張 旋，雷俊平綜述，魏正強審校

（重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院胃腸外科，重慶400016）

3D 腹腔鏡在結(jié)直腸癌根治術(shù)中的應用進展

張 旋，雷俊平綜述，魏正強審校

（重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院胃腸外科，重慶400016）

結(jié)直腸腫瘤； 外科手術(shù)，微創(chuàng)性； 3D腹腔鏡； 綜述

結(jié)直腸癌是人類目前高發(fā)的惡性腫瘤之一，在我國惡性腫瘤中，其發(fā)病率位居第3位，死亡率位居第5位。我國結(jié)直腸癌中，75%～80%是直腸癌[1]。21世紀，外科學發(fā)展的主要方向是微創(chuàng)手術(shù)，而腹腔鏡手術(shù)是目前應用最廣泛的結(jié)直腸癌微創(chuàng)術(shù)式。腹腔鏡手術(shù)因具有切口瘢痕細微、創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少、術(shù)后恢復快及住院周期短等優(yōu)勢，被譽為外科手術(shù)的“第二次革命”。國內(nèi)腹腔鏡輔助結(jié)直腸癌根治術(shù)逐漸成為醫(yī)生和患者的首選。但傳統(tǒng)腹腔鏡系統(tǒng)，因二維成像技術(shù)缺失了足夠的立體視覺景深信息，術(shù)者只能憑借“透視投影”、“運動視差”或“遮擋效應”等個人技巧和經(jīng)驗來判斷景深及各臟器的解剖結(jié)構(gòu)[2]。因此，傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)要求術(shù)者具備嫻熟的操作技巧和豐富的經(jīng)驗，這增加了操作難度并提高了失誤發(fā)生率，給術(shù)者帶來了不可忽視的技術(shù)挑戰(zhàn)[3]。近年來，3D腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展克服了上述弊端。運用3D腹腔鏡技術(shù)，將引領(lǐng)微創(chuàng)外科進入一個完全還原肉眼感官的立體手術(shù)時代。作者查閱國內(nèi)外現(xiàn)文獻，對3D腹腔鏡技術(shù)的原理、優(yōu)勢、缺陷及在結(jié)直腸癌中的應用現(xiàn)狀和未來前景作一綜述。

2009年，詹姆斯·卡梅隆應用全新的3D技術(shù)將影片《阿凡達》獻上熒幕，讓全球領(lǐng)略了3D技術(shù)夢幻般的魅力。數(shù)月之后，Jourdan完成了世界上首例3D腹腔鏡手術(shù)[4]，即發(fā)展為了目前的第二代3D腹腔鏡技術(shù)。2012年開始，Storz、Olympus和Viking公司陸續(xù)把3D高清腹腔鏡帶進了中國并在臨床投入使用。上海瑞金醫(yī)院、北京協(xié)和醫(yī)院、武漢同濟醫(yī)院等多家醫(yī)院先后開展了3D腹腔鏡手術(shù)。截至目前，3D腹腔鏡技術(shù)已經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，其在臨床應用上是否存在優(yōu)勢仍然飽受爭議。

1 3D腹腔鏡原理

生理條件下，立體視覺的實現(xiàn)源于雙眼視差。雙眼均向感興趣的同一物體聚焦成像，大腦將雙眼圖像差異部分濾過并將相似部分匹對后產(chǎn)生視差信息；最后通過中樞神經(jīng)處理視差信息，左右眼圖像融合形成一張3D立體圖像，在大腦內(nèi)形成深度感。3D腹腔鏡立體成像原理則是模擬人雙眼視差的原理，用3D雙通道高清攝像頭采集左右圖像，由2條數(shù)字光學通路傳送到一個3D數(shù)字處理單元進行分配，并最終傳輸?shù)礁叻直媛曙@示器上，術(shù)者及助手通過佩戴輕重量的3D偏光式眼鏡進行圖像過濾，以獲得具有立體感、層次感，且深度感達到視覺放大4～5倍的三維立體圖像[5]。

