(七)腹腔镜设备

1.成像设备

获取腹腔镜图像的设备分为四个部分:腹腔镜镜头、光源、主机和监视器。可以使用录像机、数字光碟或视频打印机来记录手术影像。

(1)标准系统:最常用的腹腔镜镜头为0°或30°镜片(范围从0°~45°),直径尺寸从2.7~10mm。通常情况下,30°镜片提供的手术视野比0°镜片更完整,医师能够通过旋转镜片来观察血管周围结构。现在已开发出新的可偏转腹腔镜,其镜头尖端可在四个方向上达到90°的偏转[EndoEYE Deflectable-Tip Video Laparoscope(Olympus,Melville,NY)];它能为术者提供更多的视角,但要求助手的操作非常熟练。另一种全新的内镜设计是EndoCAMeleon(Karl Storz)。这套设备给医师的感觉很像传统硬性腹腔镜,但具有可变视角摆动棱镜,使外科医师能够将视角从0°改变为30°、45°、90°或120°。EndoCAMeleon的优点是它有一个标准的目镜,可以用于大多数摄像机系统。

对于标准的腹腔镜,图像通过物镜,棒状透镜(带或不带目镜)和光纤电缆进行传输。从目镜中,光学图像被放大并传输到主机和监视器上。光线通过光源线从光源传输到腹腔镜镜头的灯柱上(见Expert Consult网站图10-19A)。一些新式的腹腔镜在尖端安装了一个微型电荷耦合器件(CCD)摄像头[Endo EYE (Olympus)],它可以提高图像质量,而且不需要外接光源线,避免其妨碍其他器械的移动(见Expert Consult网站图10-19B)。

腹腔镜最大的问题是镜片起雾。为了防止腹腔镜在进入腹腔后起雾,建议先用温盐水将其预热。最有效的方法是使用专用的可以容纳腹腔镜的盐水加热盆,或者保温杯(Applied Medical Resources)。此外,还建议使用除雾液或聚维酮碘溶液擦拭尖端。如果目镜和镜头之间形成湿气,则必须拆开两个部件,并用干纱布擦拭干净;而电子腹腔镜由于是一体化的连接至主机,因而不存在这类问题。

最后一个重要的注意事项是,确保术野提前进行了白平衡校对。

腹腔镜主机系统由镜头和视频监视器组成。目前所有镜头都可以通过气体或液体消毒来避免术中可能的污染。对于标准腹腔镜,镜头是直接连接到腹腔镜末端的,并通过电缆将手术区域的视野传送到成像单元。重建后的光学信息变成影像显示在一个或两个视频监视器上。

(2)三维腹腔镜系统:三维腹腔镜系统的独特优势是为外科医师提供了深度的感觉。三维腹腔镜系统有两个透镜,从而获得双眼视觉。目前最常用的三维视觉系统是InSite Vision System(Intuitive Surgical),达芬奇机器人就是使用的该视觉系统。术者在控制台就可以轻松操控机器人手臂进而直接控制沉重的腹腔镜和高清镜头(高清镜头加摄像机就重达2.5kg),从而获得稳定的术野三维图像。目前临床上有0°和30°两种镜头。

目前临床上也有手持式3D腹腔镜系统,术者通过头戴式微型屏幕的来观察三维图像[EndoSite 3Di Digital Vision System(Viking Systems,La Jolla,CA)]或专用偏振眼镜观察三维显示器上的图像(Karl Storz)(见Expert Consult网站图10-20)。最近一些研究(Honeck et al,2012;Tanagho et al,2012;Lusch et al,2014)通过比较体外的腹腔镜操作试验,证实与二维(2D)系统相比,三维系统给外科医师更好的深度感知、空间定位和手术精细操作。

2.抓持和钝器分离器械

大多数抓钳和分离钳为5mm,3~12mm的也有,大部分都可以重复使用。抓钳有尖端单动钳(张开时仅一齿能动)或双动钳(张开时两齿均能动)两种。

抓钳和分离钳种类繁多,可根据器械头端形状、钳口形状、手柄设计和是否可用来电凝进行分类。根据头端形状分为钝头钳、尖钳、直钳、弯钳和直角钳;根据钳口形状可分为有创钳和无创钳。有齿的或无齿的无创抓钳(例如,3cm长抓齿的肠钳),可夹取柔软的组织。有创抓钳夹抓取组织比较牢固。另外,抓钳都可以安装一个可旋转的头端。临床上有一次性的和非一次性的抓钳。

