先端可吸收半倒刺線裝置用于肺穿刺定位的實(shí)驗(yàn)研究

李鳳衛(wèi),辛 興,邊建偉,吳 迅,李 昊,陳應(yīng)泰?

(1.北京航天總醫(yī)院胸外科,北京 100076; 2.北京航天總醫(yī)院麻醉科,北京 100076)

肺癌仍是世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤,早診早治可明顯改善患者預(yù)后。 文獻(xiàn)報(bào)道隨著低劑量CT ( low-dose computed tomography,LDCT) 肺癌篩查可降低約20% 肺癌相關(guān)死亡[1]。篩查發(fā)現(xiàn)的肺癌多數(shù)影像學(xué)表現(xiàn)為肺內(nèi)小結(jié)節(jié),其手術(shù)切除方式無疑首選胸腔鏡微創(chuàng)切除。 然而肺內(nèi)小結(jié)節(jié)胸腔鏡術(shù)中尋找和定位困難,術(shù)中定位失敗率可高達(dá)63%[2],因此肺內(nèi)小結(jié)節(jié)的成功切除有賴于術(shù)前定位。 目前常用定位方式多為將其他用途的材料用于肺定位,存在一定缺陷,甚至存在定位物脫落導(dǎo)致定位失敗及金屬異物殘留體內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。

為減少定位物脫落導(dǎo)致定位失敗以及作為定位物的金屬意外殘留于患者體內(nèi),我們發(fā)現(xiàn)定位脫落導(dǎo)致定位失敗多由定位物錨定力不足( 微彈簧圈)或定位物僵硬(帶鉤鋼絲) 所致,從而設(shè)計(jì)并開發(fā)了一種在保障柔韌性的同時(shí)增加錨定力的定位物,即先端可吸收半倒刺縫線的非金屬定位裝置用于肺內(nèi)小結(jié)節(jié)定位(專利號(hào)ZL201821444387.X),本研究將其應(yīng)用于離體肺組織旨在探索其用于肺內(nèi)小結(jié)節(jié)定位的可行性,現(xiàn)匯報(bào)如下:

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

廣西巴馬小型豬21 只,8 月齡,體重為22 ～29 kg,雌10 只,雄11 只,品系為巴馬香豬,SPF 級(jí),由北京實(shí)創(chuàng)世紀(jì)小型豬養(yǎng)殖基地中心提供飼養(yǎng)并解剖[ SCXK ( 京) 2018 - 0011] [ SYXK ( 京) 2018 -0040]。 本研究通過北京航天總醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)( 2019-D03 - 01), 實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)格遵守3R原則。

1.2 主要儀器

先端半倒刺線(直徑2-0,材質(zhì)聚對(duì)二氧環(huán)乙酮Ploydioxanone(PDO),13 cm 長(zhǎng),先端3 cm 內(nèi)環(huán)周分布12 個(gè)、切割方向?yàn)橹赶蛳榷说腣 形倒刺,切割深度為1 / 3 直徑)(圖1);穿刺針(22G×15 cm,針芯2.5 cm, 美國(guó)Angiotech); 栓塞微彈簧圈( COOK Microcoil 金屬絲直徑0.018→長(zhǎng)度9 cm);帶鉤鋼絲(20G×12 cm,德國(guó)Pajunk);拉力計(jì)( 艾德堡,數(shù)顯式推拉力計(jì)HP-50);自制手搖式拉力架。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

微彈簧圈組:參照文獻(xiàn)[5]的定位方法,將預(yù)裝有微彈簧圈的22G 穿刺針垂直刺入臟層胸膜2.5 cm,以22G 穿刺針針芯推入預(yù)裝有微彈簧圈的22G穿刺針針體(先釋放約4 cm 微彈簧圈),剩余5 cm,握住針芯,緩慢退針至臟層胸膜外。

帶鉤鋼絲組:將裝有帶鉤鋼針的20G 穿刺針垂直刺入臟層胸膜2.5 cm,釋放帶鉤鋼絲,并緩慢回撤穿刺針至臟層胸膜外。

先端半倒刺線組:將預(yù)裝有先端半倒刺的22G穿刺針垂直刺入臟層胸膜2.5 cm,以22G 穿刺針針芯推入22G 穿刺針針體,緩慢退針至臟層胸膜外。

柔韌度比較:放射科醫(yī)生3 名胸外科醫(yī)生3 名通過觸覺比較微彈簧圈、帶鉤鋼絲、先端半倒刺線之間的柔韌性。

錨定力測(cè)定:將定位成功后將豬肺放置于拉力架,錨定物(微彈簧圈、帶鉤鋼絲、先端半倒刺線)尾端通過雙股0 號(hào)線與拉力計(jì)相連。 緩慢搖動(dòng)手柄升起拉力計(jì),直至錨定物從豬肺脫落。 從拉力計(jì)讀取最大拉力即定位物之錨定力(圖2)。

