王錫山

隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，3D腹腔鏡的出現(xiàn)能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供真實(shí)的視野和高清晰的圖像，使微創(chuàng)外科進(jìn)入“精準(zhǔn)時代”。筆者就3D腹腔鏡的發(fā)展、優(yōu)勢及不足進(jìn)行了思考，希望能拋磚引玉，使讀者更加深入地認(rèn)識到3D技術(shù)在微創(chuàng)外科中的作用。

一、微創(chuàng)理念與微創(chuàng)技術(shù)

外科學(xué)歷史可以追溯到人類文明的早期，其發(fā)展則是由社會各個歷史階段的生產(chǎn)和科技發(fā)展水平所決定的。19世紀(jì)40年代之前，外科學(xué)發(fā)展很緩慢。但是，隨著麻醉、無菌術(shù)、輸血等一系列具有歷史里程碑問題的解決，外科學(xué)得到飛躍性的發(fā)展。外科學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了外科醫(yī)生理念的變化，而外科醫(yī)生理念的變化，又推動了外科學(xué)的發(fā)展及其技術(shù)的進(jìn)步，二者是相輔相成的[1]。

微創(chuàng)觀念誕生于外科學(xué)發(fā)展初期，微創(chuàng)外科本身不是一種?？?，它代表了一種外科思維方式與哲學(xué)思想，它受制于不同時代醫(yī)學(xué)技術(shù)、生物工程及電子工藝的發(fā)展水平。內(nèi)窺鏡、腹腔鏡、機(jī)器人手術(shù)等微創(chuàng)技術(shù)是微創(chuàng)外科的實(shí)質(zhì)部分，是微創(chuàng)外科理念的具體體現(xiàn)[2]。

科學(xué)的進(jìn)步首先起始于觀念的變化，技術(shù)并未從實(shí)質(zhì)上改變外科學(xué)，所以將來需要的仍然是優(yōu)秀的外科醫(yī)生，觀念上的革命將會比技術(shù)上的革命影響更為深刻。只有從理念的更新這一更高的層次上，去理解微創(chuàng)外科的內(nèi)涵與意義，才能不斷推動技術(shù)創(chuàng)新[3]?，F(xiàn)在，微創(chuàng)理念正在外科的許多領(lǐng)域推動了微創(chuàng)外科理論、技術(shù)和設(shè)備的進(jìn)步。微創(chuàng)手術(shù)既是腫瘤外科功能化、人性化治療的要求，又是腫瘤個體化治療的必然結(jié)果。正如黎介壽院士所說：“對于創(chuàng)新技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備，要用歡迎的態(tài)度看待它，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度嘗試它，用參與的態(tài)度發(fā)展它”。

二、外科的發(fā)展離不開其他學(xué)科的助力

麻醉、抗生素和輸血的出現(xiàn)使得外科手術(shù)得以飛躍性發(fā)展，隨著近代科學(xué)技術(shù)的迅速進(jìn)步，人們對醫(yī)學(xué)的認(rèn)識也隨之深入，物理學(xué)及其他學(xué)科為外科的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。其他領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)總是可以為研究和臨床實(shí)踐提供更先進(jìn)、更方便和更精密的儀器?？梢哉f，現(xiàn)代外科的發(fā)展已經(jīng)離不開其他學(xué)科的支持，其他學(xué)科和外科的關(guān)系也必將更加密切。

從腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展歷程來看，每一階段都離不開光學(xué)技術(shù)的革新，例如“冷光源”纖維照明裝置的誕生，它不僅可以為手術(shù)操作提供充分的照明，而且不會像普通光源那樣造成熱灼傷。電荷耦合器件(charge couple device,CCD)攝像系統(tǒng)的問世也是腹腔鏡和內(nèi)鏡領(lǐng)域的重大事件，CCD促使了電子內(nèi)鏡的微型化，顯像的保真度和清晰度高，能夠?qū)⒏骨荤R鏡頭的圖像傳送到監(jiān)視器上，使視野更加寬闊，圖像更加清晰，為內(nèi)鏡診斷和手術(shù)治療創(chuàng)造了良好條件。高清腹腔鏡的出現(xiàn)使手術(shù)演示、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等在更高的影像質(zhì)量下進(jìn)行，結(jié)合高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸，無論身在何處都能身臨其境地進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

三、腹腔鏡技術(shù)--消化道手術(shù)的革命

外科手術(shù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的開放手術(shù)到被譽(yù)為“第二次革命”的腹腔鏡手術(shù)的過渡，目前大多數(shù)的消化道手術(shù)均可通過腹腔鏡來完成，隨著器械、設(shè)備的不斷進(jìn)步，手術(shù)方式正從常規(guī)腹腔鏡手術(shù)向無切口以及經(jīng)自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)(NOTES)演變。腹腔鏡手術(shù)的最大優(yōu)勢在于切口小、恢復(fù)快等近期療效上，但越來越多的循證醫(yī)學(xué)結(jié)果證實(shí)開放手術(shù)和腔鏡手術(shù)在局部復(fù)發(fā)、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、長期生存等方面也沒有差異[4-6]。雖然目前的NCCN指南仍然不推薦腹腔鏡直腸癌手術(shù)，但相信隨著大樣本臨床研究的開展，腹腔鏡直腸癌手術(shù)也將逐步被認(rèn)可。

