設計一種軟式內鏡用的連發施夾器，以解決現有金屬夾產品存在的再定位次數受限、易脫落、單發等問題。本文設計的連發施夾器設有獨立抓鉗用于抓取、聚攏待夾組織，并可從抓鉗內依次施放4個金屬夾。為了探究其用于閉合胃穿孔的可行性，本文對22只離體豬胃從外側做1 cm的全層切口，使用連發施夾器閉合(n=12)后測定閉合口爆破壓，并與不做處理(n=5)和手工縫合(n=5)的測試結果進行比較，取10 mm Hg作為有效閉合的臨界值。除2例無效數據外，不做處理組、連發施夾器組和手工縫合組的爆破壓值分別為（1.5±0.3）、(46.0±7.1）、（72.5±7.7）mm Hg。實驗結果表明，連發施夾器組的爆破壓顯著大于不做處理組(P＜0.05)，且高于臨界值，能夠有效、安全地閉合胃穿孔。
引用本文： 葛書晨, 宋成利, 閆士舉. 一種軟鏡用連發施夾器的設計及離體實驗研究. 生物醫學工程學雜志, 2016, 33(1): 149-154. doi: 10.7507/1001-5515.20160027 復制
引言
隨著微創治療技術的迅速發展，許多外科手術如今都能在內鏡下完成，如內鏡黏膜剝離術(endoscopic submucosal dissection,ESD)，內鏡黏膜切除術(endoscopic submucosal resection,EMR)及經自然腔道內鏡手術(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)等。然而，由此導致的醫源性消化道穿孔發生率也相應增加，需要及時實施鏡下處理，否則可能引起敗血癥、腹膜炎等并發癥，若情況嚴重則需要進行開放性手術治療。可見，能否快速、有效地閉合穿孔對減少并發癥發病率和減輕手術創傷至關重要[1-2]。
金屬夾是目前胃腸道止血及穿孔閉合最常用的器械[3]，也有文獻報道使用金屬夾夾閉瘺管[4-5]、固定植入物、測壓管[6-7]，或作為癌癥、出血點的標記物[8-9]。一般金屬夾的頭部為彎曲金屬片，尾部用一囊體加以鎖定。施放時，金屬片被部分收入囊體中，導致前端聚攏夾閉，同時金屬片和囊體與施夾器分離。這種結構的代表產品有QuickClipTM(Olympus,Japan)以及ResolutionTM clip(Boston,USA)。2008年德國還推出了Over-the-Scope Clip system(OTSC,Ovesco AG,Germany)，OTSC是一種記憶耙狀夾，預置在內鏡外側的施放套管中，該裝置能提供較大夾持力，但對周圍組織損傷較大，目前臨床應用不多[10-13]。
然而現有金屬夾產品存在以下問題：①張口開閉次數有限(n≤5)，不利于再定位。一般地，醫生需要將金屬夾張口反復開閉數次以達到最佳施放位置，目前僅Resolution TM clip的張口能開閉5次，但應對復雜情況時仍顯不足。②夾持力較小，容易脫落。大部分金屬夾會在術后2周內倒下或脫落[3]，影響其長期治療效果。③每次只能施放一個金屬夾。器械的裝填過程繁瑣，不僅耗時長，還增加了再定位的難度[14-15]。
本文設計了一種軟鏡用連發施夾器來解決這些問題，為了驗證器械有效性，我們在離體豬胃模型上做了1 cm的全層切口，使用連發施夾器將其閉合并測試爆破壓。結果表明，其爆破壓顯著高于臨界值，閉合視為有效。
1 材料和方法
1.1 連發施夾器設計制作
連發施夾器針對有現有產品的不足，做出以下修改：
(1)臨床治療時由于胃腸壁蠕動等外界影響，醫生很難一次成功夾取目標組織，現有產品在張口開閉次數受限的情況下容易出現滑脫或偏離目標組織，造成金屬夾浪費。連發施夾器提供了獨立于金屬夾的抓鉗，可反復抓取、聚攏組織，保證了金屬夾施放的準確性。
