单孔腹腔镜手术的技术瓶颈分析

徐大华

(首都医科大学宣武医院普外科,北京 100053)

单孔腹腔镜手术的技术瓶颈分析

徐大华

(首都医科大学宣武医院普外科,北京 100053)

外科手术微创化是 21世纪医学发展的三大主流趋势之一。近几年来,腹壁无瘢痕(no scar)手术引起了微创外科界的关注,其代表技术为经自然腔道内镜手术(natural orifice transluminal endoscopic surgery,NOTES)和单切口腹腔镜手术(single incision laparoscopic surgery,SILS)。

1 腹壁无瘢痕手术原理

NOTES即经人体的自然腔道(如胃、直肠、阴道甚至膀胱)置入软性内镜及操作器械完成手术,从而达到腹壁完全无瘢痕、术后疼痛轻等更加美观或微创的效果。而 SILS的临床意义在于将传统腹腔镜多个体表穿刺操作孔汇集于一个操作孔道,从而减少对腹壁的创伤,减轻术后的疼痛,降低与穿刺孔相关的并发症的发生率,减少手术瘢痕,使体表更加美观。目前,SILS主要以经脐入路内镜手术(transumbilical endoscopic surgery,TUES)为代表。脐部是胎儿与母体间的自然通道,也是人体与生俱来的天然瘢痕。正如再次手术时尽量采用原手术切口的外科原则一样,脐部切口愈合后的瘢痕隐蔽,可以达到几乎无(增加)瘢痕的良好效果。

2 国际腹壁无瘢痕手术的发展趋势

2004年美国约翰·霍普金斯大学 Kalloo等[1]发表了经口、经胃置入消化道内镜,使用内镜电凝针切开胃壁,将胃镜经胃壁切口置入腹腔进行肝脏活检的动物实验报告,从而提出了 NOTES的概念。2005年美国胃肠内镜医师学会(The American Society for Gastrointestinal Endoscopy,ASGE)和美国胃肠内镜外科医师学会(Society American Gastrointestinal Endoscopic Surgeons,SAGES)在纽约召开首次会议,成立了由 14位专家组成的自然腔道手术评估与研究小组 (Natural Orifice Sugery Consortium for Assessmentand Research),其缩写正好是 NOSCAR,讨论了 NOTES手术的发展、指南及面临的问题,并归纳整理成白皮书发表[2]。2007年4月,法国斯特拉斯堡大学医院的 Marescaux等[3]完成了世界首例人体经阴道内镜胆囊切除的 NOTES。在 2007年美国 DDW会议期间,关于 NOTES技术、设备的报道越来越多,随后这一新概念逐渐受到重视。

由于 NOTES尚存在一些没有完全解决的问题,如:自然腔道损伤与腹壁软组织损伤的代价比问题,自然腔道损伤的近、远期修复问题,自然腔道的手术污染问题和软性内镜器械操作的局限性等问题。与NOTES相比,TUES却具有更多优势,相对于经自然腔道入路,TUES避免了在健康的空腔脏器上切口。与经胃、结肠、阴道、膀胱等入路相比,经脐入路途径更短、更便捷。经脐进入腹腔途径更安全、更符合医学伦理学的理念,同时避免了自然腔道切口漏及腹腔污染的问题。利用相对于 NOTES更为成熟的腹腔镜技术,克服了软性内镜过长及过多弯曲的弱点,大大降低了对软性内镜器械的依赖及操作的难度,有利于提高内镜手术器械操作的方便性与安全性。

1996年 Kala等[4]首先报道了经脐单孔腹腔镜阑尾切除术。1997年 Navarra等[5]最早报道了经脐单孔腹腔镜胆囊切除术。早期的报道中为方便手术操作,常需要经右上腹壁在腹腔内固定 2～3根牵引线悬吊胆囊,甚至使用 2 mm直径的微型器械辅助完成。2007年 5月 Podolsky等[6]完成了首例纯粹经脐单孔腹腔镜胆囊切除术。

经脐入路单孔(single port)腹腔镜手术有别于常规腹腔镜手术,由于单孔入路的限制,使用常规腹腔镜手术器械时,手术操作缺乏满意的立体感、空间感。需要使用专门设计的多通道、可变形穿刺套管,加长的、有角度、可弯曲、直径细的摄像镜头和专用器械。尽可能弥补单孔入路类似于“同轴平行 -管状视野”的缺陷,还要克服使用常规腹腔镜器械时手柄在体外“拥挤 -打架”、长度不够等问题,满足腹腔镜手术操作所需的基本角度和空间,提供手术操作的方便性和安全性。经脐单孔入路较常规腹腔镜手术就近穿刺套管的操作距离更长,因此,往往需要加长的专用腹腔镜器械。

因此,虽然 TUES是国际微创外科领域更为关注的一个新热点,其近期可行性要明显高于NOTES,但目前 TUES国外也还处于研发阶段,技术、设备也尚未定型,研制中的专用单孔腹腔镜手术器械、设备大多还未正式进入国内注册销售。

