中国胃肠腔镜外科的技术演进
作者：苏向前, 徐凯
文章来源：中华胃肠外科杂志, 2021, 24(8)
摘 要
胃肠腔镜外科在我国经过了30年的发展历程，获得了广泛的认可和推广。近年来，胃肠微创外科新技术不断涌现，3D腹腔镜系统、4K超高清腹腔镜、近红外线荧光显影技术以及5G远程手术等科技创新成果的应用，为新时代胃肠腔镜外科发展注入新的活力，也对胃肠微创手术的进一步推广和规范化开展起到了推动作用。本文对胃肠腔镜相关新技术在胃肠外科中的应用和发展进行系统阐述，认为我国胃肠微创外科在临床应用方面已取得巨大进展，在手术技术及设备研发方面，我国已经渡过了机械模仿的时期，进入了寻求创新、注重原创的新时代；提出在这样的时代背景下，胃肠腔镜外科同道们应不忘初心，坚持以患者为中心的诊治理念，保持不断创新的思维与态度，将我国胃肠微创外科事业推向新的高度。
一、3D腹腔镜系统
20世纪90年代，具有三维成像（three dimensional imaging，3D成像）功能的腹腔镜系统开始应用于外科手术中。在临床应用初期，受当时设备和技术水平所限，3D成像分辨率低，图像质量欠佳，术者极易产生视觉疲劳和不适感，严重影响了这一技术的推广普及。随着近年来3D成像技术的不断发展和成熟，早期存在的技术缺陷逐渐被克服，其在外科手术、尤其是胃肠外科领域中的应用日渐广泛。相比同样具有3D成像功能视觉系统的机器人手术系统，3D腹腔镜系统因其较高的性价比得到了我国广大外科医生的认可，因而具有良好的推广价值和充分的市场需求。
3D腹腔镜应用于胃肠外科时的优势主要体现在以下几个方面：（1）寻找和拓展解剖层面：3D腹腔镜下，立体视觉感受能够使术者更准确地分辨解剖关系，有助于层面深浅的判断和正确层面的扩展；（2）腹腔镜下的定向性操作：3D腹腔镜下进行缝合和打结时，三维立体视野有助于更为准确快捷地完成操作，节省手术时间；实施全腹腔镜下消化道重建时，具有纵深感的图像能够提高操作精度，避免吻合器刺穿肠壁等副损伤；（3）缩短学习曲线：由于3D腹腔镜下的三维立体图像更为接近组织器官的真实视觉，即使腹腔镜下操作经验较少的医师也能够迅速适应，操作精度更高且失误更少，其学习曲线也可能更短。
多项Meta分析和系统评价的研究结果显示，相比2D腹腔镜，3D腹腔镜在提高手术安全性和缩短手术时间方面具有明显优势。但3D腹腔镜系统在设备和技术层面仍然存在诸多问题，例如，在中低位直肠手术中，3D腹腔镜系统30°镜头不能够进行视角旋转调整，因而在处理后方直肠系膜、直肠侧韧带时，难以呈现出较为理想的操作画面。
3D腹腔镜视觉系统是利用偏振式眼镜呈现出立体影像，配合其高清影像，使解剖结构更为清晰，从而提高手术安全性和精确性。然而，由于操作者佩戴的偏振式眼镜存在光衰减作用，导致屏幕图像分辨率损失，画面亮度降低，影响解剖精度；此外，长时间佩戴眼镜导致的双目辐辏调节冲突容易引发视觉疲劳。这些技术缺陷一定程度上影响了3D腹腔镜技术的推广。而基于人眼或人脸跟踪技术而研发的裸眼3D技术，则在一定程度上弥补了这些缺憾。
自2008年首次被报道应用于外科手术以来，裸眼3D腹腔镜系统经历了十余年的技术发展与改革，逐渐成为国内腹腔镜视觉平台探索和研发的新热点。目前，尽管裸眼3D腹腔镜系统仍然存在一些技术缺陷，例如现阶段技术水平下仅能使术者免于佩戴眼镜，显像系统要求镜头与目标间保持合适距离，以及对扶镜手的技术要求较高等，但该技术仍有望为3D腹腔镜系统的进一步革新提供新的思路和方向。
二、4K腹腔镜系统
近年来，腹腔镜视觉显示系统已进入超高清时代。4K显像技术应用于腹腔镜摄像显示系统，分辨率可达到4 096×2 160水平，其清晰度远高于目前广泛应用的1080 p格式显像。采用4K技术的超高清2D腹腔镜显著提高了手术医师的视野分辨率，同时增强了画面细腻程度，将更加清晰真实的手术图像呈现于屏幕，改善了操作者对术野内不同组织的辨识度和操作体验。研究结果显示，在操作空间较为狭小时，4K腹腔镜系统比3D腹腔镜系统具有明显优势，其高分辨率可在一定程度上补偿立体视野的不足。此外，利用4K系统在操作方面的失误率较3D系统更低。
参考文献【略】