本文的目的是阐述如何利用价格合理且解剖结构高度相似的动物喉模型,建立可重复的喉外科实验研究平台,以提升解剖学与外科手术的知识和技能。
本文的目的是阐述如何利用价格合理且解剖结构高度相似的动物喉模型,建立可重复的喉外科实验研究平台,以提升解剖学与外科手术的知识和技能。
喉部恶性肿瘤的手术需要借助现有的各种内镜和开放术式实现毫米级的精确操作。由于该手术通常仅由少数处理大量此类病例的转诊中心开展,因此其实践机会较为有限。出于伦理、经济或标本可及性等原因,对人体标本进行操作练习并不总是可行。本研究旨在提供一种可重复的方法,用于建立基于离体动物模型的喉部手术实验室,以便在其中学习、实践并精进喉部手术技术。猪和羊的喉部在解剖结构和组织构成上与人类喉部高度相似,是模拟喉部手术的理想且经济的模型。本文描述了经口激光手术、开放性部分水平喉切除术以及全喉切除术的外科操作步骤。结合内镜与外镜视野,可提供由内而外的观察视角,这对于理解复杂的喉部解剖结构至关重要。该方法已在三次“Lary-Gym”解剖培训课程中成功应用。"Lary-Gym"。此外,本文还探讨了该模型在机器人手术培训中的进一步应用前景。
近年来,喉癌领域引入并推广了多种保喉策略,例如化学放射治疗(CRT)、功能保留手术(如经口激光显微手术(TLM)和部分喉切除术),尤其是开放性部分水平喉切除术(OPHLs)。由于目前普遍更重视患者治疗后的生活质量,这种策略转变十分必要,旨在可能的情况下避免全喉切除术(TL)所带来的沉重后果,尽管全喉切除术目前仍是局部晚期喉癌的标准治疗方法。然而,尽管在外科技术和操作上不断进步,全喉切除术仍然是晚期喉癌(LC)以及因年龄较大或伴有重要合并症而无法耐受保守治疗方案的患者的理想治疗手段。因此,全喉切除术必须被完整地纳入一名合格喉外科医师的治疗技术体系之中。
学习喉癌(LC)治疗面临的一个重要问题是该疾病的发病率相对较低(美国每年约有13,000例新诊断病例),而可能的治疗方案却极为广泛1,2。此外,正如Olsen在其一篇社论中明确强调的那样,对符合标准治疗研究的误读会导致多种非预期后果3。其中一个后果是经口激光显微手术(TLM)和开放性部分喉切除术(OPHLs)被弃用,因为这些术式未被纳入相关研究及成本效益评估中,因此目前不再向住院医师和年轻外科医生传授3。结果导致能够主动学习这种要求高度精确的外科技术的医疗中心严重匮乏,而在此类手术中,保守性手术与根治性手术之间的差异往往仅以毫米计。
鉴于这一背景,并为了满足这些外科手术技术传播的需要,欧洲喉科学会致力于对经口激光显微手术(TLM)和开放性部分喉切除术(OPHL)技术进行标准化和分类4,5,6。这些分类带来的重大成果是引入了模块化治疗喉癌(LC)的可能性,即根据肿瘤的实际侵犯范围定制治疗方案,同时始终限定在“部分”手术和功能保留治疗的范畴之内。
正如近期研究强调的那样,手术能力(事实上,手术成功需要达到毫米级的精确度)以及严格的患者选择是获得良好效果的必要条件7,8,9。若由经验丰富的医生操作,并针对合适的患者和疾病应用,经口喉显微手术(TLM)和开放性喉切除术(OPHL)均表现出可靠的手术效果和生存预后。
这些外科手术技术的实践与演进几乎完全在病理学转诊中心进行,这得益于相对较多的患者数量,使外科医生能够积累必要的专业经验,从而成功治疗即使是局部进展期的喉癌(LCs)。概括当前情况,喉部手术仅适用于相对较少的患者群体,且包含多种不同术式,而这些术式并非在所有医疗中心都具备开展条件或可行。为了在保留喉部功能的同时实现肿瘤根治性切除,必须精准掌握喉部的几何解剖结构、具备技术操作的精确性,并注重对组织的保护。基于上述所有原因,目前在模型上进行手术模拟已成为成功开展此类手术的必要前提。需要通过高度逼真且细致的模拟训练,以巩固对喉部结构框架的理解,掌握不同技术下的组织操作方法,并学习每一项具体手术操作中准确而精确的动作顺序。因此,学习经口激光显微手术(TLM)和开放性喉部分切除术(OPHL)技术时,应在专门的实验室中进行实践训练才更为适宜。在因伦理、经济或标本可及性等原因无法使用人体标本进行训练的情况下,寻找一种替代性且经济可行的离体模型显得尤为必要。猪和羊的喉部作为肉类供应链中的副产品,因其在解剖结构布局和组织构成方面与人类喉部高度相似,是模拟喉部手术的理想且经济的离体模型10,11。
多个研究团队已报道了使用猪喉作为经口喉显微手术(TLM)模型的经验11,12,13,14。尽管软骨性喉骨架的尺寸不同,且杓状软骨较大,无法区分杓状软骨、楔状软骨与小角软骨,但其声门平面与人类极为相似:杓状软骨与环状软骨的关节连接方式类似,几何比例也相近15。与其他动物物种相比,猪喉具有明确的喉室结构,假声带发育良好;而其声门平面的特征则表现为较短的杓状软骨声突、较长的声带以及缺乏真正的声韧带14。此外,从组织学角度来看,Hahn 及其同事报道了猪与人类声门平面固有层中弹性蛋白分布具有可比性16,17,18。
