3D與傳統(tǒng)腹腔鏡系統(tǒng)在膽囊切除術(shù)中的現(xiàn)狀研究

張寰昱 劉建生

[摘要] 腹腔鏡膽囊切除術(shù)具有安全可靠、創(chuàng)傷小、患者痛苦輕、術(shù)后恢復(fù)快、并發(fā)癥少等明顯優(yōu)點，但現(xiàn)有腹腔鏡下手術(shù)對外科醫(yī)生技術(shù)要求較高，需要依賴術(shù)者既往經(jīng)驗進(jìn)行縱深定位，操作精確度較差，還可能會帶來手術(shù)副損傷。3D腹腔鏡的出現(xiàn)可縮短學(xué)習(xí)曲線、減少副損傷及術(shù)后并發(fā)癥、縮短手術(shù)時間、完成更加精細(xì)復(fù)雜的操作，3D腹腔鏡系統(tǒng)預(yù)示著腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展步入新的階段。

[關(guān)鍵詞] 3D腹腔鏡；傳統(tǒng)腹腔鏡；膽囊切除術(shù)；立體視野

[中圖分類號] R657.4 [文獻(xiàn)標(biāo)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(shù)一直被認(rèn)為是對于膽囊結(jié)石和膽囊炎等膽囊疾病的最有效的治療方法。相較于傳統(tǒng)開腹手術(shù)，腹腔鏡膽囊切除術(shù)已被證實具有安全可靠、創(chuàng)傷小、患者痛苦輕、術(shù)后恢復(fù)快、并發(fā)癥少等明顯優(yōu)點[1]。隨著近些年來影像技術(shù)和內(nèi)窺鏡技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的醫(yī)生在膽囊結(jié)石等疾病上的治療方法首選腹腔鏡手術(shù)。目前，腹腔鏡手術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)治療各個領(lǐng)域，如膽囊切除術(shù)、脾切除術(shù)、疝修補(bǔ)術(shù)、胃腸道腫瘤根治術(shù)、腎上腺腫瘤切除、闌尾切除術(shù)等。而腹腔鏡操作下的膽囊切除術(shù)相對是最成熟的一種腹腔鏡手術(shù)，目前全球累計已超百萬病例[2]。

傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)中依靠術(shù)者的解剖經(jīng)驗來進(jìn)行空間判斷，需要較多的手術(shù)積累才能達(dá)到復(fù)雜動作的一致性，使得術(shù)中縫合等復(fù)雜操作的精確度降低，還可能因缺乏立體層次而造成手術(shù)副損傷，因此外科醫(yī)生初學(xué)者要進(jìn)行長期的空間摸索定位訓(xùn)練。技術(shù)的發(fā)展使機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，有效縮短腹腔鏡手術(shù)學(xué)習(xí)時間，使傳統(tǒng)腔鏡下高難度手術(shù)變得比較容易完成。但是因成本昂貴，機(jī)器人手術(shù)設(shè)備在我國普及度不高[3]。相比之下，3D高清腹腔鏡技術(shù)既可以使新手更快適應(yīng)，縮短學(xué)習(xí)曲線，并且手術(shù)收費(fèi)與傳統(tǒng)腹腔鏡系統(tǒng)相同，從而備受關(guān)注[4]。

1 腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展歷史

1.1 腹腔鏡的應(yīng)用

腹腔鏡起初被用于進(jìn)行腹腔內(nèi)疾病的檢查，尤其對于不明原因的發(fā)熱、腹水、腹部腫塊、肝病及盆腔疾病等，作為本世紀(jì)30年代一種標(biāo)準(zhǔn)檢查方法，當(dāng)時外科醫(yī)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(lǐng)域發(fā)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(shù)的成功，才開啟了腹腔鏡在外科應(yīng)用的新紀(jì)元，并被譽(yù)為腹腔鏡膽囊切除術(shù)之父。而國內(nèi)首例腹腔鏡膽囊切除術(shù)于1991年由云南省曲靖市第二醫(yī)院院長荀祖武先生實施并報道，開創(chuàng)了我國腹腔鏡外科微創(chuàng)手術(shù)的先河。

