在体外进行血管重建的训练和测试系统
Summary
在这里，我们介绍了一个训练和测试系统，其中受训者可以使用磁锚定技术单独完成体外手动血管重建。该系统还可用于测试重建质量。
Abstract
手动血管重建培训对于初学者外科医生来说是必不可少的。然而，血管外重建的最佳训练系统尚未开发。在这项研究中，我们介绍了一种使用磁锚定技术进行体外训练和测试的系统，使受训者可以单独进行手动血管重建。此外，该系统还可用于测试重建的质量。所述系统包括血管重建训练机、磁性拖拉机和磁缝合拉拔器。在这份手稿中，我们详细介绍了使用猪右和左脉脉的端到端静脉脉动。为了识别磁缝合拉线对缝合线造成的潜在损害，我们创建了三组，每个组有六个部分的 4-0 聚丙烯缝合线：一个对照组，对聚丙烯缝合线没有干预，聚丙烯缝合组是手动拉用无菌手套20x，和磁性拉拔组，其中磁性拉拔器拉聚丙烯缝合20x。通过光学显微镜和断裂强度测试，对这些组进行测试，并评估重建的效果。在光学显微镜测试中，对照组受损的可能性较小（p 0.05）。对各组断裂强度测试的结果进行了比较，没有观察到显著差异（p > 0.05）。利用该训练系统成功进行了猪脉的端对端麻醉，重建的静脉可承受2.0 kPa灌注压力。通过本培训和测试系统，学员可以借助磁牵引车和磁缝合拉手单独在体外进行人工血管重建，并可以测试重建的质量。
Introduction
血管重建是外科医生所需的基本技能。虽然Obora1和Holt2发明了几种机械重建方法来简化小型容器的重建（直径<10 mm），但这些方法并不普遍用于大血管血管性血管化。手动血管麻醉仍在许多手术中进行，包括血管手术3、紧急手术4和固体器官移植5。因此，外科医生必须练习手动血管血管麻醉。然而，在体外血管重建的最佳训练系统并不常见，没有经验的外科医生必须在大型动物身上接受大量训练，才能掌握这项技术。由于在初始训练中失败是不可避免的，许多动物可能死于血管并发症，这与动物福利有关。此外，在端到端血管重建过程中，为了避免缝合位置或缝合松的错误，外科医生至少需要一名助手来暴露后血管壁并拉出缝合线。因此，血管重建通常不能由外科医生单独进行，而且准备效率通常受到助手熟练程度的限制。
磁锚手术已成为近年来人们感兴趣的话题7、8、9、10、11。里瓦斯等人7日进行的临床试验表明，采用磁外科仪器，遵循磁锚原理，外科医生可以进行减压腹腔镜胆囊切除术。使用这种仪器还减少了在开放式手术期间助理的作用。通过磁场，磁器件被吸附到锚点上。这种磁锚装置可以充当机械臂，抓住和缩回组织或器官，暴露手术场，并简化手术。基于这一原理，我们发明了用于缩回血管壁和缝合的磁性拖拉机，以及用于拉聚丙烯缝合的磁性缝合器。
血管重建训练机的使用是本研究的又一里程碑。它由操作地板和控制面板组成：血管固定在操作台上，学员可以在操作台上练习。麻醉后，受训者可以在控制面板上设置灌注参数，以测试麻醉质量。与以往的血管血管血管病训练系统6、12、13、14相比，该系统的使用具有两大优点：一是磁性器械可用于暴露手术场，使学员可以单独练习。其次，受训者可以通过灌注测试检查麻醉效果。
在本研究中，我们引入了一个训练和测试系统，使受训者能够使用磁锚定技术单独完成体外人工血管重建，并且还可以测试重建的质量。受操作楼层进水口和出水口的设计和尺寸限制，培训系统只能在直径大于 5 mm 的容器上进行端到端重建。
Protocol
Representative Results
Discussion
在磁性拖拉机和磁缝合拉拔器的帮助下，受训者可以单独准确地完成静脉血管炎。磁性拖拉机拉动组织，阻止血管扩张场，并提供适当的强度，以垂直方向拉伸静脉，从而实现静脉血管性损伤的明确暴露。在传统的人工麻醉中，手术暴露至少需要一名助手。使用磁性拖拉机可以达到所需的曝光和替代助手。此外，磁牵引器的牵引力取决于牵引线的长度，因此我们可以调整磁牵引器被吸附到的部位?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作得到了中国教育部创新团队发展计划（No.IRT1279）。
Materials
| Circular permanent magnet | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 20*1mm | Magnetic tractor |
| Magnetic balls | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 5mm | Magnetic suture puller |
| Magnetic cylinders | Hangzhou Permanent Magnet Group Co.LTD | 5*5mm | Magnetic suture puller |
| Polypropylene suture | Johnson and Johnson | PROLENE 4-0 | Used for anastomosis |
| Silk suture | SILK | 2-0，3-0 | Used for fixing vascular and ligation |
| Surgical insturments | Jinzhong Shanghai | JZ-2018 | Suture scissors, tissue scissors， forceps, needle and needle holder |
| Universal testing machine | Zwick GmbH&Co | Z010 | Used for testing the association between the length of traction wire and the traction force |
References
