李国立教授
【引用本文】李国立,郭飞龙. 腹腔镜手术器械操控原则[J]. 中国实用外科杂志,2024,44(12):1412-1416.
腹腔镜手术器械操控原则
李国立,郭飞龙
中国实用外科杂志,2024,44(12):1412-1416
外科医生在腹腔镜手术中的触觉是间接的,且受器械性能的影响,因此,对腹腔镜器械的深入了解和科学的管理对优化手术结果至关重要。腹腔镜手术提供了放大的视野,有助于精确操作,但也可能导致对手术全局观的不足,增加误伤风险。术者的操控范围受限于器械的设计和人体关节的活动范围,因此,选择合适的trocar位置和器械对减少手术“死角”至关重要。详尽地了解各种器械的使用方法,充分地认识腹腔镜手术的固有特点,才能够更好地扬长避短,尽可能地利用器械创造出的操控空间等客观条件,把技术、经验、方法等主观能力发挥得更好。
基金项目:江苏省自然科学基金青年基金项目(No. BK20241676)
作者单位:中国人民解放军东部战区总医院普通外科,江苏南京 210002
通信作者:李国立,E-mail:drguoli@163.com
影响外科手术质量的因素很多,大致可分为主观因素和客观因素两类。主观因素主要涉及外科医生自身的能力,包括知识储备、技术水平和临床经验;客观因素则包含器械质量、病人个体差异等多方面内容。自腹腔镜手术问世以来,相关技术和方法的推广一直备受关注,提升腹腔镜操作技术和能力也成为近年来学术交流的热点。许多指南和专家共识均聚焦于腹腔镜技术及操作方法的阐述[1-2]。这些内容本质上均属于外科医生的主观技能范畴。
1 触觉与腹腔镜手术
触觉是外科医生在手术中不可或缺的基本能力。外科前辈们所倡导的术中轻柔操作、适度用力以及保护所接触器官或组织不受损伤等要领,均以触觉为基础。在开放手术中,触觉基本上可以直接获取,最多仅需短期适应无菌手套的隔离。通过触摸、牵拉及推挡等动作,手术参与者可直接感受到各器官或组织的质地、弹性以及抵抗和张力强度,易于训练并积累相关经验。因此,在开放手术中,触觉的训练通常不被特别重视。 然而,在腹腔镜手术中,触觉主要通过器械间接传达。间接触觉不仅与术者本身的触觉敏感度有关,还受器械的材质、直径、长度等因素影响,甚至与接触器官的质地及位置深浅密切相关。不同材质的器械弹性各异,在接触相同器官时产生的触觉反馈不同;同一材质的器械因长度和直径的差异,间接触觉的效果也有所不同。腹腔镜手术以trocar为支点,器械在支点前后的长短比例不同,产生的弹性与抵抗也会显著变化。间接触觉的不足增加了误伤组织或器官的风险,触觉误差可能导致术者难以精确控制操作力度,从而导致误伤。直接在手术视野内操作的误伤以及为显露操作空间进行拨动、拖拽、推挡、按压等动作导致的误伤均与此相关。例如,在腹腔镜消化道重建中可能出现食管误伤、形成“假道”或误夹胃管等问题,这些均与间接触觉缺失有关[3-4]。此外,机械吻合的难度也因此增加,吻合时的压榨与钉合过程中的细节往往依赖于操作者的触觉反馈,而间接触觉可能导致操作偏差。
在腹腔镜手术中,应重视对间接触觉的补充训练。初学者应充分利用训练器材练习对不同物体的夹持、拖拽、牵拉及传递等操作,逐步掌握不同组织操作的最佳力度,适应不同器械的弹性特征,了解各类组织的触觉反馈。同时,动物实验训练亦有助于提升操作熟练度。此外,手术中应尽量使用熟悉的器械;对于新型器械,应留出充足的学习时间,全面熟悉其使用方法及固有物理特性等。手术中结合视觉观察也是弥补触觉不足的有效手段,避免在视野外进行重要操作,观察被牵拉组织或器官的紧张程度,以判断牵拉是否过度或是否存在张力,均是腹腔镜手术中的常用方法。