對于全腹腔鏡手術(shù)、手輔助腹腔鏡手術(shù)、達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)還是NOTES，都是一種微創(chuàng)技術(shù)，手術(shù)的原則和開放手術(shù)并無區(qū)別，需要保證腫瘤的根治性以及病人的安全性。腹腔鏡具有良好的照明及放大作用，有利于清掃和暴露，術(shù)中應(yīng)用超聲刀、電刀等能量平臺有利于精細(xì)的分離和解剖。對于低位直腸手術(shù)，腹腔鏡在盆腔等狹小空間進(jìn)行操作具有優(yōu)勢，筆者利用腹腔鏡技術(shù)實(shí)施腹部無切口經(jīng)自然腔道取標(biāo)本手術(shù)，腹部除Trocar孔之外無取標(biāo)本切口，加速了患者的康復(fù)[7-9]。

四、3D技術(shù)——從夢想到現(xiàn)實(shí)

2009年電影《阿凡達(dá)》的上映讓全球領(lǐng)略了3D技術(shù)帶來的夢幻魅力，3D技術(shù)開創(chuàng)了特效制作新紀(jì)元。目前3D技術(shù)正逐漸滲入日常生產(chǎn)生活中。在工業(yè)領(lǐng)域，3D技術(shù)應(yīng)用于數(shù)值模擬、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工業(yè)檢測以及遠(yuǎn)程機(jī)器人視覺顯示等各個方面；在建筑領(lǐng)域，3D技術(shù)給專家和工程人員展示設(shè)計(jì)、裝修、美化等各方面的信息，使他們能夠獲得細(xì)節(jié)信息，使設(shè)計(jì)臻于完美；在軍事領(lǐng)域，戰(zhàn)斗機(jī)3D頭盔指示系統(tǒng)能夠真實(shí)的展現(xiàn)戰(zhàn)場的實(shí)際情況；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D顯示技術(shù)在內(nèi)鏡圖像、影像學(xué)成像等方面的優(yōu)勢能夠給遠(yuǎn)程診斷提供高仿真的信息[10-12]。

近年來，3D技術(shù)最為突出的應(yīng)用莫過于3D打印技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”，是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。3D打印的可定制化、可降解材料、更高效的生產(chǎn)讓其在未來的醫(yī)療領(lǐng)域中擁有巨大的想象空間。對醫(yī)療界而言，3D打印技術(shù)更像是一個前所未有的造物新紀(jì)元，預(yù)示著一場醫(yī)學(xué)新革命或?qū)砼R，可以創(chuàng)造出仿真醫(yī)療模型、生物醫(yī)療器械以及更具個性化的移植器官。不過，以3D打印為代表的生物打印技術(shù)，就像20世紀(jì)末的克隆技術(shù)一樣，帶來的將是倫理學(xué)的巨大挑戰(zhàn)。

五、3D技術(shù)使微創(chuàng)外科進(jìn)入“精準(zhǔn)時代”

立體感和人類的視覺系統(tǒng)是分不開的，立體感是靈長類動物的專長，人眼平時看到的任何東西都是立體的，立體視覺的感受是來自于同一物體在左右眼不同位置的成像，物體的不同深度對人的雙眼視差角不同，通過中樞神經(jīng)處理二者的差異，就會形成立體的圖像信息，在大腦內(nèi)形成深度感。3D腹腔鏡則是模擬人眼的成像原理，通過內(nèi)置兩枚攝像頭，同時捕捉兩幅圖像，分別以水平偏振光和垂直偏振光播放，雙眼分別在左右圖像形成視差，從而構(gòu)建立體視覺。

3D腹腔鏡設(shè)計(jì)的初衷就是希望解決二維圖象在辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu)方面的不足,但早期3D腹腔鏡極易導(dǎo)致術(shù)者眼睛的疲勞，一直沒有得到推廣。隨著腹腔鏡成像設(shè)備的快速發(fā)展，目前的3D腹腔鏡系統(tǒng)收集處理圖像更加的快捷，通過特殊的視頻信號控制器使圖像快速交替無交叉地顯示出來，外科醫(yī)生只需一副眼鏡就能像開腹手術(shù)一樣獲得物體的空間縱深感覺，同時采用全高清視頻，使3D效果更加真實(shí)。筆者在實(shí)施3D腹腔鏡手術(shù)后，認(rèn)為3D腹腔鏡的最大優(yōu)勢在于還原真實(shí)的手術(shù)視野，間隙的顯露具有層次感，便于保護(hù)血管、神經(jīng)和重要的器官。成像近似于真實(shí)的術(shù)野深度，加速了腹腔鏡下縫合的過程，使初學(xué)者學(xué)習(xí)曲線縮短。在進(jìn)行淋巴結(jié)擴(kuò)大清掃時，可以良好地顯示淋巴結(jié)、脂肪、筋膜、神經(jīng)等精細(xì)的組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)行立體的解剖和游離，避免手術(shù)的副損傷。不足之處在于3D腹腔鏡按照雙目成像原理，30°的雙鏡頭不能夠像傳統(tǒng)腹腔鏡那樣通過旋轉(zhuǎn)來改變視野角度，顯示器屏幕較小，眼睛需要專注于屏幕，稍有偏離就會影響三維效果，長時間操作會帶來視覺疲勞，未來的裸眼3D技術(shù)有望解決這一問題。

總而言之，3D腹腔鏡的出現(xiàn)是腹腔鏡技術(shù)的重要革新，也是物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等其他多學(xué)科與醫(yī)學(xué)交叉融合的結(jié)果。3D腹腔鏡的優(yōu)勢在于真實(shí)手術(shù)重現(xiàn)視野，成像系統(tǒng)的不足之處還有待改進(jìn)。但可以預(yù)見，微創(chuàng)外科的發(fā)展是無止境的，未來的外科醫(yī)生不僅要具備深厚的醫(yī)學(xué)知識，還需要具備隨時接受新事物的頭腦，只有及時更新理念才能夠?qū)⑿碌尼t(yī)學(xué)技術(shù)融入臨床實(shí)踐中，從而使病人獲益。

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