1.2 腹腔鏡的改革

腹腔鏡應(yīng)用臨床近三十年來，已經(jīng)發(fā)生了許多改進(jìn)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(biāo)清水平的成像系統(tǒng)到高清、超高清顯像，從傳統(tǒng)的2D平面視覺到3D立體式三維視覺等。其實，在上世紀(jì)90年代初3D腹腔鏡顯像技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)。1992年，Becker等[6]使用第一代3D視頻顯像技術(shù)應(yīng)用于膽囊切除術(shù)，手術(shù)效果優(yōu)于傳統(tǒng)腹腔鏡。但是作為第一代的3D腹腔鏡系統(tǒng)在設(shè)計方面存在許多不足之處，如光源昏暗、術(shù)野顯示模糊等，第一代3D腹腔鏡系統(tǒng)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(shù)中產(chǎn)生視覺疲勞，同時限于頭戴式顯示器的數(shù)量較少，不利于手術(shù)教學(xué)和觀摩。限于當(dāng)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(yīng)用和推廣中受限，以致于后來一段時間內(nèi)相關(guān)的研究報道甚少。新一代3D腹腔鏡技術(shù)引入國內(nèi)后，在手術(shù)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(yīng)用和推廣前景良好。

1.3 3D腹腔鏡

新一代的3D腹腔鏡技術(shù)利用人眼的仿生學(xué)原理，通過兩個獨(dú)立系統(tǒng)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(tǒng)內(nèi)的橫偏和縱偏畫面，通過雙眼匯聚將左右像重疊并產(chǎn)生3D視覺效果，從而還原手術(shù)視野范圍內(nèi)空間縱深感。目前最新3D腹腔鏡結(jié)合使用1080P全高清視頻，3D效果較前更加真實[7]。其手術(shù)優(yōu)勢在于完全重現(xiàn)了三維手術(shù)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(zhǔn)確，有助于外科醫(yī)生進(jìn)行精細(xì)操作，更加符合“微創(chuàng)精準(zhǔn)”的治療理念[8]。

2 3D腹腔鏡膽囊切除術(shù)的適應(yīng)證及禁忌證

2.1適應(yīng)證

①有或無癥狀的膽囊良性疾?。ò懩叶喟l(fā)或單發(fā)息肉等）；②腹部超聲確診為膽囊炎、膽囊結(jié)石；③伴有糖尿病、高血壓或心臟病的膽囊結(jié)石患者，相關(guān)基礎(chǔ)疾病經(jīng)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(jié)石嵌頓，合并急性膽管炎、胰腺炎；③合并肝內(nèi)膽管結(jié)石；④膽囊癌或有可疑癌變等惡性疾??；⑤胃腸道疾病引起癥狀，因心肺疾病無法耐受手術(shù)。

3D腹腔鏡與傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)方式、適應(yīng)證及禁忌證基本相同，可降低手術(shù)難度，在一定程度上可擴(kuò)大手術(shù)的適應(yīng)證。

