胸外科

复旦大学附属中山医院——胸外科科室简介

医教研工作

胸腹腔镜食管癌根治术的技术优化

发布日期:2023-04-27

背景

复旦大学附属中山医院胸外科在国家临床重点专科专项基金、国家自然科学基金(2项)、上海市科委自然科学基金(1项)、上海市卫生局基金(1项)的资助下,将国外微创外科的最新技术与中国食管癌疾病的特点相结合,经过多年的探索研究和临床应用,已完成了近千例胸、腹腔镜食管根治术,单中心累积病例数全球领先,并进行了多项关键技术的创新改进和创新,逐步探索和建立了适合中国国情的胸、腹腔镜食管癌根治术的技术方法和规范,并已向全国各个地区多个层次的100多家医院进行了推广和应用。

总体思路

外科手术是食管癌的主要的治疗方法。但是传统的开放手术创伤非常巨大(胸部切口长约20cm,需切断背阔肌、前锯肌等呼吸肌群和离断一根肋骨,图1;腹部手术切口约15cm,图2),因此并发症多、疼痛严重、恢复缓慢,患者的术后生活质量差。因此食管癌手术的微创化临床上亟需解决的难题。

本课题设计采用胸、腹腔镜的微创新技术来完成食管癌根治术(包括食管癌的切除和消化道的重建)。胸部仅需四个0.5-1cm的操作孔(图1),腹部仅需五个0.5-1cm的操作孔(图2),在置入显示器镜头和操作器材后完成手术(图5)。其最大的特点是切口微小、无需切断肋骨和呼吸肌群,因此具有创伤小、疼痛轻、恢复快的优点,有助于加快患者的康复过程和提高术后生活质量,并且长期的生存率与开放手术一致。当然腔镜下的操作与开放下的操作相比其技术难度大大提高,所需解决的技术难题颇多,因此在国内外尚无法广泛开展。

图1胸部切口(开放手术) 图2腹部切口(开放手术)



图3 胸部切口(胸腹腔镜手术) 图4腹部切口(胸腹腔镜手术)

5.jpg

图5 腔镜下完成手术

技术方案与创新成果

(1) 胸腹腔镜食管根治术的关键技术的改进和创新

本课题组及时引入国外微创外科的新理念新技术,并结合中国食管癌患者的疾病特点,经过多年的探索和研究,进行了多项关键技术的改进和创新。

① 手术体位的改进和创新(侧卧位→俯卧位→半卧位):
传统的胸、腹腔镜食管根治术的胸部手术体位采用与开放手术相同的左侧卧位(left decubitus position)经右侧胸腔镜手术。但左侧卧位存在的主要缺点是:食管是位于后纵隔的器官,在左侧卧位下位于解剖层次的最深处,使得手术区域显露异常困难。2009年始,本课题组在国内率先尝试采用俯卧位(prone position),巧妙地借助重力作用使得右肺自然下垂,使得食管、双侧喉返神经等后纵膈区域的显露更加清晰,操作更加流畅,手术时间明显减少(缩短约60分钟),且双侧喉返神经旁淋巴结清扫数量显著增加。本课题组发表了国际上首个前瞻性大样本的对照研究,结果表明俯卧位的患者术后下降的氧合指数明显低于侧卧位组(见图6),患者的肺功能得到了更好的保护;此外,新的体位下手术方法进一步简化,胸部手术仅需术者和一名助手,人机工程学效果和工作效率得到提高。但在进一步的临床实践发现,该体位仍存在一个重大缺点,即一旦术中遇到紧急情况而需要中转开胸时往往需要重新摆放体位并消毒铺巾,增加了手术的风险。2010年1月始,本课题组在国际上率先采用了半卧位(semi-prone position),有效地结合了这两种体位的优点,不但完全具备了俯卧位的全部优点,同时中转开胸时无需重新消毒铺巾,克服了俯卧位手术的致命缺点。该技术改进的相关成果发表在Journal of the American College of Surgeons(IF:4.500),并受邀在2013年欧洲胸心外科学年会(EACTS)上大会发言。

