腹腔镜胆囊切除术与传统开腹手术最大的不同在于不能用手直接接触和探查手术野，只能通过高精度的腹腔镜器械来完成手术。良好状态下的腹腔镜设备是开展LC的基本条件，本节主要介绍LC常用设备和连接。腹腔镜设备一般包括：图像系统、气腹系统、手术器械、冲洗吸引装置、电切电凝系统和超声刀等。
一、图像系统
图像系统包括：腹腔镜、冷光源、摄像机、信号转换器和监视器等。
（一）腹腔镜（1aparoscope）
腹腔镜是由导光纤维和柱状透镜组成，具有较高的照明和清晰图像。目前通用的腹腔镜有两种，一种是直径为2mm的针式腹腔镜，因其直径小，提供的视角也小、照明弱，较难运用于需要大视野的LC；另一种是Hopkins腹腔镜。LC通用的腹腔镜是Hopkins腹腔镜，它具有良好的光传导和广角镜头。镜体长度30cm，外径为10mm，物镜镜面为0度或30度。外观上镜体有摄像头接口、光缆接口和镜头前的镜面。0度镜观察时比较符合肉眼的视觉，便于操作，无需转动镜身便可调整视野，且容易定位，但视野的范围较小，有时易被操作器械遮挡手术视野，尤其对肝门部可视区太小，容易对手术操作区的解剖关系作出错误判断，但是初学者容易掌握。斜视30度镜符合人们的视觉习惯，可以调整镜面的方向，为手术野提供各方位的视角，手术野观察范围较广泛，如调整镜头前端的斜面向下，则可看到镜头的前下方。LC手术中胆管、Calot三角及周围组织的观察中，30度的腹腔镜可以看到0度镜达不到的视野，可减少手术野的盲区，有利于暴露。但另一方面，在转动腹腔镜时，即使未改变腹腔镜的长轴方向也可引起视野的改变，加上与腹腔镜相连的摄像头也有方向，因而摄像头转动时使人产生视野的旋转，正确控制手术野的视图正位，主要依肝脏为参照来调整手术野是否有旋转。在LC实践中，30度腹腔镜可获得最佳视野，运用较广泛。
（二）冷光源
腹腔照明是进行腹腔镜手术的先决条件。现代腹腔镜外科采用冷光源，即“有光没热”的光源。其原理是将白炽灯的光经光导纤维传入腹腔照明，将热隔离于腹腔镜之外。具体讲是白炽灯将电能的2%转化为可见光，其余的转变为热能，在光源与光导纤维之间插一块隔热玻璃，而含热的成分在进入光导纤维之前被隔离，最大限度地将光导入腹腔照明，这种光称之为“冷光”。实际上，任何冷光源的光都可以转化为热，在腹腔镜外科实践中应避免长时间将腹腔镜的镜面埋藏组织中，以免烫伤。目前LC常用的光源有氙灯、卤素灯、金属卤素灯、金属弧光灯等冷光源，均设有备用灯。理想的冷光源是光强度高、光谱全、照相时可闪光、有备用灯泡、寿命显示窗和摄像机上有光感器反馈调节亮度。通常冷光源的参考功率（70-400W）、灯泡寿命（40-700小时）及色温（3000-6000℃）。LC更多的是选用300W氙光源，其亮度高，色温接近自然光，彩色逼真，灯泡的寿命长达500小时，但费用也高。腹腔镜可配用250W卤素冷光源，功率低照明度不够，功率高的冷光源易出现手术野的反光，反而造成手术野的盲区，另外，过强的光易引起接触的组织烧伤，一般情况下选用物美价廉的250W卤素冷光源，完全可以满足临床需要。光源的调节分手动和自动，建议选用自动调节冷光源，自动调节冷光源即将冷光源与内镜信号转换器连接，通过摄像头视频感应，自动调节光线强弱，以减少光反射引起的盲区。
（三）导光光缆
光缆是腹腔镜与冷光源的连接部分，LC常用的是光导纤维导光束，每根光导纤维直径约10μm，可曲光缆含有100000根直径10μm的光导纤维。通常光导纤维损坏30%以上或中心区域＞2mm面积损坏时就会影响对术野观察。选择光缆时应选择光导纤维束直径稍大于腹腔镜镜头即可，过大可使光的密度丢失。就Hopkins腹腔镜配备的光导纤维束长度以2.5m左右为宜，光导纤维束的直径以4mm左右为宜。光导纤维手术前应消毒，忌折成锐角，以免光束断裂，影响照明效果。
（四）摄像机（camera）
包括摄像头和摄像机两部分。摄像头与腹腔镜相连接，将手术野的操作图像以电信号的方式传过摄像电缆输入到信号转换器，将电信号处理后使术野图像显示在监视器上，供术者使用。摄像头的关键元件是CCD，CCD即充电偶联器把光能转变成电信号产生组成图像的像素并把它们逐幅不断地传给接收器（信号转换器），其产生的电信号强度与接收的光强度成正比，其比例越大所需的光亮度（即最低光照度）越小，对光越敏感。单个CCD可达到300-450线，相当普通彩电的分辨率（500线以下），这也是当初称为电视腹腔镜的原因。近年来多选用3个CCD，分辨率可达到750线，需要选用分辨率更高的监视器。但是，单个CCD和电视机的300-450线分辨率也能完全满足LC。腹腔镜专用摄像机的清晰度要求在400线以上，一般情况下二维平面镜即可，其清晰度（resolution）由水平扫描线表示，扫描线越多清晰度越高。建议选择3CCD或数字摄像机。摄像电缆连接摄像头与信号转换器，在使用过程中勿折成锐角，以免导线断裂，影响图像传输。
（五）信号转换器
