近年来3D腹腔镜及4K腹腔镜等视觉平台系统的进步与应用,为腹腔镜结直肠手术的精准化治疗提供了必要的技术基础。3D腹腔镜与4K腹腔镜使层面的精确游离﹑系膜的完整解剖以及神经的精准保护成为可能,从装备工程科技发展的角度,为腹腔镜结直肠手术的安全性、肿瘤根治性提供了必要的保证。相信这些微创外科相关科技的不断创新发展,必将在今后一段时间内,对结直肠外科的技术进步,起到巨大的推动作用。
微创技术在结直肠外科手术中已得到广泛应用,并已得到认可，从淋巴清扫到消化道重建等方面已优于或等同于传统开放手术。虽然疾病的发生、发展、转归有其内在规律,疾病的诊治并不能完全由技术的发展来决定,但不可否认的是﹐技术的发展对疾病诊治的进步起到了推动作用。俗话说，工欲善其事必先利其器,近年来微创技术相关科技创新层出不穷,设备平台亦不断更新发展﹐推动着外科手术,特别是结直肠外科手术的发展。其中,3D腹腔镜及4K腹腔镜等视觉平台系统的进步与应用尤为重要，为腹腔镜结直肠手术的精准化治疗提供了必要的技术基础。本文就近年来3D和4K腹腔镜平台在结直肠外科中的应用作一阐述。
3D+4K超高清腹腔镜摄像系统组合
—、3D腹腔镜在结直肠手术中的应用优势与发展
随着三维成像(three-dimensional imaging,3D成像)技术的不断发展﹐在微创手术中的应用日趋广泛。与传统二维腹腔镜相比,3D腹腔镜可提供手术视野的三维立体感和手术操作的空间纵深感,弥补二维图像在空间定位和辨认解剖结构等方面的不足。但受早期设备和技术等客观条件的限制,上世纪90年代的3D图像分辨率低下﹐易使手术者产生视觉疲劳和不适感,当时在很大程度上影响其在临床的推广。近年来,技术的不断发展使上述缺陷获得极大改善。在欧美更为广泛应用的机器人手术系统,由于价格昂贵﹐在国内普及程度尚不高，而3D腹腔镜手术系统价格相对适中﹐且具有三维立体视野的优势﹐因而近年来在国内得到较快普及﹐获得广大外科医师的认可。
(一)3D腹腔镜在结直肠手术中的应用优势
1.结肠手术:3D的高清晰分辨率加上立体效果，除了在血管分离、淋巴清扫时,给术者带来更清晰的画面﹐更能辨清组织结构的前后层次﹐腔隙结构辨认更精确,血管壁损伤机会大大减少。不管左半结肠或右半结肠手术﹐越来越强调从Toldts间隙、Gerota间隙﹑胰前间隙﹑胰十二指肠前间隙的辨认和解剖;对于脂肪组织比较多的左右侧腹膜、结肠旁沟,准确辨认腹壁脂肪还是结肠系膜脂肪﹐以期将结肠系膜与之分开、完整切除,达到最精确的解剖学分离。然而上述间隙和各层脂肪组织原本是重叠在一起的,2D状态下要分辨间隙难度虽然较开腹有所降低,但还是需要术者具备有牢固的解剖学知识和丰富的手术经验,才能在手术中准确行走在间隙之间。而3D腹腔镜状态下,各个间隙的筋膜组织和不同脂肪结构差别显现明显，极容易辨认，发生间隙层次判断错误的几率减少，手术进程也会顺利许多。
2.直肠手术:3D高清腹腔镜手术还原了真实视觉中的三维立体手术视野﹐并具有放大作用，克服了传统腹腔镜二维视野所造成的视觉差别与不便，便于手术过程中更好的辨别解剖组织﹐使腹腔镜直肠癌根治术过程中清扫253组淋巴结﹐精细辨别自主神经更为方便,而在ISR手术或 Miles手术过程中对于肛提肌附着点的辨认更为清楚。在低位直肠癌手术过程中，普通2D腹腔镜如镜头距离过远,术者无法看清并辨别解剖关系,如镜头距离过近,则易因超声刀产生的烟雾而模糊﹐需反复擦拭镜子致手术时间延长,这一劣势在肿瘤较大的低位直肠癌病人尤其是骨盆狭窄的肥胖患者中尤为突出。