(2)現有金屬夾從外部擠壓組織以達到治療效果，同樣，胃腸壁的蠕動以及粘膜層的光滑表面容易造成金屬夾滑脫。針對這一問題，我們將金屬夾設計成可穿刺部分組織、且在組織內閉合固定的結構，能大幅度提高金屬夾固定的可靠性。
(3)現有金屬夾產品均為單發，手術通常需要三個以上金屬夾才能滿足要求，醫生在裝填時要將約2 m長的施夾器從內鏡鉗道中取出，這一過程繁瑣耗時，也增加了再定位的難度。連發施夾器一次性可以施放4個金屬夾，能很好解決裝填耗時問題。
連發施夾器由三部分組成：手柄、傳輸部件和執行端。執行端包括抓鉗和保護管，抓鉗設置在保護管遠端，用于夾取組織，其中間設有槽溝，槽溝形成金屬夾的通道，前端設有針砧，為向內彎曲的弧形面，針砧及槽溝引導金屬夾閉合。4個金屬夾排成一列，被置于保護管內部，由推座依次推送。金屬夾整體呈兩邊對稱的“U”型結構，前一個金屬夾的“U”型底部卡在后一個金屬夾的“U”型頭部，并由兩側護翼止位。“U”型頭端可在外力作用下相向彎曲90度后實現閉合。保護管、抓鉗和金屬夾的原料為不銹鋼，經計算機數控機床(computer numerical control,CNC)、線切割等方法制成，如圖1、圖2所示，分別為連發施夾器的示意圖和樣機圖。
圖1
連發施夾器示意圖
(a)連發施夾器結構；(b)推送金屬夾；(c)金屬夾閉合。1-手柄；2-傳輸部件；3-執行端；4-抓鉗；5-保護管；6-金屬夾；7-推座
Figure1. Schematic illustration of the multiple-clip applier(a) structure of the multiple-clip applier; (b) push the clip; (c) bend the clip. 1: handle; 2: transmission part; 3: execute component; 4: grasper; 5: protection tube; 6: metal clip; 7: pusher
圖2
連發施夾器樣機
Figure2.
Prototype of multiple-clip applier
操作時先張開抓鉗抓取組織，可反復開閉抓鉗調整施夾位置，確認位置理想后鎖定抓鉗，由抓鉗內
部向外推送金屬夾，此時金屬夾“U”型頭部刺入抓取的組織，并在推送過程中抵住針砧閉合。完成整個施夾過程后，可張開抓鉗，重復同樣步驟施放其余三個金屬夾。
1.2 樣本制備
實驗所用豬胃取自同一屠宰場，在屠宰后立刻運回實驗室，所有實驗在取回樣本后的 2 d內完成。樣本在切除時保留2 cm食管和十二指腸，并確保表面沒有明顯損傷。用手術刀片從胃體外部做長度為1 cm的全層切口，每個樣本只做一個切口，并確保所有切口位置一致，如圖3(a)所示。
圖3
樣本制備
(a)用手術刀片做1 cm的全層切口；(b)手工縫合
Figure3. Sample preparation(a) 1-cm full-thickness perforation was created by using surgical knife; (b) perforation was closed by hand suture
1.3 閉合方法
樣本經過三種不同的處理方法：不做處理(n=5)，連發施夾器閉合(n=12)和手工縫合(n=5)。
手工縫合組由資深醫師使用4-0手術縫線從外部對切口進行間斷全層縫合，針距為0.3~0.4 cm，如圖3(b)所示。
圖4
實驗操作平臺
Figure4.