根据手柄的不同设计,抓钳分为锁扣式和活动式。大多数活动式抓钳的手柄类似于剪刀形手柄;锁扣式抓钳样式较多。当需要长时间抓持组织时,齿槽式和弹簧式锁扣在操作时非常方便。除了抓持和旋转运动之外,一些新的分离钳可通过外科医师的腕部运动来控制铰链,提供更多的自由度[Real Hand(Novare Surgi-Systems Systems,Cupertino,CA);Autonomy Laparo-Angle(Cambridge Endoscopic Devices,Framingham,MA)]。这些器械在进行单孔腹腔镜(LESS)操作时很实用,因为弯曲柄产生的角度提供了进入术野所需的三角。另外,这些器械的柄也有不同的长度(如34、45或75cm),避免了LESS手术操作中手柄间的互相碰撞。

除了标准的分离器械之外,腹腔镜吸引器或电钩的钝面在分离组织时也很有用。同样,腹腔镜“花生米”或Kittner(即5mm和10mm尖端纱布的一次性剥离器)也非常实用。这些剥离器可以在脂肪组织区域中旋转或左右、上下移动,剥离如肾门或肾上腺等重要结构周围的脂肪。此外,由于Kittner的柄和尖端都不会导电,该类器械可用于挑起整块组织(例如,肾周脂肪),从而将其安全快速地分离操作。

水刀,例如Helix Hydro-Jet(ERBE Elektromedizin,Tübingen,Germany),可使用薄层的高压水流切割组织获取解剖层面。其产生的250至350psi的压力能够解剖软组织,同时不会损伤血管和神经(Shekarriz et al,2004)。术者通过脚踏板控制,可产生5mm的水刀。该装置可应用于肾部分切除术中的实质横断或腹膜后淋巴结清扫术中的神经保留操作(Basting et al,2000;Shekarriz et al,2004)。然而,由于其造成的腹部中的液体堆积、组织膨胀和液体回溅到镜头上等问题,这种器械尚未得到广泛应用。

3.切割和止血的器械

在腹腔镜手术中,用于切割组织的器械有腹腔镜剪刀、手术刀、电刀、超声刀和激光(CO2,Nd:YAG,KTP)。电刀或激光切割的原理是通过加热细胞、气体压力的增大导致细胞爆炸。相反,超声刀切割则相当于是使用一个相对锋利的刀片,在100μm的距离内以25~55k Hz的频率振动。

单极、双极电刀及其他器械可用于止血。止血的基本机制在各种止血方式中都是相似的,血管被变性的蛋白封闭;然而,蛋白质变性的机制在每种方式中是不同的。电刀和激光分别用电和激光达到非常高的温度,加热组织来使蛋白质变性。相反,超声刀通过机械能产生高频振动的超声波(25~55k Hz)来使蛋白质变性。

(1)锐性剥离器:腹腔镜剪刀有可更换式和永久式。腹腔镜剪刀的刀片比开放式手术刀片短。不同的情况应选用不同刀头的剪刀,钩形刀用来剪切缝线,显微手术剪可在肾盂成形术期间裁剪输尿管,弯剪可以用来分离组织。腹腔镜剪刀有的是永久性的,有的是可更换的;一次性的剪刀可以确保刀锋锋利。另外,有些剪刀的柄可以旋转,并且在可更换的剪刀中,有些可以旋转到90°。临床上有腹腔镜专用的手术刀。

(2)单极电刀设备:切开组织的电刀在以下不同情况中可使用多种不同的刀头:针电极(Corson型)可精细切割用于切开腹膜,刮刀用于钝性分离和切割,钩形(“J”和“L”形)可在剪开组织前分离血管等精细结构。刀尖越细,电流密度越高,切割力越强。

与所有绝缘器械一样,在单极电刀手术中必须警惕局部或远处的传导热损伤。因此,切勿在手术视野之外使用电刀。使用前应仔细检查电刀器械的绝缘层有无损坏。在电刀与所切割组织直接接触之前,不能通电。

为了避免使用单极电刀时漏电,术者可以将单极电流与电极监测设备(Encision,Boulder,CO)连接。这种设备可以同步反馈监测电刀的使用;因此,任何绝缘层的损坏都必须断开电流、停用设备。

