十二指肠镜检查、胆总管镜检查和腹腔镜治疗胆石症的动物训练模型的建立

摘要

在这里，我们提出了一种建立多镜联合动物训练模型的方案，以提高年轻医生对多镜联合技术的熟练程度和理解力。

摘要

胆石症是一种以胆囊和/或胆管中形成结石为特征的疾病。熟练使用十二指肠镜检查、腹腔镜检查和胆总管镜检查技术在治疗胆石症中起着关键作用。为提高青年医生对多内镜技术应用的熟练程度，采用活猪模型建立了十二指肠镜、胆总管镜和腹腔镜的训练模型。最初，十二指肠镜用于通过口腔、食道和胃进入十二指肠，以观察十二指肠。随后，将管子插入胆总管，然后放置导丝。随后插入套管针以建立气腹并促进腹腔镜胆囊切除术的进行。探查并打开胆总管，取回其中发现的导丝。然后使用胆总管镜探查远端胆总管和肝内胆管。最后，在十二指肠镜检查引导下，鼻胆管或塑料胆管支架置入发生在胆总管初次缝合闭合之前。建立多镜联合动物模型，可以通过实践经验进一步提高青年医生对多镜联合技术的熟练程度。

引言

胆石症是消化系统的一种常见疾病，其特征是在胆囊和/或胆管中形成结石。据估计，成人胆结石的发病率在 10% 至 20% ^之间1,2，^大约 5% 至 15% 的患者还患有胆总管结石或肝结石。胆总管结石可导致严重的并发症，例如急性胆管炎或胆汁性胰腺炎。

胆总管结石 （CBDS） 通常是由于胆囊迁移而发生的，尽管少数可能直接在胆管中发展。在 3%-16% 的有症状胆囊结石患者中发现共存的胆总管结石 ^3,4。根据 2021 年胆石症循证临床实践指南，对于伴有胆囊结石的 CBDS，建议进行内窥镜 CBDS 切除加手术胆囊切除术和手术 CBDS 切除加胆囊切除术 ^5,6。对于微创和快速恢复，内镜逆行胆管造影术 （ERCP） 加腹腔镜胆囊切除术 （LC） 或腹腔镜胆总管探查术 T 管胆总管切开术 （LCBDE） 加 LC 是临床的常用治疗方法。这些治疗需要使用多镜联合技术，例如 ERCP 技术结合腹腔镜技术或腹腔镜技术结合胆总管镜技术。这些技术现在主要是治疗性程序，缺乏经验会导致不良事件的风险更高 ^7,8。因此，培训和教授多镜检查组合技术变得越来越重要⁹。然而，目前还没有好的模型来训练和教授多镜检查联合技术。

在这里，我们提出了一种多镜检查联合技术的训练方案，包括使用活猪模型的十二指肠镜检查、胆总管镜检查和腹腔镜检查。 建立多镜联合动物模型，可以通过实践经验，提高青年医生对多镜联合技术的熟练程度和理解力。这将有助于他们在该领域的整体技能发展和理解。

研究方案

活猪实验的程序按照国际规则进行，并得到动物护理委员会 （WebLab020-FY202403） 的批准。

1. 模型准备

1. 让迷你猪禁食 12 小时，并在手术当天早上停止饮水。
2. 进行气管插管，以 1：1 的比例提供 0.5-2% 异氟醚和氧气，流速为 5-10 mL/kg/min，以启动全身麻醉。用胶片敷料闭上猪的眼睛。
   注意：体动力学反应用于评估麻醉深度。当猪在手术过程中表现出反应迟钝，而心率和呼吸保持稳定时，这种评估被认为是合适的。
3. 将猪以仰卧位放在手术台上进行实验。
4. 使用心电图监测器监测心率和血氧饱和度。
5. 用碘伏消毒腹部皮肤，然后用无菌毛巾覆盖。

