第四章 腹腔镜手术器械
目前,泌尿外科良、恶性疾病的切除性和重组性腹腔镜手术数量呈指数倍增长,这归功于腹腔镜手术器械的不断更新和技术的快速进步。正确掌握器械的使用和腹腔镜手术基本原理,是安全、有效地完成腹腔镜手术实践的保障。本章重点阐述大多数泌尿外科腹腔镜手术中各种常见器械的使用和技术的基本原理。
一、手术器械
(一)腹腔镜入径器械
1.经腹Veress针
闭合式经腹途径时,通常采用Veress针方法进入腹腔(图4-1)。标准、反复使用的Veress针,为一带有可伸缩性钝头的金属针,穿刺遇到坚硬组织如筋膜时其保护性钝头回缩,显露锋利针尖。一旦Veress针穿过腹壁各层进入腹腔后保护性钝头则回位,隐藏锋利针尖,保护腹腔内脏器,避免医源性损伤。此外,Veress针还具备初始腹腔充气阀操作端口。
盆腔腹腔镜手术时,患者通常为仰卧及轻度Trendelenburg体位。此时,Veress针通过脐下切口插入,针尖朝向盆腔以免损伤大血管;上尿路腹腔镜手术时,患者通常为侧卧位,Veress针通过髂窝插入,肠管由于重力作用移向对侧,这样可最大程度降低医源性肠管损伤。同时,最好避免既往腹壁手术瘢痕附近Veress针穿刺。
图4-1 Veress针
Veress针通过腹壁各层时,医生的触觉反馈对安全穿刺很重要。通常,Veress针通过腹外斜肌/腹直肌筋膜水平和腹横筋膜/腹膜时医生会感受明显“啪啪”感。一次性Veress针亦具可通过可视化小球体现这种“啪啪”感。并且,成功插入Veress针后其吸出液内不应该含有血液或肠管内容物。Veress针是否正确穿刺,还可通过盐水滴注试验证实:即盐水通过Veress针迅速滴入腹腔内,即为穿刺正常(图4-2)。 最后,低流速(1L/min)下“初始充气-低腹腔内压”现象,亦可确定正确的腹腔穿刺。一旦确定正确穿刺,调节充气速度至最大,直至腹腔内压达到标准的15~20mmHg压力,然后插入套管针。大多数学者倾向压力升至20mmHg后进行第一套管针穿刺。这时腹部具有一定张力,可降低“盲穿”时腹腔脏器损伤概率。并且,穿刺时皮肤最好做一切口以减少对套管针的阻力。然后,腹腔镜镜头监控下插入其他套管针,最大程度减少套管针医源性脏器损伤风险。
2.Hasson开放穿刺技术
许多腹腔镜医生喜欢采用Hasson开放性穿刺方法,进行初始腹腔镜经腹入径:即通过2~3cm皮肤切口,向下经过腹壁各层抵达腹膜,止血钳抓住腹膜、锐性切开,插入手指确定为腹腔。在Hasson开放穿刺系统中最重要的是保证进入腹腔部位的密封性。插入腹腔后,缝合Hasson钝头套管与筋膜即可达到此目的。由于钝头套管针球囊端口密封性效果更好,被更多医生选择采用。
图4-2 通过充气和滴水试验检查Veress针穿刺的正确性
3.后腹腔入径
通常采用开放方法进入后腹腔:第12肋尖下方皮肤切口,锐性切开皮肤、皮下组织、腹外斜肌筋膜,示指钝性分开腹内斜肌和腹横肌纤维至腰背筋膜,组织钳锐性分开后进入后腹腔间隙,触摸后方腰大肌和上方肾下极。最初,扩张后腹腔间隙采用手指方法。随着各种不同设备发明,逐渐采用器械扩张、建立后腹腔间隙方式。简单的橡胶尿管捆绑乳胶手套或避孕套扩张方法,虽然经济但效果并不理想,医生更倾向PDB球囊扩张器扩张、建立后腹腔间隙(图4-3),原因如下:
首先,球囊扩张器的硬性操作柄,可将球囊置于最佳后腹腔位置。
图4-3 PDB球囊扩张器
其次,球囊扩张器透明套管内可插入10mm腹腔镜镜头,实时观察穿刺情况,如果镜头下方为腰大肌、上方肾周围脂肪则表明球囊扩张器位于正确的肾脏和后腹壁间。此时还可观察到后腹腔其他结构,如输尿管、性腺静脉和下腔静脉等。
最后,球囊正确地完全位于后腹腔时,可在皮肤、腹壁切口下将后腹腔间隙逐渐扩张至800m l(每次球囊内泵入20ml气体)。
然后,通过此切口插入10mm钝头球囊套管针,球囊端口保障最佳腹壁密封效果,最大程度降低二氧化碳漏气风险及皮下气肿形成,这对有限的后腹腔空间很重要。