2 3D腹腔鏡技術(shù)優(yōu)勢

2.1 手術(shù)視野立體感及層次感的呈現(xiàn) 傳統(tǒng)腹腔鏡的二維成像缺乏縱深感是其不可避免的缺點；而3D腹腔鏡還復了一個真實肉眼視覺中的三維立體視野，間隙的顯露具有層次感，相當于術(shù)者身臨其境進入患者體內(nèi)進行操作，從而使組織抓取、解剖、止血、縫扎、吻合等精準定位得以完美體現(xiàn)，降低了手術(shù)難度，同時可減少術(shù)中出血量及周圍神經(jīng)、組織的誤傷[4]。劉銅軍等[6]發(fā)現(xiàn)，由于3D腹腔鏡視野立體感及層次感的呈現(xiàn)，在處理乙狀結(jié)腸系膜外側(cè)葉和腸系膜下血管時，密切毗鄰的輸尿管間隙較2D視野下明顯增大，更易解剖分離，大大降低了輸尿管誤傷率。Lusch等[7]通過對參與者在2種腔鏡系統(tǒng)下一系列體外訓練任務的完成情況進行評估后發(fā)現(xiàn)，3D腹腔鏡系統(tǒng)可以降低失誤率，提高抓取、縫合等操作準確性。另外，3D在視覺上也可為術(shù)者提高景深和空間位置感，降低圖像扭曲變形程度[8]。

2.2 提升操作精準度 手術(shù)操作的精準度是衡量外科醫(yī)生手術(shù)技能的重要體現(xiàn)[9]。3D腹腔鏡技術(shù)不僅沿承了2D腹腔鏡技術(shù)微創(chuàng)、細致的特色，而且兼?zhèn)淞烁咔逦Ⅲw視覺的優(yōu)勢，提高了手術(shù)的精確性[10]。3D腹腔鏡系統(tǒng)在還原了真實三維立體手術(shù)視野和精確空間定位的同時，最大限度地提供了解剖深度和立體層次，提升了諸如低位直腸癌等疑難復雜手術(shù)的精確度。有學者認為，3D腹腔鏡的腔鏡攝像頭通過機械臂輔助固定，而機械臂的穩(wěn)定性及可調(diào)節(jié)操作性明顯優(yōu)越于2D腹腔鏡的人為扶鏡，避免了由于人為扶鏡的疲勞及晃動導致的術(shù)野不清晰，增強了操作穩(wěn)定性與手術(shù)精準性[11]。對于直腸癌患者，因其解剖位置較深，周圍組織結(jié)構(gòu)復雜，開放手術(shù)操作困難，2D腹腔鏡手術(shù)缺乏層次，精細操作難度較大。而3D腹腔鏡解決這一問題則具有明顯優(yōu)勢，從而有利于清掃密閉的盆腔，擴展直腸系膜的切除（直腸癌TME原則）。另外，在經(jīng)臍入路手術(shù)中，3D腹腔鏡更能彰顯其定位精準的優(yōu)勢，能更好地規(guī)避器械“打架”現(xiàn)象，使操作變得更方便、簡單。