2. ERCP 程序（图 1）

1. 检查十二指肠镜与成像系统及其功能，包括吸水、CO₂ 摄入量和抽吸能力。
2. 握住十二指肠镜并将其插入口腔，穿过食道进入胃腔（图 1A、B）。
3. 穿过幽门（图 1C）并进入十二指肠以观察十二指肠（图 1D）。
   注意：通常，穿过幽门很难而且容易向后滑，因为幽门肌肥大，十二指肠的位置靠近幽门。持有和控制十二指肠镜的人应该接受过此程序的良好培训。
4. 使用带有胆道导丝的括约肌管插入十二指肠（图 1E）。
5. 用导丝插管胆总管 （CBD） 并将其保留在 CBD 中（图 1F）。

3. 气腹的建立

1. 切开脐部上方的皮肤 10 毫米，然后用两把毛巾钳夹住并提起切口两侧的皮肤。通过切口将 Veress 针插入腹腔。
   1. 如果失败，请将腹壁逐层切开至深度以到达腹腔。
2. 通过 Veress 针头（连接到二氧化碳气泵）注入二氧化碳气体，并保持 12 mmHg 的气腹压力。

4. 穿刺针放置

1. 将观察口放置在靠近脐部的位置，以便于对腹腔进行全面探查。
2. 切开皮肤后，在剑突下方约 2 cm 处插入一个 12 毫米套管针。
3. 切开皮肤后，在右锁骨中线肋缘下方约 2 cm 处插入一个 5 毫米套管针。
4. 切开皮肤后，在右腋前线肋缘下方 2 cm 处插入 5 mm 套管针。
   注意：应注意避免损坏可能粘附在腹壁上的任何肠道。

5. LC 程序（图 2）

1. 用胃夹固定肝叶以露出胆囊。
2. 抓住胆囊壶腹，用单独的夹子露出胆囊三角形。
3. 仔细解剖胆囊管和胆囊动脉。然后，结扎并断开它们（图 2B）。
4. 轻轻地从肝脏后面分离胆囊，直到完全去除（图 2A）。

6. LCBDE 程序（图 3）

1. 按住肝叶，通过胃夹暴露 CBD 的位置。
2. 使用电钩分离 CBD 直到完全解离（图 3A）。
3. 纵向解剖 CBD 以暴露 CBD 中的导丝（图 3B）。
4. 使用胆总管镜向下探查 CBD 和十二指肠的下部（图 3C、E），以及向上探查肝总管和肝内胆管（图 3D、F）。
   注意：如果存在残留结石，可以进行内窥镜篮抽取。考虑一期闭合或 T 管放置以实现最佳管理，具体取决于 CBD 的直径。

7. 术后

1. 缝合腹部切口，并在麻醉下注射 20 mL 氯化钾对猪实施安乐死。

结果

多镜检查联合技术的训练方案是用一头 35 公斤的母性驯养迷你猪进行的。对猪进行麻醉和监测后，对腹部皮肤进行消毒，并用毛巾盖住。十二指肠镜插入口腔，穿过食道进入胃腔（图1A、B），引导穿过幽门（图 1C）并进入十二指肠，在那里可以观察到十二指肠（图 1D）。CBD 用括约肌机和导丝选择性插管（图 1E），然后将其保持在原位（图 1F）。建立气腹并放置套管针后，进行了腹腔镜胆囊切除术（图2）。用电钩分离 CBD（图 3A），并在暴露导丝的情况下纵向解剖（图 3B）。使用胆总管镜探查整个 CBD 和肝内胆管 （图 3C-F）。然后在移除设备和缝合切口之前进行一期闭合。最后，在麻醉下，对猪实施了安乐死。

我们对 5 头猪进行了该程序。最初，我们在一头猪身上进行了该程序，并取得了成功的结果。在此之后，我们召集了 20 名受训者来介绍协议和程序视频，并为另外四头猪提供培训。在这些学员中，四名经验丰富的 ERCP 从业者在 30 分钟内成功完成了 ERCP 程序。相比之下，8 名之前几乎没有 ERCP 经验的受训者在最初的 30 分钟时间范围内遇到了困难;然而，其中 4 人在随后的 30 分钟内在导师的帮助下进行了两到三次试验后能够完成 ERCP 程序。此外，4 名学员成功执行了 LC 程序，而其他 4 名学员在 30 分钟内完成了 LCBDE 程序。因此，共有四个受训者组成功完成了协议（表 1）。

