【作 者】马丽娜，白纪刚，刘学民，吕毅，严小鹏

1 延安市宝塔区人民医院普外科，延安市，716000

2 西安交通大学第一附属医院肝胆外科，西安市，710061

3 陕西省再生医学与外科工程研究中心，西安市，710061

微创技术是现代外科追求的目标之一。腹腔镜技术的发展是腹部外科手术发展历程中的一个重要里程碑，为腹部微创外科做出了重要贡献。减少腹壁戳孔数量是目前腹腔镜技术发展的一个重要趋势。为进一步减少腹壁戳孔，单孔腹腔镜技术及经自然孔道内镜技术（NOTES）应运而生[1]。单孔腹腔镜技术一般采用经脐戳孔，借助专用单孔腹腔镜操作器械进行手术。利用单孔腹腔镜技术可使腹部戳孔减少到一个，很大程度上满足了体表少疤痕的要求，但单孔腹腔镜操作时存在解剖三角盲区，摄像照明、牵拉暴露及电凝等操作器械存在相互干扰的问题[2]，这也正是单孔腹腔镜在临床中未被广泛应用的最重要原因。NOTES手术通过胃、阴道、结直肠等自然腔道进入体腔进行手术，术后患者体表无手术瘢痕，实现了真正的“无瘢痕”手术。但NOTES技术所用的操作器械为软制内镜，外科医生操作起来困难较大，同时术后内脏穿刺口的关闭尚无简便有效的方法，术后腹腔感染几率显著高于常规腹腔镜手术[3]。

磁外科借助磁体之间的“非接触性”磁场力可实现吻合重建[4-6]、血流阻断[7]等手术，动物实验和临床应用显示出良好的效果。磁锚定技术（Magnetic Anchor Technique，MAT）作为磁外科的重要分支，通过体外锚定磁体可对体腔内磁体进行定位和锚定，利用MAT能够在腹腔镜外科手术中减少腹壁戳卡[8]。在应用MCT减少腹壁戳孔时，内置抓钳与操作钳的结构设计是关键，内置抓钳与操作钳之间能否方便实现结合与分离是其临床应用的基础。为此，我们提出了电磁控制腹腔镜手术内置抓钳离合系统的设计方案。

1 设计思路

通过在内置抓钳尾部设置永磁体，在操作钳头端设置电磁装置，切换电磁装置电源的正负极来改变电磁装置的磁场方向从而控制操作钳与内置抓钳的结合与分离。具体来说，当需要置入内置抓钳时，给电磁装置接通电源，操作钳头端即产生磁场，并与内置抓钳尾端的永磁体紧密相吸。此时内置抓钳与操作钳结合为一体，经腹壁戳孔进入腹腔。内置抓钳钳夹目标组织后，切换电磁装置电源的正负极，操作钳头端则产生相反方向的磁场，操作钳与内置抓钳分离，操作钳可退出腹腔。当需要变换内置抓钳在腹腔内的钳夹位置时，将操作钳经腹壁戳孔进入腹腔，接通电磁装置电源。重复上述步骤，即可完成内置抓钳的离合。该装置应采用非顺磁性材料，以避免内置抓钳尾端的永磁体与操作钳相吸。

2 基本结构

该系统包括内置抓钳和操作钳两部分。内置抓钳的核心部分是位于尾端的永磁体。操作钳的核心部分是位于操作钳头端的电磁装置。

2.1 内置抓钳

内置抓钳内部结构如图1所示，其结构包括空心套杆，空心套杆尾端有空心圆柱状的连接磁体，在空心套杆内部有弹片，弹片头端为无损伤钳夹头，弹片尾端为圆柱状的卡头，弹片外有抗压缩弹簧，在空心套杆内有销钉，销钉和卡头固定抗压缩弹簧的两端，空心套杆尾端和连接磁体有第一连接孔，第一连接孔贯穿空心套杆尾端和连接磁体，在空心套杆的内部可通至卡头。

