第一節　腔鏡及其輔助設備

腔鏡系統主要包括腔鏡、光源、高清攝像頭、主機、高清監視器及氣腹機等。它們通常可以集中擺放在一臺設備推車中便于移動和使用（圖2-1），也可以通過吊臂系統整合入手術室中實現一體化手術系統控制。

一、常規腔鏡

1.鏡頭

目前鏡頭通過光學透鏡組將視野內影像從物鏡端導入目鏡端，稱為光學鏡。另外還有電子鏡，將在后面介紹。目前最好光學鏡采用柱狀透鏡系統（圖2-2），這樣的腔鏡具有透光能力好，視野大，周邊視野失真小的優點。

常見的腔鏡鏡頭直徑10mm，可通過12mm Trocar進入體腔 鏡頭角度有0°、30°、45°和70°等。目前常用的是0°和30°鏡。0°鏡視野方向為鏡身正前方。30°鏡視野為鏡身斜側方30°，更有利觀察側面和后面的解剖結構（圖2-3）。

兒童、肋間隙較小的成年患者或期望切口更小的腔鏡手術時，可以應用直徑更小的5.5mm鏡頭（圖2-4）。小直徑鏡頭可以通過6mm Trocar，損傷更小。但鏡頭直徑小，因此光通量更少，光線可能偏暗，使用中也更容易損壞。

成角度的腔鏡通過鏡身的旋轉比0°鏡觀察到體腔內更多位置，留有更少的盲區。腔鏡具有放大效應，距離越近，放大倍數越高，一般會放大4~6倍。

操作者要理解并熟悉鏡頭的性能，培養良好的空間解剖感覺，熟練的通過擺動、進退、旋轉鏡頭，利用已有的多個不同開口位置獲得理想的視野，減少盲區，避免和其他器械干擾。

平時應注意鏡頭養護，特別是鏡頭連接光纖的接口，不易清潔，積累污物過多可使通光量下降，造成術野昏暗，需要特別擦拭。

目前常用的腔鏡的不足之處有：①鏡頭為直線剛性，不可彎曲，好比是早先應用的硬質氣管鏡，鏡頭操作者使用時動作幅度大干擾術者操作，造成更多傷口創傷，同時不可避免地存在視野盲區。②鏡頭角度固定，要使用不同角度鏡頭必須重新更換連接鏡頭，造成術者從新尋找解剖定位，延長手術時間。③顯示畫面為2D，圖像缺少立體感，使術者不易分辨組織間的層次，影響術者判斷，不利于精細操作，增加操作失誤可能。④術中影像的穩定性完全依賴扶鏡者雙手、身體的穩定性及鏡身依托于患者身體。長時間手術易使扶鏡者肌肉疲勞造成畫面晃動或某些特殊角度需使鏡身懸空沒有依托時，很難保持影像穩定。鏡身依托于患者身體會造成更多損傷，引起更多術后疼痛。解決的方案是制造可彎曲的鏡頭，可變換角度的鏡頭，以及鏡頭懸架協助固定鏡頭位置。

2.光源

體腔內幾乎是完全無光的，必須引入外來光源才能拍攝到影像。光源種類主要有氙燈、LED燈、鹵素燈和弧光燈（圖2-5）。光源通過導光束與鏡頭相連。目前普遍采用的光源為氙燈，色溫5600K，接近日光。使用時注意亮度不要開到最大。亮度最大時視野過亮，不利于長時間觀看。氙燈工作中發熱量大，長期處在最大亮度擋位時可引起導光束過熱。氙燈為消耗器材，燈泡壽命為500~1000小時，應在光源內安裝備用燈泡，以便在關鍵手術步驟中發生燈泡損壞后能及時切換備用燈泡。

導光束材料為玻璃纖維或液態水晶，前者更易折斷，其直徑越大導光能力越強。注意線纜平時養護應當盤卷放置，避免折斷（圖2-6）。

LED燈具有光效率高，發熱少，壽命長，色溫大于6500K，比氙燈更接近日光等優點。LED燈泡壽命可達2萬小時。LED燈的穩定性問題沒有完全解決現在還不是光源的主流，但是很有前景的技術。鹵素燈和弧光燈目前已很少采用。

