的手術效果及成本,發現使用ENDOPATH 吻合器的手術中無并發癥產生,手術狀況良好;另外,當擊發次數較少(<4)時,使用Endo Wrist吻合器的手術成本更低,當擊發次數較多(>4)時,使用ENDOPATH 吻合器的手術成本更低。Johnson 等[45]通過對歷史數據進行研究,證明了EndoWrist 吻合器用于結腸切除和體內吻合效果良好。Simone 等[46]則對比了使用EndoWrist 吻合器與其他微創腔鏡手術吻合器配合達芬奇手術機器人系統進行前直腸癌切除術的情況,發現EndoWrise 吻合器具有良好的手術效果,特別是對于肥胖患者和手術區域受限的男性患者等,EndoWrist 吻合器簡化了橫斷過程進而減少了直腸切除期間的平均擊發次數,同時減少了吻合口瘺的發生??梢源_定的是,EndoWrist 吻合器在胃腸外科中的應用效果普遍良好,且搭配手術機器人系統可以發揮出更好的手術效果。

Rawlins 等[47]對比了使用Signia 吻合器與ENDOPATH 吻合器進行袖狀胃切除術的效果,發現使用Signia 吻合器的并發癥發生率較高,但成本較低,因此,對于Signia 吻合器在胃腸外科中的應用效果還需進一步驗證。關于國產微創腔鏡手術吻合器,張志平等[48]總結對比了使用國產逸思微創腔鏡手術吻合器與進口微創腔鏡手術吻合器進行全腹腔鏡胃癌根治術的安全性及成本,發現國產逸思微創腔鏡手術吻合器在全腹腔鏡胃癌根治術中的手術效果與進口微創腔鏡手術吻合器相當,且成本遠低于進口微創腔鏡手術吻合器。林少澤等[49]分別采用國產瑞奇微創腔鏡手術吻合器、進口強生微創腔鏡手術吻合器以及進口柯惠微創腔鏡手術吻合器對96 例患者進行直腸癌根治術,發現3 組手術的安全性及可行性基本一致,但國產瑞奇微創腔鏡手術吻合器的手術成本更低。國內微創腔鏡手術吻合器在胃腸外科中的手術效果與國外微創腔鏡手術吻合器相當,且成本更低,但在臨床應用方面的數據總結分析較少,應用范圍較小。

2.2 微創腔鏡手術吻合器在心胸外科中的應用

1992 年,美國首次開展了胸腔鏡肺葉切除手術[50],由于胸部肋骨的阻擋,心胸外科手術所需的技術要求更高且風險更大,因此對微創腔鏡手術吻合器的要求極為嚴苛。對于難度較高的胸腔鏡手術,使用Signia 吻合器和PVS 等電動微創腔鏡手術吻合器效果更好。

Shimada 等[51]對比了使用Signia 吻合器與其他微創腔鏡手術吻合器進行胸腔鏡亞肺葉切除術的手術情況,發現使用Signia 吻合器的出血量、手術時長、吻合器以及各種規格釘匣的使用數量均比其他微創腔鏡手術吻合器低,操作方便且可以節省手術時間,對于較少端口的手術具有良好的效果。Tsunezuka 等[52]總結了使用不同微創腔鏡手術吻合器進行肺動脈橫斷手術的情況,發現使用PVS 的出血率為0,無肺動脈膜破裂發生,表明使用PVS 進行肺動脈吻合有助于防止組織損傷和術中出血;另外,證明了執行器閉合間隙會對血管壁組織損傷有影響,進而論證了PVS 對于肺動脈橫斷具有良好的手術效果。Park等[53]對比了使用PVS 與ENDOPATH 吻合器搭載具有表面抓握技術的釘匣進行胸腔鏡肺葉切除術的效果,發現使用PVS 可減少出血量、手術時間及手術成本。綜上所述,在胸心外科手術中采用電動腔鏡吻合器具有更好的手術效果,而PVS 具備更為明顯的優勢。