Experimental platform
考慮到連發施夾器樣機的尺寸限制，實驗中將器械捆綁在腹腔鏡上，經食管送入樣本內進行操作，其施夾步驟及原理與內鏡下相同，故以此模擬實際情況，實驗平臺如圖4所示。每例穿孔由4個金屬夾閉合，且其間距保持一致，施夾過程如圖5所示。本次實驗中施夾器與腹腔鏡的相對位置不可調節。為便于看清施夾過程，特將器械捆綁于靠近腹腔鏡鏡頭的位置。而臨床上，施夾器在內鏡鉗道中能夠進行轉動或沿軸向移動，醫生可以根據需要調節器械在視野中的位置，并不會對視野造成影響，這一點和其他器械類似。
圖5
連發施夾器操作過程
(a)打開抓鉗調整位置；(b)關閉抓鉗抓取組織；(c)操作手柄施放金屬夾；(d)施放其余金屬夾完成閉合
Figure5. Operating procedure of multiple-clip applier(a) clamp was opened for positioning; (b) clamp was closed to squeeze the tissue; (c) handle was operated to deploy one clip; (d) closure was achieved by the deployment of other clips in sequence
1.4 爆破壓測試方法
使用腸鉗將樣本的幽門端完全夾閉。從食管處插入一根PVC管，并將食管端剩余間隙夾閉。PVC管另一端由一個三通接頭分別連接齒輪泵(WT3000-1FA，蘭格，中國)和爆破壓測量裝置[16]，如圖6所示。齒輪泵持續向胃內注水，當閉合口出現明顯滲水時，記錄此刻壓力值作為該樣本的爆破壓。
圖6
測試爆破壓
Figure6.
Test of bursting pressure
1.5 評價方法
應用SPSS 19.0軟件進行統計學分析，考慮到樣本量較少，選擇非參數檢驗中的Mann-Whitney U檢驗，它假設兩個樣本分別來自除總體均值以外完全相同的兩個總體，目的是檢驗這兩個總體的均值是否有顯著的差別，取顯著性水平為0.05。
國外學者對胃腸爆破壓臨界值的選取意見不一，而Jagannath等[17]研究發現，進行NOTES下子宮角切除的動物試驗時，即使膨脹后的胃切口大小達到20 mm，動物在正常喂食兩周后仍未發現感染并發癥。這一報道使說明至少在動物試驗中，切口閉合后并不需要承受較高的壓力。通常胃鏡檢查時為獲得清晰視野需對胃內充氣，此時胃在最大膨脹狀態下的壓力值接近10 mm Hg，當壓力大于10 mm Hg時氣體會從食管或幽門排出[18]，而正常生理狀態下的胃內壓不會超過胃鏡檢查充氣后的壓力，故取10 mm Hg作為有效閉合的爆破壓臨界值。
2 實驗結果與分析
2.1 施夾順序選取
一般地，使用金屬夾閉合切口的順序為：先以一定間距單向依次施夾，再對存在較大間隙的部位進行補夾[19]。考慮到連發施夾器設有抓鉗的特殊性，本文就一般過程中所涉及的兩種施夾順序進行比較，對兩種順序的有效性進行探索。給定施夾順序為兩端向中心施夾(n=2)和單向依次施夾(n=10)。
取前者最大爆破壓曲線與后者最小爆破壓曲線進行比較，如圖7所示。從圖中可知，單向依次施夾不僅比兩端向中心施夾耐壓(12.4 mm Hg vs. 33.7 mm Hg)，而且耐壓時間也更久(22 s vs. 97 s)。測壓時，兩端向中心施夾后有多個金屬夾在脫落，周圍黏膜組織相應撕裂破損，原因為兩端施夾后，抓鉗的操作空間被縮小，容易誤夾到已施放的金屬夾，多次嘗試抓取也使周圍黏膜組織潰爛，導致閉合失敗。
圖7
兩種順序的爆破壓曲線
(a) 單向依次施夾;(b)兩端向中心施夾
Figure7. Bursting pressure curves of two methods(a) clips were applied from one side to another; (b) clips were applied from sides to center
經過比較可以發現，不當的施夾順序會造成切口閉合失敗，故惟有單向依次施夾才能確保連發施
夾器用于閉合的有效性。鑒于兩端向中心施夾會導致不良后果，證明這種施夾順序不適用于連發施夾器，其爆破壓數據將不被用于后續比較和分析。
2.2 結果比較與分析
排除異常數據后，不做處理組、連發施夾器組和手工縫合組的爆破壓值如表1所示。結果表明，所有處理組的爆破壓值均顯著高于非處理組(P＜0.05)，且大于10 mm Hg。
表1
有效爆破壓數據
Table1.