另一方面,其他研究已描述了利用羔羊喉进行经口喉显微手术(TLM)和开放性手术的可行性10,19,20。具体而言,Nisa 等人证实了绵羊与人类喉部结构具有高度相似性,仅存在少数差异,包括舌骨和杓状软骨形态不同、前联合位置较低(位于甲状软骨下缘)以及气管环接近完整闭合21。尽管存在这些微小差异,作者仍强调该模型在喉气管外科手术培训与实践中的重要价值21。此外,该模型还被用于模拟经皮气管切开术操作22。
本研究的目的是阐述如何利用经济实惠且解剖结构高度相似的离体动物喉模型,建立并组织一个可重复的喉外科手术实验室。作者在意大利都灵坎迪奥洛FPO-IRCCS癌症研究所名为"Lary-Gym"的实验性喉外科手术实验室中,通过多年的外科模拟训练积累了建立此类实验室的实践经验。
1. 标本采集
2. 实验室的准备
3. 内窥镜工作站的准备
4. 开放手术站的准备
5. (可选)直播解剖过程
6. 内镜解剖
7. 开放解剖 I(OPHL)
8. 开放解剖 II(全喉切除术)
本方案被证明对于建立专注于喉部手术的外科培训实验室具有实用价值,该实验室使用肉类供应链中的动物废弃内脏和基本器械。其主要目标是教学指导,但也可供经验较少的外科医生用于提高解剖学知识和手术技能。
该方案已在“Lary-Gym”举办的作者解剖课程的三个阶段中采用,并在第二届头颈外科手术课程中应用 "优于活体",其中实验室解剖操作由该领域的熟练外科医生进行教学指导,参与者对此反响热烈。共有228位同行参加了这两门课程,其中28人参加了Lary-Gym课程,200人参加了“优于活体”课程。在Lary-Gym课程的最后两次课中,通过专门设计的问卷调查了14位参与者对课程体验的满意度。问卷内容及结果报告于 表1所选动物模型与人类情况非常相似,组织构成具有可比性。内镜和开放手术方法的结合使用,确保了对解剖结构和外科技术的全面理解。事实上,这种由内而外的视角有助于阐明复杂的喉部解剖结构,以及手术操作在切除和重建手术中的意义(例如 OPHL 中的吻合技术)。在课程的最后一个环节,成功利用人体标本和外科机器人演示了多种经口机器人手术(TORS)操作。手术室的布置与所述设置相似,表明该方案具有良好的灵活性,可根据特定机构的设备和空间条件进行调整。

图1:内镜解剖。 一位年轻外科医生正在我们的内镜工作站上对动物标本进行操作。请点击此处查看该图的放大版本。
| 问题 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
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| 您如何评价本课程的实用性? | 0 | 0 | 0 | 1 (7%) | 13 (93%) | |
| 不存在利益冲突。 | 0 | 0 | 0 | 0 | 14 (100%) | |
表1:Lary-Gym课程:满意度调查问卷及反馈结果。 评分为1(非常不满意)至5(非常满意)。括号内为百分比。
本文旨在描述一个专注于喉外科手术的实验室的组织架构,以及选择合适的离体动物模型,以经济且真实的方式模拟多种外科手术操作。当无法获得人体标本时,有必要寻找精确的动物模型作为替代。若无解剖学部门可提供遗体捐献的标本,一个人体模型的平均价格约为1,300至1,500美元。相比之下,用于肉类生产的屠宰动物,其相应的离体动物模型成本仅为8美元或更低。本文报告了专用实验空间的建立、个体化培训课程的实施以及外科解剖课程的组织经验。根据文献资料,决定主要采用猪喉模型和羊喉模型,分别用于激光手术和开放性手术10,14,15,19,20,21。所描述的这两种动物模型均易于获取且价格低廉,因其属于肉类供应链中的副产品。此外,这些离体模型易于操作和保存,且对操作者无任何风险。尽管这些动物喉部与人类喉部存在轻微差异,且脱离了颈部正常的解剖环境,但其解剖比例和组织构成与人类非常相似,能够逐步重现经口激光显微手术(TLM)、开放性喉手术(OPHL)和喉全切除术(TL)的技术步骤。大量可获取的标本以极为合理的价格,保证了手术操作可被反复练习。通过这种方式,外科医生不仅能够提高手术操作的精确性和准确性,还能在手术中相对次要的步骤上显著提升操作速度。
结合使用显微镜/内窥镜观察喉腔内部结构以及外部视野(本例中通过3D外窥镜增强),可获得由内向外的视角,有助于外科医生充分理解复杂的喉部解剖结构及每一手术步骤的重要性。此外,利用摄像头和显示屏共享解剖过程,可使导师和其他外科医生与主刀医师观察到相同的视野,从而提升该系统的培训潜力。通过这种方式,导师能够指导手术操作、纠正错误,并解答任何疑问或评论。
这种设置易于复制,因为它具有模块化和灵活性,可根据可用的仪器和设备进行调整。当然,动物模型可能存在一些局限性,主要体现在模型与人类喉部之间固有的差异,以及在缺乏与周围解剖结构正常关联的情况下对单一离体器官进行操作。具体而言,猪喉的杓状软骨构型与人类不同,需要实现良好的声门暴露。此外,猪标本缺乏声韧带,因此无法完全真实地模拟II型声带切除术。然而,这些差异在一定程度上被动物模型的易获得性和低成本所抵消,因其在组织一致性和结构上是非常接近的替代物。一旦外科医生掌握了足够的操作能力,自然的下一步便是转向使用更为昂贵的人体标本进行模拟训练。
