軟組織高頻焊接設備閉合血管的可行性研究

魏波，易述紅，楊揚，陳軍，黃德群，方佳峰，雷普潤，梁承華，鄭曉明，衛洪波*

（1中山大學附屬第三醫院胃腸外科，廣東廣州510630；2中山大學附屬第三醫院肝臟外科，廣東廣州510630；3廣東省醫療器械研究所/國家醫療保健器具工程技術研究中心，廣東 廣州510500）

傳統手術中主要通過分離、鉗夾和絲線結扎的方法閉合血管。電外科的發展使手術出血，尤其是組織滲血和小血管出血明顯減少，單極電刀可以凝合直徑2 mm以下血管，效果滿意；而焊接設備通過雙極電凝和脈沖能量模式可以達到更好的血管閉合效果［1－3］。近年來，烏克蘭巴頓焊接研究所將先進的焊接技術應用于活體軟組織，并研發了活體軟組織高頻焊接電凝器EKVZ－300 PATONMED。設備引進后，中方聯合烏方技術專家對部分焊接算法和器械進行了優化和完善，研發了新型號的軟組織高頻焊接吻合設備 （NERC－300）。本研究的目的是對兩種設備在活體血管閉合中的可行性進行對比。

1 材料與方法

1.1 實驗對象 家犬2只，體重15 kg左右，戊巴比妥麻醉后分離股動脈、脾動脈、腸系膜上動脈、腹主動脈多段，采用游標卡尺測量充盈直徑，分別選取12 mm、6 mm、3 mm動脈各10段，每段長度約20 mm；同樣分離股靜脈、脾靜脈、腸系膜上靜脈、下腔靜脈多段，選取充盈直徑15 mm、7 mm、4 mm靜脈各10段，每段長度約20 mm；分離過程中注意妥善結扎分支血管，上述不同直徑動脈和靜脈分別隨機分為兩組：EKVZ－300組和 NERC－300組。

1.2 設備 軟組織高頻焊接吻合設備EKVZ-300 PATONMED（烏克蘭巴頓焊接研究所），軟組織高頻焊接吻合設備NERC-300（廣東省醫療器械研究所），精密壓力計 （AZ82100壓力表，臺灣衡欣科技股份有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 高頻焊接閉合血管的參數設置 參考課題組既往研究［4－5］以及預實驗結果，血管閉合采用自動焊接模式，設備輸出脈沖電流頻率為 （440±44）kHz，動脈焊接時間為5秒，靜脈焊接時間為3秒。

1.3.2 爆破壓測量 在血管閉合后，開放端置入醫用延長管并妥善結扎固定，延長管經三通管連接測壓裝置。血管閉合端置入水中進行測漏，三通管的另外一端連接5 mL注射器，以恒定速率往血管內注氣加壓，直到血管閉合端破裂漏氣，漏氣瞬間的氣壓值定義為爆破壓，記錄此時測壓裝置的數值。

1.3.3 病理學檢查 取部分未行爆破試驗的閉合血管，距離閉合部位2 mm處剪斷血管，福爾馬林固定，石蠟包埋，縱行及橫行切片，蘇木精－伊紅 （hematoxylin－eosin staining，HE）染色，觀察閉合處血管壁對合嚴密程度及組織損傷的病理學改變。

1.3.4 統計學分析 所有實驗數據均使用SPSS 13.0統計軟件包進行統計學分析。計量資料以均數±標準差表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血管閉合爆破壓比較 兩種高頻焊接設備均能有效完成不同直徑家犬動脈和靜脈的閉合，未發現閉合不全或血管破裂等情況。兩種儀器在不同直徑動脈、靜脈閉合后爆破壓方面無統計學差異 （P ＞0.05）， 見表 1、 2。