图 1：ERCP 的程序。 （A） 胃的贲门。（B） 胃的较小曲率。（C） 幽门。（D） 十二指肠。（E） 带有胆道导丝的括约肌，用于插管十二指肠。（F） 选择性插管胆总管 （CBD） 后，导丝保留在胆总管中。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 2：LC 的程序。 （A） 胆囊与肝脏后面分开。（B） 夹住胆囊管。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 3：LCBDE 的程序： （a） 分离 CBD。（B） 纵向解剖 CBD 以露出导丝。（C） 使用胆总管镜向下探查 CBD 和十二指肠的下部。（D） 使用胆总管镜向上探查肝总管和肝内胆管。（E） CBD 的下部。（F） 肺门胆管。 请单击此处查看此图的较大版本。

描述		培训生人数	程序
在 30 分钟内成功完成 ERCP 程序		4	ERCP （内镜下镜下
在最初的 30 分钟内遇到困难的无经验学员			ERCP （内镜下镜下
在随后的 30 分钟内，在导师的帮助下进行了 2-3 次尝试后，没有遇到困难		4	ERCP （内镜下镜下
在随后的 30 分钟内，在导师的协助下，经过 2-3 次试验后成功完成，没有经验		4	ERCP （内镜下镜下
在 30 分钟内成功完成液相色谱程序		4	立法会
在 30 分钟内成功完成 LCBDE 程序		4	LCBDE
实习生总数		20

表 1：来自培训计划的代表性数据。

讨论

胆石症是一种常见的复发性疾病，给管理带来了挑战。随着技术的进步，微创技术，尤其是多镜联合技术，越来越多地用于治疗胆石症。根据结石的大小和分布，结石加工模式可分为以下几类：（1） 对于小于 1 cm 的 CBDS，有或没有胆囊结石，建议使用 ERCP 以缓慢球囊扩张来保持功能，有或没有 LC。（2） 对于大于 1 cm 的 CBDS，有或没有胆囊结石，建议在保留的 ERCP 下缓慢球囊扩张后，使用电液碎石术或碎石篮去除结石，有或没有 LC。或者，可以通过 LCBDE 去除结石，无论是否使用 LC。ERCP 下胆道支架置入联合 LC 和 LCBDE 而不使用 T 管也是一种可行的选择。（3） 在肝内胆管结石病例中，治疗方法可能包括腹腔镜肝切除术或经皮经肝胆管镜检查，具体取决于结石的情况和分布。使用腹腔镜检查或十二指肠镜检查的单一治疗通常无法对胆囊和 CBD 结石患者达到最佳疗效。多镜联合应用为胆石症的微创治疗带来了革命性的变化¹⁰.Lv 等人¹¹ 证明，三内窥镜入路治疗伴随的胆囊结石和胆总管结石既安全又有效，可缩短住院时间并降低成本。很明显，十二指肠镜检查、腹腔镜检查和胆总管镜检查技术的熟练技能在胆石症的治疗中起着至关重要的作用。由于缺乏经验可能导致不良事件的风险增加，因此培训和教学似乎变得越来越重要。传统上，ERCP 技术是使用计算机化模拟器¹² 或 离体¹³ 训练模型进行训练的，而腹腔镜技能是通过干箱¹⁴ 或 离体 盒¹⁵ 方法开发的。然而，这些训练模型往往无法有效地整合 ERCP 和腹腔镜技术的优势。因此，迫切需要一种新的训练模型，以促进多 scopy 训练的组合技术。