掌握各类器械的固有物理特性,熟悉其在处理不同组织时所产生的触觉反馈,对于腹腔镜手术中合理操作及精准用力具有重要意义,这是腹腔镜手术操控器械的关键要点之一。
2 视野与腹腔镜手术
放大视野是腹腔镜手术的显著优势。在放大视野下,术者能够清晰辨识手术野内的细微解剖结构与组织间隙,为手术操作带来诸多便利;在此条件下,器械可突破手动操作的局限,进入狭窄且更深的解剖空间。例如,在胃癌根治术中对胃左动脉的处理是开放手术中的关键步骤,需特别谨慎,而在腹腔镜操作下难度大为降低,充分体现了腹腔镜手术的优越性。然而,放大的局部视野也导致术者对整体手术视野的掌控能力下降。在开放手术中,术者有时需依赖邻近显著的解剖标志来定位分离解剖层面,这种全局观在操作中非常重要。而在腹腔镜手术中,放大视野相对弱化了术者对全局观的把握,术者在复杂间隙中可能迷失分离方向。例如,在胃癌手术中游离网膜囊及横结肠系膜前叶时,因缺乏邻近解剖标志的参照,易误入其他层面,甚至引发误损伤。 在某些解剖变异的病例中,横结肠系膜或胰包膜等可能粘连于胃后壁。腹腔镜下,若助手将胃后壁提起,结肠中动脉也可能随之上移,术者在胰腺下缘于网膜囊内向右侧分离时,可能误将其视作胃网膜右动脉而夹闭、切断。在开放手术中,术者始终能掌控幽门下方与胰腺下缘的整体解剖,不会将结肠中动脉与胃网膜右动脉混淆。局部放大的视野与整体术野的全局观之间存在不可调和的矛盾。因此,在腹腔镜手术中,术者应“扬长避短”,在充分发挥其视野优势的同时,需对其局限性有足够的认识,并在平时训练中尽量弥补这一缺陷。
3 手术者的可操控范围与“死角”
从广义上讲,腹腔镜手术中并不存在绝对的“死角”。术者与助手通过相互配合、牵拉和推挡等操作,结合病人体位的适当调整,腹腔镜视野理论上可以展现体腔内的所有解剖结构。然而在临床实践中,许多外科医生仍会提到“死角”这一概念。因此,了解“死角”形成的机制及合理利用腹腔镜的可操控范围,以尽可能减少“死角”的影响,对于腹腔镜手术操作至关重要。 腹腔镜手术主要由“器械”和“视野”两大要素构成。手术人员仅在视野监控下,方能在器械可及范围内完成操作。因此,“死角”可理解为两个部分:一是器械无法到达的区域,二是视野无法显示的区域。根据腹腔镜手术的特点,可将其操控范围划分为3类区域:(1)A级区域(易操控区域)。在此区域内,术者的站姿(站立位或坐位)及各关节均处于最舒适、灵活的状态,能够轻松完成各种操作,视野良好,器械在监控下操作顺畅,可随时应对突发情况。(2)C级区域(不可操控区域)。此区域包括术者或助手器械无法到达部位,以及镜头无法覆盖的视野盲区。(3)B级区域(难操控区域)。介于易操控和不可操控区域之间的区域。腹腔镜器械在视野引导下可到达此区域,但由于受各种客观因素影响,仅能进行简单的辅助操作(图1)。
3.1 参与手术者的站位与选定的trocar位置 当手术者的站位与trocar位置固定后,即形成“两点成一线”,腹腔镜手术的基本操作环境随之确定。以trocar为界,术者在trocar的对侧操作更加方便顺手。在该区域内,术者的上肢处于最自由的姿势,肘、腕、手指等各关节活动灵活,可随时根据需要完成多种操作。这一范围被定义为腹腔镜手术的A级区域。
在trocar与术者站位之间的区域,操控器械的难度显著增加。此时,术者的手臂需向对侧伸展,肘部离开肋下,前臂悬空,失去支撑,导致器械操控的稳定性下降。同时,器械伸入同侧后,手腕与手指需呈内屈状态才能掌握器械,这种强迫姿势使操作灵活性受到极大限制。此外,腹腔镜手术中器械的动作方向与显示屏中的反射方向相反,进一步增加了视觉差异和操作复杂性。这一范围被定义为腹腔镜手术的B级区域,术者在此区域内仅能完成简单的辅助操作,例如牵拉或遮挡。