(二)腹腔镜套管针
1.套管针类型
套管针分一次性和反复使用型,型号有2、5、10、12和15mm。 闭孔器尖可以是刀刃或钝型,刀刃型套管针有(反复使用型)安全鞘。大型(10、12、15mm)套管针远端具备操作阀和减速器系统(valve and reducer system),各种器械通过套管针时不会漏气。采用钝头型套管针时腹壁血管和腹腔内脏器损伤发生率低。肥胖患者腹腔镜手术时采用长套管针为宜。
2.套管针插入部位
虽然各种不同手术对套管针插入有具体要求,但是正确的套管针插入具有一般原则:腹腔镜镜头最好对准主要手术靶器官结构,与之呈45°角度(如腹腔镜肾切除术时肾门)。右手或左手操作的工作穿刺孔并与腹腔镜镜头保持一定距离,并与靶器官呈三角形(triangulation)。这种合理套管针位置,对于腹腔镜操作时达到最佳器械方向和角度很重要。
3.套管针插入技术
初始套管针插入(如前所述)完成后,再插入腹腔镜镜头,直视下进行第二套管针插入,避免内脏器官医源性损伤:腹壁选择套管针部位时先指压腹壁、镜头观察腹腔内压痕,注射器针头穿刺确定套管针位置,根据套管针大小决定皮肤切口,手掌心牢固抓住套管针垂直进针插入腹壁。套管针穿刺偏斜时会导致通过套管针的腹腔镜器械活动受限。此外,由于手术进行后套管针穿刺孔会逐渐扩大,可导致漏气。因此,可用0-Vicryl线皮肤缝合固定套管针防止漏气。
4.抓钳器械
腹腔镜抓钳有很多种,包括一次性(disposable)或反复性(reusable)、损伤(traumatic)或无损伤(atraumatic)型、有齿(locking)或无齿(nonlocking)型、单颚(single jaw)、双颚(double jaw)型等各种大小器械(2~12mm)。无损伤型抓钳锯齿状尖不会损伤脏器组织;损伤型抓钳的咬齿状尖对筋膜或非重要组织结构具有牢固抓力。通常,反复使用型抓钳已模块化,不同齿尖可选择不同手柄。
5.切割器械
通常,单极电凝器械用于腹腔镜手术时组织切割。直或弧型剪刀和不同尖头的各种电极,均可进行腹腔镜下组织切割(图4-4)。通常,35W电压用于电凝、55W电压用于切割,操作杆绝缘层用于预防对邻近组织热损伤。切割时保持一定组织张力,有助于准确和迅速进行单极电凝切割。
图4-4 腹腔镜弯剪
(三)腹腔镜手术能源设备
除了单极(monopolar)和双极(bipolar)电凝外,还有许多其他不同类型能源设备可用于腹腔镜手术中切割/止血,包括超声能源(ultrasonic energy)、结扎速(LigaSure)、水刀(hydrodissector)和氩气刀(ar-gon beam coagulator)等,其中超声刀已成功用于腹腔镜手术时组织分离和止血。与电凝器械相比,超声刀切割和电凝时局部组织温度较低(50~100℃),所致热量侧向性扩散(lateral scatter)、瘢痕和烟雾形成概率降低。超声刀缺点为器械成本较高以及组织分离时速度较传统电凝器械慢。
结扎速设计主要针对直径达7mm血管的止血。泌尿外科手术中结扎速已用于腰静脉、性腺血管和肾上腺静脉的结扎,替代传统外科夹。结扎速技术通过局部压迫+热能源,使血管壁胶原变性、使血管闭塞。医生通过血管有效闭塞时声音信号,调节结扎速能量大小。与传统双极电凝相比,结扎速系统所致组织碳化(tissue charring)和粘连少。
研究比较超声、双极电凝和结扎速系统各自有效性,发现结扎速系统止血效果最好,超声刀的热量侧向性扩散最低(表4-1,图4-5,图4-6)。
表4-1 腹腔镜手术中各种能源设备性能
图4-5 结扎速5mm
图4-6 结扎速结扎膀胱蒂
氩气束凝血对组织表面出血止血效果好,尤其适合实质脏器(如肝、脾、肾和肌肉)表面轻度渗血。此外,氩气束凝血无热量前向性扩散(for-ward scatter)。腹腔镜手术氩气束凝血时腹腔内压力会迅速升高。因此,手术中必须注意通过套管针放气。