对于单极电刀的凝血,临床上有滚珠电极(Salient Surgical Technologies,Dover,NH),这是一种使用盐水冷却的高频表面进行止血的器械,用滚珠在组织表面进行滚动可以通过有效收缩创面的胶原蛋白来凝固组织,达到止血和封闭其他液体漏出。同时利用盐水冷却使组织温度保持在100℃以下,从而组织被凝固形成焦痂。实践证实,在肾部分切除术后肾实质创面止血时,滚珠电极效果优于止血药物和纱布(Stern et al,2004;Urena et al,2004)。

(3)双极电刀:腹腔镜手术术者也可以用双极电刀,能耗比单极电刀小,损伤周围组织的可能性也更低。由于电流只在钳口间通过,避免了单极电刀电容耦合的潜在问题,而且双极电刀电凝损伤范围更小,其范围是1~6mm,而单极电刀的电凝损伤范围是5~7mm(Landman et al,2003a)。

LigaSure血管闭合器(Covidien)是临床上可用的双极电刀之一(见Expert Consult网站图10-21)。它有一个5或10mm的抓钳-分离钳,连接到双极射频发生器。当器械夹住血管后,通过反馈系统,产生最合适的电流将血管闭塞。由于其高电流/低电压输出特性,被夹住的血管迅速变性,并被变性的蛋白质封闭,而周围组织的热损伤很小(1~3mm)(Landman et al,2003a)。另外,在肾部分切除术中使用该器械并不会影响病理医师判断手术切缘(Phillips et al,2008)。当血管封闭之后,根据设备指示信号,术者再用触发式刀片将血管切断。该器械可以有效闭合7mm以下的血管(Carbonell et al,2003;Landman et al,2003a)。然而,建议只对密封结构使用一次LigaSure闭合,因为多次电凝操作可能会降低密封性(Truong et al,2008)。

另一种同时止血和切割的器械是EnSeal PTC(Ethicon)。这是一个5mm的仪器,也可以进行抓持和分离操作。构成电极的温度敏感聚合物有助于避免漏电。该装置配备工字型的刀片,当刀片前进通过组织时,该刀片同时拉动器械的钳口。因此,术者可以通过挤压手柄的速度来控制切割速度。该装置可用来封闭直径达7mm的血管,但有研究发现耗时比LigaSure血管闭合器(Covidien)更长(Lamberton et al,2008)。

(4)激光器械:激光是腹腔镜手术中的常用设备。CO2激光器配合上刚性手柄和尖端,用于切割或汽化表面创口。相比之下,可弯曲的400和600μm的KTP纤维,用于非接触式切割和电灼。可弯曲的Nd:YAG激光光束可用于非接触式电切和电灼。可弯曲的钬激光纤维用于接触式电切。现代泌尿外科腹腔镜手术中激光常被电刀器械取代,并不常用。而妇科常使用CO2激光治疗子宫内膜异位症。

(5)超声器械:超声技术(Harmonic scalpel,Ethicon;and Sonicbeat,Olympus,Center Valley,PA)是腹腔镜下切割和止血的另一选择。当术中在脆弱组织周围操作时或在植入型心脏起搏器、心律转复除颤器的患者身上操作时,它可以很好地替代单极电刀(Gossot et al,1999;Strate et al,1999)。超声器械中利用压电晶体系统,将电能转化为刀头的机械振动(Suzuki et al,1995;Takeda et al,1997;Gossot et al,1999)使与之接触的组织细胞内水汽化、蛋白质氢键断裂、细胞崩解重新融合,再将融合后的组织切开(Strate et al,1999)。超声刀有几个优势:首先,超声刀切割部位组织低于80℃而不存在局部热损伤和焦痂形成的风险,从而又可以降低术后粘连率(Amaral and Chrotstek,1997)。其次,超声刀对目标组织的穿透深度不超过1mm,因此横向热扩散和组织损伤的可能性小(Landman et al,2003a)。超声刀还可以最大限度地减少烟雾,从而提高手术视野的可见度。此外,与单极电刀相比,超声刀避免了电容效应、器械中的绝缘层破损和直接偶联导致的远处组织损伤等问题。最后,与双极电刀一样,在肾部分切除术中,超声刀的使用并不会影响病理医师判断手术切缘(Phillips et al,2008)。