我们开发了一个活猪模型，用于组合多镜技术训练。代表性结果表明该模型是有效的（表 1）。ERCP、腹腔镜手术和胆总管镜检查等技术都可以使用该模型进行有效训练。此模型具有几个独特的优势。首先，它有利于模拟人体生理和解剖结构。例如，它为十二指肠镜检查控制的培训提供了生理消化道的真实模拟，以及使用腹腔镜技术练习出血管理和胆道缝合的机会¹⁶。猪模型为新手医生提供了宝贵的培训环境。其次，这种 Pig 模型促进了混合技术的训练。在十二指肠镜检查不成功的情况下，可以将胃镜插入十二指肠。然后可以通过囊性导管将腹腔镜导丝引入胆总管，随后通过推进到十二指肠。在胃镜引导下观察后，可以使用镊子抓住并纵导丝从口腔中伸出，然后恢复到十二指肠镜，以将导丝沿着其预期的路径引导到十二指肠中。此外，这种模式强调培训课程期间的团队合作，需要团队成员之间的密切合作。这种方法培养了团队合作精神，并增强了年轻医生之间的沟通技巧。最后，该训练模型通过优先考虑减少创伤来体现微创手术的特点。它旨在提高年轻医生对微创手术实践的理解和熟练程度。

出于伦理考虑，我们选择了一头活猪作为训练模型，因为它的大小和解剖结构与人类非常相似¹⁷。其巨大的尺寸允许使用所有专为人类应用而设计的设备和装置。此外，其解剖学特征为年轻医生实践十二指肠镜检查控制提供了宝贵的机会。在现有的动物模型中，猪特别适合进行多拷贝技术训练。手术期间未采用疼痛管理策略;因此，猪表现出无反应，而心率和呼吸在整个手术过程中保持稳定。安乐死过程是在麻醉下使用 20 mL 氯化钾注射迅速有效地进行的。

但是，此 Pig 模型有几个限制。首先，相关成本很高。这种模式的主要费用来自生猪的采购，以及必要的设备和仪器，这可能会阻碍其广泛采用。其次，该猪仅供一次性使用。由于在生理条件下进行的 体内 实验以及对胆道系统的作损伤，利用猪进行进一步研究具有挑战性。因此，这也导致了实验成本的增加。此外，这个猪模型并不能准确代表胆石症模型。找到一头患有自然性胆石症的猪会带来很大的困难;此外，根据动物保护委员会的规定，可能不允许创建人工胆石症猪模型。尽管如此，由于其适当的大小以及与人类生理和解剖结构的相似性，它仍然是胆石症多镜检查训练的理想模型。即使胆管中没有结石，仍然可以有效地进行胆石症的训练治疗程序。

该模型将来可能会通过利用来自屠宰场的整个腹部器官来改进，并由湿箱内的人工循环系统支持，以模拟生理和解剖条件。预计这种方法将更具成本效益。随着技术和人工智能的进步¹⁸，可以使用虚拟现实或增强现实创建多内窥镜训练人工模拟器^19,20。这一发展从根本上改变了与当前模型相关的不可重用性问题。

治疗胆石症的多镜联合技术培训模式是一种创新实用的教学方法。有助于提高青年医生对多镜联合技术的熟练程度和应用能力。这种方法为医疗专业人员提供了宝贵的实践经验，以提高他们治疗胆石症的技能。

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia machine	Mindray	WATO EX-20
Choledochoscope	OLMPLUS	CHF-V2
Duodenoscopy	OLMPLUS	TJF-260V
Electric hook	OLMPLUS	A6292
Electrocardiogram monitor	Mindray	iMEC12
Electrocoagulation system	OLMPLUS	ESG-400/USG-400
Guidewire	OLMPLUS	G-240-3527A
Laparoscopic gastric forceps	OLMPLUS	WA64130L
Laparoscopic needle holder	OLMPLUS	WA64700A
Laparoscopic separation forceps	OLMPLUS	WA64320A
Laparoscopy	OLMPLUS	OTV-S400
Sphincterotome	OLMPLUS	KD-V431M-0720
Trocar (5.5 mm, 12 mm)	OLMPLUS	5.5-A5809/12-A5859
Ultrasonic scalpel and equipment	OLMPLUS	TB-0520FCS/TD-TB400
Veress needle	OLMPLUS	SD-301
Vicryl Plus 5-0	ETHICON	VCP433H
Video recording system	OLMPLUS	IMH-20