基于灰色神经理论的人工气胸新技术在微创食管手术中应用的安全性分析

Minimally invasive esophagectomy (MIE) is a new surgical treatment of esophageal cancer. MIE has the advantage of little trauma and quick recovery, but there are technical difficulties to perform MIE. In our previousely work, by changing the operative positioning and processing method of artificial pneumothorax, from the ergonomic point ,it is to simplify the complexity of the procedure, reducing the difficulty of the surgical operation. There is few research of artificial pneumothorax focusing on its security during the operation. how to use artificial pneumothorax safely is the key to the promote the technology can. This project intends to build an animal model of artificial pneumothorax, observed under different physiological and pathological conditions, different artificial pneumothorax strategy and the parameters, the animal model of circulation, respiration, tumor metastasis and other indicators of change. Using a combination of gray neural network prediction model to analyze data and clinical data for model learning, the establishment of a viable clinical prediction model.

微创食管切除术是食管癌外科治疗的新突破，微创食管切除术具有损伤小，恢复快的优点，但是由于该方法存在技术难度大，手术复杂的技术壁垒，使得该方法的推广收到很大的阻碍。我们在前期的临床工作中，通过改变手术体位和加用人工气胸的方法，从人机工程学的角度简化了手术的复杂性，降低了手术操作的难度。但是由于人工气胸对围手术期患者循环呼吸的存在影响，相关的安全性问题国际上尚缺乏相应的研究，如何个体化合理的应用人工气胸成为该技术能否安全推广的关键。本课题拟通过构建人工气胸的动物模型，观察不同生理病理条件下，不同的人工气胸策略和参数下，模型动物的循环，呼吸，肿瘤转移等指标的变化情况。采用灰色神经网络的组合预测模型对数据进行分析，并通过临床数据进行模型学习，建立临床可行的预测模型。

人工气胸技术是近年来运用到胸外科临床的新技术。人工气胸技术的应用可改善手术显露，增加手术的安全性。但是人工气胸技术本身的安全性问题尚缺乏全面的研究。我们通过临床单中心大样本人工气胸微创食管癌根治手术的分析，肯定了常规使用人工气胸的安全性。同时在老年食管癌患者这一特定人群中，同样得出人工气胸下微创食管癌根治手术优于常规开放手术的结论。人机工程学的角度，我们通过随机对照研究对主刀医生的眨眼率进行分析，结果显示采用俯卧位人工气胸技术可以降低手术医生的工作疲劳，让手术医生可以更加轻松的完成手术，而且可以缩短手术时间减少术中出血量。通过建立人工气胸的动物模型，我们在实验动物上（比格犬）分析了人工气胸对血流动力学各指标（HR，ABP，PCCI，GEDI，GEF等）的影响，并采用R语言软件对各项指标进行分析。结果显示在0—8mmHg的压力值下，实验动物的各项血流动力学指标比较稳定，而当压力超过8mmHg后上述血流动力学指标出现明显的下降。人工气胸实验动物的结果显示，8mmHg是血流动力学指标稳定的界限，提示超过这个压力可能会引起血流动力学的不稳定。我们还对人工气胸对食管癌细胞生物学行为的影响进行了研究。结果显示低压力组（8mmHg）不同的作用时间下（1h VS 4h）食管癌的生长增殖，细胞迁移和凋亡情况没有差异。而高压力组（12mmHg）作用下食管癌细胞的增殖能力明显加快，细胞的迁移能力也明显增加，钙黏附蛋白Cadherins低表达，选择素Selection高表达，整合素integrin高表达。针对细胞实验的结果，高压力的人工气胸可能会对食管癌细胞的迁移和转移造成一定的影响。通过转录组学的研究，筛选出如下四条信号通路：Rap1 signaling pathway；Ras signaling pathway；MAPK signaling pathway；Pathways in cancer。我们考虑人工气胸的应用，尤其是高压力的人工气胸可能通过这些信号通路造成食管癌细胞迁移和转移能力增加有关。因此目前临床使用8mmHg的人工气胸是安全可行的，尽量避免使用高压力的人工气胸。

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