3D與傳統腹腔鏡系統在膽囊切除術中的現狀研究

張寰昱 劉建生

[摘要] 腹腔鏡膽囊切除術具有安全可靠、創傷小、患者痛苦輕、術后恢復快、并發癥少等明顯優點，但現有腹腔鏡下手術對外科醫生技術要求較高，需要依賴術者既往經驗進行縱深定位，操作精確度較差，還可能會帶來手術副損傷。3D腹腔鏡的出現可縮短學習曲線、減少副損傷及術后并發癥、縮短手術時間、完成更加精細復雜的操作，3D腹腔鏡系統預示著腹腔鏡技術的發展步入新的階段。

[關鍵詞] 3D腹腔鏡；傳統腹腔鏡；膽囊切除術；立體視野

[中圖分類號] R657.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2015）29-0157-04

Current status research of 3D and traditional laparoscopy system in cholecystectomy

ZHANG Huanyu LIU Jiansheng

Shanxi Medical University， Taiyuan 030001，China

[Abstract] Laparoscopic cholecystectomy has obvious advantages of safety and reliability， minimal injury， slight patient pain， fast postoperative recovery and less complications， but the current laparoscopic surgery has high technical requirements on surgeons， requiring the surgeons past experience for depth positioning， which has poor operation accuracy and may bring side operative injury. 3D laparoscopy can shorten the learning curve， reduce side injury and postoperative complications，shorten surgical time and enable more elaborate and complex operation. 3D laparoscopy system indicates that the laparoscopic technique has progressed into a new stage.

[Key words] 3D laparoscopy； Traditional laparoscopy； Cholecystectomy； Three-dimensional vision

膽囊切除術一直被認為是對于膽囊結石和膽囊炎等膽囊疾病的最有效的治療方法。相較于傳統開腹手術，腹腔鏡膽囊切除術已被證實具有安全可靠、創傷小、患者痛苦輕、術后恢復快、并發癥少等明顯優點[1]。隨著近些年來影像技術和內窺鏡技術的迅速發展，越來越多的醫生在膽囊結石等疾病上的治療方法首選腹腔鏡手術。目前，腹腔鏡手術已經廣泛應用于外科手術治療各個領域，如膽囊切除術、脾切除術、疝修補術、胃腸道腫瘤根治術、腎上腺腫瘤切除、闌尾切除術等。而腹腔鏡操作下的膽囊切除術相對是最成熟的一種腹腔鏡手術，目前全球累計已超百萬病例[2]。

傳統腹腔鏡手術中依靠術者的解剖經驗來進行空間判斷，需要較多的手術積累才能達到復雜動作的一致性，使得術中縫合等復雜操作的精確度降低，還可能因缺乏立體層次而造成手術副損傷，因此外科醫生初學者要進行長期的空間摸索定位訓練。技術的發展使機器人手術操作系統應運而生，有效縮短腹腔鏡手術學習時間，使傳統腔鏡下高難度手術變得比較容易完成。但是因成本昂貴，機器人手術設備在我國普及度不高[3]。相比之下，3D高清腹腔鏡技術既可以使新手更快適應，縮短學習曲線，并且手術收費與傳統腹腔鏡系統相同，從而備受關注[4]。

1 腹腔鏡技術的發展歷史

1.1 腹腔鏡的應用

腹腔鏡起初被用于進行腹腔內疾病的檢查，尤其對于不明原因的發熱、腹水、腹部腫塊、肝病及盆腔疾病等，作為本世紀30年代一種標準檢查方法，當時外科醫生只是使用腹腔鏡取活體組織檢查和局部止血，未能用于切除病變組織，所以腹腔鏡在外科領域發展緩慢。直到1987年3月法國Phillipe Mouret利用腹腔鏡在人體行膽囊切除術的成功，才開啟了腹腔鏡在外科應用的新紀元，并被譽為腹腔鏡膽囊切除術之父。而國內首例腹腔鏡膽囊切除術于1991年由云南省曲靖市第二醫院院長荀祖武先生實施并報道，開創了我國腹腔鏡外科微創手術的先河。