2.3 提高手術(shù)性能 3D腹腔鏡技術(shù)提高手術(shù)性能主要包括縮短操作時間和增加手術(shù)安全性。3D腹腔鏡技術(shù)因還原了真實的解剖視野，保留了完整的觸覺反饋，從而大大縮短了手術(shù)操作的時間[12]。Tanagho等[10]認為，3D腹腔鏡技術(shù)提供了更高的準確性和更快的手動技巧速度，從而可縮短手術(shù)時間，并增加安全性。研究表明，三維系統(tǒng)在縮短操作時間上具有優(yōu)越性。3D腹腔鏡高清顯示器將圖像放大3～4倍后，組織及相鄰血管間的關(guān)系清晰呈現(xiàn)，術(shù)者能更快速、準確地找到正確的手術(shù)層面，從而減少誤損傷血管、神經(jīng)及輸尿管的風險，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[13]。同時，在進行淋巴結(jié)清掃時，可以良好地顯示淋巴結(jié)、筋膜、神經(jīng)等精細組織結(jié)構(gòu)，進行立體的分離和解剖，避免手術(shù)的副損傷。王洪偉等[2]發(fā)現(xiàn)，由于層次和間隙的清晰暴露，例如Toldt間隙及骶前間隙的暴露，在側(cè)方清掃時可以更好地保護血管及神經(jīng)，減少副損傷，增加了手術(shù)安全性。研究證實，術(shù)者不僅能快速掌握3D腹腔鏡的基本技能，而且縮短了操作時間，減少重復及失誤次數(shù)，并提高了手術(shù)質(zhì)量和患者安全性[14]。另文獻表明，3D可視化的優(yōu)勢，除了可以改善深度知覺、空間分辨率和提高精準度外，也可以潛在地增加療效，降低并發(fā)癥的發(fā)生率[7，15]。

2.4 縮短學習曲線 在三維成像系統(tǒng)提供的立體解剖層次下，各級血管、神經(jīng)分布走向一目了然，即使初學者學習起來也較易學會。Wagner等[16]研究表明，對初學者來說，3D腹腔鏡較2D腹腔鏡更易把控，從而能縮短學習曲線。國內(nèi)相關(guān)文獻報道，傳統(tǒng)腹腔鏡直腸癌切除術(shù)的學習曲線為20～40例[17]；而在3D腹腔鏡系統(tǒng)下的學習曲線大約是15例[18]。因此，3D腹腔鏡系統(tǒng)更適合于腔鏡手術(shù)初學者，其可以更好地幫助他們從臨床解剖過渡到實踐操作中，簡單易行的操作從感觀上能夠激發(fā)初學者的操作興趣，從而縮短了學習時間，使他們更快地適應并掌握3D腹腔鏡操作技術(shù)[19]。研究還發(fā)現(xiàn)，3D腹腔鏡的優(yōu)勢與術(shù)者操作水平無關(guān)，包括腹腔鏡手術(shù)專家及初學者在內(nèi)的所有外科醫(yī)生均能從中受益[16，20]。

2.5 增加操作環(huán)境舒適度 3D腹腔鏡的立體視野彌補了傳統(tǒng)2D腹腔鏡呈現(xiàn)在術(shù)者面前單眼視覺圖像的缺陷，從而可提供舒適的操作環(huán)境。McLachlan[4]認為，傳統(tǒng)腹腔鏡的二維成像技術(shù)，可能會出現(xiàn)35%～80%的圖像缺損，這導致術(shù)者在操作時會感到不舒適。與2D腹腔鏡比較，3D腹腔鏡手術(shù)既能明顯減少患者的手術(shù)創(chuàng)面，又能讓術(shù)者獲得多方位、多角度的視野；并且，在操作層面，其定位準確、空間分辨高等均反饋給術(shù)者良好的視覺體驗。Tanagho等[10]認為，3D可視化大大提升了易用性和掌握腹腔鏡技能的效率；且與2D可視化比較，3D可視化未產(chǎn)生更多的視覺疲勞、頭痛，或其他不良反應，反而更舒適，以及更少的精神疲勞。另外，3D的立體畫面能方便地自由切換為2D平面畫面，對于術(shù)中暫且未適應立體視野的術(shù)者來說可以隨時進行轉(zhuǎn)換。

2.6 成本費用相對便宜 與同樣具備3D功能的達芬奇機器人系統(tǒng)（DVSS）比較，3D腹腔鏡的立體視覺顯示效果無明顯差異，但其價格相對低廉，只有DVSS手術(shù)價格的1/10～1/5，且不存在額外的手術(shù)材料費，同時維護維修容易，這更符合我國目前的國情，更適合廣大醫(yī)院的普及，從而有助于3D腹腔鏡技術(shù)在結(jié)直腸癌手術(shù)中的廣泛應用。

