3D与传统腹腔镜系统在胆囊切除术中的现状研究

张寰昱 刘建生

[摘要] 腹腔镜胆囊切除术具有安全可靠、创伤小、患者痛苦轻、术后恢复快、并发症少等明显优点，但现有腹腔镜下手术对外科医生技术要求较高，需要依赖术者既往经验进行纵深定位，操作精确度较差，还可能会带来手术副损伤。3D腹腔镜的出现可缩短学习曲线、减少副损伤及术后并发症、缩短手术时间、完成更加精细复杂的操作，3D腹腔镜系统预示着腹腔镜技术的发展步入新的阶段。

[关键词] 3D腹腔镜；传统腹腔镜；胆囊切除术；立体视野

[中图分类号] R657.4 [文献标识码] A [文章编号] 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

膽囊切除术一直被认为是对于胆囊结石和胆囊炎等胆囊疾病的最有效的治疗方法。相较于传统开腹手术，腹腔镜胆囊切除术已被证实具有安全可靠、创伤小、患者痛苦轻、术后恢复快、并发症少等明显优点[1]。随着近些年来影像技术和内窥镜技术的迅速发展，越来越多的医生在胆囊结石等疾病上的治疗方法首选腹腔镜手术。目前，腹腔镜手术已经广泛应用于外科手术治疗各个领域，如胆囊切除术、脾切除术、疝修补术、胃肠道肿瘤根治术、肾上腺肿瘤切除、阑尾切除术等。而腹腔镜操作下的胆囊切除术相对是最成熟的一种腹腔镜手术，目前全球累计已超百万病例[2]。

传统腹腔镜手术中依靠术者的解剖经验来进行空间判断，需要较多的手术积累才能达到复杂动作的一致性，使得术中缝合等复杂操作的精确度降低，还可能因缺乏立体层次而造成手术副损伤，因此外科医生初学者要进行长期的空间摸索定位训练。技术的发展使机器人手术操作系统应运而生，有效缩短腹腔镜手术学习时间，使传统腔镜下高难度手术变得比较容易完成。但是因成本昂贵，机器人手术设备在我国普及度不高[3]。相比之下，3D高清腹腔镜技术既可以使新手更快适应，缩短学习曲线，并且手术收费与传统腹腔镜系统相同，从而备受关注[4]。

1 腹腔镜技术的发展历史

1.1 腹腔镜的应用

腹腔镜起初被用于进行腹腔内疾病的检查，尤其对于不明原因的发热、腹水、腹部肿块、肝病及盆腔疾病等，作为本世纪30年代一种标准检查方法，当时外科医生只是使用腹腔镜取活体组织检查和局部止血，未能用于切除病变组织，所以腹腔镜在外科领域发展缓慢。直到1987年3月法国Phillipe Mouret利用腹腔镜在人体行胆囊切除术的成功，才开启了腹腔镜在外科应用的新纪元，并被誉为腹腔镜胆囊切除术之父。而国内首例腹腔镜胆囊切除术于1991年由云南省曲靖市第二医院院长荀祖武先生实施并报道，开创了我国腹腔镜外科微创手术的先河。

1.2 腹腔镜的改革

腹腔镜应用临床近三十年来，已经发生了许多改进和革新[5]，如从早期昏暗的照射光源到氙气冷光源，从早期标清水平的成像系统到高清、超高清显像，从传统的2D平面视觉到3D立体式三维视觉等。其实，在上世纪90年代初3D腹腔镜显像技术就已经出现。1992年，Becker等[6]使用第一代3D视频显像技术应用于胆囊切除术，手术效果优于传统腹腔镜。但是作为第一代的3D腹腔镜系统在设计方面存在许多不足之处，如光源昏暗、术野显示模糊等，第一代3D腹腔镜系统采用头戴式显示器[7]，体积庞大，佩戴笨重，容易使操作者在手术中产生视觉疲劳，同时限于头戴式显示器的数量较少，不利于手术教学和观摩。限于当时的科技水平上述问题还难以完全解决，致使早期的3D腹腔镜在临床应用和推广中受限，以致于后来一段时间内相关的研究报道甚少。新一代3D腹腔镜技术引入国内后，在手术清晰度、舒适性、便携性等方面较2D腹腔镜有明显提高，临床应用和推广前景良好。

1.3 3D腹腔镜

新一代的3D腹腔镜技术利用人眼的仿生学原理，通过两个独立系统采集不同视角的图像，左右两眼的视线采用无偏振眼镜模拟，操作者双眼分别接收左右镜片系统内的横偏和纵偏画面，通过双眼汇聚将左右像重叠并产生3D视觉效果，从而还原手术视野范围内空间纵深感。目前最新3D腹腔镜结合使用1080P全高清视频，3D效果较前更加真实[7]。其手术优势在于完全重现了三维手术视野，提供了明亮且真实的空间定位，触觉反馈完整，使定位更准确，有助于外科医生进行精细操作，更加符合“微创精准”的治疗理念[8]。

2 3D腹腔鏡胆囊切除术的适应证及禁忌证

2.1适应证

①有或无症状的胆囊良性疾病（包括胆囊多发或单发息肉等）；②腹部超声确诊为胆囊炎、胆囊结石；③伴有糖尿病、高血压或心脏病的胆囊结石患者，相关基础疾病经各科室会诊并控制良好者。

2.2 相对禁忌证

①穿孔性或坏疽性胆囊炎；②胆囊颈部较大结石嵌顿，合并急性胆管炎、胰腺炎；③合并肝内胆管结石；④胆囊癌或有可疑癌变等恶性疾病；⑤胃肠道疾病引起症状，因心肺疾病无法耐受手术。