Valid data of bursting pressure
手工縫合組的爆破壓均值顯著高于連發施夾器組(P＜0.05)，我們認為有以下原因：①操作環境不同。手工縫合在開腹手術下進行，擁有更好的視野和更大的操作空間。相比之下，本次實驗中連發施夾器樣機捆綁在腹腔鏡上，其操作空間大幅受限。②手工縫合實現了全層縫合，而金屬夾僅穿刺夾閉了黏膜層和部分粘膜下層組織，兩者在閉合深度上存在差異。
然而，兩者均達到閉合要求(爆破壓值＞10 mm Hg)的情況下，開腹手術給病患帶來的創傷顯然要大于內鏡治療。有文獻指出，利用金屬夾閉合穿孔比傳統手術縫合胃壁更有時間優勢、并具有較少的炎性反應，且同樣能達到治療效果[20]。
此外，在臨床應用中普遍認為手工縫合具有良好的可重復性，連發施夾器的標準偏差略小于手工縫合，通過標準差我們推測連發施夾器也有較好的可重復性，這對衡量器械在臨床應用中的穩定性非常重要。
從變異系數來看，連發施夾器組為15.4%，小于不做處理組的20%，大于手工縫合組的10.6%，存在差異的原因與變異系數的計算公式有關：
| $\bar{x}=\frac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{x}_{i}}}$ |
| $s=\sqrt{\frac{1}{n-1}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{({{x}_{i}}-\bar{x})}^{2}}}}$ |
| $CV=\frac{s}{{\bar{x}}}\times 100%$ |
變異系數同時受均值和標準偏差影響，手工縫合組的均值和標準偏差分別高于連發施夾器組58%和0.85%，這里變異系數的差異主要由樣本均值引起。
為了更好地反映金屬夾的閉合情況，每次測壓后我們對閉合口的金屬夾進行檢查。檢查發現7個金屬夾的施夾效果不佳，其中4個金屬夾由于施夾效果不佳而脫落。施夾效果不佳包括組織撕裂、只夾到穿孔一側和金屬夾未完全閉合三種情況。造成這幾種情況的原因為：抓鉗與胃壁夾角小、抓鉗抓取組織過少、抓鉗抓取穿孔兩側組織不均勻和組織本身過硬。可以看出，抓鉗使用不當和金屬夾穿刺力不強是造成施夾效果不理想的主要原因，這也是器械將來的改進方向。
3 討論
本研究通過實驗初步驗證了連發施夾器用于閉合胃穿孔的可行性和有效性。在利用連發施夾器對穿孔依次施放4個金屬夾后，取得了滿意的閉合效果，爆破壓達到(46.0±7.1) mm Hg，遠高于閉合臨界值。操作過程中，利用抓鉗定位對于精確施夾具有極大意義，既可以在一定程度上避免由胃腸蠕動等外界因素造成的施夾失敗，保證了施夾的穩定性，又給醫生提供多次選取目標組織的機會，提高了操作的容錯率。當然，連發施夾器的應用范圍并不僅限于消化道穿孔閉合，與其他金屬夾產品類似，其同樣可被用于快速止血、標記，以及植入物的固定，后續我們將對連發施夾器其它各個功能的有效性進行測試。
此外，在實驗過程中我們也發現了連發施夾器的不足，如抓鉗的抓持力有所欠缺，器械尺寸對彎曲性能造的成影響等。對此，器械將從以下方面做出改進：①修改抓鉗及金屬夾結構，便于抓取和穿刺；②將尺寸進一步縮小,使其能用于3.2 mm鉗道的內鏡；③保護管近端采用硬質彈簧管代替，使執行端具備一定的彎曲能力，便于到達目標部位；④設置多種金屬夾尺寸，能夠針對不同人群及病癥進行治療。
總之，連發施夾器所設抓鉗能夠抓取、聚攏組織，為施夾提供良好的環境，器械具有連發功能，且固定效果可靠，解決了現有產品再定位次數受限、易脫落和單發等問題，具有廣闊的應用前景。
引言