随着操作部位逐渐远离垂直于trocar的位置并向术者本体方向延伸,逐步偏离A级区域并接近B级区域,最终到达完全无法操控的区域,即腹腔镜手术的C级区域。在C级区域内,术者的器械无法到达或视野完全受限。
因此,合理选择trocar位置对于优化术者的可操控范围及降低操作难度至关重要。调整trocar位置可直接影响可操控范围;增加trocar数量可扩展操作空间;通过“交叉换位”,术者与助手可互换操控范围,从而开辟新的手术视野。
3.2 目标器官的游离度 目标器官的游离度对腹腔镜手术操作的难易程度具有重要影响,尤其是在消化道重建过程中。若操作目标位于浅层且游离度较大,则无论其原始部位如何,都可通过牵引将其置于A级区域内进行操作。例如,在升结肠癌的右半结肠切除术中,术者可以轻松将原位于右下腹的末端回肠拉至上腹部,与横结肠进行吻合。
相反,若操作目标位于深层且相对固定,即使处于术者的A级区域内,操作难度仍然较大。例如,在全胃切除术中的食管空肠吻合术中,需将游离度较大的空肠拉至食管断端,并在助手的协助下反复调整角度,以适应食管断端开口的朝向。拟吻合段空肠的对系膜缘、吻合器前端的钉砧、钉仓与食管纵轴的走向需保持一致,方可顺利完成吻合[5]。在此过程中,若食管下段游离充分,其断端的活动度较大,游离长度越长,则更易匹配空肠的角度,操作难度相应降低;若食管下段游离不足,其断端仍处于固定状态,仅依靠器械牵引空肠以适应其角度,则操作难度显著增加。
因此,目标器官的游离度是影响腹腔镜手术难度的重要因素之一。trocar位置与目标器官游离度相互影响,目标器官的游离度越大,对trocar位置的准确性要求越低,反之亦然。一般来说,trocar位置的选择以相对固定器官的操作需求为主,游离度较大的器官可通过牵引至A级区域进行操作。
3.3 人体以上肢为主的活动范围 在开放手术中,术者的身体各关节活动度受到的限制较小,通常无需大幅旋转或扭动上肢即可通过切口直视操作完成体腔内的各类操作。一般而言,术者的腕关节及指关节的活动范围足以支持所需的精细操作。即使有部分操作需肘部悬空,术者仍可利用切口或病人的腹壁进行支撑,从而保证动作的稳定性与灵活性。
然而,腹腔镜手术将体表切口缩小为点状,在体腔内进行广泛操作时,必须依托这一点进行旋转操作。术者的上肢关节活动范围由此决定了其对器械的操控范围。若术者的上肢活动范围覆盖了手术视野,则手术操作顺利;若手术视野超出上肢活动范围的极限,则操作难度显著增加。因此,术者有时需扭转躯干以增加上肢活动范围,从而扩展可操控区域。
对于初学者而言,除了学习局部解剖、提高在放大视野下识别各解剖结构的能力外,还应进行有针对性的训练。通过练习腹腔镜手术器械的使用方法,熟悉各种器械的性能,并不断进行模拟操作训练,增强身体各关节与器械的协调性,从而提升对器械的操控能力。
3.4 器械的长度 从器械长度的角度来看,在操作过程中同样存在A、B、C 3类操控区域。腹腔镜手术所用器械相较于开放手术更为加长,但操作时通常无需将器械全程伸入体腔内。器械的加长具备重要的支撑作用,类似于杠杆原理,trocar作为稳固的支点,当其两侧器械的长度相当时,操控最为省力且舒适;若器械体腔外部分过短,则在支撑体腔内组织或器官时较为吃力,支撑力需求增加会影响手指的灵活度。全胃切除术中的消化道重建及低位直肠手术等操作难度较大,除了其他客观原因外,操作难度还与该深部位置所用器械接近或处于B级区域有关。同样地,若器械的体腔外部分过长,尽管支撑体腔内组织或器官较为省力,但体腔外部分器械的活动范围较大,术者上肢需进行大幅度活动,操作不便,且可能影响其他术者的操作。器械长度无法覆盖的部位即为C级区域。