图1 内置抓钳结构示意图Fig.1 Structure diagram of the internal grasper

2.2 操作钳

操作钳内部结构如图2所示，其结构包括中空的操作套杆等。操作套杆内有实心圆柱状的操作杆，操作套杆头端内有中空的电磁铁铁芯，电磁铁铁芯外缠绕有漆包线。电磁铁导线穿出导线管尾端与插头相接，插头位于控制盒内。控制盒内有控制开关，所述插头接通电源可使操作套杆头端带有磁力，并可与内置抓钳的空心套杆尾端对位相吸。中空的连接座与操作杆的尾端牢固连接，并套于操作杆上。操作杆尾端嵌套于推杆座内，U形的手柄两端分别固定连接于连接座及推杆座上，操作套杆头端和电磁体铁芯有第二连接孔。所述第二连接孔贯穿操作套杆头端和电磁体铁芯，供操作杆穿过；所述第二连接孔和第一连接孔的孔径均大于操作杆直径，操作杆穿过第二连接孔和第一连接孔，作用于卡头，推动弹片向空心套杆的头端前方移动，使无损伤钳夹头张开，以钳夹组织。

图2 操作钳结构示意图Fig.2 Structure diagram of the operating forceps

3 工作过程

（1）使用时，在插头接通电源线，并调节控制开关于合适状态，则电磁铁开始工作，使操作套杆头端带有磁力，可与空心套杆尾端自动对位相吸，此时第一连接孔及第二连接孔相对合，如图3所示。

图3 内置抓钳与操作钳结合的状态示意图Fig.3 diagram of the combination of the internal grasper and the operating forceps

（2）操作钳和内置抓钳经腹壁戳孔置入腹腔，挤捏手柄时，推杆座推动操作杆移动，并依次穿过第二连接孔和第一连接孔，与弹片尾端的卡头接触，并克服弹簧的弹力，推动弹片向空心套杆头端移动，如图4所示，此时，无损伤钳夹头张开。

图4 操作杆控制抓钳的示意图Fig.4 diagram of the operating lever control the internal grasper

（3）无损伤钳夹头内钳夹组织后，松开手柄，弹簧舒展，弹片向空心套杆尾端移动，无损伤钳夹头则可咬紧组织。

（4）调节控制开关使电磁体漆包线正负极颠倒，则可使操作套杆头端产生与空心套杆尾端相反的磁力，二者由吸合状态变为相斥状态，二者即可实现分离。断开电源，取出操作钳，内置抓钳被留置腹腔内。

当操作完毕要取出内置抓钳时，先移去锚定装置，内置抓钳尾端则处于自由状态。经腹部戳孔置入操作钳，使操作套杆头端靠近空心套杆尾端，在插头接通电源线，并调节控制开关于合适状态，则电磁铁开始工作。使操作套杆头端带有磁力，可与空心套杆尾端自动对位相吸。此时第一连接孔及第二连接孔相对合，挤捏手柄，推杆座推动操作杆移动，并依次穿过第二连接孔和第一连接孔，与弹片尾端的卡头接触，并克服弹簧的弹力，推动弹片向空心套杆头端前方移动。此时，无损伤钳夹头张开，松开所钳夹组织后，松开手柄，弹簧舒展，弹片向空心套杆尾端移动，无损伤钳夹头闭合。经腹壁戳孔将内置抓钳和操作钳一起取出，断开插头，内置抓钳和操作钳即可分离。术中如要改变内置抓钳钳夹位置，重复上述步骤即可。

4 结语

利用体外磁体锚定内置抓钳可减少腹腔镜手术戳孔数量，在腹腔镜手术中，根据解剖部位和手术进程，夹持钳需要不断更换组织钳夹部位，以方便手术操作，因此，在整个系统中内置抓钳与操作钳的结构设计是重点。我们通过在操作钳头端设置电磁装置，并通过改变电磁装置电源正负极来改变电磁装置的磁场方向从而巧妙掌控操作钳与内置抓钳之间的结合与分离。通过位于操作钳内的操作杆可控制内置抓钳钳头的张开和闭合。总之，借助该系统可有效实现减戳卡腹腔镜手术，进一步减少腔镜手术创伤，是腹腔镜微创手术再微创的有效途径。该系统易加工制造、可操作性强，可在临床推广。