- Obora, Y., Tamaki, N., Matsumoto, S. Nonsuture microvascular anastomosis using magnet rings: preliminary report. Surgical Neurology. 9 (2), 117-120 (1978).
- Holt, G. P., Lewis, F. J. A new technique for end-to-end anastomosis of small arteries. Surgical Forum. 11, 242-243 (1960).
- Enzmann, F. K., et al. Trans-Iliac Bypass Grafting for Vascular Groin Complications. European Journal of Vascular and Endovascular. , 1-6 (2019).
- Bala, M., et al. Acute mesenteric ischemia: Guidelines of the World Society of Emergency Surgery. World Journal of Emergency Surgery. 12 (1), 1-11 (2017).
- Makowka, L., et al. Surgical Technique of Orthotopic Liver Transplantation. Gastroenterology Clinics of North America. 17 (1), 33-51 (1998).
- Tang, A. L., et al. The elimination of anastomosis in open trauma vascular reconstruction: A novel technique using an animal model. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 79 (6), 937-942 (2015).
- Rivas, H., et al. Magnetic Surgery: Results from First Prospective Clinical Trial in 50 Patients. Annals of Surgery. 267 (1), 88-93 (2018).
- Arain, N. A., et al. Magnetically Anchored Cautery Dissector Improves Triangulation, Depth Perception, and Workload During Single-Site Laparoscopic Cholecystectomy. Journal of Gastrointestinal Surgery. 16 (9), 1807-1813 (2012).
- Mortagy, M., et al. Magnetic anchor guidance for endoscopic submucosal dissection and other endoscopic procedures. World Journal of Gastroenterology. 23 (16), 2883-2890 (2017).
- Cho, Y. B., et al. Transvaginal endoscopic cholecystectomy using a simple magnetic traction system. Minimally Invasive Therapy and Allied Technologies. 20 (3), 174-178 (2011).
- Dong, D. H., et al. Miniature magnetically anchored and controlled camera system for trocar-less laparoscopy. World Journal of Gastroenterology. 23 (12), 2168-2174 (2017).
- Shimizu, S., et al. Moist-condition training for cerebrovascular anastomosis: A practical step after mastering basic manipulations. Neurologia Medico-Chirurgica. 55 (8), 689-692 (2015).
- Maluf, M. A., Massarico, A., Nova, T. V., Lupp, A., Cardoso, C., Gomes, W. Cardiovascular Surgery Residency Program: Training Coronary Anastomosis Using the Arroyo Simulator and UNIFESP Models. Revista Brasileira de Cirurgia Cardiovascular. 30 (5), 562-570 (2015).
- Bismuth, J., Duran, C., Donovan, M., Davies, M. G., Lumsden, A. B. The Cardiovascular Fellows Bootcamp. Journal of vascular surgery. 56 (4), 1155-1161 (2012).
- Starzl, T. E., Iwatsuki, S., Shaw, B. A Growth Factor in Fine Vascular Anastomoses. Surgery Gynecology And Obstetrics. 159 (2), 164-165 (1984).
