微創(chuàng)技術(shù)在胃腸外科手術(shù)中已得到廣泛應(yīng)用及認可。微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了推動疾病診斷與治療進步的作用。近年來，微創(chuàng)技術(shù)相關(guān)科技創(chuàng)新層出不窮，4K超高清攝像顯示系統(tǒng)、裸眼3D技術(shù)、5G虛擬現(xiàn)實技術(shù)、腹腔鏡熒光顯影示蹤技術(shù)等視覺顯示技術(shù)的應(yīng)用，對微創(chuàng)胃腸外科的手術(shù)方式發(fā)展、技術(shù)規(guī)范與培訓等方面均起到了推動作用。筆者期待：在未來的發(fā)展道路上，我國充分發(fā)揮經(jīng)濟與科技發(fā)展迅猛的勢頭，在微創(chuàng)外科技術(shù)創(chuàng)新、診斷與治療標準上引領(lǐng)世界先進水平。
微創(chuàng)技術(shù)在胃腸外科手術(shù)中已得到廣泛應(yīng)用及認可，在淋巴結(jié)清掃、消化道重建等方面已優(yōu)于或等同于傳統(tǒng)開腹手術(shù)。究竟是手術(shù)方式還是技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)疾病的治療？疾病有發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸的內(nèi)在規(guī)律，其診斷與治療并不由技術(shù)的發(fā)展決定，但技術(shù)的發(fā)展起到了推動疾病診斷與治療進步的作用。工欲善其事，必先利其器。近年來微創(chuàng)技術(shù)相關(guān)科技創(chuàng)新層出不窮，推動著外科手術(shù)，特別是胃腸外科手術(shù)的發(fā)展。筆者就微創(chuàng)外科相關(guān)設(shè)備與技術(shù)創(chuàng)新在胃腸外科中的應(yīng)用進行闡述。
1 腹腔鏡視覺顯示已進入4K超高清時代
2004年，由好萊塢7大電影公司組成的數(shù)字電影推進聯(lián)盟(digital cinema initiative，DCI)修訂并推出了其技術(shù)文檔4.0行業(yè)標準，規(guī)定數(shù)字影院清晰度分為兩級，其中較高一級即DCI 4K(4 096×2 160分辨率，24幀/s)的信息量是高清電視的4倍以上。目前，具有4K分辨率的超高清2D腹腔鏡憑借出色的圖像細節(jié)、空間感知和色彩精確度，已能使外科醫(yī)師術(shù)中所見解剖結(jié)構(gòu)具備更佳的真實感和縱深感。已有的研究結(jié)果顯示：4K腹腔鏡系統(tǒng)在狹小空間比3D腹腔鏡系統(tǒng)更具有優(yōu)勢，其高分辨率可增強在狹小空間內(nèi)的視野縱深感，從而一定程度上補償立體視野的不足。4K系統(tǒng)在操作的失誤率方面較3D系統(tǒng)更少。2018年，4K超高清腹腔鏡已進入國內(nèi)市場，筆者作為國內(nèi)最早開展4K腹腔鏡胃腸腫瘤根治術(shù)的術(shù)者，有如下體會：在具有4 096×2 160分辨率的超精細畫面的視野下，不同組織結(jié)構(gòu)的細微差異得以體現(xiàn)，微小血管、細微神經(jīng)、平時與周圍脂肪組織難以分辨的淋巴結(jié)，在4K超高清腹腔鏡下清晰可辨，保證淋巴結(jié)清掃、神經(jīng)血管保護的精準化操作得以真正實現(xiàn)，手術(shù)層面的尋找與維持也更為確切和便利。