(四)血管夹和吻合器
血管手术夹和吻合器主要用于腹腔镜手术中大、中型血管的结扎(图4-7~图4-9)。 手术夹分为钛夹或塑料聚合夹,使用钛夹时需采用施夹器。由于钛夹可能在随后手术操作、分离过程中脱落,为安全起见须同时使用多个钛夹,尤其是结扎大血管时。而且,钛夹须均一分布、切勿相互交叉。最后一个钛夹施夹后,须留有一定长度血管残端以免钛夹脱落。
现在,塑料聚合夹结扎血管安全性已明显提高,这些手术夹可完全包绕血管,一旦射出局部固定。目前有5、10和16mm规格,5mm为一次性手术夹,采用自动施夹器,较钛夹更可靠,医生倾向采用这种血管夹进行大、中型血管,如肾动脉和静脉属支的结扎。现有16mm Hem-O-Lok亦可用于肾静脉结扎。
图4-7 钛夹施夹器
图4-8 Hem-D-Lock施夹器
内镜吻合器通常用于大血管如肾静脉结扎和组织快速分离。常见吻合器为直线胃肠吻合器(linear GIA),具有6排交叉排列的U型钉,通过其中3~4排钉进行切割。最新一代内镜吻合器呈关节和网状,切割血管和软组织时角度更大,并配有各种长度(30、45、60mm)、高度(2、2.5、3mm)卡匣。2mm钉主要用于血管止血,3.5mm钉主要用于软组织切割,同时保留一定切割边缘(如肠管吻合)。内镜吻合器安全操作注意事项包括:首先,根据组织类型和厚度选择正确的吻合器;其次,可在原有吻合线上射钉,但不能在钛夹上射钉。
图4-9 腹腔镜吻合器。离断肾静脉
(五)缝合和打结
缝合和打结是熟练腹腔镜医生必须具备手术技能。Endoloop打结器由缝合环和滑结推进器组成,可用于管状器官如阑尾的结扎。体外打结方法为体外缝线打结后、推进器通过穿刺孔将线结推入体内。缝线通常7~10cm长,连续缝合时可采用更长缝线。一般来说,缝线越长,操作越困难。通常,将缝线尾缠绕持针器尖2~3圈完成第一个结,第2、3结为平结。缝合可采取间断或连续方式。持针器尖和柄有不同类型,经验丰富腹腔镜医生并不喜欢使用自动复位针持,但是腹腔镜新手可考虑使用自动复位针持。现有各种不同的专门用于缝合的装置,以方便腹腔镜体内缝合和打结,包括Endostitch和Se-wRight。尽管不如徒手缝合(freehand suturing)灵巧,但可方便初学者。此外,采用这些专用装置进行缝合时对缝合的类型和针持形状有一定要求。相比之下,徒手缝合时医生可采用任何开放性手术的缝合方式。
(六)胶、生物黏合剂和止血剂
纤维蛋白胶产品已具备完美的“流变特性(rheological properties)”(弹力、抗张力和黏附力),使其成为标准组织缝合方式最好的补充方法,达到止血效果。纤维蛋白胶是唯一、真正被认为达到“生物黏附”效果的试剂,明胶基质、凝血酶、胶原和纤维素产品可进一步提高其止血作用。上述所有产品,可在腹腔镜下或通过套管针或长柄辅助下使用。
目前,止血剂已常规用于许多泌尿外科手术。随着腹腔镜手术范围不断扩展,已能覆盖各种开放性手术,手术复杂程度越来越高。由于腹腔镜术中止血不够充分,手术并发症亦不断增加。泌尿外科腹腔镜手术中采用止血剂用于提高传统止血方法,达到最佳止血效果是必要的。
(七)吸引/冲洗系统
现有各种类型腹腔镜吸引/冲洗系统(aspira-tion/irrigation system):5或10mm金属或塑料管与负压吸引器连接,通过三通阀或弹簧控制喇叭型阀,调控吸引或冲洗。冲洗时可加压以便冲开血凝块,使视野清晰。冲洗液通常采用生理盐水或林格液,并加少量肝素(5000U/L),预防手术野凝血块形成,感染时可加用广谱抗生素(图4-10)。
图4-10 腹腔镜冲洗和吸引系统器械
(八)穿刺部位皮肤关闭