3 3D腹腔鏡與傳統(tǒng)腹腔鏡應(yīng)用對比

3.1 3D腹腔鏡優(yōu)勢

為了評價3D腹腔鏡相比傳統(tǒng)腹腔鏡對于手術(shù)操作的效果，國外學(xué)者進(jìn)行了大量的試驗及臨床研究。國外學(xué)者Von Pichler等[9]率先進(jìn)行了兩者的對比研究，結(jié)果證實3D立體可視化系統(tǒng)的使用可以縮短腹腔鏡下各項操作的訓(xùn)練時間并且顯著提高訓(xùn)練效果，使用3D腹腔鏡使手術(shù)時間縮短，術(shù)野結(jié)構(gòu)更加易于辨認(rèn)，手術(shù)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)腹腔鏡。Smith等[10]使用腔鏡模擬傳統(tǒng)外科手術(shù)四項基本醫(yī)療操作，認(rèn)為腹腔鏡系統(tǒng)可以顯著提高初學(xué)者的微創(chuàng)學(xué)習(xí)能力，且學(xué)習(xí)時間縮短。使用3D腹腔鏡技術(shù)從降低操作難度，到對于手術(shù)復(fù)雜程度的操作，有較大意義，可明顯提高手術(shù)效率，且術(shù)后恢復(fù)時間快[11-13]。國內(nèi)外臨床應(yīng)用3D腹腔鏡在泌尿外科領(lǐng)域的文獻(xiàn)研究亦有相關(guān)報道。國外學(xué)者Janetschek等[14]介紹了3D腹腔鏡在泌尿外科的應(yīng)用經(jīng)驗，認(rèn)為3D腹腔鏡在腎癌根治術(shù)等手術(shù)中的效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)開腹手術(shù)，手術(shù)創(chuàng)傷小，術(shù)中結(jié)構(gòu)清晰可辯，手術(shù)時間縮短。我國3D腹腔鏡的臨床應(yīng)用比較晚。隨著研究的不斷深入， 其已應(yīng)用于腹腔各個器官的手術(shù)中，并報道相應(yīng)的文獻(xiàn)。國內(nèi)李漢忠等[15]應(yīng)用3D技術(shù)成功完成多例腹腔鏡手術(shù)，同樣支持3D技術(shù)可降低手術(shù)操作難度、術(shù)中解剖更加精確、縫合操作相對容易、手術(shù)時間縮短、術(shù)后恢復(fù)快、住院時間縮短等優(yōu)點。

3.2 3D腹腔鏡在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)2D腹腔鏡相比較，3D腹腔鏡手術(shù)最大的變化是可以立體呈現(xiàn)腹腔臟器的解剖位置[16]。目前的3D腹腔鏡系統(tǒng)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(yī)生只需一副眼鏡就能獲得像開腹手術(shù)一樣的視野。膽囊三角區(qū)的三管結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確，操作更加便捷。在術(shù)中需要進(jìn)行淋巴結(jié)擴(kuò)大清掃時，精細(xì)組織如淋巴結(jié)、神經(jīng)等顯示完全，方便進(jìn)行立體解剖及游離，減少手術(shù)副損傷[17]。用三維可視化系統(tǒng)的最終目的是指導(dǎo)精準(zhǔn)肝膽手術(shù)，其最大的優(yōu)點是直觀性和可重復(fù)性。術(shù)前對肝內(nèi)血管樹和膽管樹的空間關(guān)系進(jìn)行精確把握，模擬比較不同手術(shù)方案的優(yōu)劣性，選擇合理化、個體化的手術(shù)方案，保證術(shù)中分離、結(jié)扎、切割、縫合等復(fù)雜操作的一致性，減小手術(shù)難度同時縮短手術(shù)時間，當(dāng)設(shè)定的分割層面涉及肝內(nèi)重要膽管或血管、有損傷危險時，可做出相應(yīng)的調(diào)整修改，同時預(yù)判實際手術(shù)中可能出現(xiàn)的復(fù)雜情況，以便及時應(yīng)對處理。通過對手術(shù)路徑的修改和優(yōu)化，最大限度地降低術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率、提高手術(shù)成功率。