2 結(jié)果

全部21 次定位均成功,即定位后無定位物自行脫落發(fā)生。 通過拉力架測(cè)定先端半倒刺線的錨定力明顯優(yōu)于微彈簧圈定位法[(1.089±0.288) N VS(0.066±0.015)N,P = 0.000],與帶鉤鋼絲錨定力相似[( 1.089 ± 0.288) N VS ( 1.190 ± 0.279) N, P =0.519]。 (表1)。 導(dǎo)引所需穿刺針口徑先端倒刺線與微彈簧圈小于帶鉤鋼絲22G VS 20G。 6 名專家均認(rèn)為先端半倒刺線柔韌度與微彈簧圈相似,均明顯優(yōu)于帶鉤鋼絲。

圖1 先端可吸收半倒刺縫線定位裝置的示意圖Note.A, The suture is pre-filled in the puncture needle channel, and the tip is located at the puncture needle tip.B, Needle core handle is 10 mm from the end of the needle.C, The needle core in the needle channel is 5 mm from the end of the barbed wire.Figure 1 Schematic of the absorbable apex semi-barbed suture device

圖2 應(yīng)用拉力架對(duì)三組定位材料最大錨定力測(cè)試Note.A, Testing of maximum anchoring force of the Microcoil group.B, Testing of maximum anchoring force of the absorbable semi-barbed suture group.C, Testing of maximum anchoring force of the Hookwire group.Figure 2 Testing of three groups of maximum anchoring force

表1 不同分組最大錨定力測(cè)定結(jié)果(n= 7)Table 1 Results of maximum anchoring force in different groups

3 討論

隨著低劑量CT 肺癌篩查的普及以及高分辨率CT(high-resolution CT,HRCT) 在臨床上的廣泛應(yīng)用,肺結(jié)節(jié)尤其是肺小結(jié)節(jié)發(fā)現(xiàn)率顯著增加。 對(duì)于經(jīng)過觀察具有手術(shù)切除指征的患者,電視胸腔鏡手術(shù)以其獨(dú)特的微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)無疑是首選術(shù)式。 胸腔鏡下的視覺多為二維圖像,手術(shù)觸診也僅為通過操作切口進(jìn)行單手指的觸診,因此術(shù)中的視診和觸診均受限,術(shù)中尋找肺內(nèi)小結(jié)節(jié)有一定的失敗率。 一旦術(shù)中定位失敗,補(bǔ)救措施通常為中轉(zhuǎn)開胸手術(shù)或擴(kuò)大范圍切除,無疑增加了患者的損傷[2]。 因此精準(zhǔn)的術(shù)前定位或術(shù)中定位是胸腔鏡微創(chuàng)切除肺內(nèi)小結(jié)節(jié)的關(guān)鍵。

現(xiàn)在常用的定位方法包括:術(shù)中超聲定位、電磁導(dǎo)航定位、術(shù)中CT 定位,術(shù)前CT 引導(dǎo)下定位按照定位材質(zhì)可分為液體材質(zhì)的亞甲藍(lán)、碘油、鋇劑、放射性核素等以及金屬材質(zhì)的帶鉤鋼絲、微彈簧圈等[6-10]。 各種術(shù)前定位方法均有其先進(jìn)性和局限性,目前尚無堪稱金標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)選方式[11]。 術(shù)中超聲定位無創(chuàng)無放射污染,但容易受肺內(nèi)殘氣影響,術(shù)中單肺通氣困難及肺氣腫患者常定位困難,同時(shí)該技術(shù)高度依賴操作者,因此難以廣泛應(yīng)用。 電磁導(dǎo)航、術(shù)中CT 均快速高效,但需要在手術(shù)間配備昂貴設(shè)備,無法廣泛開展。 各種染料的定位物存在染料彌散的問題,需要定位后短時(shí)間內(nèi)手術(shù),給臨床工作帶來的一定困擾,也不適用于肺層胸膜碳末沉積的患者。 目前全世界范圍內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的為帶鉤鋼絲和微彈簧圈,這兩種方法也是將其他用途材料用于肺定位,存在一定缺陷,如帶鉤鋼絲原本用于乳腺結(jié)節(jié)定位,優(yōu)點(diǎn)為錨定力強(qiáng),但尾端鋼絲柔韌性差,在胸壁的呼吸運(yùn)動(dòng)下可帶動(dòng)帶鉤鋼絲在肺實(shí)質(zhì)活動(dòng),帶來疼痛等不適感,甚至有可能從肺內(nèi)脫出,導(dǎo)致定位失敗[12]。 微彈簧圈定位需要術(shù)中X線透視配合,近來有專家將釋放方式進(jìn)行改進(jìn),結(jié)節(jié)周圍及臟層胸膜表面分別釋放部分彈簧圈,無需X 透視即可定位肺內(nèi)結(jié)節(jié),但該方法存在操作復(fù)雜的缺點(diǎn),對(duì)操作人員要求較高,本團(tuán)隊(duì)對(duì)微彈簧圈操作流程進(jìn)行了優(yōu)化,解決了操作復(fù)雜的問題,但沒有徹底解決定位失敗的問題[5,13-14]。 定位物脫落導(dǎo)致定位失敗另外一個(gè)主要原因?yàn)殄^定力不足導(dǎo)致,有文獻(xiàn)報(bào)道定位時(shí)更深的刺入肺實(shí)質(zhì)可減少定位物脫落,但因?yàn)槎ㄎ晃餅榻饘俨馁|(zhì),這也有可能帶來定位物殘留[15-16]。