3.5 腹腔镜手术操控范围的相关因素 在实际操作中,以上影响术者操控范围的因素彼此关联。从理论上来看,器械在体腔内的活动范围类似于以trocar为顶点的圆锥体。锥体的边缘由器械在体腔内的可达长度决定,锥体底面积则由器械以trocar为支点的旋转角度所决定。人体上肢各关节擅长向内屈曲,向外反向活动则较为受限,几乎丧失活动能力。因此,以trocar为中心的最大旋转角度是有限的,并非完整的圆形。
若将器械在体腔内的活动范围比作以trocar为顶点的不规则圆锥体,则带有缺损的部分代表术者关节无法覆盖的C级区域;接近缺损的“移行”部分为B级区域,仅能进行简单的辅助性操作;其余区域为规则部分,为最佳操作的A级区域(图2)。
因此,在腹腔镜手术中需要指、腕、肘、肩等各个关节的屈曲、旋转等活动相互配合,必要时甚至辅以躯干的扭动,以获得更大的可操控区域。平时注重体育锻炼、关节活动灵活且动作协调稳定的外科医生,在进行腹腔镜手术时会较关节活动受限者具有明显的优势。
腹腔镜手术中所使用的直线切割吻合器前端可折曲,最大折角达45°,相当于在躯体关节之外增添了一个可活动的关节,从而增加了术者在消化道重建中的操控范围和灵活性。因此,所选器械的灵活性和精密性直接影响到术者的可操控范围。由此可见,开发类似的、能够提升体腔内活动度的器械,是腹腔镜外科发展的重要方向。
在术者站位、trocar位置及器械等操作体系建立后,腹腔镜手术的可操控与不可操控区域即成为客观存在。但能否充分利用可操控区域则取决于术者的器械操控能力和手术技巧,这是影响腹腔镜手术质量的主观因素。对于初学者或操作技术尚不熟练者,即便站位、trocar位置等客观条件合理,其操作生疏仍会限制操控能力,浪费可操控区域。而技术越娴熟的外科医生越能充分利用客观条件所提供的操控区域,实现最佳效果。熟练的术者能够协调身体各关节精细控制器械,甚至将部分“死角”的边缘转化为可操控区域,从而充分发挥可操控区域的作用。
4 术者的可操控范围与实际手术所需范围
当术者站位、trocar位置和器械等操作体系建立后,腹腔镜手术的可操控区域已基本确定。在这一客观条件下,无论术者如何努力,操控空间始终存在极限。另一方面,每项手术所需的手术野亦是客观存在。例如,胆囊切除术和阑尾切除术的手术野较为局限,而胃癌D2根治术和直肠癌全系膜切除术的手术野较大。只有达到各自手术野的客观标准,才能完成规范性手术。因此,腹腔镜手术所创造的可操控区域能否完全覆盖临床所需手术野,是腹腔镜手术中的关键问题。若术者的A区域在实际手术野内覆盖更多,则手术难度降低;相反,C区域越多,手术难度越大。 在所需手术野较小的情况下,术者的可操控区域更易覆盖全部手术野,操作更为顺利。例如,对于阑尾切除和胆囊切除术,经验丰富者甚至不需使用多余的trocar即可完成。而在较大的手术中,当可操控区域无法完全覆盖手术野时,术者需通过变换站位或调整trocar位置等方式,扩大和转换可操控区域以满足手术需要。