隨著微創治療技術的迅速發展，許多外科手術如今都能在內鏡下完成，如內鏡黏膜剝離術(endoscopic submucosal dissection,ESD)，內鏡黏膜切除術(endoscopic submucosal resection,EMR)及經自然腔道內鏡手術(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)等。然而，由此導致的醫源性消化道穿孔發生率也相應增加，需要及時實施鏡下處理，否則可能引起敗血癥、腹膜炎等并發癥，若情況嚴重則需要進行開放性手術治療。可見，能否快速、有效地閉合穿孔對減少并發癥發病率和減輕手術創傷至關重要[1-2]。
金屬夾是目前胃腸道止血及穿孔閉合最常用的器械[3]，也有文獻報道使用金屬夾夾閉瘺管[4-5]、固定植入物、測壓管[6-7]，或作為癌癥、出血點的標記物[8-9]。一般金屬夾的頭部為彎曲金屬片，尾部用一囊體加以鎖定。施放時，金屬片被部分收入囊體中，導致前端聚攏夾閉，同時金屬片和囊體與施夾器分離。這種結構的代表產品有QuickClipTM(Olympus,Japan)以及ResolutionTM clip(Boston,USA)。2008年德國還推出了Over-the-Scope Clip system(OTSC,Ovesco AG,Germany)，OTSC是一種記憶耙狀夾，預置在內鏡外側的施放套管中，該裝置能提供較大夾持力，但對周圍組織損傷較大，目前臨床應用不多[10-13]。
然而現有金屬夾產品存在以下問題：①張口開閉次數有限(n≤5)，不利于再定位。一般地，醫生需要將金屬夾張口反復開閉數次以達到最佳施放位置，目前僅Resolution TM clip的張口能開閉5次，但應對復雜情況時仍顯不足。②夾持力較小，容易脫落。大部分金屬夾會在術后2周內倒下或脫落[3]，影響其長期治療效果。③每次只能施放一個金屬夾。器械的裝填過程繁瑣，不僅耗時長，還增加了再定位的難度[14-15]。
本文設計了一種軟鏡用連發施夾器來解決這些問題，為了驗證器械有效性，我們在離體豬胃模型上做了1 cm的全層切口，使用連發施夾器將其閉合并測試爆破壓。結果表明，其爆破壓顯著高于臨界值，閉合視為有效。
1 材料和方法
1.1 連發施夾器設計制作
連發施夾器針對有現有產品的不足，做出以下修改：
(1)臨床治療時由于胃腸壁蠕動等外界影響，醫生很難一次成功夾取目標組織，現有產品在張口開閉次數受限的情況下容易出現滑脫或偏離目標組織，造成金屬夾浪費。連發施夾器提供了獨立于金屬夾的抓鉗，可反復抓取、聚攏組織，保證了金屬夾施放的準確性。
(2)現有金屬夾從外部擠壓組織以達到治療效果，同樣，胃腸壁的蠕動以及粘膜層的光滑表面容易造成金屬夾滑脫。針對這一問題，我們將金屬夾設計成可穿刺部分組織、且在組織內閉合固定的結構，能大幅度提高金屬夾固定的可靠性。
(3)現有金屬夾產品均為單發，手術通常需要三個以上金屬夾才能滿足要求，醫生在裝填時要將約2 m長的施夾器從內鏡鉗道中取出，這一過程繁瑣耗時，也增加了再定位的難度。連發施夾器一次性可以施放4個金屬夾，能很好解決裝填耗時問題。
連發施夾器由三部分組成：手柄、傳輸部件和執行端。執行端包括抓鉗和保護管，抓鉗設置在保護管遠端，用于夾取組織，其中間設有槽溝，槽溝形成金屬夾的通道，前端設有針砧，為向內彎曲的弧形面，針砧及槽溝引導金屬夾閉合。4個金屬夾排成一列，被置于保護管內部，由推座依次推送。金屬夾整體呈兩邊對稱的“U”型結構，前一個金屬夾的“U”型底部卡在后一個金屬夾的“U”型頭部，并由兩側護翼止位。“U”型頭端可在外力作用下相向彎曲90度后實現閉合。保護管、抓鉗和金屬夾的原料為不銹鋼，經計算機數控機床(computer numerical control,CNC)、線切割等方法制成，如圖1、圖2所示，分別為連發施夾器的示意圖和樣機圖。
圖1
連發施夾器示意圖
(a)連發施夾器結構；(b)推送金屬夾；(c)金屬夾閉合。1-手柄；2-傳輸部件；3-執行端；4-抓鉗；5-保護管；6-金屬夾；7-推座