筆者中心曾對參與手術(shù)的各級醫(yī)師就傳統(tǒng)2D高清腹腔鏡、3D腹腔鏡、4K腹腔鏡手術(shù)中的視覺感受進行主觀問卷調(diào)查，初步尚未發(fā)表的結(jié)果顯示：3種手術(shù)系統(tǒng)空間定向感、視角操控協(xié)調(diào)度、視敏度、分辨率、縱深感、顏色分辨率、操作感、與屏幕的距離、刷新頻率的評分結(jié)果比較，差異均有統(tǒng)計學意義。4K腹腔鏡系統(tǒng)在視角操控協(xié)調(diào)度、視敏度、分辨率、顏色分辨率上較2D和3D腹腔鏡更具優(yōu)勢，而空間定向感、縱深感、操作感尚不及3D腹腔鏡。這一結(jié)果與筆者的臨床實踐體會相符：4K腹腔鏡系統(tǒng)提供的顏色分辨能力、視覺細膩程度，對淋巴結(jié)辨別、細微血管和淋巴管結(jié)構(gòu)辨識均有優(yōu)勢。這一優(yōu)勢對于胃腸腫瘤的淋巴結(jié)清掃，特別是部分肥胖患者的淋巴結(jié)清掃，或者胰腺組織周圍的淋巴結(jié)清掃尤為重要。以胃癌手術(shù)為例，筆者中心在4K腹腔鏡胃癌根治術(shù)中的初步研究結(jié)果顯示：4K腹腔鏡組與3D和2D腹腔鏡組手術(shù)時間、術(shù)中出血量、術(shù)后并發(fā)癥、術(shù)后恢復情況比較，差異均無統(tǒng)計學意義。這提示4K超高清腹腔鏡應(yīng)用于胃癌根治術(shù)安全、可靠，其短期療效與3D或普通2D腹腔鏡系統(tǒng)相同。術(shù)后病理學檢查顯示：雖然4K腹腔鏡組與3D和2D腹腔鏡組清掃淋巴結(jié)數(shù)目及淋巴結(jié)陽性數(shù)目比較，差異無統(tǒng)計學意義，但4K腹腔鏡組清掃淋巴結(jié)總數(shù)最多。在胃癌手術(shù)操作中，清掃第6組淋巴結(jié)時，4K腹腔鏡對胰腺組織與淋巴組織之間的辨別更加清晰、確切，有助于避免對胰腺的誤損傷；清掃第8組淋巴結(jié)時，4K腹腔鏡可對肝總動脈表面迷走神經(jīng)分支進行充分的辨識與保護；清掃第9組淋巴結(jié)時，4K腹腔鏡更能清晰辨別胰腺上緣的Gerota筋膜，即該組淋巴結(jié)的后界，從而使該組淋巴結(jié)清掃范圍更標準。同樣，在結(jié)直腸手術(shù)中，"神圣平面"的尋找和維持過程中4K腹腔鏡下"天使發(fā)絲"樣的結(jié)構(gòu)更為清晰，不同解剖層面之間的微血管結(jié)構(gòu)更為清晰。這為指導外科醫(yī)師辨認、尋找、維持正確的解剖層面提供更加確切、客觀的視覺依據(jù)，使其更為準確、可靠地貫徹腹腔鏡下完整結(jié)腸系膜切除、全直腸系膜切除等原則。此外，上腹下神經(jīng)叢、腹下神經(jīng)、盆神經(jīng)叢和神經(jīng)血管束等容易損傷的神經(jīng)結(jié)構(gòu)在4K腹腔鏡視野下顯示更為清晰，這有助于外科醫(yī)師術(shù)中對這些神經(jīng)進行更為確切的保護。筆者認為：這可能是由于上述視覺優(yōu)勢，使4K腹腔鏡在胃腸手術(shù)的淋巴結(jié)清掃、層面尋找與維持、組織功能的保護等方面具有更高的實用價值。目前國內(nèi)市場的4K腹腔鏡系統(tǒng)仍為進口產(chǎn)品，但國內(nèi)企業(yè)的4K產(chǎn)品也已開始投入市場。然而，真正的4K系統(tǒng)應(yīng)當從圖像采集、數(shù)據(jù)處理到圖像顯示全程超高清。目前國際上更有設(shè)備制造廠商把3D結(jié)合4K的腹腔鏡作為研發(fā)目標并已付諸實施，這些熱點技術(shù)的結(jié)合值得期待。4K腹腔鏡時代已經(jīng)來臨。
2 基于3D腹腔鏡技術(shù)的裸眼3D顯像技術(shù)
