微创外科技术及器械的创新发展新方向

作者：郑民华, 赵轩, 马君俊

文章来源：中华消化外科杂志, 2023, 22(1)

摘要

微创外科在外科领域的应用已经历逾30年高速发展，微创技术及器械在能量平台、成像设备等领域的持续发展不断促进腹腔镜手术向更精准、更安全进步，而腹腔镜学科本身的发展也不断反哺微创技术和器械创新。近年，微创技术及器械的创新发展与当前科技前沿更加紧密结合，在机器人化、无屏化、智能化、电动化、虚拟化等新理念方面取得创新成果。新时代的微创外科医师需时刻紧盯科技前沿，时刻思考外科与科技的结合，将先进科技应用于解决当下外科痛点，为微创外科的下一步发展注入新活力。

以腹腔镜视觉系统为平台的微创手术在外科手术中的普及与推广已经30余年，病变器官部位的切除与解剖结构的重建都在腹腔镜下完成已不是难事。随着手术技术及微创平台发展趋于成熟，微创手术已经从精准到极致，甚至极限，微创外科手术已经进入高位平台期。虽然设备与器械的革新发展非常迅猛，但其核心的本质仍是病变脏器切除与重建的安全；虽然微创已经成为外科手术主流手术方式，被术者及患者广泛接受，但目前提高微创手术率举措更多的是微创手术产业链拉动的需求，对于肿瘤患者的长期疗效已经很难单纯依靠手术技术实现突破。随着大陆政府提倡科技创新、国产替代等策略，国内外各种高科技及高性价比的微创手术设备与器械在临床上的应用得到不断提升。在微创外科的高位平台期，未来是疾病谱驱动还是技术驱动学科发展尚有待进一步观察。作为以技术为核心的学科，微创外科手术发展的唯一出路，是新技术革命与产业革命，机器人化、无人化、智能化、电动化、虚拟化等新理念与发展趋势将会引领我们前进方向。笔者结合近年来微创手术设备与器械发展的成果和趋势，对当下和未来发展作一总结与展望。

一、成像设备的创新：微创外科的新“视”界

（一）无屏化

早期腹腔镜手术使用普通摄像机及传统闭路电视，后续逐步经历高清、超高清阶段，目前4K、3D腹腔镜已成为常规手术器械，市面上也已出现6K、8K、裸眼3D腹腔镜等成像设备。但人眼的分辨率有限，成像的清晰度没有必要无休止地发展下去，而且高清晰度设备也使显示屏幕体积越来越庞大。这对于手术室的空间规划、设备摆放、术中设备位置调整等多方面产生制约。成像设备的减负、无屏化或将成为未来发展方向之一。

随着增强现实、虚拟现实技术的发展并推向市场，其应用场景也在不断拓展。增强现实设备目前在外科已有应用。如肝脏外科手术，术前通过输入详细的影像学资料，后期建模生成肝脏及病灶的3D模型，术中可通过头戴增强现实显示器定位肿瘤和供血血管，实现术前精细规划、术中精准操作的目的。虚拟现实头戴显示设备在手术中的直接应用目前仍较少，依托于专门的虚拟现实腹腔镜镜头，虚拟现实显示设备相比平面显示屏具有更加拟真的3D成像效果，且主刀医师可直接通过转动头部选择观察视角，减少以往需要扶镜手手动调整30°镜观察角度的要求，极大改善术者和扶镜手的配合程度。但目前虚拟现实设备仍存在较多问题，由于虚拟现实设备沉浸感极大增强，因此，移动镜头时极易造成术者眩晕感，且眼睛距离屏幕较近、设备相对较重，长时间佩戴和观察可能造成术者头颈疲劳、视疲劳、视力损伤等相关问题。未来如何轻量化显示设备、减轻观察者眩晕，是虚拟现实能否进一步应用的关键。

（二）整合化

依托于成像设备的进步和高新科技的加成，腹腔镜成像设备已越来越不满足于单纯的显示功能，将更加先进的功能模块与成像设备整合，是当下及未来腹腔镜成像设备的发展方向之一。目前主要的整合包括近红外荧光腹腔镜系统及基于计算机视觉和深度学习的实时术中解剖识别系统。

1.近红外荧光腹腔镜系统

近年，近红外技术与腹腔镜相整合的荧光腹腔镜系统得到应用，使以吲哚菁绿为代表的荧光显影剂得到广泛开展。传统示踪剂组织穿透性相对较差、影响注射区域的手术清晰度，而吲哚菁绿具有更好的组织穿透性及成像效果。吲哚菁绿在多个亚专科腹腔镜手术中开展，包括：胃癌淋巴引流显影，胃肠手术吻合口血供显影，肝癌手术肝段染色，胆道显影，甲状腺手术淋巴结显影等。近期已有较多高质量临床研究针对胃肠手术中吲哚菁绿的应用进行探索。研究结果显示：通过术前或术中对肿瘤周围组织内注射，结合术中的腹腔镜荧光显影技术，可清晰显示病灶引流区域内淋巴结，对于手术中淋巴结的清扫范围具有指示作用，并可有效提高手术的淋巴结获取数量及非符合率。

无论传统示踪剂还是以吲哚菁绿为代表的荧光示踪剂，其显影均循正常的淋巴或血流走向，并不具有肿瘤特异性。因此，理论上如要实现真正意义上的肿瘤精准示踪和精准切除，现有的示踪剂临床意义尚有限。目前已有学者针对肿瘤特异性标志物设计特异靶向示踪剂，并已开展相关动物体内实验，以期在腹腔镜下肿瘤特异性示踪方面取得突破性进展。另外一种加强吲哚菁绿与肿瘤特异结合能力的思路，是将肿瘤特异性结合物负载于纳米材料上，与吲哚菁绿形成稳定的聚集体，通过被动高渗透长滞留效应和主动磁靶向进入肿瘤组织。通过上述策略，可有望将示踪剂与转移淋巴结进行特异性结合，从而使其在腹腔镜胃癌淋巴结导航和清扫中更具实用价值。

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参考文献【略】

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