2.3 微創腔鏡手術吻合器在泌尿外科中的應用

微創腔鏡手術吻合器在泌尿外科領域主要應用于膀胱切除術以及血管吻合,采用Endo GIA 吻合器可以減少術中及術后失血量及手術時間。

Neulander[54]總結了使用Endo GIA 吻合器在根治性膀胱切除術中進行陰道外側解剖的手術情況,發現總體效果良好,證明了Endo GIA 吻合器可用于在女性患者的根治性膀胱切除術中執行對技術要求較高的橫向陰道解剖。通過與常規方法比較,Hanash等[55]總結了在根治性膀胱切除術中使用Endo-GIA吻合器控制血管蒂的外科技術經驗,發現使用該吻合器的術中和術后失血量顯著減少且手術時間更短。雖然Endo-GIA 系列吻合器在泌尿外科中應用效果良好,但缺乏與其他微創腔鏡手術吻合器的對比。

2.4 微創腔鏡手術吻合器在其他手術中的應用

隨著微創腔鏡手術吻合器技術的不斷發展,其應用已逐漸延伸到了膽胰脾外科、血管外科以及婦產科等領域,且在腹腔鏡宮角切除術中用于治療間質性妊娠具有良好的效果。

Endo GIA 通用吻合器已安全用于腹腔鏡宮角切除術治療間質性妊娠[56],可以保護子宮的完整性,且顯著減少了出血量及術后發病率。Yoong 等[57]描述了使用Endo GIA 吻合器對間質性妊娠進行腹腔鏡宮角切除術的系列病例,采用該吻合器同時吻合和橫切組織,最大限度地減少了對腹腔鏡體內吻合的需求,表明該吻合器在間質性妊娠破裂的情況下使用效果良好。通過動物實驗可以驗證微創腔鏡手術吻合器的安全性及可靠性,Nakayama 等[58]使用ENDOPATH吻合器對新鮮的豬胃進行了對比模擬實驗,以驗證微創腔鏡手術吻合器的預壓縮時間對吻合釘線的成型影響,發現當微創腔鏡手術吻合器用于具有挑戰性的組織時,合適的預壓縮時間可以提高吻合線的質量。微創腔鏡手術吻合器的應用范圍廣,但對于不同微創腔鏡手術吻合器在臨床應用中的相關數據缺乏總結,因此對于不同微創腔鏡手術吻合器在其他手術中的優勢與不足還需進一步研究。

2.5 微創腔鏡手術吻合器應用效果討論

微創外科手術的效果不僅與微創腔鏡手術吻合器有關,同時受手術類型、手術位置等諸多因素的影響。國內外對于不同微創腔鏡手術吻合器在不同手術中的應用均有相關研究,但國內相對較少。不同微創腔鏡手術吻合器應用于不同手術中的死亡率、并發癥發生率以及平均出血量等相關參數見表1。

表1 不同微創腔鏡手術吻合器在不同手術中的效果

與手動微創腔鏡手術吻合器相比,電動微創腔鏡手術吻合器在手術成本、住院時間以及并發癥發生率等方面具有明顯的優勢[2],通過使用電動微創腔鏡手術吻合器、采用預壓縮技術[60]以及進行術前培訓[61]等手段可以減少相關并發癥的發生,提升手術效果,但器械故障依然存在于各類手術中。Giffen 等[62]調查了225 例使用EndoWrist 吻合器與SureForm 吻合器在手術中導致并發癥的故障類型,主要包括誤擊發、吻合釘線成型失敗、卡住、吻合釘畸形、部件損壞或脫落、切割失敗等[63-64],而器械故障會導致出血、吻合口瘺、術后感染等并發癥,嚴重時會導致較高的發病率甚至死亡,微創腔鏡手術吻合器故障發生率多為1%~2%[65]。Gopal 等[66]則總結了383 例使用微創腔鏡手術吻合器出現并發癥的病例,其中,誤擊發和卡住是導致并發癥的主要原因。

