磁示蹤技術(shù)用于觸診陰性乳腺結(jié)節(jié)標(biāo)記定位的實(shí)驗(yàn)研究

張苗苗，閆昕宇，任炳屹，牟星宜，李恒，張涵芷，史愛(ài)華，呂毅，嚴(yán)小鵬

1.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 a.肝膽外科；b.精準(zhǔn)外科與再生醫(yī)學(xué)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，陜西 西安 710061；2.西安交通大學(xué) a.啟德書(shū)院；b.宗濂書(shū)院，陜西 西安 710061

引言

觸診陰性乳腺結(jié)節(jié)在進(jìn)行外科手術(shù)切除前常需要借助一些輔助手段來(lái)進(jìn)行定位和標(biāo)記。超聲引導(dǎo)下金屬導(dǎo)絲定位準(zhǔn)確性好，定位滿(mǎn)意度和病灶切除率高，操作簡(jiǎn)單，易于臨床推廣[1]，但仍有部分患者在置入過(guò)程中可出現(xiàn)迷走神經(jīng)反應(yīng)、血腫形成、金屬絲折斷或滯留等[2]。超聲引導(dǎo)下醫(yī)用染色劑折射可對(duì)病灶進(jìn)行定位，常用的是亞甲藍(lán)，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但亞甲藍(lán)在組織中易擴(kuò)散，其定位價(jià)值仍有爭(zhēng)議[3]。因此，尋求一種操作簡(jiǎn)單、定位效率更高、副作用更少的觸診陰性的乳腺結(jié)節(jié)的標(biāo)記和定位方法具有重要的臨床意義。

磁外科（Magnetic Surgery，MS）是利用特殊設(shè)計(jì)的磁性醫(yī)療器械或設(shè)備，將磁性物質(zhì)間“非接觸性”磁場(chǎng)力轉(zhuǎn)化為臨床診療中能夠發(fā)揮特定功能的力，從而完成組織壓榨、器官錨定、管腔導(dǎo)航、間隙擴(kuò)張、可控示蹤、磁力驅(qū)動(dòng)等功能的新興綜合性技術(shù)學(xué)科[4-5]。MS技術(shù)在輔助內(nèi)鏡操作[6-8]和減戳孔腔鏡手術(shù)中已有研究[9-11]，顯示出巨大優(yōu)勢(shì)。磁示蹤技術(shù)（Magnetic Tracer Technique，MTT）是MS重要的臨床應(yīng)用技術(shù)之一，用于對(duì)病灶進(jìn)行標(biāo)記和示蹤定位[5]。MTT可用于乳腺癌前哨淋巴結(jié)示蹤[12-13]和消化道微小腫瘤標(biāo)定定位[14-16]。本研究根據(jù)MTT原理，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探討了基于MTT的磁性水凝膠標(biāo)記定位觸診陰性的乳腺結(jié)節(jié)的可行性，以期為觸診陰性的乳腺結(jié)節(jié)定位提供新的技術(shù)和方法。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本研究中利用磁性水凝膠作為示蹤磁體。磁性水凝膠由2.5%海藻酸鈉溶液與四氧化三鐵微粒（5～20μm）按體積質(zhì)量比1 mL：1 g均勻混合成懸浮液。1%葡萄糖酸鈣溶液作為交聯(lián)劑，當(dāng)海藻酸鈉溶液與鈣劑相遇后可迅速發(fā)生凝膠化反應(yīng)，使海藻酸鈉四氧化三鐵溶液凝膠化形成磁性水凝膠。為確保海藻酸鈉四氧化三鐵溶液與葡糖糖酸鈣溶液同時(shí)進(jìn)入注射部位，注射時(shí)采用同軸雙通道注射裝置。尋蹤磁體的功能是幫助術(shù)者尋找組織內(nèi)的磁性水凝膠，其形狀和尺寸沒(méi)有明顯限制條件，本實(shí)驗(yàn)中尋蹤磁體有兩種：第一種為直徑10 mm、高10 mm的圓柱狀磁體，采用N45燒結(jié)釹鐵硼加工而成，表面電鍍鎳，飽和充磁，表面磁場(chǎng)強(qiáng)度0.4 T；第二種為直徑50 mm，高100 mm的圓柱狀磁體，也是由N50燒結(jié)釹鐵硼加工而成，表面電鍍鎳，軸向飽和充磁，表面場(chǎng)強(qiáng)0.66 T，磁體外套樹(shù)脂外殼。同軸雙通道注射裝置及尋蹤磁體如圖1所示。

圖1 同軸雙通道注射裝置及尋蹤磁體

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

以1只雌性巴馬小型豬為動(dòng)物模型，本實(shí)驗(yàn)主要目的為驗(yàn)證MTT在乳腺病灶標(biāo)記定位中的可行性，因此不進(jìn)行乳腺病變?cè)炷?。通過(guò)同軸雙通道注射裝置將配置好的海藻酸鈉四氧化三鐵溶液和鈣劑同時(shí)勻速注射到實(shí)驗(yàn)豬乳腺組織內(nèi)，二者迅速發(fā)生凝膠化反應(yīng)，形成黑褐色磁性水凝膠，選擇6個(gè)乳腺進(jìn)行注射。注射完畢后立即在尋蹤磁體的幫助下完成磁性水凝膠標(biāo)記部位乳腺的部分切除。注射后0.5 h、8 h分別切除其余標(biāo)記的4個(gè)乳腺，肉眼觀察磁性水凝膠形成情況、周?chē)M織有無(wú)四氧化三鐵微粒的彌散。10%福爾馬林液浸泡固定后行組織病理切片，顯微鏡下觀察四氧化三鐵彌散情況。