Figure1. Schematic illustration of the multiple-clip applier(a) structure of the multiple-clip applier; (b) push the clip; (c) bend the clip. 1: handle; 2: transmission part; 3: execute component; 4: grasper; 5: protection tube; 6: metal clip; 7: pusher
圖2
連發施夾器樣機
Figure2.
Prototype of multiple-clip applier
操作時先張開抓鉗抓取組織，可反復開閉抓鉗調整施夾位置，確認位置理想后鎖定抓鉗，由抓鉗內
部向外推送金屬夾，此時金屬夾“U”型頭部刺入抓取的組織，并在推送過程中抵住針砧閉合。完成整個施夾過程后，可張開抓鉗，重復同樣步驟施放其余三個金屬夾。
1.2 樣本制備
實驗所用豬胃取自同一屠宰場，在屠宰后立刻運回實驗室，所有實驗在取回樣本后的 2 d內完成。樣本在切除時保留2 cm食管和十二指腸，并確保表面沒有明顯損傷。用手術刀片從胃體外部做長度為1 cm的全層切口，每個樣本只做一個切口，并確保所有切口位置一致，如圖3(a)所示。
圖3
樣本制備
(a)用手術刀片做1 cm的全層切口；(b)手工縫合
Figure3. Sample preparation(a) 1-cm full-thickness perforation was created by using surgical knife; (b) perforation was closed by hand suture
1.3 閉合方法
樣本經過三種不同的處理方法：不做處理(n=5)，連發施夾器閉合(n=12)和手工縫合(n=5)。
手工縫合組由資深醫師使用4-0手術縫線從外部對切口進行間斷全層縫合，針距為0.3~0.4 cm，如圖3(b)所示。
圖4
實驗操作平臺
Figure4.
Experimental platform
考慮到連發施夾器樣機的尺寸限制，實驗中將器械捆綁在腹腔鏡上，經食管送入樣本內進行操作，其施夾步驟及原理與內鏡下相同，故以此模擬實際情況，實驗平臺如圖4所示。每例穿孔由4個金屬夾閉合，且其間距保持一致，施夾過程如圖5所示。本次實驗中施夾器與腹腔鏡的相對位置不可調節。為便于看清施夾過程，特將器械捆綁于靠近腹腔鏡鏡頭的位置。而臨床上，施夾器在內鏡鉗道中能夠進行轉動或沿軸向移動，醫生可以根據需要調節器械在視野中的位置，并不會對視野造成影響，這一點和其他器械類似。
圖5
連發施夾器操作過程
(a)打開抓鉗調整位置；(b)關閉抓鉗抓取組織；(c)操作手柄施放金屬夾；(d)施放其余金屬夾完成閉合
Figure5. Operating procedure of multiple-clip applier(a) clamp was opened for positioning; (b) clamp was closed to squeeze the tissue; (c) handle was operated to deploy one clip; (d) closure was achieved by the deployment of other clips in sequence
1.4 爆破壓測試方法
使用腸鉗將樣本的幽門端完全夾閉。從食管處插入一根PVC管，并將食管端剩余間隙夾閉。PVC管另一端由一個三通接頭分別連接齒輪泵(WT3000-1FA，蘭格，中國)和爆破壓測量裝置[16]，如圖6所示。齒輪泵持續向胃內注水，當閉合口出現明顯滲水時，記錄此刻壓力值作為該樣本的爆破壓。
圖6
測試爆破壓
Figure6.