第一代3D腹腔鏡系統(tǒng)于20世紀90年代應(yīng)用于臨床，但因其技術(shù)的局限性，圖像分辨率低下，使用者極易產(chǎn)生視覺疲勞和不適感，無法在微創(chuàng)手術(shù)中顯示優(yōu)勢。第二代3D腹腔鏡系統(tǒng)即目前廣泛使用的基于偏振式眼鏡呈現(xiàn)的3D顯像技術(shù)，其清晰度與刷屏率均能達到微創(chuàng)手術(shù)要求，特別能在胃腸手術(shù)中體現(xiàn)優(yōu)勢，其高清圖像結(jié)合3D腹腔鏡系統(tǒng)的縱深感，使解剖層次更清晰，手術(shù)更安全，尤其是能部分解決腹腔鏡手術(shù)中經(jīng)常困擾外科醫(yī)師的鏡子起霧問題。近年來數(shù)項薈萃分析和系統(tǒng)評價對眼鏡式3D腹腔鏡在微創(chuàng)外科手術(shù)中應(yīng)用的可行性、安全性進行了研究，并進一步確認了3D腹腔鏡在提高手術(shù)安全性、縮短手術(shù)時間等方面較傳統(tǒng)2D腹腔鏡存在優(yōu)勢。然而，外科醫(yī)師手術(shù)中佩戴的偏振式眼鏡具有光衰減作用，顯示屏幕的亮度衰減將導致圖像失真，影響對解剖結(jié)構(gòu)的精準判斷，周圍環(huán)境的亮度衰減將導致術(shù)者與屏幕外環(huán)境互動時似在不同視覺感受間切換，容易出現(xiàn)頭暈等不適。長時間佩戴眼鏡以及技術(shù)本身帶來的雙目輻輳調(diào)節(jié)沖突等原因容易導致術(shù)者視覺疲勞。此外，術(shù)者呼出的水蒸氣容易在鏡片上凝結(jié)成水霧，影響圖像的清晰度，進而影響手術(shù)的流暢程度。針對這些缺陷，基于視障光柵與柱透鏡陣列技術(shù)及人眼或人臉跟蹤技術(shù)而實現(xiàn)的免眼鏡式3D顯像技術(shù)——裸眼3D顯像系統(tǒng)應(yīng)運而生，并于2008年首次應(yīng)用于腹腔鏡手術(shù)中。盡管經(jīng)過近10年的發(fā)展及設(shè)備改進，裸眼3D技術(shù)臨床應(yīng)用的報道仍相對匱乏。國內(nèi)有報道將裸眼3D技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)口腔入路的甲狀腺切除術(shù)，并與眼鏡式3D技術(shù)進行比較，結(jié)果顯示：兩者手術(shù)相關(guān)指標及治療效果相當，裸眼3D組手術(shù)時間略短于眼鏡3D組，但差異無統(tǒng)計學意義。裸眼3D組術(shù)者眼疲勞主觀評分顯著低于眼鏡3D組。Liu等報道利用裸眼3D胸腔鏡開展包括肺癌根治術(shù)的多項復雜胸腔手術(shù)，取得滿意的手術(shù)療效。與傳統(tǒng)2D腔鏡比較，裸眼3D腔鏡在縮短下縱隔淋巴結(jié)清掃時間、提高腔鏡下血管縫合質(zhì)量等方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。此外，裸眼3D技術(shù)在縮短初學者學習曲線方面也具有一定臨床價值。筆者團隊已開展一定例數(shù)的裸眼3D腹腔鏡胃腸腫瘤根治術(shù)，初步體會是：裸眼3D顯像系統(tǒng)圖像清晰度佳，更明亮，更真實，更利于手術(shù)，特別有利于淋巴結(jié)清掃。然而，裸眼3D顯像系統(tǒng)亦有不足之處：(1)裸眼3D顯像系統(tǒng)僅使主刀醫(yī)師免于佩戴眼鏡，其他醫(yī)師觀看需要更多顯示屏，增加了設(shè)備費用。(2)受目前技術(shù)的限制，裸眼3D顯像系統(tǒng)對分辨率會產(chǎn)生一定影響，且無法通過旋轉(zhuǎn)鏡頭切面改變視角。(3)裸眼3D顯像系統(tǒng)要求鏡頭與目標間保持適當?shù)木嚯x，否則會影響成像效果，這對持鏡者提出了更高要求。
3 5G時代虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微創(chuàng)胃腸外科的應(yīng)用