3 国内单孔腹腔镜手术的开展现状

2007年 5月朱江帆[7]开始探索经脐单孔使用软性内镜技术进行肝囊肿开窗术和阑尾切除术。随之又改进三通道单套管及双套管等经脐入路,采用直径 5mm腹腔镜和软性内镜器械完成了胆囊切除等手术操作。用腹腔镜代替软性内镜,可以很好地克服软性内镜图像方位难以控制的问题,得到与常规腹腔镜操作同样的手术视野,更适合腹腔镜外科医师的操作习惯。手术视野的光线和图像清晰度均较软性内镜有很大改善[8,9]。此后,国内其他作者也陆续报道了一些经脐单孔腹腔镜手术。经脐入路的装置有进口的多通道软性套管或医用橡胶手套临时改制的代用品等,手术器械除仍借用直线型的常规腹腔镜器械外,不少作者采用了前端可以弯曲变形的进口软性腹腔镜器械[10,11]。

回顾国内已发表或会议交流的单孔腹腔镜手术探索报告,大多不是采用整套专用设备完成的。基本采用以常规腹腔镜手术器械为主,缺乏理想的单孔腹腔镜专用手术器械,手术操作技术难度较大、手术时间较长。手术视野的暴露,操作的方便性、安全性等还不够理想。目前,使用较多的前端可有限弯曲变形的软性腹腔镜器械是已面市十余年的进口一次性常规腹腔镜器械产品,并不是根据当前经脐单孔腹腔镜手术特点而专门设计开发的新产品。因此,除使用成本较高之外,其解剖操作的精确性、力度和耐用性也会随着一次性器械前端可弯曲软性部分的自然寿命而很快降低。而且此类仅前端可弯曲的腹腔镜器械在单孔手术中,容易出现由于各器械在体外平行的手柄之间过于靠近,限制手柄的活动范围,以致影响手术操作的情况。

虽然上述各种针对单孔腹腔镜手术器械的改进探索已取得了初步的经验,但仍缺乏能够明显降低手术操作难度性、提供操作方便性、适合普及推广的、比较满意的单孔腹腔镜专用器械。因此,由于单孔腹腔镜手术器械造成的技术瓶颈,目前国内熟练开展此项技术的单位不多,对现有单孔腹腔镜手术技术有信心、感兴趣的学者尚不够普及。任何一项新技术,是否能够普及应用,在很大程度上决定着它生命力的长久与否。

4 对单孔腹腔镜手术技术瓶颈的思考与尝试

针对目前国内开展单孔腹腔镜手术的上述技术瓶颈,我们联合杭州康基医疗器械有限公司开始进行单孔腹腔镜专用硬质弯曲器械的设计、改型、配套及手术操作技术探索等工作,尚需要时间积累经验。试图根据单孔腹腔镜手术的特殊需要,跨过大家所普遍遇到的技术瓶颈,开发出一系列适合单孔腹腔镜手术的专用器械。希望以能够尽量降低手术操作的难度性,提供器械操作的方便性、器械成本的经济性为原则,为腹腔镜外科医师提供更容易上手、不需要过多特殊训练、生产成本不高而且经久耐用的相对更为理想的单孔腹腔镜手术器械。以下是我们的初步体会。

我们主要在手术器械改进方面进行了一些探索,根据上述直杆型常规硬质腹腔镜器械在单孔手术中的缺点,结合使用进口可弯曲变形软性腹腔镜器械的经验,受进口可弯曲变形软性腹腔镜器械上述优、缺点的启发。设计采用了一系列不同弯曲形状的、加长的、硬质的单孔腹腔镜手术专用器械。以胆囊切除手术为例,各种腹腔镜器械杆变直型为不规则 S型,即器械杆中段直型,而器械前端与手柄端反向弯曲,手柄可以旋转(图 1)。这些器械改型设计出发点考虑:以腹腔镜为中轴线,各器械前端分别从两侧进入手术部位,达到类似于我们已经习惯的、常规腹腔镜手术普遍遵循的“三角型”最佳操作角度;各器械体外手柄部分则分别向外方(两侧)分展开,避免器械手柄与摄像手柄之间过于拥挤、互相干扰,保证充足的手柄操作运动范围。可任意旋转的手柄实际是为了根据手术需要,随时旋转各种器械弯曲的前端,提供灵活的解剖操作方向和角度;并且通过旋转手柄,同一把弯曲器械可以分别适合左、右手操作,即方便、又经济。硬质器械能够有效保证解剖操作的力度和精密度,耐用性也优于软性器械。由于经脐单孔入路手术的限制,脐部常位于低位,形成器械由下向上的操作模式,术者持续使用“手枪把”型手柄(垂直)操作手腕容易疲劳,而改用“剪刀把”型手柄(平行)操作可能相对比较轻松。