超声刀的缺点包括封闭血管慢(Lamberton et al,2008)以及金属部分在使用期间温度很高(通常超过200℃,双极电刀在100℃以下),需要避免术中直接接触到手术区域周围的肠管。实际上,超声刀在工作发热后冷却到“安全”温度需要的时间(通常长达45s)大约是LigaSure血管闭合器(Covidien)的2倍(Kim et al,2008)。

(6)组合器械和其他器械:查看详细信息,请访问Expert Consult网站。

4.外科药物

现在各种术中局部止血药和封闭剂涌入外科领域,成为外科医师新的辅助手段。表10-1列出了常用的止血药的比较。(https://www.daowen.com)

详见Expert Consult网站。

表10-1　常用的局部组织封闭剂和止血药

5.缝合和吻合的工具

(1)持针器:缝合和打结是腹腔镜手术中的一个难点。外科医师需大量练习才能熟练掌握。腹腔镜持针器有一个头是固定的,另一头通过挤压弹簧可以打开,为确保持针稳定,在钳柄处均有锁扣装置,如齿槽式、弹簧式和Castroviejo式。一些持针器还可以围绕钳体长轴旋转。钳柄可分为直式和手柄式(见Expert Consult网站图10-22)。除了标准的刚性持针器,一些公司开发了铰接式持针器,其缝合角度更佳。铰链活动由术者手腕运动控制[Laparo-Angle(Cambridge Endoscopic Devices);Real Hand(Novare Surgical Systems)]。

(2)Endo Stitch:Endo Stitch(Covidien)装置是一种新型的腹腔镜下进行缝线打结、大小约10mm的一次性器械(Adams et al,1995)。随着腹腔镜专家使用普通腹腔镜针持缝合操作越来越熟练和机器人辅助手术的出现,Endo Stitch的使用越来越少。

见Expert Consult网站。

(3)Lapra-Ty夹:Lapra-Ty夹(Ethicon)是缝合打结的有效辅助手段。夹子能起到打结的作用,节省了腹腔镜下打结的时间(图10-23)。这些3.5mm的夹子由可吸收的聚对二氧环己酮制成,在低张力到中等张力下,对缝合处的固定可维持14d(Ames et al,2005)。根据厂家的说法,这些缝合锚钉可固定到类似于4-0缝线粗细的单股polyglactin 910(Vicryl)缝合线的末端。两个不同实验室通过实验模型发现,这种夹子固定在1-0到3-0的聚乳酸910缝线上非常牢靠(Ames et al,2005;Weld et al,2008)。在实验室环境中,Lapra-Ty夹即使在2-0单乔和polydioxanone缝合线(PDS)上也不会打滑。在针对各种缝合线类型的多个测试试验中,Lapra-Ty夹在3-0或更小的单股缝线以及4-0缝线上存在打滑。因此,在使用4-0缝线时,应避免使用Lapra-Ty夹,在使用3-0或更小的单丝缝合线时,也应该避免过度的张力。Lapra-Ty夹可用于在腹腔镜下或机器人辅助腹腔镜肾部分切除术中固定单个缝合或连续缝合的缝线来关闭肾脏创面(Orvieto et al,2004)。

6.切割闭合器

图10-23　A.装载Lapra-Ty夹(Ethicon,Somerville,NJ)的腹腔镜头端;B.Lapra-Ty夹附在缝合线上

(1)缝合器:临床使用中有很多缝合器。Endo GIA Universal是一种线性缝合器(Covidien),可通过12mm套管,向组织内植入2组3排交错的缝钉,并在2组缝钉中切断组织(图10-24)。它可以提供30mm、45mm、60mm的闭合长度。同样,ETS-Flex 45缝合器(Ethicon)同样也能通过12mm的套管,原理与Endo GIA Universal相似。ETS-Flex 45缝合器一次最多能使用8个钉匣。这两家公司都提供带转向关节式和可旋转式缝合器,使术者能够准确闭合和切割目标结构。不同钉匣的颜色取决于缝合钉的大小,2.0mm钉(灰色)或2.5mm钉(白色)是缝合血管(肾静脉或肾动脉)的首选,而3.8mm(蓝色)及4.8mm(绿色)钉用来缝合较厚的组织(输尿管、肠、膀胱)。此外,在腹腔镜活体供肾切除术中,可以使用单侧Endo-TA(线性非切割)缝合器来切断供体肾静脉,由于供肾侧无需修剪,从而可保留更长的供体肾静脉(Meng et al,2003)。线性非切割缝合器可置入3行或4行吻合钉,长度为30或60mm。这些吻合器还可用于闭合肠侧吻合术后的封闭肠管的残端。当使用腹腔镜缝合器时,一定要确保组织在钉匣标志线以内。如在有夹子的位置上使用缝合器,那样缝合效果将不可靠。在对缝合器的9年回顾(1992-2001)中,Brown和Woo(2004)统计到FDA记录了因缝合器使用不当造成的112例死亡事件和2180例损伤。