穿刺部位皮肤最简单缝合方法是拉钩牵拉皮肤、科赫钳抓住筋膜、缝线缝合筋膜、皮肤。但是,这种方法在肥胖患者且切口狭小(如1cm切口)时,筋膜缝合特别困难。因此,研究人员发明了几种专门用于狭小穿刺部位皮肤缝合器械。Carter-Thomason针尖缝合器便是其中一种,它由10mm金属锥体构成,其两圆柱形开口彼此相对。Carter-Thomason抓钳将缝合环末端通过锥体内圆柱通道横穿腹壁进入腹腔,助手将5mm抓钳通过另一圆柱通道抓住缝线末端,将缝合线末端拉出腹腔至腹壁外,退出金属锥体,放气后收紧缝线,缝合筋膜。此外,亦可用手指替代金属锥体引导Carter-Thomason抓钳缝合。总之,学者建议关闭所有10mm或更大穿刺孔。
(九)充气系统
充气系统(如充气机、管和气体)对于建立气腹或后腹腔气腹必不可少。通常,在闭合式(Veress针)穿刺或开放式(Hasson套管针)穿刺后开始充气。二氧化碳由于具不燃性且高度溶于血,是最常见充气气体。但是,在慢性呼吸性疾病患者二氧化碳会在血液内积聚达到危险水平。因此,这种情况下可考虑二氧化碳气腹建立后转氦气替代方法。氦气虽然(较二氧化碳而言)难溶于血但可避免高碳酸血症。其他气体,如空气、氧气和一氧化氮由于其副作用不再被常规使用(例如,空气栓塞、腹腔内爆炸、潜在可燃性等)。“稀有气体”如氙气、氩气、氪气,虽然为惰性气体且具不燃性,但由于价格昂贵及难溶于血,亦不常规使用。
充气开始时充气机压力设置20mmHg、气体流速1L/min。一旦气腹安全建立,流速可达最大、压力维持15mmHg。充入二氧化碳为冷气体(21℃)且未湿化时,可导致腹腔镜手术镜头雾化,此时可采用加热及湿化充气气体的辅助装置。但是,这种技术益处更多是一种传说。事实上,加热充气气体可能毫无益处可言,甚至可能有害。
(十)可视系统
腹腔镜手术时成像系统包括四部分构件:腹腔镜镜头、带光纤电源、摄像头和监视器。最常用腹腔镜镜头为直径10mm、角度0°和30°透镜。图像传输采用物镜、棒形透镜及光纤(可有或无目镜)。镜头直径越大视野越宽、分辨度越高、图像越亮。目镜将图像放大后传输至摄像头和监视器,光纤则将光源传至镜头灯柱。“工作腹腔镜镜头”为一种特殊腹腔镜镜头,即可通过其工作腔道插入腹腔镜器械。这种腹腔镜镜头使得医生能够直接在图像下操作,减少穿刺套管针数量,完成特定手术。但是,由于工作腔道占据光学系统空间,因此这种条件下获得的图像清晰度通常较传统镜头差。
摄像系统包括摄像头和视频监视器。早期,摄像头不能消毒,因此采用消毒塑料袋包裹摄像头和目镜。幸运的是,所有现在生产的摄像头都可蒸汽消毒或浸泡消毒,便于使用、避免术中污染。摄像头直接与腹腔镜镜头末端相连,通过摄像头盒内光纤传输手术图像,经过光信息重整将图像传输至视频监视器。目前摄像头有不同类型:单芯片、单芯片/数字、三芯片、三芯片/数字、可互换固定焦距镜头(interchangeable fixed-focus lenses)和变焦镜头(zoom lenses)、分光镜头(beam splitter)和直接耦合镜头(direct coupler)。直接耦合镜头较分光镜头更优越:监视器和目镜都可见光和图像,医生可直接通过镜头观察手术视野。三芯片摄像头由于可提供更高质量彩色图像,优于单芯片摄像头。为在监视器上获得“真正”直立手术视野图像,摄像头方向必须处于12点位置。0°腹腔镜镜头的摄像头必须通过实际位置固定于目镜,相比之下30°腹腔镜摄像头可自由连接于目镜。因此,腹腔镜手术中这种镜头可旋转。此时,助手必须一手直立握持摄像头、另一手360°角度内旋转腹腔镜镜头,观察腹腔内脏器和血管结构。30°镜头较0°镜头更能全面观察手术视野。
腹腔镜术中最头痛的问题是镜头雾化所致视野模糊。为预防镜头插入人体温暖腹腔后雾化,最好将镜头在温盐水容器内预热再插入腹腔。此外,亦可镜头擦“去雾液”或活力碘预防雾化。视野模糊时,多为目镜和摄像头间湿气,取下摄像头干纱布擦干。