3D高清腹腔镜为微创手术提供了高清的手术视野，立体的视觉效果﹐尤其改善了腹腔镜医生对深度的感知，扶镜手无需将镜头置入狭窄的盆底亦可使术者得到清晰的视野,既增加了手术的准确性,又减少了手术时间。部分3D腹腔镜的镜头为可旋转型,这对于直肠癌尤为方便。清扫肠系膜下动脉根部时可略微调整角度达到普通2D腹腔镜30°的视觉效果。游离盆底及直肠前壁时﹐普通2D腹腔镜需反转镜头方能看到部分视野﹐且此时操作点大多数位于显示屏的一个角落处,而可旋转3D腹腔镜经过适当角度上曲60° ~90°即可达到满意的视觉效果，且手术操作点一般可位于显示屏幕的中间,这一点在低位直肠癌操作过程中尤为突出。
(二)3D腹腔镜在结直肠手术中的发展现状
一项纳入6 项前瞻性研究的荟萃分析显示:3D腹腔镜缩短结直肠切除术（结直肠癌根治术）的手术时间〔-13.4min; (95% CI - 26.05min,-0.83min) ],但未明显增加淋巴结清扫数﹐也未能降低术后并发症发生率。该研究的主要缺陷在于仅纳入1项RCT研究。国内的一项单中心RCT研究则认为3D腹腔镜结直肠癌根治术在手术时间、术中出血量、淋巴结清扫数、术后住院天数等方面与2D腹腔镜相当。
3D腹腔镜应用于结肠切除术（结肠癌根治术)的研究多为回顾性研究﹐其优势包括:减少术中出血、增加D3根治术的淋巴结清扫数目、缩短腔镜下肠吻合时间等。许多国内研究亦表明3D腹腔镜结肠癌根治术较2D腹腔镜手术时间缩短、术中出血减少。同时,3D腹腔镜被认为能提高右半结肠癌根治术的CME完成率（采用N.P. West分级法),这是从标本病理学质量方面展现3D腹腔镜的优势。3D腹腔镜对于Toldts间隙、结肠后间隙﹑胰十二指肠前间隙的辨认和解剖﹐特别是肥胖患者各个间隙的筋膜组织和不同脂肪结构的差别显现,具有一定优势。一项单中心RCT研究认为3D腹腔镜能缩短直肠癌根治术的手术时间。国内的回顾性研究认为3D腹腔镜能缩短直肠癌根治术的手术时间、减少术中出血量。3D腹腔镜在直肠癌根治术中的其他优势包括:缩短侧方淋巴结清扫时间，增加淋巴结清扫数量，减少术后排尿功能障碍,加速术后恢复,减少远期性功能障碍等。有研究表明3D组患者术后标本环周切缘阳性率较2D组低,但两组间3年总生存率（OS)无统计学差异，从标本的病理学质量及患者的肿瘤学远期预后角度体现了3D腹腔镜的价值。然而，目前大多数3D腹腔镜设备中所佩戴的偏振式眼镜具有光衰减作用,显示屏亮度衰减导致图像失真,影响对解剖结构的精准判断;周围环境亮度衰减导致术者与屏幕外环境互动时将在不同视觉感受间切换,易出现头晕等不适。另外,术者呼出的水蒸汽容易在镜片上凝结成水雾﹐影响图像的清晰度﹐也影响手术的流畅程度。针对上述缺陷，基于视障光栅与柱透镜阵列技术及人眼或人脸跟踪技术而实现的免眼镜式(glasses-free)3D显像技术，即裸眼3D应运而生。笔者所在团队已开展了一定例数的裸眼3D腹腔镜结直肠肿瘤根治术，初步体会是图像清晰度佳，更明亮，更真实，更利于手术,特别是有利于淋巴的清扫。然而，裸眼3D亦有其不足之处:首先,裸眼3D仅仅使主刀医师免于佩戴眼镜，其他人如需同时使用裸眼3D,则需要更多人脸或人眼识别设备及显示屏，极大的增加了成本;受到目前技术的限制，裸眼3D对分辨率会产生一定的影响，且无法旋转镜头切面来改变视角。针对这些问题,裸眼3D腹腔镜尚有继续改进的巨大空间,但仍具有良好的发展前景。
二、4K腹腔镜在结直肠手术中的应用优势与发展
