【摘 要】
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吻合器作为腹腔镜手术中最常用的切割缝合器械,具有操作简单、手术时间短、术后恢复快等优点,但是,受操作空间的限制,吻合器在腹腔内操作时执行端的稳定程度严重依赖于医生使用器械的熟练度及临床操作经验,在一定程度上可能会造成手术过程中器械运动范围过大,造成对健康组织不必要的牵扯,进而引起组织损伤、出血,引发各种术后并发症。为了提高使用吻合器进行手术的安全性,有必要对吻合器与软组织的交互作用进行研究。目前临
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吻合器作为腹腔镜手术中最常用的切割缝合器械,具有操作简单、手术时间短、术后恢复快等优点,但是,受操作空间的限制,吻合器在腹腔内操作时执行端的稳定程度严重依赖于医生使用器械的熟练度及临床操作经验,在一定程度上可能会造成手术过程中器械运动范围过大,造成对健康组织不必要的牵扯,进而引起组织损伤、出血,引发各种术后并发症。为了提高使用吻合器进行手术的安全性,有必要对吻合器与软组织的交互作用进行研究。目前临床上常用的吻合器分为手动和电动款,传统的手动吻合器采用机械结构驱动,切割缝合时所需的击发力大,而且手动吻合器需要多次重复击发来完成切割缝合操作,容易导致医生手臂肌肉疲劳,造成吻合器末端大范围不规律的运动。电动吻合器的出现解决了手动吻合器击发力大的缺点,但是,电动吻合器采用电机驱动刀片运动,需要配备电池为电机提供动力,因此电动吻合器在重量上大于手动吻合器,然而质量过大也可能造成吻合器末端的不规律运动。至今,国内外针对吻合器使用过程中末端执行器不规律运动的研究相对较少,将吻合器末端运动与组织损伤关联的研究更是空白。针对这一情况,本文通过实验与仿真研究对手动和电动腔镜吻合器操作过程中的末端运动与组织牵扯损伤的关系进行了系统的研究。本文的研究内容如下:第一,采用代码控制Real Sense深度相机进行标记点的识别,采集到了使用吻合器进行大肠吻合操作时末端标记点运动坐标的数据集,并采用数据集中各点到中心点距离的均值作为量化抖动程度的指标。手动和电动吻合器抖动程度的差异性分析结果显示,手动吻合器击发过程中末端的抖动程度显著高于电动吻合器。第二,利用Delsys无线表面肌电信号采集系统,采集了使用吻合器进行大肠吻合过程中,被试者右臂桡侧腕伸肌、肱桡肌、桡侧腕屈肌、肱二头肌的表面肌电信号。被试者操作手动和电动吻合器时右臂肌肉肌电信号的差异性分析结果显示,手动吻合器击发过程中手臂肌肉肌电信号RMS值显著高于电动吻合器。由4块肌肉肌电RMS值与抖动程度的相关性分析可知,桡侧腕伸肌、肱桡肌、桡侧腕屈肌的肌电信号RMS值与吻合器末端抖动程度存在显著正相关关系。第三,分析肠道组织的力学特性,采用ANSYS有限元分析软件对吻合器执行端夹持及牵引过程进行仿真,观察不同牵引角度下组织的应力应变变化情况,将组织应力达到180 k Pa时的应变值作为组织牵扯损伤的位移阈值,并结合实验采集到的抖动数据对不同吻合器进行评估。结果显示使用电动吻合器可以在一定程度上降低由击发力过大引起的组织牵扯损伤。通过本研究建立的吻合器末端抖动程度与组织牵扯损伤之间的关系,为评估手动和电动吻合器使用过程中对组织牵扯损伤程度提供了测量方法,为电动吻合器的优化设计提供了参考依据,为改善吻合器的临床使用规范提供理论支撑。
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