3.3 3D腹腔鏡應(yīng)用前景

3D腹腔鏡設(shè)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(shè)計缺陷，因術(shù)中顯示模糊且極易導(dǎo)致術(shù)者眼睛的疲勞而沒有得到推廣。 隨著腹腔鏡成像設(shè)備的快速發(fā)展，3D腹腔鏡系統(tǒng)已經(jīng)使用全高清視頻，按照雙目成像原理，使術(shù)者有“身臨其境”的感覺，但因鏡身無法轉(zhuǎn)動，術(shù)中在顯露膽囊前后三角時，無法像傳統(tǒng)腹腔鏡那樣通過旋轉(zhuǎn)來改變手術(shù)角度，不如傳統(tǒng)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(shù)者眼睛長時間專注屏幕進(jìn)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(shù)有望解決這一問題[17]。Tanagho等[18]研究發(fā)現(xiàn)在初期開展3D腹腔鏡手術(shù)操作時術(shù)者明顯出現(xiàn)了不同程度的眼脹酸澀、頭昏等不良反應(yīng)。但3D視野導(dǎo)致術(shù)者出現(xiàn)上述不良反應(yīng)的發(fā)生率并不高于2D視野[20]。3D視野下解剖結(jié)構(gòu)放大會造成景深增加，缺乏經(jīng)驗的手術(shù)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(tǒng)腔鏡平面視覺的外科醫(yī)生，對三維立體視野下組織解剖結(jié)構(gòu)需要一個再適應(yīng)、再熟悉的實踐過程，對于視野景深增加的實質(zhì)是解剖結(jié)構(gòu)等比例放大，容易在手術(shù)操作中矯正[21]。

4 結(jié)論及展望

國內(nèi)學(xué)者呼吁緊跟國際微創(chuàng)發(fā)展，積極推進(jìn)我國 3D 腹腔鏡技術(shù)應(yīng)用[22]。目前，國內(nèi) 3D 腹腔鏡技術(shù)在泌尿外科領(lǐng)域比較集中，而在普通外科領(lǐng)域，關(guān)于3D 腹腔鏡膽囊切除術(shù)的累計報道病例較少[23，24]。目前的共識是，3D腹腔鏡的出現(xiàn)為微創(chuàng)外科帶來了新的希望 ，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)腹腔鏡的不足。隨著科學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)水平的發(fā)展，立體視覺將會逐漸取代二維圖像成為手術(shù)操作的主流。多視點裸眼3D腹腔鏡系統(tǒng)也預(yù)示著腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展即將步入新的階段。

科學(xué)技術(shù)是在不斷進(jìn)步的，每一項新技術(shù)的出現(xiàn)都會有支持與質(zhì)疑的聲音，每一項新科技的普及都會有一個適應(yīng)過程，經(jīng)過一段時間的適應(yīng)調(diào)整絕大多數(shù)人是可以適應(yīng)的。同時，經(jīng)過一段時間的臨床實踐，3D腹腔鏡的適應(yīng)證會更加明確，我們可以在最適宜的條件下最大限度發(fā)揮3D腹腔鏡的優(yōu)勢?？傊?D腹腔鏡為我們提供了術(shù)中的三維視覺，推動了腹腔鏡微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 羅云富，何兆平，沈云輝，等. 腹腔鏡膽囊切除術(shù)588例體會[J]. 中國醫(yī)藥導(dǎo)報，2008，5（16）：168-169.

[2] 邱寶安，馬元桂，崔立紅. 腹腔鏡膽囊切除復(fù)合并發(fā)癥l例[J]. 海軍總醫(yī)院學(xué)報，1998，11（2）：190-191.

[3] 黃志強(qiáng). 21世紀(jì)外科從2D到3D——從腹腔鏡到機(jī)器人[J/CD]. 中華普外科手術(shù)學(xué)雜志：電子版，2010，4（3）：226-234.

[4] Kunert W，Storz P，Kirschniak A. For 3D laparoscopy：A step toward advanced surgical navigation：how to get maximum benefit from 3D vision[J]. Surg Endosc，2013，27（2）：696-699.

[5] Buchs NC，Volonte F，Pugin F，et al. Three-dimensional laparoscopy：A step toward advanced surgical navigation[J].Surg Endosc，2013，27（7）：692-693.

[6] Becker H，Melzer A，Schurr M，et al. 3-D video techniques in endoscopic surgery[J]. Endosc Surg Allied Technol，1993，1（1）：40-46.