在临床实践中,术者的可操控区域与手术野的关系经常影响手术难度。例如,在肥胖病人体腔宽大、各解剖结构间距增加的情况下,标准范围内的手术在其体腔内所需的手术野较大,而由于站位和trocar位置的限制,术者所获可操控区域固定,难以覆盖所需手术野,增加了B、C级区域。此时,可根据需要调整trocar位置或增加trocar数量以扩展可操控范围。相反,在瘦小病人中,同一标准手术所需手术野较小,术者的可操控区域相对覆盖更全面,操作更为容易。此外,某些解剖变异也会影响手术难度。例如,在上腹部手术中,若肋弓位置偏低,则会影响trocar放置,进一步限制可操控区域,增加操作难度。
从上述理论推理来看,单孔腹腔镜手术尽管可以使用多个器械同时操作,但由于每一器械在同一trocar内的可操控区域高度重叠,其覆盖的手术野有限。同时,器械在体腔外的旋转操作也容易相互干扰,影响手术操作。因此,单孔腹腔镜手术更适合手术野较小或操作不复杂的手术,而在手术范围较大或操作复杂度高的情况下,术者需克服较多困难。
5 腹腔镜手术器械的操控原则
腹腔镜手术通常由术者、助手和扶镜手三人共同完成。三人各自的站位和所用trocar位置决定了不同的可操控区域。在预定的手术范围内,三人的A级区域若能重叠在一起,即可在最舒适的姿势下完成操作,有利于手术进展。在手术范围较小时,这一目标较易实现;而在手术范围较大时,并非所有操作均能保持理想状态,对参与者的技术提出了更高要求。 5.1 双手的trocar位置 与开放手术相同,腹腔镜手术要求双手协调操作方能完成基本任务。然而,若双手的trocar位置过于接近,则体腔外的器械容易相互干扰,体腔内器械的A级区域也会重叠,覆盖的手术野受到限制;反之,若双手的trocar距离过远,则术者的上肢关节在操作中可能过度伸展,部分关节处于强直状态,灵活性受限,导致可操控的A级区域减少。
5.2 助手的重要性 术者与助手的协作是腹腔镜手术操作的核心。术者的A级区域通常位于各自trocar的对侧,以右手为例,A级区域在左侧对侧,向右操作时则接近反关节状态,A级区域受限。而术者与trocar之间的区域通常属于B或C级区域,此区域正是对侧助手的A级区域。因此,助手在腹腔镜手术中的作用较开放手术更为重要,助手不仅负责创造良好的手术视野,还可弥补术者操控区域的不足。术者与助手的可操控区域既有交叉又互为补充,二者的密切协作是手术成功的保障。
5.3 扶镜手的操作 扶镜手的职责是提供良好的手术视野,确保镜头始终处于A级区域。扶镜手应根据手术进程随时调整镜头,保持视野的合适远近和清晰度,并应对手术野各角落的突发情况。例如,若出现动脉搏动性出血,需快速调整镜头闪避,同时保证观察视野,方便术者和助手及时处理。若扶镜手位于B级区域,尽管能够维持视野,但其灵活性受限,难以及时调整镜头,突发应对能力下降。扶镜手绝不应处于C级区域,术者无法继续操作。因此,扶镜手在A级区域时,可确保术者操作的顺利进行;在B级区域时,术者不宜进行过于复杂或高风险的操作。为确保扶镜手始终处于理想位置,必要时可调整其站位或所用trocar位置。
5.4 术者的操作 术者主操作孔的器械(如超声刀、电钩等)应尽量保持在A级区域,绝不可处于C级区域。在特殊情况下若进入B级区域,术者不宜进行复杂操作。副操作孔的器械应与主操作孔器械协调配合,并保持在B级以上的区域。若局部视野需短时间放大,副操作孔器械可以进入视野外的C级区域,但在进行重要部位或复杂操作时应保持在B级以上的区域。
5.5 助手的操作 虽然助手双手的器械主要用于辅助操作,但其功能仍有主次之分。对于右利手助手而言,其右手操作的器械应始终处于更为有力的辅助位置,其作用仅次于术者副操作孔的器械,通常位于操作目标点附近,配合术者完成操作,并随时准备协助处理突发情况。左手操作的器械则主要承担次要辅助功能,通常位于视野的边缘区域,甚至可能在视野外,通过牵拉、推挡等动作持续暴露手术野,一般处于B级以下区域。