2016年5月，上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院率先在國內(nèi)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)網(wǎng)絡(luò)直播了3D腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)，成為當時微創(chuàng)外科領(lǐng)域新的熱點話題之一。其優(yōu)勢在于：既往3D腹腔鏡手術(shù)直播需要3D顯示屏、3D眼鏡，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)之后，只需1部手機和1副插入式虛擬現(xiàn)實眼鏡就能實現(xiàn)。在會議現(xiàn)場戴上這副眼鏡后，就如同身處手術(shù)室中，從手術(shù)者的視角參與整個手術(shù)進程的觀摩中，具有極強的身臨其境感。然而，受當時第4代移動通信技術(shù)(the fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards，4G)無線網(wǎng)絡(luò)速度的限制，攜帶大量數(shù)據(jù)的手術(shù)室現(xiàn)場畫面及腹腔鏡手術(shù)畫面在輸送過程中不可避免地出現(xiàn)傳輸延遲、圖像不流暢等現(xiàn)象，成為當時虛擬現(xiàn)實技術(shù)在微創(chuàng)外科應(yīng)用過程中的技術(shù)瑕疵。近年來，隨著國家科技力量的不斷強大，第5代移動通信技術(shù)(the fifth generation of mobile phone mobile communication technology standards，5G)的應(yīng)用掀開了嶄新篇章。以5G這一熱點新技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)輸送的新平臺，再結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對微創(chuàng)外科手術(shù)進行直播，有望在近期獲得實踐。由于5G具有更高速率，更寬帶寬，網(wǎng)速理論上將比4G提高約10倍，只需幾秒即可下載一部高清電影，能夠滿足用戶對虛擬現(xiàn)實、超高清視頻等更高的網(wǎng)絡(luò)體驗需求。因此，隨著4K超高清腹腔鏡系統(tǒng)的應(yīng)用，結(jié)合目前最新5G技術(shù)，在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)平臺上，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)直播4K超高清腹腔鏡手術(shù)，使超高清腹腔鏡手術(shù)，通過5G速度，以虛擬現(xiàn)實手段，呈現(xiàn)在更多希望參與、觀摩、學習手術(shù)的微創(chuàng)外科醫(yī)師面前，使其獲得更高清、更流暢的沉浸式觀摩體驗。這為微創(chuàng)外科的遠程教學與培訓、學術(shù)交流等提供技術(shù)更先進、更優(yōu)質(zhì)的實踐手段，為微創(chuàng)外科的技術(shù)培訓與推廣提供更高的技術(shù)平臺與更新穎的培訓模式，真正使術(shù)者和學習者通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，身臨其境完成遠程的"沉浸式手術(shù)"和"沉浸式教學與培訓"。此外，在5G基礎(chǔ)上，未來還有望在虛擬現(xiàn)實視覺的基礎(chǔ)上，再進一步添加交互功能，使學習者、觀摩者在視覺感受的基礎(chǔ)上，更能主動獲得與手術(shù)現(xiàn)場的實時交流與互動，從而更深切、更現(xiàn)實地體會到微創(chuàng)手術(shù)的遠程培訓優(yōu)勢。