[7] Nahrwold DL. Three-dimensional laparoscopy：big help，big bucks，orboth[J]. J Laparoendosc Surg，1995，5（5）：333-334.

[8] 黃格元，藍(lán)傳亮，劉雪來，等. 達(dá)芬奇機(jī)器人在小兒外科手術(shù)中的應(yīng)用（附20例報告）[J]. 中國微創(chuàng)外科雜志，2010， 7（12）：1169-1170.

[9] Von Pochler C，Radermacher K，Boeckmann W，et al. Three-dimensional versus two-dimensional video endoscopy. A clinical field study in laparoscopic application[J]. Stud Health Techonl Inform，1996，29（1）：667-674.

[10] Smith R，Day A，Rockall T， et al. Advanced stereoscopic projection technology significantly improves novice performance of minimally invasive surgical skills[J]. Surg Endosc，2012， 26（6）：1522-1527.

[11] Oj W， Hagen M， Kurmann A， et al. Three- dimensional vision enhances task performance independently of the surgical method[J]. Surg Endosc，2012，26（10）：2961-2968.

[12] Kong SH，Oh BM，Yoon H，et al. Comparison of two- and threedimensional camera systems in laparoscopic performance：A novel 3D system with one camera[J]. Surg Endosc，2010， 24（5）：1132-1143.

[13] Storz P，Buess GF，Kunert W，et al. 3D HD versus 2D HD：surgical task efficiency in standardised phantom tasks[J]. Surg Endosc，2012，26（5）：1454-1460.

[14] Janetschek G，Marberger M. Laparoscopic surgery in urology[J]. Curr Opin Urol，2000，10（4）：351-357.

[15] 李漢忠，張玉石，張學(xué)斌，等. 3D腹腔鏡系統(tǒng)在泌尿外科手術(shù)中的應(yīng)用[J]. 中華泌尿外科雜志，2013，34（5）：325-328.

[16] 孟檸，梁霄，毛芝英，等. 3D高清腹腔鏡系統(tǒng)在膽囊切除手術(shù)中的應(yīng)用體會[J]. 中華消化內(nèi)鏡雜志，2014， 31（4）：216-217.

[17] 王錫山. 3D 腹腔鏡技術(shù)在微創(chuàng)外科的現(xiàn)狀與思考[J/CD]. 中華結(jié)直腸疾病電子雜志，2014，3（3）：177-179.

[18] Tanagho YS，Andriole GL，Paradis AG，et al. 2D versus 3D visualization：Impact on laparoscopic proficiency using the fundamentals of laparoscopic surgery skill set[J]. J Laparoendosc Adv Surg Tech，2012，22（9）：865-870.

[19] 李漢忠，張玉石，張學(xué)斌，等. 3D腹腔鏡系統(tǒng)在泌尿外科手術(shù)中的應(yīng)用[J]. 中華泌尿外科雜志，2013，34（5）：325-328.

[20] 黃健. 跟進(jìn)國際微創(chuàng)技術(shù)發(fā)展，積極開展3D腹腔鏡手術(shù)[J]. 中華泌尿外科雜志，2013，34（10）：725-726.

[21] 程遠(yuǎn)，蔣澤生，王康華，等. 3D腹腔鏡單孔膽囊切除手術(shù)：附2例報告[J]. 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2013，33（12）：1858-1860.

[22] 范應(yīng)方，項楠. 3D腹腔鏡膽囊切除術(shù)治療膽囊結(jié)石1例并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)[J]. 南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2013，33（12）：1856-1857.

[23] 姚健，桑曉梅，羅黔. 3D高清腹腔鏡手術(shù)的臨床應(yīng)用探討[J]. 西部醫(yī)學(xué)，2013，25（4）： 513-514.

[24] Khoshabeh R，Juang J，Talamini MA，et al. Multiview glasses-free 3-D laparoscopy[J]. IEEE Trans Biomed Eng，2012，59（10）：2859-2865.

（收稿日期：2015-07-07）