磁技术在内镜治疗消化道疾病中的应用进展

汪旭丽,叶连松,张琼英,胡兵

磁铁具有吸附磁性物体的自然属性，在日常的生活中被广泛应用。在医学领域，磁铁常作为消化道异物被报道[1]，其潜在的风险使得很多人对其敬而远之。近年来，受磁共振成像技术的安全性和磁铁异物在消化道内的致病原理启发，许多临床医生开始关注磁铁在内镜治疗消化道疾病中的作用。

1 磁性压迫吻合技术

1978年由日本专家Obora[2]应用磁性压迫吻合技术(magnetic compression anastomosis, MCA)解除消化道梗阻。其原理是通过两个磁铁间的相互吸引力对组织产生机械性压迫，使得被压迫的组织因缺血而逐渐坏死，压迫区外缘的相邻组织分层愈合，形成吻合口，从而恢复消化道的通畅[3]。

1.1 在食管疾病治疗中的应用

磁性压迫吻合技术主要用于治疗食管闭锁和食管憩室。1975年，Hendren团队[4]使用电磁探条来拉伸食管节段，最早报道了磁力用于食管闭锁的外科辅助治疗。 Zaritzky等人在2009年[5]首次报道单独应用磁铁来治疗食道闭锁，在放射线的辅助下，将两片磁铁分别经口、经胃造瘘口放入闭锁段的近端和远端，经过2～7天(平均时间4.8天)后，吻合口顺利形成，解除了食管闭锁。后来，Dorman[6]和Ellebaek[7]等人也使用相同的方法治疗该类患者。磁性压迫吻合技术有效地避免传统开胸手术中的并发症，包括气管损伤、食管血流中断和去神经支配等[6]。但是，经磁性压迫吻合技术治疗形成的吻合口可能出现狭窄。在上述3项单独应用磁铁治疗食管闭锁研究中的7例患者中有6例出现狭窄，部分患者可能需要反复内镜扩张(n=4)，甚至手术干预(n=1)。预防性内镜扩张等措施或可降低对支架植入或手术干预的需求[8]。

内镜下磁性压迫吻合术治疗食管憩室的应用，到目前为止，仅有6例报道[9-11]。在操作过程中，可以先于体外经内镜钳道插入金属夹，夹住带线的第一个磁铁，在内镜直视下送入胃内或食管远端，采用金属夹固定线头于憩室旁，保持磁铁一定的活动度。内镜退出体外，于体外经钳道插入另一金属夹，钳住第二个带线的磁铁，在内镜直视下再将第二个磁铁固定于憩室基底部；随后，在内镜直视下回拉第一个磁铁，调整至两个磁铁互相吸引压迫憩室嵴。术后1～3周，内镜随访。如果磁铁压迫处形成一个开放的孔道，则可以在其上安全地进行憩室嵴切开。如憩室嵴切除不完全或憩室复发，仍可以进行相同的操作来再次处理。胡兵教授团队首次将这种方法命名为“磁铁辅助憩室成型术(magnet-assisted auto diverticuloplasty,MAD)”[11]并于2018年发表在内镜著名期刊Endoscopy上。MAD可以避免内镜下直接肌切开术存在的穿孔风险；同时，MAD操作简便，内镜医生更易于掌握。目前有限的经验表明，MAD简单、安全、有效，特别适合于有症状的无法耐受手术的高风险食管憩室患者。

1.2 在胃肠疾病治疗中的应用

磁性压迫吻合技术科用于胃输出袢梗阻[12]、肥胖和2型糖尿病[13]等，并可根据不同的解剖部位和不同的临床目的来选择并实施。已有多项动物实验表明，该技术通常可以实现吻合口边缘的完全再上皮化，但在吻合口成熟之前可能出现吻合口瘘。另外，使用小圆盘或环形磁铁实现压迫性吻合时，因吻合口较小故常常需要置入支架以确保吻合口长期通畅，这可能引起严重的支架相关并发症如肠穿孔[14]。Ryou等人[15]自2011年开始研发的一种能够通过内镜钳道置入的智能组装磁铁，能够形成直径30～35 mm的吻合口。