图 1 硬质不同弯曲的器械前端

为与上述硬质弯曲器械配套使用,在经脐单孔入路套管方面进行了尝试。出于多个器械需经同一个杠杆支点进行不同方向操作的考虑,我们建议选择各种软性套管,保证各器械分别操作时互不干扰。而目前国外大多数单孔专用多通道套管需要开放法安装,操作复杂、费时、创伤较大。我们采用常规腹腔镜技术经脐部穿刺建立气腹后,经脐部单孔直接穿刺安放多个软性套管,操作简单快捷,气腹密封满意,并可以根据手术需要随时决定软性操作套管的安放数量和方位。而我们选择软性操作套管的最主要目的,是能够非常轻松自如的插入上述我们设计的硬质弯型单孔腹腔镜专用器械。

我们建议尽量采用直径细、可弯曲或有角度的高清晰摄像镜头。常用的光学腹腔镜多数采用与镜体呈大约 90°直角的导光束连接设计,加大了腹腔镜摄像头手柄部分的总体直径,占据了本已拥挤、有限的操作空间。而电子腹腔镜的一体化集成设计有效的缩小了摄像头手柄部分的直径,更多地留出了器械操作的空间。因此,我们推荐使用手柄更为细小的电子腹腔镜系统。

通过初期的单孔腹腔镜手术尝试,我们认为上述硬质弯曲器械和软性穿刺套管的配合,基本达到了我们的设计初衷,硬质弯曲器械操作感觉确实比直杆器械操作更方便,而且比软性器械更具有力度和精确性、耐用性。另外,根据不同的手术种类和部位,可能还需要进一步改进设计有针对性的各种弯曲器械。虽然脐部单孔多个软性穿刺套管安放很方便,但作为多个器械同时操作的支点,套管之间的位置是否需要固定装置用以保证器械操作的稳定性,还需要进一步积累手术经验逐步完善。我们还体会到,脐部切口越小越美观,但各穿刺套管之间的距离就越近,导致器械手柄体外活动空间越拥挤,手术操作的方便性也越差,这是个普通的道理。因此,掌握适当的套管间距也需要进行摸索。

我们体会单孔腹腔镜技术应当尽可能接近目前已被普遍采用的常规腹腔镜手术基本操作原理,尽可能顺应腹腔镜外科医师们通用的手术解剖及器械操作习惯,提供手术操作的方便性,降低手术操作的技术难度。如果能够使经脐单孔腹腔镜技术比较接近或类似于常规腹腔镜操作技术,现有的广大腹腔镜外科医师适应新器械、新技术也会相应更快,他们对单孔腹腔镜手术的兴趣和信心更大。在具有能够满足手术操作方便性的专用单孔腹腔镜器械可供普遍选择时,单孔腹腔镜手术的推广、普及应用才会更加顺畅。

1 Kalloo AN,Singh VK,Jagannath SB,et al.Flexible transgastric peritoneoscopy:a novel approach to diagnostic and therapeutic interventions in the peritonealcavity.GastrointestEndosc,2004,60(1):114-117.

2 Rattner D,Kallo A.ASGE/SAGESWorking Group on Natural Orifice transluminal endoscopic surgery.Surg Endosc,2006,20(2):329-333.

3 Marescaux J,Dallemgne B,Perretta S,etal.Surgery without scars report of transluminal cholecystectomy in a human being.Arch Surg,2007,142(9):823-826.

4 Kala Z,Hanke I,Neumann C.A modified technique in laparoscopyassisted appendectomy-a transumbilical approach through a single port.Rozhl Chir,1996,75(1):15-18.

5 Navarra G,Pozza E,Occhionorelli S,et al.One-wound laparoscopic cholecystectomy.Br JSurg,1997,84(5):695.

6 Podolsky ER,Curcillo IIPG,Rottman SJ,etal.Singleport access(SPA)surgery-initialexperienceofa novelminimal accessapproach applied across surgical specialties.Surg Endosc,2008,22(Suppl):S172.

7 朱江帆.腹壁无瘢痕手术:从NOTES到TUES.中国微创外科杂志,2007,7(9):844-846.

8 朱江帆,胡 海,马颖璋,等.经脐入路内镜手术的初步临床应用.中国微创外科杂志,2008,8(1):75-77.

9 胡 海,朱江帆,所广军,等.新型经脐入路腹腔镜胆囊切除术.腹腔镜外科杂志,2008,13(2):145-147.

10 张忠涛,韩 威,李建设,等.经脐单孔腹腔镜胆囊切除术 1例报告.腹腔镜外科杂志,2008,13(4):314.

11 张光永,胡三元,李 峰.经脐单孔腹腔镜胆囊切除术.腹腔镜外科杂志,2009,14(1):18-20.

(责任编辑:李贺琼)

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1009-6604(2010)01-0021-03

2009-12-21)

·临床论著·