201612201322015427.jpg

图6 俯卧位组(紫色)和侧卧位组(蓝色)患者氧合指数的比较

7.jpg

图7 半俯卧位手术示意图(充分结合了侧卧位和俯卧位的各自的优点)

② 麻醉时机械通气方式的改进和创新(常规通气量→小潮气量):
肺部并发症是食管癌手术后最常见的并发症之一,其重要原因与麻醉时机械通气有关。传统的机械通气的标准是常规通气量(8ml/Kg/min)。本课题组设计采用小潮气量(5ml/Kg/min),取得了更加良好的效果,再此基础上进行了国际上首个相关的前瞻性随机对照的临床试验(NCT01194895)。结果发现,小潮气量组相比常规潮气量组的肺部并发症更少(9.43% vs. 27.08%, p=0.021),术后氧合指数更高 (326.35±34.43 vs. 292.85±28.74, p=0.046)(见图8)。因此应用小潮气量可以减少非手术侧肺的通气相关性肺损伤,从而降低了胸腹腔镜食管癌根治术的围手术期肺部并发症的发生率。相关成果发表在J Thorac Cardiovasc Surg(IF:3.526),并受邀在2013美国胸心外科学年会(AATS)上大会发言。

8.jpg

图8 小潮气量组与常规潮气量组在术后18、48、72小时时氧合指数的比较

③ 麻醉插管-手术方式的改进和创新(双腔气管插管→单腔气管插管):

目前国内外的胸腹腔镜食管根治术多均采用双腔气管插管、单肺(左肺)通气的麻醉-手术方式。其缺点是单肺通气情况下的通气-血流比例改变不符合正常生理,容易发生相关性的肺损伤;同时单肺通气对于患者的肺功能要求较高,因此部分肺功能较差的患者因无法耐受单肺通气而失去了手术机会。本课题组在国内率先采用普通单腔气管插管、双肺通气的新方式。在半俯卧位下,结合6~8cm H2O二氧化碳人工气胸,完成胸部手术操作。其优点在于:一方面使无法耐受单肺通气的低肺功能患者获得手术根治的机会;另一方面降低了麻醉的操作难度,使术中呼吸道管理更方便,为基层医院开展胸腔镜食管手术创造了有利的条件;此外节省了双腔气管插管(约2000元)带来的,从而减少了医疗费用的增加。更重要的是,放弃双腔气管插管使下段气管内无异物支撑,手术中牵拉更为方面,使位于左侧食管、气管沟内的左喉返神经显露更加容易(图9),清扫左喉返神经旁淋巴结更为方便、安全。

9.jpg


图9 单腔气管插管,保留了气管弹性,可以充分显露左侧喉返神经及其淋巴结。

④纵隔淋巴结清扫范围的改进和创新(腔镜下“非接触式”双侧喉返神经链淋巴结清扫):

目前国内外胸腔镜下食管癌根治术的纵隔淋巴结清扫范围主要局限在下纵膈淋巴结(食管旁淋巴结和隆突下淋巴结),而对于癌细胞转移比例更高的上纵隔区域淋巴结(即双侧喉返神经旁淋巴结,尤其是左侧喉返神经旁淋巴结)由于技术难度太大而往往无法企及。本课题组改进了上纵隔双侧喉返神经暴露的方法(半卧位、单腔气管插管以及手术技术的成熟化)(见图10、图11),探索出了胸腔镜下扩大的(上、下)纵隔淋巴结的清扫技术和流程,提出先暴露神经,再清扫淋巴结,即“非接触式”喉返神经淋巴结清扫技术,提高了手术的根治性效果。并在国际上率先发表了大样本的对照研究,结果表明胸腔镜下食管癌手术中采用扩大淋巴结清扫是安全可行的,并不增加手术的并发症,同时其突出的优点提高了手术的根治性(胸部淋巴结清扫数量增加了46.7%)以及病理分期的准确性(使得准确率提高了6.58%),并有利于患者的长期生存率的提高。相关成果发表在Journal of Gastrointest Surgery(IF:2.361),并受邀在2013年欧洲胸外科医师年会(ESTS)上大会发言。