1.3 在肝胆疾病中的应用

磁性压迫吻合术还可用于重度胆管狭窄和完全性胆道梗阻[16]。根据解剖部位，可以相应地分为胆管-胆管吻合术和胆肠吻合术。可通过经皮经肝胆管引流(Percutaneous transhepatic biliary drainage, PTBD)道置入近端磁铁(母磁铁)，而远端磁铁(子磁铁)可通过三种途径放置：经内镜、经第2个PTBD道或经手术形成的瘘管[17]。经内镜往胆总管内置入子磁铁时，常需行完全的乳头括约肌切开术和/或乳头括约肌球囊扩张术，并可将金属支架置入胆总管以利于子磁铁的放入。在磁铁压迫吻合完成及移除磁铁后，也可以置入胆管支架防止胆-胆吻合口再狭窄[18]。此外，还有动物实验报道了在十二指肠乳头部位放置带铰链金属塑料吻合器的可行性，其可通过胆管-十二指肠吻合实现大口径的胆道引流[19]； 整个过程仅使用内镜，且不需要括约肌切开，为壶腹部狭窄的患者提供了新的治疗方法。

2 非吻合的磁性压迫技术

非吻合的磁性压迫术主要用于增强括约肌力量，从而改善胃食管反流[20]或大便失禁[21]。在腹腔镜下或外科手术置入LINX系统，可用于难治型胃食管反流病。据2017年Skubleny等人[22]的荟萃分析显示，LINX系统对于胃食管反流的治疗能够达到与标准的外科Nissen胃底折叠术相当的短期效果；但LINX植入后在长期随访过程中，存在因长期压迫而引起食管糜烂等并发症，部分患者甚至需要进行内镜或外科手术干预[23]。FENIX系统的结构与LINX系统类似，虽然初步研究证明近期能够改善患者的大便失禁和生活质量[24]；但在长期随访期间可能出现排便功能障碍、疼痛、感染和糜烂等并发症。此外，FENIX系统导致糜烂的发生率甚至高于用于抗反流的LINX系统。

目前仅有两项涉及体外/体内的动物实验对内镜下应用磁铁预防胃食管反流进行了报道。Bortolotti团队于2009年进行了一项猪模型相关研究：他们在靠近食管下段括约肌(Low esophageal sphincter, LES)处的黏膜下层置入了一个食管内磁性装置，用来防止胃食管反流[25]。虽然置入该磁性装置后能够产生高压区(植入后(14.2±1.27)mmHg对 植入前(1.5±0.26)mmHg，P<0.001)，但是由于磁性压迫作用的存在而可能导致黏膜破损。在另一项研究中，Dobashi等人报道了他们改良的内镜方法，即在食管外膜下层放置磁铁来增强LES[26]。该研究包括体外和体内猪模型两方面的实验，两个外膜下通道(一个在食管壁右侧，一个在食管壁左侧)均采用POEM技术并通过ERCP取石球囊建立。该方法与Bortolotti团队的方法相比似乎更为合理，但仍存在磁铁所致糜烂或瘘等并发症的风险。此外，人类食管的解剖结构与猪食管的解剖结构不同，不存在浆膜层且与周围组织和器官的紧密连接，因此将磁铁置入到人体食管外膜下层可行性仍需验证。

3 磁牵引技术

3.1 内镜下黏膜剥离术(Endoscopic submucosal dis-section, ESD)

目前，ESD已被广泛用于切除消化道浅表性病变[27]，包括消化道早癌、癌前病变，黏膜下肿瘤等。但是，如果黏膜下层暴露不充分，ESD操作难度极大，且容易发生出血和穿孔。若ESD过程中有“第三只手”来辅助牵引，充分暴露操作视野能安全、快速的进行操作。作为众多牵引方法之一，磁锚引导下ESD(Magnetic Anchor-guided ESD, MAG-ESD)由于能够起到不受内镜影响的动态牵拉作用，因此被认为更具应用前景。在整个过程中，先将一个小磁铁用金属夹送入体内并固定在病变边缘，再利用体外的永久磁铁[28]或电磁控制系统[29]来实现牵拉效果，并可通过改变体外磁铁的位置来实时调整牵拉方向，避免了对患者体位改变的需求。该技术已被报道用于切除胃[28]和结肠[29]的病变，其有助于降低手术难度并缩短手术时间。但是，MAG-ESD的应用也存在一些局限性，包括磁铁间吸引力不定(与磁铁本身的吸引力和体内外磁铁间距离相关，后者受患者腹壁厚度和操作中充气量影响较大)和设备费用昂贵等缺点；同时，体外牵引磁力过大时还可导致体内小磁铁从病变脱离或导致病变撕裂[30]。