具备上述特征的喉部训练中心是开展此类精密手术培训、技术精进以及教学的理想场所。此外,同一实验室还可用于测试新型头颈部外科技术。例如,经口机器人手术在口咽部及声门上肿瘤治疗中的应用日益广泛,这需要操作者在机器人控制台进行个体化训练,以熟悉组织操作和运动控制。所有这些训练均可在如上所述设置的培训实验室中轻松模拟并低成本重复进行,且无需调动手术设备和器械。
作者无任何利益冲突需要披露。
作者谨此感谢坎迪奥洛(都灵)FPO-IRCCS 管理部门对我们工作的资助与持续支持。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 3D相机 | STORZ | VITOM 3D TH200 | |
| 4K相机 | STORZ | TH120 | |
| 4K/3D 32"显示器 | STORZ | TM350 | |
| VITOM 3D用自动固定臂 | STORZ | 28272 HSP | |
| 骨剪,Luer型 | MEDICON | 30.30.35 | |
| CO2光纤激光器 | LUMENIS | Ultrapulse/Surgitouch | |
| CO2激光器 | LUMENIS | AcuPulse 40WG | |
| Dedo手术喉镜 | STORZ | 8890 A | |
| 精细组织镊,Adson型 | MEDICON | 06.21.12 | |
| 弯型止血钳 | MEDICON | 15.45.12 | |
| 直型止血钳 | MEDICON | 15.44.12 | |
| 钩状拉钩 | MEDICON | 20.48.05 | |
| Hopkins II前斜30°望远镜 | STORZ | 8712 BA | |
| Hopkins II前斜70°望远镜 | STORZ | 8712 CA | |
| Hopkins II直视0°望远镜 | STORZ | 8712 AA | |
| Image 1 pilot图像系统 | STORZ | TC014 | |
| Kleinsasser手柄 | STORZ | 8597 | |
| Kleinsasser 90°弯钩 | STORZ | 8596 C | |
| Kleinsasser直注射针 | STORZ | 8598 B | |
| Kleinsasser左弯剪 | STORZ | 8594 D | |
| Kleinsasser右弯剪 | STORZ | 8594 C | |
| Kleinsasser直剪 | STORZ | 8594 A | |
| 光源 | STORZ | TL300 | |
| Lindholm扩张钳 | STORZ | 8654 B | |
| Lindholm手术喉镜 | STORZ | 8587 A | |
| Mayo标准剪刀 | MEDICON | 03.50.14 | |
| 显微镜 | LEICA | F40 | |
| 3D图像模块 | STORZ | Image 1 D3-link TC302 | |
| 4K图像模块 | STORZ | Image 1 s 4U-Link TC304 | |
| 持针器 | MEDICON | 10.18.65 | |
| 标准弯型手术剪 | MEDICON | 03.03.13 | |
| 鼻黏膜刮匙,Freer型 | MEDICON | 26.35.02 | |
| 双头拉钩,Roux型 | MEDICON | 22.16.13 | |
| 拉钩,Volkmann型 | MEDICON | 22.34.03 | |
| 双头拉钩,Langenbeck型 | MEDICON | 22.18.21 | |
| 11号手术刀 | |||
| 15号手术刀 | |||
| Steiner电凝吸引管 | STORZ | 8606 D | |
| Steiner左弯抓钳 | STORZ | 8663 CH | |
| Steiner右弯抓钳 | STORZ | 8663 BH | |
| Steiner Laryngoforce II抓钳 | STORZ | 8662 E | |
| Steiner手术喉镜 | STORZ | 8661 CN | |
| 用于清除烟雾的吸引管 | STORZ | 8574 LN | |
| 组织抓钳 | MEDICON | 07.01.10 | |
| 组织抓钳,Allis型 | MEDICON | 50.02.15 | |
| 巾钳 | MEDICON | 17.55.13 | |
| 血管钳,DeBakey型 | MEDICON | 06.50.15 | |
| 视频处理器 | STORZ | Image 1S connect II TC201 | |
| Yankauer吸引管 |
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