当助手的器械进入视野外的C级区域时,应避免进行大幅度的移动或调整。若需要大幅调整,应在扶镜手配合下转换视野后进行。助手双手器械的作用可以根据手术需要灵活转换,但不像术者主、副操作孔那样具有严格区分。
5.6 三人的配合 在腹腔镜手术中,术者和助手的操作孔可按术者主、副操作孔及助手右、左手操作孔(以右利手为例)依次编号为1、2、3、4号孔。各操作孔在手术中的作用及重要性基本按照此顺序递减:2~4号孔的器械辅助1号孔,3、4号孔的器械辅助1、2号孔,4号孔的器械辅助3号孔。尽管这些排序并非固定,有时会交叉变化,但一般遵循此规律。
扶镜手对手术视野的保障亦遵循此优先级:始终确保1号孔器械处于最优视野,其次为2号孔,依此类推。在手术范围较小时,减少操作孔的顺序与上述排序相反,即按4→1的顺序逐步减少(图3)。例如,简单的腹腔镜探查手术仅需扶镜手所用一个操作孔,其余孔均可省略。
三名参与者应在手术中相互配合、弥补。在确保扶镜手和主操作孔处于高级别操控区域的前提下,其他操作孔可操控区域的级别总和越高,手术操作越顺利;反之则手术难度增加。当术者的A级区域不足时,其他操作孔应提升可操控级别,以弥补术者的不足。此外,各操作孔的操控区域不能同时处于B级以下区域;若发生此情况,则需调整站位或trocar位置,重新建立更合理的操控体系。
当然,这一推理基于腹腔镜手术的客观条件,而术者与助手的操作能力亦可在一定程度上补偿操控范围的不足。
腹腔镜手术在视野与操作相分离的情况下,通过器械在胸、腹腔内进行切开、分离、止血及缝合等操作。术者基于杠杆原理,以器械旋转为基本动作,形成不同的操控区域。手术参与者应合理运用站位、trocar位置及器械等操作体系,动态调整各自的可操控区域,协同合作、相互补充,从而最大限度地使可操控区域覆盖预定的手术野。只有熟练掌握器械操控,才能充分利用器械所创造的操控空间,充分发挥技术、经验及操作方法等主观能力。
参考文献
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[1] 中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组,中国研究型医院学会机器人与腹腔镜外科专业委员会,中国抗癌协会腔镜与机器人外科分会,等.腹腔镜胃癌手术操作指南(2023版)[J].中国实用外科杂志,2023,43(4):361-370.
[2] 中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组,中国医师协会外科医师分会微创外科医师委员会.3D腹腔镜手术技术中国专家共识(2019版)[J].中国实用外科杂志,2019,39(11):1136-1141.
[3] 陈新华,李国新,张驰,等.胃癌围手术期并发症[J].中华胃肠外科杂志,2023,26(2):160-166.
[4] 韦明光,周帅,张波,等.完全腹腔镜全胃切除术多模式改良食管空肠Overlap吻合的单中心152例安全性和可行性分析[J].中华胃肠外科杂志,2022,25(5):433-439.
[5] 中华医学会外科学分会.胃肠外科手术缝合技术与缝合材料选择中国专家共识(2018版)[J].中国实用外科杂志,2019,39(1):27-33.
(2024-07-01收稿 2024-08-23修回)
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