4 腹腔鏡熒光顯影示蹤技術(shù)在微創(chuàng)胃腸外科的應(yīng)用
近年來，吲哚菁綠結(jié)合腹腔鏡熒光顯影技術(shù)，使淋巴結(jié)示蹤技術(shù)更好地應(yīng)用于腹腔鏡下惡性腫瘤淋巴結(jié)清掃范圍的指引。吲哚菁綠因其獨特的理化特性，經(jīng)腫瘤旁注射后能在引流淋巴系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生顯影效果。盡管近年來有多項臨床研究證實使用吲哚菁綠在胃腸道腫瘤術(shù)中行前哨淋巴結(jié)示蹤定位技術(shù)安全、可行，且有一定臨床應(yīng)用價值，但也存在以下問題：(1)該技術(shù)對腫瘤轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)顯示無特異性，對精準化的淋巴結(jié)清掃或避免不必要的擴大淋巴結(jié)清掃意義亦有限。(2)該技術(shù)實施方法有待規(guī)范，吲哚菁綠注射部位(黏膜下或漿膜下)、注射時間(術(shù)前或術(shù)中)、注射濃度、注射劑量、淋巴結(jié)活組織病理學檢查方式尚存在較大爭議。筆者認為：術(shù)中經(jīng)腫瘤旁第4象限漿膜下層注射吲哚菁綠2.5 mg，15～30 min后前哨淋巴結(jié)開始顯影，可獲得較好顯影效果。且由于吲哚菁綠對前哨淋巴結(jié)示蹤的準確性及敏感性隨腫瘤T分期的進展逐漸下降，故其對早期腫瘤的意義可能大于進展期腫瘤。因此，如何精準判斷腫瘤T分期(CT檢查、MRI檢查、EUS檢查等)成為確定把握該技術(shù)是否應(yīng)用的關(guān)鍵。此外，吲哚菁綠因其與血漿蛋白結(jié)合的能力較強，經(jīng)靜脈注射后能在血管內(nèi)維持一定時間，因此，能較好地實時顯示組織內(nèi)灌注情況。已有大量的臨床研究結(jié)果顯示：在結(jié)直腸癌手術(shù)中使用吲哚菁綠顯影可實時反映吻合腸管的血供情況，幫助外科醫(yī)師選擇合適的吻合腸段。這一功能對腹腔鏡胃腸手術(shù)中選擇性的保留血管以及降低術(shù)后吻合口相關(guān)并發(fā)癥等熱點話題具有一定實用價值。
5 結(jié)語
百年外科手術(shù)發(fā)展史上有諸多里程碑式的進展，微創(chuàng)技術(shù)是其中之一。其改變了傳統(tǒng)手術(shù)的思維方式，最重要的是通過內(nèi)窺鏡方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)開腹或開胸手術(shù)，使外科醫(yī)師在另一個維度開發(fā)出更多手術(shù)方式。從最初的標清到現(xiàn)在的數(shù)字化超清、3D等最新內(nèi)窺鏡的技術(shù)，技術(shù)的迭代進步與快速發(fā)展使疾病的診斷與治療有了更多手段。現(xiàn)代微創(chuàng)外科發(fā)展歷程中的每一步，都建立在相關(guān)科技發(fā)展基礎(chǔ)之上。微創(chuàng)外科在我國開展30多年來，在外科應(yīng)用取得巨大發(fā)展，無論從手術(shù)技術(shù)還是設(shè)備器械的研發(fā)上，我國已經(jīng)走過了模仿、跟隨階段，到超越的階段。筆者期待：在未來的發(fā)展道路上，我國充分發(fā)揮經(jīng)濟與科技發(fā)展迅猛的勢頭，在微創(chuàng)外科技術(shù)創(chuàng)新、診斷與治療標準上引領(lǐng)世界先進水平。
作者：鄭民華 馬君俊
文章來源：中華消化外科雜志, 2019,18(5)