Test of bursting pressure
1.5 評價方法
應用SPSS 19.0軟件進行統計學分析，考慮到樣本量較少，選擇非參數檢驗中的Mann-Whitney U檢驗，它假設兩個樣本分別來自除總體均值以外完全相同的兩個總體，目的是檢驗這兩個總體的均值是否有顯著的差別，取顯著性水平為0.05。
國外學者對胃腸爆破壓臨界值的選取意見不一，而Jagannath等[17]研究發現，進行NOTES下子宮角切除的動物試驗時，即使膨脹后的胃切口大小達到20 mm，動物在正常喂食兩周后仍未發現感染并發癥。這一報道使說明至少在動物試驗中，切口閉合后并不需要承受較高的壓力。通常胃鏡檢查時為獲得清晰視野需對胃內充氣，此時胃在最大膨脹狀態下的壓力值接近10 mm Hg，當壓力大于10 mm Hg時氣體會從食管或幽門排出[18]，而正常生理狀態下的胃內壓不會超過胃鏡檢查充氣后的壓力，故取10 mm Hg作為有效閉合的爆破壓臨界值。
2 實驗結果與分析
2.1 施夾順序選取
一般地，使用金屬夾閉合切口的順序為：先以一定間距單向依次施夾，再對存在較大間隙的部位進行補夾[19]。考慮到連發施夾器設有抓鉗的特殊性，本文就一般過程中所涉及的兩種施夾順序進行比較，對兩種順序的有效性進行探索。給定施夾順序為兩端向中心施夾(n=2)和單向依次施夾(n=10)。
取前者最大爆破壓曲線與后者最小爆破壓曲線進行比較，如圖7所示。從圖中可知，單向依次施夾不僅比兩端向中心施夾耐壓(12.4 mm Hg vs. 33.7 mm Hg)，而且耐壓時間也更久(22 s vs. 97 s)。測壓時，兩端向中心施夾后有多個金屬夾在脫落，周圍黏膜組織相應撕裂破損，原因為兩端施夾后，抓鉗的操作空間被縮小，容易誤夾到已施放的金屬夾，多次嘗試抓取也使周圍黏膜組織潰爛，導致閉合失敗。
圖7
兩種順序的爆破壓曲線
(a) 單向依次施夾;(b)兩端向中心施夾
Figure7. Bursting pressure curves of two methods(a) clips were applied from one side to another; (b) clips were applied from sides to center
經過比較可以發現，不當的施夾順序會造成切口閉合失敗，故惟有單向依次施夾才能確保連發施
夾器用于閉合的有效性。鑒于兩端向中心施夾會導致不良后果，證明這種施夾順序不適用于連發施夾器，其爆破壓數據將不被用于后續比較和分析。
2.2 結果比較與分析
排除異常數據后，不做處理組、連發施夾器組和手工縫合組的爆破壓值如表1所示。結果表明，所有處理組的爆破壓值均顯著高于非處理組(P＜0.05)，且大于10 mm Hg。
表1
有效爆破壓數據
Table1.