3 微創腔鏡手術吻合器存在的不足與發展展望

微創腔鏡手術吻合器的不斷發展創新為外科醫生和患者帶來了很多便利,節約了手術時間,減輕了患者的痛苦,但器械故障或操作失誤等事故仍時有發生,微創腔鏡手術吻合器依然存在不足。

(1)執行器閉合高度不能自適應組織厚度。微創腔鏡手術吻合器對組織進行夾持后的閉合間隙會影響吻合效果,間隙過小會損傷血管壁導致出血,間隙過大會導致吻合釘畸形。Offodile 等[67]提出,合適的微創腔鏡手術吻合器和釘匣選擇以及正確使用是獲得最佳手術效果的必要條件。微創腔鏡手術吻合器的夾持驅動部件通常采用工字梁結構,當夾持組織較厚時可提供壓縮力、較薄時提供支撐力,從而保持執行器閉合高度一致,確保吻合效果[68],但固定的閉合高度通常只能滿足一定范圍內厚度的組織,在組織厚度過大或過小時吻合器的吻合效果不理想。因此,在微創腔鏡手術吻合器中,吻合后的執行器閉合高度應隨組織厚度變化而改變。

(2)執行器運動范圍有限。執行器的彎轉角度與桿身直徑是影響靈活性和運動范圍的重要因素,通常左、右2 個方位各能彎轉45°,但更多的方位和更大的角度使得執行器可應用于位置復雜或空間不足的手術,同時更接近組織原來的位置,減少拉扯以減小對目標組織的張力和對周圍組織的應力,但執行器對組織的夾緊力可能會降低。在滿足夾持力的前提下盡可能增大執行器的運動范圍可使微創腔鏡手術吻合器應用于更多種類、更加復雜的手術中。

(3)吻合釘成型后的高度對不同組織的適應性較低。以前普遍認為吻合釘成型后的釘高越低對組織的吻合更緊,吻合效果更好,但近年來的研究表明,過低的成型釘高會導致組織損壞甚至出血,因此合適的成型釘高是影響手術效果的重要因素[69]。使吻合釘成型后的高度可以自適應不同類厚度的組織可以顯著提升吻合器的吻合效果。

(4)智能化程度較低。目前市面上的微創腔鏡手術吻合器的智能化程度并不高,缺乏手術過程中的力反饋、視覺反饋、組織厚度反饋以及吻合切割過程反饋等信息。將機器人手術系統與微創腔鏡手術吻合器相結合[70],與機器人手術系統所具有的力感知、增強現實、半自主手術及機器學習等技術充分融合[4],可彌補微創腔鏡手術吻合器的不足,提高手術的安全性和可靠性。另外,提升微創腔鏡手術吻合器自身的智能化程度對于手術質量的提升、醫生操作難度的降低以及患者痛苦的減少具有重大意義。

(5)進口微創腔鏡手術吻合器價格昂貴且基本處于壟斷地位。由于國外微創腔鏡手術吻合器發展較早,具備比較齊全的功能以及良好的性能,在我國所占市場份額較大,但在相同手術效果的前提下,使用國產微創腔鏡手術吻合器的成本遠低于進口吻合器。我國應大力提倡患者選用國產微創腔鏡手術吻合器進行治療并普及國產微創腔鏡手術吻合器的治療效果,同時提升對于微創腔鏡手術吻合器的自主研發能力,加快研發出多功能、高性能、智能化、價格合理的微創腔鏡手術吻合器。

4 結語

微創腔鏡手術吻合器的發明減少了患者的痛苦、方便了醫生的操作,但吻合口瘺、滲血、術后出血等依然是常見并發癥,微創腔鏡手術吻合器在手術中依然存在一定程度的故障發生率,提高微創腔鏡手術吻合器的性能對于手術質量的提升具有重大意義。未來,微創腔鏡手術吻合器將朝著全電動化、智能化、模塊化及可靠度更高的方向不斷發展。

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