视频监视器(videomonitor)有13或19英寸,并不是屏幕越大图像越清晰。如果图像像素相同,屏幕越大分辨度越低。为使图像清晰必须达到更高像素,高清监视器可与高性能摄像头匹配。
腹腔镜光源采用高强度卤素(halogen)、汞或氙气灯泡,其中氙气灯(Xenon lamp)是目前最好光源。此外,为控制亮度,一些光源具有自我调节功能、防止过度照明,以免出现“褪色”图像。消毒过程或不正确操作,可导致光纤折断并减少光源光传输,最终影响手术视野照明。
二、手术室设置
手术室应该足够大,以容纳手术人员、腹腔镜医生和麻醉师及所要求的各种技术设备。某一特定腹腔镜手术时手术设备、医生、助手、护士、麻醉师和其他人员位置必须正确配置。通常,照明系统固定天花板,充气电凝器械置于落地塔上,腹腔镜手术前所有设备功能齐备、处于手术功能状态。同时,单独的、开放性手术器械托盘必须同时准备,以便随时腹腔镜手术中转之需。
(一)患者体位和铺巾
根据腹腔镜手术性质决定患者手术体位。大多数盆腔手术时患者仰卧、低截石位,上肢固定身体两侧。上泌尿道手术时患者侧卧位,患者骨性突出部分软垫保护,通过2~3条8~10cm宽带将患者固定手术台。侧卧位时,下方大腿屈曲45°、上方大腿伸直,两腿间放置2~3枕垫,抬高上部大腿与腰部水平,避免坐骨神经拉伤。同样,下侧腋窝留置软垫预防臂丛神经损伤。头和上肢处于中立位。如果腹腔镜手术时间过长,可考虑采用加热系统避免患者低温。下肢弹力袜使用有助于降低患者术后深静脉栓塞发生。腹腔镜手术前、铺巾开始时,必须将既往手术切口、瘢痕和解剖标志标出。
重大手术前,通常留置鼻胃管(nasogastric tube)、导尿管以分别减少胃和膀胱体积,降低Veress针及初始套管针穿刺时腹腔脏器损伤概率。
(二)手术团队和设备的配置
正确手术设备和人员配置对于手术顺利完成至关重要。监视器、充气机、光源可固定天花板。监视器(最好2个)应该对角放置,与手术医师和助手视角同一水平,充气机和光源也应该在医师视野范围内。
上泌尿道腹腔镜手术时,医生和第一助手(负责摄像头)通常正对手术部位,第二助手位于手术台对侧;盆腔手术时,医生和第二助手位于患者右侧、第一助手位于患者左侧。充气机、吸引/冲洗和电凝设备线正确放置手术袋内、相互不打搅,不影响腹腔镜手术操作,使各器械的自由运作。所选用技术性器械(如超声刀、氩气电凝)亦必须有秩序放置外科手术袋内,其他技术性器械(如高速电子粉碎机、腹腔镜超声探头)可根据医生需求和手术空间大小,使用时推到手术台旁(图4-11)。
图4-11 手术室布局
上泌尿道(A)腹腔镜手术和盆腔(B)腹腔镜手术时,手术医生、助手、护士和手术器械以及麻醉师的站位
现代腹腔镜手术室系统整合所有设备(光学、充气),通过触屏或声音进行中央控制,使得手术室物流顺畅。这些系统可整合数字图像、视频采集和其他技术如电凝、超声能源等。建立气腹前,将各种必要手术设备和操作流程准备完毕。一般来说,准备清单包括:
1.手术台光纤连接光源并处于功能状态。
2.腹腔镜镜头连接摄像头和光纤,对准纱布完成图像校对。
3.吸引和冲洗装置操作正常。
4.充气管连接充气机,打开后医生确定二氧化碳流出,扭曲充气管(二氧化碳停止流出)后充气机显示充气压力迅速上升。
5.手术室内备用二氧化碳罐。
6.检查Veress针尖能否正确回缩、通畅,二氧化碳流速2L/min时记载压力小于2mmHg。
7.准备腹腔镜电凝、超声刀、氩气和激光设备及其电线,放置特制口袋中,以免与其他器械或电线打搅。
8.将腹腔镜手术中转所需器械消毒,放置一侧以备急用。
总结
近来,泌尿外科腹腔镜跨越新领域范畴,独自形成一种专门学科。目前,许多被认为超越腹腔镜手术范围之外手术,已越来越多地被全世界范围内泌尿外科医生安全、有效地完成。成功的腹腔镜手术完成关键在于:严格遵循正确手术原则、正确腹腔镜手术技巧培训和良好手术配备。
(周 军)