3 3D腹腔鏡技術(shù)在結(jié)直腸癌手術(shù)中的應用現(xiàn)狀及進展

國內(nèi)3D腹腔鏡技術(shù)在臨床開展較晚，近2年來Storz、Olympus和Viking公司把3D腹腔鏡技術(shù)帶進了中國并在臨床投入運用。2013年，姚健等[21]首次應用3D腹腔鏡技術(shù)實施了胃癌根治術(shù)1例、直腸肛管癌根治術(shù)1例、闌尾切除術(shù)1例，結(jié)果表明，3D腹腔鏡手術(shù)與傳統(tǒng)2D腹腔鏡手術(shù)比較，手術(shù)時間長短及術(shù)中出血量相當，且無術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。隨后，國內(nèi)3D腹腔鏡技術(shù)在結(jié)直腸癌根治術(shù)中的應用得以逐漸發(fā)展。沈陽解放軍202醫(yī)院于2013年11月至2014年2月通過3D腹腔鏡進行腹腔鏡直腸癌根治術(shù)5例、右半結(jié)腸癌根治術(shù)4例。手術(shù)過程順利，術(shù)中均未出現(xiàn)中轉(zhuǎn)開腹、大出血及鄰近臟器損傷。其中，直腸癌根治術(shù)歷時160～210 min，右半結(jié)腸癌根治術(shù)為90～130min，術(shù)后住院時間為2～7d，平均5 d[22]。王洪偉等[2]近期實施了3例3D腹腔鏡直腸手術(shù)，3例直腸癌患者分別完成了腹部無切口經(jīng)直腸肛門拖出標本的腹腔鏡下高位直腸癌根治術(shù)、腹腔鏡下直腸癌擴大根治術(shù)（側(cè)方淋巴結(jié)清除）和腹腔鏡下腹會陰聯(lián)合直腸癌根治術(shù)；3例手術(shù)均順利完成，手術(shù)平均用時（192±28）min，術(shù)中平均失血量（13±5）mL，淋巴結(jié)平均檢出數(shù)（20±4）枚，術(shù)后平均排氣時間為（48±10）h，平均住院時間為（13±2）d；所有標本的上下切緣均為陰性，無中轉(zhuǎn)開腹發(fā)生，術(shù)后無吻合口瘺、腸梗阻等并發(fā)癥，無死亡病例。秦軍等[23]完成了9例3D腹腔鏡下直腸癌手術(shù)，分別行腹腔鏡下直腸癌根治術(shù)（Dixon）5例和Dixon加回腸造瘺術(shù)4例，9例患者術(shù)中均無中轉(zhuǎn)開腹，最后均順利完成手術(shù)；術(shù)中出血50～350 mL，手術(shù)時間140～260 min，無術(shù)后感染、腸梗阻等并發(fā)癥發(fā)生。劉銅軍等[6]運用德國KARL STORZ公司提供的3D高清設備對30例直腸癌患者進行了手術(shù)；其中，3例行Miles術(shù)式，27例行Dixon術(shù)式。結(jié)果表明，30例手術(shù)過程均順利，無中轉(zhuǎn)開腹，手術(shù)時間（59.5±13.8）min，出血量（9.7±8.4）mL（紗條均未完全浸濕透），淋巴結(jié)檢出數(shù)為19.7枚/例，平均住院時間10.4 d；27例Dixon患者未發(fā)生吻合口瘺等并發(fā)癥，1例Miles手術(shù)后出現(xiàn)會陰部切口下脂肪液化，經(jīng)局部換藥后愈合。

以上研究報道均證實了3D腹腔鏡結(jié)直腸癌手術(shù)的可行性及安全性。但由于目前國內(nèi)3D腹腔鏡技術(shù)仍在試用階段，各領(lǐng)域應用的收集病例數(shù)目較少，并且缺乏專門針對結(jié)直腸癌3D腹腔鏡手術(shù)的臨床多中心大樣本隨機對照試驗（RCT）結(jié)果的循證醫(yī)學證據(jù)。