10.jpg


图10 胸腔镜下右喉返神经旁淋巴结的显露和清扫:E(食管)、R(右喉返神经)、T(气管)、SVC(上腔静脉)、SCA(右锁骨下动脉),右喉返神经旁淋巴结通常位于右锁骨下动脉深面、气管-食管沟内、毗邻右喉返神经。

11.jpg


图11 胸腔镜下左喉返神经旁淋巴结的显露和清扫:E(食管)、L(左喉返神经)、T(气管)、AA(主动脉)、LN(左喉返神经旁淋巴结),左喉返神经旁淋巴结通常位于从主动脉弓下绕回并上升于气管-食管沟内的左喉返神经旁。

⑤创新性地通过术前导向性饮食减少术后严重并发症(乳糜胸)的发生:本课题组在国际上首创在手术6小时前予患者进食高脂流质250ml,并在手术中借助胸腔镜的放大作用,可以清晰地观察胸导管区域的淋巴结渗液情况(图12),并根据观察结果决定是否加行胸导管结扎(图13)。在此基础上进行了国际上首个大样本的病例对照研究,结果发现该方法可以使乳糜胸的发生率从5.42%下降至0.56% (p=0.018),同时该方法十分简单易行,费用低廉。相关成果发表在Journal of the American College of Surgeons(IF:4.500)。

12.jpg


图12 高脂饮食后胸导管的显露

13.jpg


图13 高脂饮食后胸导管的小破口可以及时发现并予以结扎,避免术后乳糜胸的发生

⑥胸腔镜下食管-胃胸内吻合方法的改进和创新:设计和制作了更符合中国人解剖结构的吻合器钉砧头和腔镜专用血管引导装置,分别获得国家实用新型专利(专利号:ZL 2011 2 0025141.0和ZL 2010 2 0213869.1),并已成果转让,大大简化了腔镜下胸内吻合的技术难度,提高了手术安全性,并实现了手术器材的国产化,降低了手术费用。

实施效果:

1 胸腹腔镜食管根治术的推广应用及社会效益

复旦大学附属中山医院胸外科发表胸腹腔镜食管癌切除术相关论文25篇,其中SCI收录论文14篇,总影响因子逾30分,获得国家实用新型专利2项。主译“微创食管手术图谱”(人民军医出版社,2011年),受邀参加多本学术专著欧洲杯滚球平台:微创食管章节的撰写。有关成果分别在欧洲胸外科医师年会(ESTS,2010年第18届、2011年第19届、2013年第21届)、美国胸外科学会年会(AATS,2013年第93届、2014年第94届)、欧洲胸心外科年会(EACTS,2013年第27届)、世界食管疾病会议(ISDE,2010年第12届)做大会发言;并应邀在日本国立癌中心(东部),新加坡国立癌中心和德国国立癌中心(海德堡)等单位做学术交流,为国内唯一完成心胸外科四大顶尖国际大会发言单位,受到了国际学术界的认可和赞誉。

本微创技术被中国抗癌协会食管癌专业委员会列为重点新技术项目在国内大力推广,已在全国各个省市巡讲和手术表演。已举办国家级继续教育学习班3届、胸腹腔镜食管癌手术COE (Center of Excellence)学习班8届,培训学员300多人。应邀在国内150多家医院进行现场手术演示和指导。由于该技术充分利用了国内医院(包括基层医院)所配置的基本的腔镜手术设备,不必添置额外的特殊器械,无需使用昂贵的医疗耗材,医疗费用低于或接近于既往的常规手术,因此十分切合广大基层单位的实情,适用性广,并且符合国家医疗改革的要求和方向。已推广应用的单位覆盖了国内各地区(东、中、西部地区,南、北方地区)、各级别(国家级、省会及中心城市、地级和县级)的医疗机构。已有104家医院在经本中心学习培训后已独立掌握并开展了该项新技术,并且普遍反映该新技术切合国内的实际,临床效果好、住院时间短、并发症少、安全性高,患者痛苦小、恢复快、经济负担减少、满意度高,社会效益十分显著。