3.高清攝像系統

目前高清攝像頭和攝像機可以達到的水平解析度已經超過了人眼可以分辨的能力。高清的影像可以增強畫面的空間感和色彩對比，提高術者的術中判斷，增加手術安全性，減少術者視力疲勞。

高清攝像系統包括高清攝像主機和高清攝像頭。攝像頭將鏡頭傳來的光學影像轉換為電信號，通過線纜傳入主機再轉換為視頻信號，可以通過高清顯示器顯示輸出，通過通訊線路遠程傳輸或通過存檔設備記錄在閃存、光盤等存儲介質中。

攝像頭通過光電耦合器（charged coupled device，CCD）晶片將光線轉換為電信號。CCD由許多光敏元件組成，每個光敏元件產生最小圖像單位——像素（pixel）。CCD內光敏元件越多，圖像分辨率越高，圖像越清晰。目前有單CCD晶片和3CCD晶片之分。CCD晶片置于鏡頭目鏡后的稱為光學鏡（圖2-7），CCD晶片置于鏡頭物鏡前端的稱為電子鏡（圖2-8）。高清攝像系統可以采集1080×1920分辨率的圖像，配合相應的顯示屏幕可以得到清晰的術野圖像。而更高分辨率的攝像系統也已經應用于臨床，可以顯示術野的更多細節。

使用多塊顯示屏，擺在適當位置可以保證助手和主刀均能方便地看到圖像，減少肌肉疲勞。術前注意調節攝像頭白平衡，防止圖像色彩失真。鏡頭剛進入胸腔容易起霧，可用溫水加熱，使其接近人體溫度。

一體化手術間包含了多塊顯示屏，采用吊臂懸掛設備，可以安全整潔的擺放設備，最大限度地減少了地面線纜。同時可以集成手術室準備計劃控制系統、手術床控制、照明攝像控制、檔案管理、視頻轉播和視頻會議系統等（圖2-9）。

二、腔鏡發展趨勢

因為現有腔鏡的一些不足，生產廠家已經在改進，部分產品已經用于臨床，未來可能有更廣闊的應用前景。

1.3D腔鏡

通過兩套獨立的傳輸介質將鏡頭前端兩個獨立攝像頭拍攝的影像組成立體視頻源顯示在高清3D顯示器中，術者需像在影院觀看3D電影時一樣佩戴專門的眼鏡看到立體影像（圖2-10~圖2-12）。立體影像術野有縱深感和距離感。術中更易判斷解剖結構間的距離及和器械之間的位置關系，避免損傷重要臟器，使手術更安全。這種立體感尤其有利于縫合操作，解剖游離食管、胃和血管等精細操作。目前的3D顯示技術需要佩戴專門的眼鏡，不方便佩戴近視鏡的術者，也限制了在手術間觀看手術的人員。觀看3D影像更易產生視力疲勞。存檔為3D視頻文件也需要特殊的屏幕和眼鏡才能回看。未來需要發展更好的3D顯示系統，減少視覺疲勞。

2.可變鏡頭角度腔鏡

可變鏡頭角度腔鏡通過旋轉鏡頭手柄旋鈕使鏡頭與鏡身的角從0°到120°變換，獲得更大的觀察范圍，減少觀察死角，增加手術安全性（圖2-13）。此外，還有通過彎曲鏡體前部達到改變觀察角度的方案（圖2-14）。但這類胸腔鏡增加了結構復雜性，使保養難度增大，容易損壞。

3.超高清攝像頭

使用更高分辨率的攝錄技術可以采集更清晰的圖像，顯示更多細節，增加手術安全性。

三、氣腹機

氣腹機可以向胸腔或腹腔充氣（圖2-15）。氣腹機充氣速率可達15L/min以上。氣體采用二氧化碳，腹部充氣壓力一般設為16mmHg左右，胸部設為8mmHg左右。氣腹機具有加溫功能可減少鏡頭起霧。