4 3D腹腔鏡操作的缺陷及注意事項

盡管3D腹腔鏡擁有不少優(yōu)勢，但也存在其局限性：（1）3D腹腔鏡操作過程中，術(shù)者及助手必須佩戴3D眼鏡，可能存在不合尺寸的鏡片、劣質(zhì)鏡片及移動時圖像模糊不清等因素而造成視物不清或視覺疲勞，從而影響手術(shù)操作。（2）在3D腹腔鏡的操作初期，術(shù)者雙眼聚焦過程中可能會出現(xiàn)頭暈等不適，但大都可以自行緩解適應，習慣傳統(tǒng)2D腹腔鏡操作的術(shù)者需要調(diào)整適應，以免在分離、縫合過程中誤判誤傷。（3）超聲刀工作時產(chǎn)生的煙霧常使顯示器屏幕出現(xiàn)“雪花樣”的亮點，干擾了手術(shù)視野，故當頻繁使用超聲刀時，需及時打開Trocar排氣孔排氣，以保證術(shù)野的清晰。（4）3D顯示器的最佳視線是平視，顯示器與視線的仰、俯夾角大于25°時圖像聚合不佳，會出現(xiàn)重影現(xiàn)象而影響視覺效果，故術(shù)中需保持顯示屏正對術(shù)者，否則會出現(xiàn)手術(shù)視野不清晰。（5）立體影像中近物放大作用明顯，近處實物感覺貼近，遠處則很深遠，劉銅軍等[6]術(shù)中發(fā)現(xiàn)，在分離直腸與前列腺或陰道間隙時這種感覺最明顯。故助手需注意輔助器械的定位，以免影響主刀醫(yī)生的視野操作[24]。（6）3D成像系統(tǒng)是2個雙路平行攝像系統(tǒng)組成的三維立體腔鏡，其鏡身在Trocar中僅能翻轉(zhuǎn)180°，無法像傳統(tǒng)2D腹腔鏡進行360°自由旋轉(zhuǎn)來調(diào)整視野角度，因此某些部位可能出現(xiàn)“盲區(qū)”或局部需要側(cè)方或后方解剖的部位會受到一定的限制[25]。且此時，術(shù)者雙眼需專注于顯示器屏幕，稍有偏離就會影響三維效果，且長時間操作會造成視覺疲勞，但Khoshabeh等[26]報道的多視點裸眼3D腹腔鏡技術(shù)未來有望解決這一缺陷。

5 結(jié) 語

3D腹腔鏡技術(shù)的出現(xiàn)促使微創(chuàng)外科進入精準時代。由于2D成像系統(tǒng)本質(zhì)上缺乏立體景深信息，以及術(shù)中鏡頭的移動、解剖結(jié)構(gòu)的大小、離焦模糊、紋理梯度的改變等間接地影響了操作者對縱深感的準確判斷和空間位置的精確定位，從而在一定程度上限制了腹腔鏡的發(fā)展。而3D腹腔鏡系統(tǒng)能夠呈現(xiàn)腹腔鏡手術(shù)的立體感、層次感，將高難度的復雜操作趨于簡單、便捷，可使手術(shù)更精準、更安全，減少對患者的創(chuàng)傷，使術(shù)者操作更加舒適，并縮短初學者的學習曲線。目前的共識是，3D腹腔鏡這一先進技術(shù)的出現(xiàn)給微創(chuàng)外科帶來了新的方向。盡管目前仍有一些瓶頸尚未突破，但隨著3D腹腔鏡系統(tǒng)及其設備的不斷研發(fā)改進，相信這些問題均能逐漸得到改善?？梢灶A見的是，立體視覺將會成為未來微創(chuàng)外科手術(shù)操作的主流，而腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)逐漸步入3D世界是勢在必行的。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.22.021

A

1009-5519（2015）22-3422-04

2015-08-07）

張旋（1990-），男，云南昭通人，碩士研究生，主要從事胃腸外科方面的研究；E-mail：1025415085@qq.com。

魏正強（E-mail：384535713@qq.com）。