Valid data of bursting pressure
手工縫合組的爆破壓均值顯著高于連發施夾器組(P＜0.05)，我們認為有以下原因：①操作環境不同。手工縫合在開腹手術下進行，擁有更好的視野和更大的操作空間。相比之下，本次實驗中連發施夾器樣機捆綁在腹腔鏡上，其操作空間大幅受限。②手工縫合實現了全層縫合，而金屬夾僅穿刺夾閉了黏膜層和部分粘膜下層組織，兩者在閉合深度上存在差異。
然而，兩者均達到閉合要求(爆破壓值＞10 mm Hg)的情況下，開腹手術給病患帶來的創傷顯然要大于內鏡治療。有文獻指出，利用金屬夾閉合穿孔比傳統手術縫合胃壁更有時間優勢、并具有較少的炎性反應，且同樣能達到治療效果[20]。
此外，在臨床應用中普遍認為手工縫合具有良好的可重復性，連發施夾器的標準偏差略小于手工縫合，通過標準差我們推測連發施夾器也有較好的可重復性，這對衡量器械在臨床應用中的穩定性非常重要。
從變異系數來看，連發施夾器組為15.4%，小于不做處理組的20%，大于手工縫合組的10.6%，存在差異的原因與變異系數的計算公式有關：
| $\bar{x}=\frac{1}{n}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{x}_{i}}}$ |
| $s=\sqrt{\frac{1}{n-1}\sum\limits_{i=1}^{n}{{{({{x}_{i}}-\bar{x})}^{2}}}}$ |
| $CV=\frac{s}{{\bar{x}}}\times 100%$ |
變異系數同時受均值和標準偏差影響，手工縫合組的均值和標準偏差分別高于連發施夾器組58%和0.85%，這里變異系數的差異主要由樣本均值引起。
為了更好地反映金屬夾的閉合情況，每次測壓后我們對閉合口的金屬夾進行檢查。檢查發現7個金屬夾的施夾效果不佳，其中4個金屬夾由于施夾效果不佳而脫落。施夾效果不佳包括組織撕裂、只夾到穿孔一側和金屬夾未完全閉合三種情況。造成這幾種情況的原因為：抓鉗與胃壁夾角小、抓鉗抓取組織過少、抓鉗抓取穿孔兩側組織不均勻和組織本身過硬。可以看出，抓鉗使用不當和金屬夾穿刺力不強是造成施夾效果不理想的主要原因，這也是器械將來的改進方向。
3 討論
本研究通過實驗初步驗證了連發施夾器用于閉合胃穿孔的可行性和有效性。在利用連發施夾器對穿孔依次施放4個金屬夾后，取得了滿意的閉合效果，爆破壓達到(46.0±7.1) mm Hg，遠高于閉合臨界值。操作過程中，利用抓鉗定位對于精確施夾具有極大意義，既可以在一定程度上避免由胃腸蠕動等外界因素造成的施夾失敗，保證了施夾的穩定性，又給醫生提供多次選取目標組織的機會，提高了操作的容錯率。當然，連發施夾器的應用范圍并不僅限于消化道穿孔閉合，與其他金屬夾產品類似，其同樣可被用于快速止血、標記，以及植入物的固定，后續我們將對連發施夾器其它各個功能的有效性進行測試。
此外，在實驗過程中我們也發現了連發施夾器的不足，如抓鉗的抓持力有所欠缺，器械尺寸對彎曲性能造的成影響等。對此，器械將從以下方面做出改進：①修改抓鉗及金屬夾結構，便于抓取和穿刺；②將尺寸進一步縮小,使其能用于3.2 mm鉗道的內鏡；③保護管近端采用硬質彈簧管代替，使執行端具備一定的彎曲能力，便于到達目標部位；④設置多種金屬夾尺寸，能夠針對不同人群及病癥進行治療。
總之，連發施夾器所設抓鉗能夠抓取、聚攏組織，為施夾提供良好的環境，器械具有連發功能，且固定效果可靠，解決了現有產品再定位次數受限、易脫落和單發等問題，具有廣闊的應用前景。