2 結(jié)果

海藻酸鈉四氧化三鐵混懸液和鈣劑組織內(nèi)注射順利，注射到實(shí)驗(yàn)豬乳腺組織后立即發(fā)生凝膠化反應(yīng)形成磁性水凝膠。磁性水凝膠作為示蹤磁體可被尋蹤磁體吸引，能夠幫助尋找病變組織。其中，第一種尋蹤磁體可在未切開(kāi)皮膚前大致定位，以確定切開(kāi)位置，而第二種小的尋蹤磁體可在切開(kāi)后的術(shù)中進(jìn)行精確定位。在MTT幫助下，6個(gè)注射部位均順利完成了病變切除，尋蹤磁體與示蹤磁體(磁性水凝膠)之間能產(chǎn)生足夠的吸力。注射海藻酸鈉四氧化三鐵混懸液和鈣劑后，0.5 h、8 h后肉眼觀察切除組織未見(jiàn)四氧化三鐵懸浮液向周?chē)M織彌散。磁性水凝膠的注射及切除的乳腺組織如圖2所示。組織病理切片顯微鏡下也未觀察到四氧化三鐵彌散，如圖3所示。

圖2 磁性水凝膠的注射及切除的乳腺組織

圖3 切除標(biāo)本HE染色（左上為磁性水凝膠、右下為臨近磁性水凝膠的組織，HE×4）

3 討論

乳腺癌發(fā)病率已居于女性惡性腫瘤之首，乳腺癌的早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療直接影響患者的預(yù)后，隨著乳腺鉬靶、彩色超聲及磁共振檢查的普及，越來(lái)越多的臨床觸診陰性乳腺腫塊（Non-Palpable Breast Lesions, NPBL）被檢出[17]。鉬靶X線(xiàn)、超聲均可引導(dǎo)對(duì)NPBL進(jìn)行定位，且定位所用的材料包括金屬導(dǎo)絲、乳腺M(fèi)arker等[18-19]，各有優(yōu)缺點(diǎn)?？偨Y(jié)現(xiàn)有的各種標(biāo)記方法可歸納為“視、觸、尋”。醫(yī)用染料標(biāo)記后術(shù)者通過(guò)眼睛來(lái)觀察染色的部位來(lái)確定病灶；乳腺M(fèi)arker置入后可幫助術(shù)者通過(guò)觸診來(lái)確定病灶部位；金屬導(dǎo)絲置入后術(shù)者可沿乳腺外留置的導(dǎo)絲逐步向深部探尋病灶。

利用MTT進(jìn)行NPBL標(biāo)記定位后能夠可將“視、觸、尋”三種途徑融為一體：① 海藻酸鈉酸鈉四氧化三鐵混懸液呈黑褐色，當(dāng)其與鈣劑發(fā)生凝膠化反應(yīng)后，仍然保持黑褐色，這與黃白色的乳腺組織形成鮮明的顏色對(duì)比，有利于術(shù)者通過(guò)“視”的途徑發(fā)現(xiàn)病灶部位；② 海藻酸鈉四氧化三鐵與鈣劑凝膠化反應(yīng)形成的磁性水凝膠具有固體的物理特性，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁性水凝膠的硬度大于正常的乳腺組織，并有明顯的區(qū)分度，這樣術(shù)者可利用“觸”的途徑來(lái)確定病灶部位；③ 磁性水凝膠具備軟磁的特性，當(dāng)尋蹤磁體靠近時(shí)，尋蹤磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)力可對(duì)磁性水凝膠產(chǎn)生吸引力，術(shù)中借助示蹤磁體可幫助術(shù)者借助磁力“尋”找的方法來(lái)快速發(fā)現(xiàn)深部病灶。以磁性水凝膠作為示蹤磁體的MTT通過(guò)一次注射后可為術(shù)者提供多途徑的病灶尋找方法，大大提高效率，縮短手術(shù)時(shí)間。

亞甲藍(lán)注射后容易在組織間隙內(nèi)擴(kuò)散，導(dǎo)致部分患者術(shù)中難以精準(zhǔn)定位。與亞甲藍(lán)標(biāo)記定位不同，本實(shí)驗(yàn)中四氧化三鐵為微米級(jí)，可在組織間隙內(nèi)擴(kuò)散，但是當(dāng)海藻酸鈉與鈣劑發(fā)生凝膠化反應(yīng)后，懸浮于其中的四氧化三鐵微粒被束縛于水凝膠中，可有效限制其擴(kuò)散。實(shí)驗(yàn)中肉眼觀察和組織學(xué)觀察均顯示，磁性水凝膠形成后周?chē)M織未見(jiàn)四氧化三鐵的擴(kuò)散。本研究的不足之處在于磁性水凝膠組織留置時(shí)間較短，該實(shí)驗(yàn)中將標(biāo)本獲取時(shí)間設(shè)定為磁性水凝膠注射后0.5 h和8 h，在臨床實(shí)踐中術(shù)前B超下定位時(shí)間與手術(shù)時(shí)間可能間隔時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，因此需要研究磁性水凝膠更長(zhǎng)的留置后周?chē)M織有無(wú)炎癥反應(yīng)、磁性水凝膠有無(wú)彌散等。

綜上所述，基于MTT的磁性水凝膠注射法用于觸診陰性的乳腺結(jié)節(jié)定位，將現(xiàn)有定位方法中單一的“視、觸、尋”途徑融為一體，可幫助術(shù)者對(duì)病灶進(jìn)行快速、準(zhǔn)確定位，操作簡(jiǎn)單，效果確切，進(jìn)一步優(yōu)化磁性水凝膠配方后，該技術(shù)可在臨床應(yīng)用。