表1 EKVZ－300和NERC－300的不同直徑家犬動脈閉合爆破壓比較（x±s， mmHg）

表2 EKVZ－300和NERC－300的不同直徑家犬靜脈閉合爆破壓比較（x±s， mmHg）

2.2 病理組織學檢查 組織病理學檢查發現，兩種高頻焊接設備閉合血管的主要病理改變均為擠壓損傷和急性熱損傷，具體表現為組織細胞破壞、蛋白變性、凝固性壞死及玻璃樣變，細胞核固縮、溶解或消失 （圖1）。

圖1 兩種高頻焊接設備對閉合處附近血管壁的影響

3 討論

傳統手術止血依賴手法鉗夾結扎，手術操作費時較長，出血較多，已不能滿足現代外科的需要。隨著電外科設備和技術的進步，新的能量平臺和電外科設備不斷涌現，極大地促進了外科發展，提高了手術效率和安全性［6－7］。軟組織焊接技術的研發源于金屬焊接理念，集組織切割、止血、焊接融為一體，主要通過精確控制高頻電流作用于軟組織的溫度和時間，使細胞膜破裂釋出蛋白，通過加壓、加熱使蛋白質熱變性后凝集，實現活體軟組織的焊接吻合。烏克蘭巴頓焊接研究所研發生產的多種高頻焊接吻合設備已在本國廣泛應用于臨床外科，如肺葉切除、前列腺摘除等一系列手術中。目前我課題組引入該設備后已進行了大量前期實驗研究［4－5］，充分證實了 EKVZ－300在組織切割、止血及腸管吻合等領域的安全性和有效性。

本實驗通過對兩種軟組織高頻焊接設備閉合家犬血管的可靠性進行研究，結果顯示，EKVZ－300和NERC－300均能有效實現不同直徑動脈和靜脈的閉合。兩種設備閉合12 mm、6 mm及3 mm動脈的爆破壓無明顯差異，閉合直徑15 mm、7 mm及4 mm靜脈的爆破壓亦無明顯差異，表明NERC－300無論在焊接模式和參數設置上均可達到EKVZ－300的焊接效果。病理組織學檢查發現閉合端血管壁組織的主要變化為血管平滑肌細胞破壞、蛋白變性、凝固性壞死及玻璃樣變，細胞核固縮、溶解或消失。因此，高頻焊接設備的主要工作原理［8］，在于通過精確調制高頻脈沖電流及控制電流熱效應使蛋白發生可逆變性，變性的蛋白形成膠狀封閉血管達到止血效果。

本實驗的不足之處在于實驗對象均為離體動物的動脈和靜脈，對于在體情況下，單純應用高頻焊接設備閉合后是否會引發后續再出血仍需要進一步實驗證實。

[1] Hainer BL.Fundamentals of electrosurgery[J].J Am Board Fam Pract,1991,4(6):419-426.

[2] 于洪馗,俞光巖.電刀和電外科的誕生 [J].現代口腔醫學雜志,2012,26(5):355-356.

[3] 倪涌猛.電外科手術設備的應用 [J].中國醫療器械雜志,2002,26(6):437-438.

[4] 王冠楠,崔梓銘,班柳嫻,等.無縫焊接技術在膽囊切除術中的對比實驗研究 [J].實用醫學雜志,2016,32(5):710-712.

[5] 周華彬,韓帥,陳軍,等.應用軟組織高頻焊接儀閉合小腸的可行性研究 [J].生物醫學工程學雜志,2014,31(6):1332-1335.

[6] Lamberton GR,Hsi RS,Jin DH,et al.Prospective comparison of four laparoscopic vessel ligation devices[J].J Endourol,2008,22(10):2307-2312.

[7] Newcomb WL,Hope WW,Schmelzer TM,et al.Comparison of blood vessel sealing among new electrosurgical and ultrasonic devices[J].Surg Endosc,2009,23(1):90-96.

[8] Friedrichs DA,Erickson RW,Gilbert J.A new dual current-mode controller improves power regulation in electrosurgical generators[J].IEEE Trans Biomed Circuits Syst,2012,6(1):39-44.