近年来,4K显像技术应用于腹腔镜摄像显示系统中，大大改善了手术视野。4K腹腔镜设备可弥补既往常规高清腹腔镜在影像描述上的不足，增强对术野细节的描述，将更加清晰真实、优于裸眼所见的手术视野呈现于大荧幕当中﹐改善了手术医师对手术视野的操作感,为腹腔镜手术技术带来了进一步发展。
(—)4K腹腔镜在结直肠手术中的应用优势
结肠手术自完整结肠系膜切除(CME)理念兴起以来﹐结肠癌手术中的解剖重点之一即对膜结构的辨别分离及对系膜的完整解剖。4K腹腔镜系统下手术视野的分辨率和细腻程度大大增加﹐因此，呈现“黄白交界”特性的膜与膜之间的交界线，可在4K显示下更为清晰;通过对膜表面微血管走向的清晰辨识,可对膜的辨认能力进一步加强,使主刀医师更加精准地进行完整系膜切除。在4K高清腹腔镜系统下,手术医师更容易辨认结肠系膜﹑胰十二指肠前筋膜等结构,手术医师可在更内而管输尿管切除术的同时,保护胰十二指肠、生殖血管﹑输尿管等重要解剖结构,降低手术风险,提高手术的安全性及肿瘤学根治性。
直肠手术在进行直肠肿瘤根治术时TME的完成度对患者的预后至关重要。在神圣平面的寻找和维持过程中,4K腹腔镜下“天使发丝”样的结构更为清晰,不同解剖层面之间的微血管结构更为清晰，因此对指导我们辨认、寻找、维持正确的解剖层面提供了更为确切客观的视觉依据，从而使腹腔镜下全直肠系膜切除原则可以得到更为准确可靠的贯彻。此外，上腹下神经丛、腹下神经、盆神经丛和神经血管柬等容易损伤的神经结构在4K视野的解剖过程中可得到更为清晰的显示﹐因此有助于术中对这些神经进行更为确切的保护。4K 腹腔镜系统相比于传统2D可更加清楚地显示狭窄盆底空间的结构，对于直肠系膜终点的位置、肛提肌裂孔﹑肛管内外括约肌间隙等解剖结构的观察更为精明，有助才能拖位直肠癌保肛手术的精准解剖。扶镜手可通过转换视角提供更好的手术视野，较3D腹腔镜在狭小空间内更具优势。由于4K视野下组织辨识度的提高,使得盆底神经的辨识更为清晰。
由于4K腹腔镜手术设备进入市场时间较短，目前相关临床随机对照研究报道极为有限。2019年Dunstan等关于4K 与3D腹腔镜在胆囊切除术中应用的单中心小宗病例RCT结果提示4K腹腔镜胆囊切除术可能较3D手术时间更短,但尚未达到统计学意义,术中术后并发症发生率、术中误操作率等两组间未见明显差异。笔者团队就4K腹腔镜结直肠手术应用中的视觉体会进行问卷调查研究,比较2D腹腔镜、3D腹腔镜及4K腹腔镜系统在手术当中的手术医师主观感受﹐结果提示结直肠癌根治术中4K腹腔镜系统与3D腹腔镜系统较传统2D腹腔镜系统均存在优势;4K腹腔镜系统可提供更好的分辨率﹑视角操作协调度﹑视敏度﹑颜色分辨率,3D腹腔镜系统可提供更好的纵深感及及术中操作感﹐均可较传统系统给手术医师带来更好的手术视野。腹腔镜视觉平台的发展，使得层面的精确游离、系膜的完整解剖以及神经的精准保护成为可能，从装备工程科技发展的角度，为腹腔镜结直肠手术的安全性、肿瘤根治性提供了必要的保证﹐从而也推动了腹腔镜结直肠肿瘤根治手术朝着精准化方向。作为新的腹腔镜手术设备平台，必然需经过一个不断成熟与发展的过程。中华医学会外科分会腹腔镜与内镜外科学组近年来在指导3D腹腔镜与4K腹腔镜应用的过程中，组织国内相关领域专家，制定了相应的指南，并保持更新,为更好的实践3D和4K腹腔镜提供了技术保证与理论基础﹐并鼓励相关临床研究的开展为3D和4K腹腔镜技术的进一步规范开展提供高级别循证医学证据。相信这些微创外科相关科技的不断创新发展﹐必将在今后一段时间内，对结直肠外科的技术进步,起到巨大的推动作用。
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