1.2 腹腔鏡的改革

腹腔鏡應用臨床近三十年來，已經發生了許多改進和革新[5]，如從早期昏暗的照射光源到氙氣冷光源，從早期標清水平的成像系統到高清、超高清顯像，從傳統的2D平面視覺到3D立體式三維視覺等。其實，在上世紀90年代初3D腹腔鏡顯像技術就已經出現。1992年，Becker等[6]使用第一代3D視頻顯像技術應用于膽囊切除術，手術效果優于傳統腹腔鏡。但是作為第一代的3D腹腔鏡系統在設計方面存在許多不足之處，如光源昏暗、術野顯示模糊等，第一代3D腹腔鏡系統采用頭戴式顯示器[7]，體積龐大，佩戴笨重，容易使操作者在手術中產生視覺疲勞，同時限于頭戴式顯示器的數量較少，不利于手術教學和觀摩。限于當時的科技水平上述問題還難以完全解決，致使早期的3D腹腔鏡在臨床應用和推廣中受限，以致于后來一段時間內相關的研究報道甚少。新一代3D腹腔鏡技術引入國內后，在手術清晰度、舒適性、便攜性等方面較2D腹腔鏡有明顯提高，臨床應用和推廣前景良好。

1.3 3D腹腔鏡

新一代的3D腹腔鏡技術利用人眼的仿生學原理，通過兩個獨立系統采集不同視角的圖像，左右兩眼的視線采用無偏振眼鏡模擬，操作者雙眼分別接收左右鏡片系統內的橫偏和縱偏畫面，通過雙眼匯聚將左右像重疊并產生3D視覺效果，從而還原手術視野范圍內空間縱深感。目前最新3D腹腔鏡結合使用1080P全高清視頻，3D效果較前更加真實[7]。其手術優勢在于完全重現了三維手術視野，提供了明亮且真實的空間定位，觸覺反饋完整，使定位更準確，有助于外科醫生進行精細操作，更加符合“微創精準”的治療理念[8]。

2 3D腹腔鏡膽囊切除術的適應證及禁忌證

2.1適應證

①有或無癥狀的膽囊良性疾病（包括膽囊多發或單發息肉等）；②腹部超聲確診為膽囊炎、膽囊結石；③伴有糖尿病、高血壓或心臟病的膽囊結石患者，相關基礎疾病經各科室會診并控制良好者。

2.2 相對禁忌證

①穿孔性或壞疽性膽囊炎；②膽囊頸部較大結石嵌頓，合并急性膽管炎、胰腺炎；③合并肝內膽管結石；④膽囊癌或有可疑癌變等惡性疾病；⑤胃腸道疾病引起癥狀，因心肺疾病無法耐受手術。

3D腹腔鏡與傳統腹腔鏡手術方式、適應證及禁忌證基本相同，可降低手術難度，在一定程度上可擴大手術的適應證。

3 3D腹腔鏡與傳統腹腔鏡應用對比

3.1 3D腹腔鏡優勢

為了評價3D腹腔鏡相比傳統腹腔鏡對于手術操作的效果，國外學者進行了大量的試驗及臨床研究。國外學者Von Pichler等[9]率先進行了兩者的對比研究，結果證實3D立體可視化系統的使用可以縮短腹腔鏡下各項操作的訓練時間并且顯著提高訓練效果，使用3D腹腔鏡使手術時間縮短，術野結構更加易于辨認，手術效果明顯優于傳統腹腔鏡。Smith等[10]使用腔鏡模擬傳統外科手術四項基本醫療操作，認為腹腔鏡系統可以顯著提高初學者的微創學習能力，且學習時間縮短。使用3D腹腔鏡技術從降低操作難度，到對于手術復雜程度的操作，有較大意義，可明顯提高手術效率，且術后恢復時間快[11-13]。國內外臨床應用3D腹腔鏡在泌尿外科領域的文獻研究亦有相關報道。國外學者Janetschek等[14]介紹了3D腹腔鏡在泌尿外科的應用經驗，認為3D腹腔鏡在腎癌根治術等手術中的效果明顯優于傳統開腹手術，手術創傷小，術中結構清晰可辯，手術時間縮短。我國3D腹腔鏡的臨床應用比較晚。隨著研究的不斷深入， 其已應用于腹腔各個器官的手術中，并報道相應的文獻。國內李漢忠等[15]應用3D技術成功完成多例腹腔鏡手術，同樣支持3D技術可降低手術操作難度、術中解剖更加精確、縫合操作相對容易、手術時間縮短、術后恢復快、住院時間縮短等優點。