基于与MAG-ESD类似的理念，Akira团队[31]也开发出一种磁力较弱的内部磁铁牵引装置(magnetic traction device, MTD)。操作过程中，先将第1个MTD固定于病变边缘，随后将第2个MTD固定于病变对侧消化道壁，利用两个磁铁间的吸引力来发挥牵引的作用；牵拉力量可通过充气和吸气进行调整，牵拉方向也可通过移除对侧管壁的金属夹并重新安置来调整，不受病变部位限制。与MAG-ESD相比，MTD发挥的牵拉作用不受腹壁厚度影响，且其吸引力相对较弱，过度牵拉时两个装置可自动脱落，故内镜医师不需要担心病变撕裂的风险。需要注意的是，Akira等人的研究仅涉及体外猪胃模型ESD操作，故该项技术能否用于人体胃部和其他操作空间有限部位如十二指肠和结直肠需要进一步研究。此外，胡兵教授团队首创并报道的[32-33]磁珠辅助ESD(magnetic bead assisted ESD, MBA-ESD)也可用于十二指肠和结直肠的ESD操作，特点是安全、简单、有效、价廉，但磁铁发挥的作用主要是通过重力牵引，且只有在相同位置添加额外的磁珠时，磁力才发挥作用。

3.2 经自然腔道内镜手术(natural orifice translumi-nal endoscopic surgery, NOTES)

NOTES具有无腹部切口的特点，是近年来的手术前沿。NOTES自问世以来便受到持续广泛的关注，但是，由于操作难度大，其未被广泛采用[34]。与ESD操作类似，NOTES的主要问题也在于缺少了传统外科或腹腔镜手术过程中用于牵拉的“另一只手”，而磁铁技术能更好的解决这一问题。据报道的体外和体内动物实验显示[35-37]，使用磁锚的NOTES在不同的腹部手术，如胆囊切除术和乙状结肠切除术中是可行的。然而，到目前为止，尚无用于人体的磁锚辅助NOTES的报道。

4 其他应用

随着内镜的广泛开展，许多器械如抓钳、异物钳、圈套器、网篮等已被开发用于内镜下异物取出[38]。虽然这些器械能在内镜下取出大多数异物，但对于内镜下无法看到的异物或者常用器械无法接近异物时，操作往往费时费力且危险性高。既往报道显示，磁铁在辅助取出硬币、纽扣电池、嵌顿的磁铁、回形针、针、铁钉、大头针和别针等异物时，能够发挥出意想不到的效果。有报道显示[39]， 可应用体外磁铁来移除置入胆胰系统的带有磁性的胆/胰管支架，避免了再次内镜取支架的需求与医疗负担。也有报道显示，术前检查时在内镜下用金属夹将磁铁固定于消化道肿瘤或其周边[40]，手术过程中使用磁性器械时即可快速准确定位肿瘤。体内外磁锚的应用也有助于将空肠壁固定于腹壁，利于进行直接的经皮内镜下空肠造口术[41]。

5 结论

内镜下应用磁性装置辅助治疗使原本困难复杂的操作变得安全且简单有效，不断拓展着内镜治疗的适应症。但是，本文所提到的部分新技术目前仅在动物实验中进行，在人体中应用前尚须进一步评估以确保其安全性。对于目前已初步应用于人体的技术，由于存在相应并发症的风险，应采取有效的措施来预防和处理。相信随着磁相关产品的不断研究和开发，内镜磁技术在消化道疾病中的应用会越来越广泛，受益更多病人。