(2)施夹钳:临床上有很多不同厂家的一次性和非一次性施夹钳,能通过5、10或12mm的腹腔镜套管。通常,夹子的大小为6~11mm。一次性施夹钳具有可旋转轴,可连发,而非一次性施夹钳每个都需重新装载(图10-25)。

在夹闭血管的夹子周围应避免使用电刀电凝,以防止导电后组织坏死随之发生夹子脱落。为了确保夹子到位,必须看到夹子的封闭端稍微超过目标血管,并且应垂直于血管放置。

图10-25　A.Weck Hem-o-lok夹和腹腔镜施夹钳头端(顶部)(Teleflex,Research Triangle Park,NC),金属夹和腹腔镜施夹钳尖端(底部)。B.金属夹(顶部)和Weck Hem-o-lok夹(底部)附在缝合线上

除了钛夹之外,还可以使用聚合物夹子[Weck Hem-o-lok聚合物连接夹系统(Teleflex,Research Triangle Park,NC)]包绕血管并锁定(图10-25)。这种夹子有M、ML、L和XL四种尺寸。通过5mm套管可以夹闭宽度10mm以下的组织,并且可以通过10mm套管针夹闭宽度16mm以下的组织。应当注意的是,由于美国移植外科医师协会提出的一项调查结果,显示使用这种夹子与肾动脉残端出血相关,Hem-o-lok夹的厂家提出声明,禁止在腹腔镜活体供肾术期间使用该夹子固定肾动脉(Friedman et al,2006)。随后,对来自9个不同机构的1695例患者进行了多中心研究,这些患者接受了腹腔镜供肾术并使用Hem-o-lok夹闭肾动脉,结论是这些夹子可以安全使用,在这篇报道中没有出血相关的不良事件(Ponsky et al,2008a)。然而,作者承认,必须严格遵守适当的应用技术,包括在动脉的残端上应当使用至少两个夹子,并且应在夹子的远端的动脉应该有2mm(框图10-2)。如果夹子夹错了位置,是可以使用指定的移除工具移除Hem-olok夹的。

From Ponsky L ,Cherullo E,Moinzadeh A,et al.The Hem-o-lok clip is safe for laparoscopic nephrectomy:a multi-institutional review.Urology 2008;71:593-6.

7.标本取物袋

临床上有不同的标本取物袋。根据组织的大小以及是否需要原位粉碎或保持取出器官的完整性,外科医师可以选择不同大小、材质和设计的袋子。选择袋子时,需要考虑在粉碎组织前后肿瘤细胞和细菌对袋子的渗透性,以及在粉碎过程中的袋子的稳定性和对撕裂力的耐受(Urban et al,1993;Rassweiler et al,1998b)。最早的标本袋是1990年生产的LapSac(Cook Urological,Spencer,IN),由尼龙制成,带有聚氨酯内涂层和聚丙烯束带,是最不易被撕裂或渗漏的标本袋(Eichel et al,2004)。在LapSac中可以容纳最多2kg的标本;然而,LapSac放置和取出标本并不容易。

当标本仅需要完整取出而不是原位粉碎时,其他类型的标本取物袋则有很明显的优势。这些标本袋具有弹簧丝,当医师拉动时,弹簧在其进入腹部后展开;袋子被撑开后,外科医师可以将样本装入袋中(图10-26)。绝大多数标本都可以通过手辅助孔或者将腹腔镜套管通道扩大到5~7cm很容易地取出。

图10-26　标本取物袋

8.粉碎器

各种组织粉碎技术已用于腹腔镜手术。粉碎组织最简单的方法是使用示指、卵圆钳或Kelly钳。然而,目前研究已经表明,卵圆钳是手动粉碎的最佳仪器,因其不容易刺穿标本袋(Eichel et al,2004)。

见Expert Consult网站。

9.牵开器

临床上有多种不同的牵开器。

见Expert Consult网站。