3.2 3D腹腔鏡在膽囊切除術中的應用

與傳統2D腹腔鏡相比較，3D腹腔鏡手術最大的變化是可以立體呈現腹腔臟器的解剖位置[16]。目前的3D腹腔鏡系統采用全高清視頻，通過視頻信號控制器使圖像快速無交叉顯示，處理圖像更加快捷，外科醫生只需一副眼鏡就能獲得像開腹手術一樣的視野。膽囊三角區的三管結構及周圍臟器，如肝臟、膽總管、肝動脈等解剖層次清晰可辨且明亮真實，在分離、切割膽囊三角解剖中定位更準確，操作更加便捷。在術中需要進行淋巴結擴大清掃時，精細組織如淋巴結、神經等顯示完全，方便進行立體解剖及游離，減少手術副損傷[17]。用三維可視化系統的最終目的是指導精準肝膽手術，其最大的優點是直觀性和可重復性。術前對肝內血管樹和膽管樹的空間關系進行精確把握，模擬比較不同手術方案的優劣性，選擇合理化、個體化的手術方案，保證術中分離、結扎、切割、縫合等復雜操作的一致性，減小手術難度同時縮短手術時間，當設定的分割層面涉及肝內重要膽管或血管、有損傷危險時，可做出相應的調整修改，同時預判實際手術中可能出現的復雜情況，以便及時應對處理。通過對手術路徑的修改和優化，最大限度地降低術中和術后并發癥發生率、提高手術成功率。

3.3 3D腹腔鏡應用前景

3D腹腔鏡設計的初衷就是希望使二維圖像更加清晰。但早期3D腹腔鏡存在設計缺陷，因術中顯示模糊且極易導致術者眼睛的疲勞而沒有得到推廣。 隨著腹腔鏡成像設備的快速發展，3D腹腔鏡系統已經使用全高清視頻，按照雙目成像原理，使術者有“身臨其境”的感覺，但因鏡身無法轉動，術中在顯露膽囊前后三角時，無法像傳統腹腔鏡那樣通過旋轉來改變手術角度，不如傳統腹腔鏡便捷。同時顯示屏較小，視野稍偏離會影響三維圖像的顯示效果，術者眼睛長時間專注屏幕進行操作不可避免地會帶來視覺疲勞期。期冀未來的裸眼3D 技術有望解決這一問題[17]。Tanagho等[18]研究發現在初期開展3D腹腔鏡手術操作時術者明顯出現了不同程度的眼脹酸澀、頭昏等不良反應。但3D視野導致術者出現上述不良反應的發生率并不高于2D視野[20]。3D視野下解剖結構放大會造成景深增加，缺乏經驗的手術者可能會錯誤判斷操作平面，造成分離、縫合深度過淺或過深。對于長期使用傳統腔鏡平面視覺的外科醫生，對三維立體視野下組織解剖結構需要一個再適應、再熟悉的實踐過程，對于視野景深增加的實質是解剖結構等比例放大，容易在手術操作中矯正[21]。

4 結論及展望

國內學者呼吁緊跟國際微創發展，積極推進我國 3D 腹腔鏡技術應用[22]。目前，國內 3D 腹腔鏡技術在泌尿外科領域比較集中，而在普通外科領域，關于3D 腹腔鏡膽囊切除術的累計報道病例較少[23，24]。目前的共識是，3D腹腔鏡的出現為微創外科帶來了新的希望 ，彌補了傳統腹腔鏡的不足。隨著科學技術和醫學水平的發展，立體視覺將會逐漸取代二維圖像成為手術操作的主流。多視點裸眼3D腹腔鏡系統也預示著腹腔鏡技術的發展即將步入新的階段。

科學技術是在不斷進步的，每一項新技術的出現都會有支持與質疑的聲音，每一項新科技的普及都會有一個適應過程，經過一段時間的適應調整絕大多數人是可以適應的。同時，經過一段時間的臨床實踐，3D腹腔鏡的適應證會更加明確，我們可以在最適宜的條件下最大限度發揮3D腹腔鏡的優勢。總之，3D腹腔鏡為我們提供了術中的三維視覺，推動了腹腔鏡微創技術的發展。

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（收稿日期：2015-07-07）