為減少呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)胸壁帶動(dòng)定位物尾端運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致定位脫落,Iguchi 等[17]設(shè)計(jì)了一種先端金屬短鉤與尾端縫合線相結(jié)合的定位裝置,先端金屬短鉤可保證錨定力,尾端以縫合線替代鋼絲增加了柔韌性,該定位裝置解決了定位后胸壁帶動(dòng)尾端運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的失敗問題,同時(shí)疼痛感優(yōu)于普通帶鉤鋼絲,定位后可從容選擇手術(shù)時(shí)間,但因?yàn)橄榷说匿撱^的設(shè)計(jì),仍存在金屬異物殘留的風(fēng)險(xiǎn)。 為減少定位物從肺實(shí)質(zhì)脫落導(dǎo)致定位失敗同時(shí)徹底杜絕金屬異物殘留,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)可吸收先端半倒刺縫線系統(tǒng)用于肺內(nèi)小結(jié)節(jié)定位,先端3 cm 為倒刺線設(shè)計(jì)可加強(qiáng)定位物的錨定力,尾端為柔軟的單股滑線穿插于胸壁可減小定位物與胸壁組織間摩擦力,通過兩種機(jī)制共同實(shí)現(xiàn)定位可靠不易脫落,達(dá)到避免定位失敗的目的,同時(shí)該定位物采用可吸收材質(zhì)無金屬異物殘留風(fēng)險(xiǎn)。

本離體實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該定位裝置與微彈簧圈、帶鉤鋼絲相比具有同樣刺破胸膜的能力,定位釋放成功率為100%,通過拉力架測(cè)定該定位裝置的錨定力明顯優(yōu)于微彈簧圈定位法[(1.089±0.288) N VS (0.066±0.015) N,P= 0.000],與帶鉤鋼絲錨定力相似[(1.089±0.288) N VS (1.190±0.279) N,P= 0.519]。 該先端半倒刺線柔韌度與微彈簧圈相似,明顯優(yōu)于帶鉤鋼絲。 導(dǎo)引該先端半倒刺線裝置所需穿刺針口徑小于帶鉤鋼絲22G VS 20G,較細(xì)的穿刺針口徑也會(huì)減少穿刺創(chuàng)傷相關(guān)的并發(fā)癥,如氣胸、血腫和疼痛等[18]。 本實(shí)驗(yàn)相關(guān)測(cè)試結(jié)果顯示,先端半倒刺線穿刺肺定位,具有錨定力強(qiáng)、尾端順滑柔軟的優(yōu)點(diǎn),理論上可增加定位的成功率。

為徹底解決金屬異物殘留風(fēng)險(xiǎn),先端半倒刺線采用PDO 材質(zhì),該材質(zhì)臨床上廣泛用于外科縫線,組織相容性好,無異物排斥,且可被人體降解吸收,有學(xué)者認(rèn)為增加穿刺深度可減少定位物脫落,因此除本身倒刺結(jié)構(gòu)增加錨定力外,還可通過適當(dāng)增加穿刺深度達(dá)到減少定位物脫落的風(fēng)險(xiǎn),而無需顧慮定位物殘留問題[19]。 但該材質(zhì)的缺點(diǎn)為CT 下不顯影,我們?cè)O(shè)想在實(shí)際使用中先端可通過碘海醇浸泡的方式達(dá)到CT 下顯影的目的,同時(shí)尾端可增加特氟龍鍍層進(jìn)一步降低摩擦力。

本研究為離體實(shí)驗(yàn),無法完全模擬CT 引導(dǎo)下的定位操作,該定位裝置的操作流程尤其是定位物的釋放過程參照了我們之前報(bào)道的預(yù)充式CT 引導(dǎo)下肺內(nèi)小結(jié)節(jié)微彈簧圈穿刺定位法[5],理論上可降低操作難度,因此預(yù)期實(shí)際CT 引導(dǎo)下操作同樣具有操作簡(jiǎn)單、安全性高的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)一步的安全性、有效性評(píng)價(jià)可通過基于肺結(jié)節(jié)或肺癌模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)揭示[20-21]。

綜上所述:本研究顯示,采用先端半倒刺線穿刺定位肺內(nèi)小結(jié)節(jié)先端錨定力強(qiáng)、尾端柔韌性好,不易脫落,并且無金屬異物殘留風(fēng)險(xiǎn)。