3D腹腔镜与传统腹腔镜手术方式、适应证及禁忌证基本相同，可降低手术难度，在一定程度上可扩大手术的适应证。

3 3D腹腔镜与传统腹腔镜应用对比

3.1 3D腹腔镜优势

为了评价3D腹腔镜相比传统腹腔镜对于手术操作的效果，国外学者进行了大量的试验及临床研究。国外学者Von Pichler等[9]率先进行了两者的对比研究，结果证实3D立体可视化系统的使用可以缩短腹腔镜下各项操作的训练时间并且显著提高训练效果，使用3D腹腔镜使手术时间缩短，术野结构更加易于辨认，手术效果明显优于传统腹腔镜。Smith等[10]使用腔镜模拟传统外科手术四项基本医疗操作，认为腹腔镜系统可以显著提高初学者的微创学习能力，且学习时间缩短。使用3D腹腔镜技术从降低操作难度，到对于手术复杂程度的操作，有较大意义，可明显提高手术效率，且术后恢复时间快[11-13]。国内外临床应用3D腹腔镜在泌尿外科领域的文献研究亦有相关报道。国外学者Janetschek等[14]介绍了3D腹腔镜在泌尿外科的应用经验，认为3D腹腔镜在肾癌根治术等手术中的效果明显优于传统开腹手术，手术创伤小，术中结构清晰可辩，手术时间缩短。我国3D腹腔镜的临床应用比较晚。随着研究的不断深入， 其已应用于腹腔各个器官的手术中，并报道相应的文献。国内李汉忠等[15]应用3D技术成功完成多例腹腔镜手术，同样支持3D技术可降低手术操作难度、术中解剖更加精确、缝合操作相对容易、手术时间缩短、术后恢复快、住院时间缩短等优点。

3.2 3D腹腔镜在胆囊切除术中的应用

与传统2D腹腔镜相比较，3D腹腔镜手术最大的变化是可以立体呈现腹腔脏器的解剖位置[16]。目前的3D腹腔镜系统采用全高清视频，通过视频信号控制器使图像快速无交叉显示，处理图像更加快捷，外科医生只需一副眼镜就能获得像开腹手术一样的视野。胆囊三角区的三管结构及周围脏器，如肝脏、胆总管、肝动脉等解剖层次清晰可辨且明亮真实，在分离、切割胆囊三角解剖中定位更准确，操作更加便捷。在术中需要进行淋巴结扩大清扫时，精细组织如淋巴结、神经等显示完全，方便进行立体解剖及游离，减少手术副损伤[17]。用三维可视化系统的最终目的是指导精准肝胆手术，其最大的优点是直观性和可重复性。术前对肝内血管树和胆管树的空间关系进行精确把握，模拟比较不同手术方案的优劣性，选择合理化、个体化的手术方案，保证术中分离、结扎、切割、缝合等复杂操作的一致性，减小手术难度同时缩短手术时间，当设定的分割层面涉及肝内重要胆管或血管、有损伤危险时，可做出相应的调整修改，同时预判实际手术中可能出现的复杂情况，以便及时应对处理。通过对手术路径的修改和优化，最大限度地降低术中和术后并发症发生率、提高手术成功率。

3.3 3D腹腔镜应用前景

3D腹腔镜设计的初衷就是希望使二维图像更加清晰。但早期3D腹腔镜存在设计缺陷，因术中显示模糊且极易导致术者眼睛的疲劳而没有得到推广。 随着腹腔镜成像设备的快速发展，3D腹腔镜系统已经使用全高清视频，按照双目成像原理，使术者有“身临其境”的感觉，但因镜身无法转动，术中在显露胆囊前后三角时，无法像传统腹腔镜那样通过旋转来改变手术角度，不如传统腹腔镜便捷。同时显示屏较小，视野稍偏离会影响三维图像的显示效果，术者眼睛长时间专注屏幕进行操作不可避免地会带来视觉疲劳期。期冀未来的裸眼3D 技术有望解决这一问题[17]。Tanagho等[18]研究发现在初期开展3D腹腔镜手术操作时术者明显出现了不同程度的眼胀酸涩、头昏等不良反应。但3D视野导致术者出现上述不良反应的发生率并不高于2D视野[20]。3D视野下解剖结构放大会造成景深增加，缺乏经验的手术者可能会错误判断操作平面，造成分离、缝合深度过浅或过深。对于长期使用传统腔镜平面视觉的外科医生，对三维立体视野下组织解剖结构需要一个再适应、再熟悉的实践过程，对于视野景深增加的实质是解剖结构等比例放大，容易在手术操作中矫正[21]。

4 结论及展望

国内学者呼吁紧跟国际微创发展，积极推进我国 3D 腹腔镜技术应用[22]。目前，国内 3D 腹腔镜技术在泌尿外科领域比较集中，而在普通外科领域，关于3D 腹腔镜胆囊切除术的累计报道病例较少[23，24]。目前的共识是，3D腹腔镜的出现为微创外科带来了新的希望 ，弥补了传统腹腔镜的不足。随着科学技术和医学水平的发展，立体视觉将会逐渐取代二维图像成为手术操作的主流。多视点裸眼3D腹腔镜系统也预示着腹腔镜技术的发展即将步入新的阶段。

科学技术是在不断进步的，每一项新技术的出现都会有支持与质疑的声音，每一项新科技的普及都会有一个适应过程，经过一段时间的适应调整绝大多数人是可以适应的。同时，经过一段时间的临床实践，3D腹腔镜的适应证会更加明确，我们可以在最适宜的条件下最大限度发挥3D腹腔镜的优势。总之，3D腹腔镜为我们提供了术中的三维视觉，推动了腹腔镜微创技术的发展。

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（收稿日期：2015-07-07）