信号转换器是将摄像头输入的电讯号转换为彩色视频信号，输给监视器和录像机。有的信号转换器配有超视频（r/c）输出接口，可使图像色彩还原更逼真。面板有色彩调谐和增强功能，术前可通过调节自平衡达到理想的图像色彩效果。
（六）监视器
监视器接受信号转换器输入的信号，在荧屏上显示手术野图像，便于术者根据图像进行手术操作。LC一般要求手术野图像要放大8-14倍，荧屏过大会造成图像失真，过小则易造成视觉疲劳，而且监视器的放置高度可与术者视线平行或略低，可减少视觉疲劳，一般情况选用14-20英寸，最好选用18英寸，分辨率至少450线以上。
二、CO2气腹系统
CO2气腹机（CO2insufflator）：将CO2气体注入腹腔并维持腹腔恒定气腹压的机器。主要目的是辅助手术显露。CO2气体不助燃，容易经腹膜吸收从肺部排除，一旦进入血管形成气栓易吸收和治疗，因此，腹腔镜手术普遍接受CO2气腹。CO2气腹机按工作方式分为手动、半自动及全自动三种。手动气腹机随时需要手动注气，很不方便，已不常用。半自动气腹机充CO2气体速度慢，充气时间长，术中需要显露术野时不能及时充气，如快速注气需要人工帮助，一次手术常需多次注气，不能满足手术要求。目前临床上最常用的是全自动气腹机，因其能直接连接CO2钢瓶，术中可以显示CO2注入腹腔的流速、流量、注入腹腔的气体总量，腹腔内预设压力和腹腔内实际压力，CO2钢瓶内CO2储备情况。手术中如无意外不需人工操作。此外，还具备自动测压，自动起、止充气并调节流量，自动报警（气量报警及故障报警），有较大的最大充气率（＞5L/min），可在压力过高时自动泄气。如在手术过程中，病人麻醉变浅，腹肌紧张，腹腔内压力超过预设值，手术空间明显变窄，则气腹机发出警报声。腹腔镜胆囊切除术常用气腹机每分钟最大充气流量能在1-30L的范围内自动调节。每分钟最大充气流量能达到10L的气腹机已经能够满足腹腔镜胆囊切除手术的需要，在特殊情况下才需要每分钟大于10L的流量。所谓自动调节是指：术者一旦在CO2气腹机上设定手术时所需的腹腔内压力（临床上常预设为12-16mmHg），CO2气腹机在腹腔实际压力达到这个设定的数值时自动停止充气，并在腹腔实际压力低于预设值时又自动启动充入气体。这样可以保证手术中腹腔内压力始终保持在医师设定的手术需要的压力。储存钢瓶的CO2是液态，经过气腹机后成为一种冷气体，腹腔注入这样过量的冷气体容易造成人体降温，影响麻醉的安全。现在有加温CO2气腹机，建议选用全自动加温CO2气腹机，最少也得选用20L以上的全自动CO2气腹机。
腹腔镜外科医生必须知道CO2气腹机的性能参数和运用知识：
1.总CO2压力表：反映CO2瓶内气体的多少，不应低于20kPa。
2.气腹压力表：能控制手术所需的气腹压，一般在1.60-1.99kPa（12-15mmHg）范围是安全的，并能随时反映手术时气腹压力变化，当气腹低于所需压力时，气腹机自动充气，当高于所需压力时，气腹机即停止充气，并发出红灯指示或警鸣声，提醒术者。
3.注气流量控制表：主要是控制充气速度，分为低（1-2L/min）、中（2.5-5L/min）、高（5-9L/min）几种充气流速。低流量注气用于开始建立气腹时，中、高流量用于术中及使用吸引器时，以便气体溢出后及时补充气体，维持气腹压。
4.经气腹机流出总量表：手术开始时，如无气体溢失，此表能反映腹腔内CO2总容量；手术结束时能反映整个手术过程所用CO2气量。
三、冲洗、吸引装置
冲洗吸引器是冲洗和吸引腹腔液体机器，它利用负压泵的排气端，向生理盐水内加压，作冲洗用，吸气端做负压吸引，此系统是将无菌生理盐水经过无菌管道注入腹腔，经冲洗器或手术室中央负压吸引吸出冲洗液，从而保证术野的清晰。作为LC专用的冲洗吸引装置必须满足：①冲洗过程中由手动或脚踏开关控制，注意避免腹腔内进入大量空气，或迅速吸出大量的腹腔内CO2气体，导致手术空间狭窄。②调整合适的压力，水压太大容易漏水，压力太小吸引效果差。③合理的无菌循环及保险装置，以防止逆流及吸出的脏水污染腐蚀机芯。此装置常使用于复杂的LC或可能出现污染、出血等复杂情况。
四、电切和电凝系统
高频电发生器的组成：高频电发生器产生电切和电凝电流，电切和电凝是LC中对组织解剖、分离和止血的主要手段。LC通常选用单极电刀，此系统一般包括：电刀主体、负极板、脚踏开关、电线组成。用于腹腔镜手术的高频电刀电流频率为100-300kHz范围，它用于产生破坏性热能，进行切割和电凝止血。电刀输出功率一般为150-200W，而腹腔镜用的高频电刀输出功率在60-80W之间，最大输出功率不应超过200W，从安全的角度讲，太大的功率可能带来一定的危险，因此高频电刀的功率只要能满足手术中的使用即可。负极板应贴在病人肌肉丰富处，距手术部位较近处（一般腹腔镜手术选择在病人的臀部），以便缩短安全回路距离。电凝、电切操作由脚踏开关控制完成，初学者容易在非切割状态下踩踏开关，意外引起其他组织或器官电灼误伤。电刀导线带有绝缘层，使用前应消毒。连接电刀主机的电极导线应能连接各种带阴极或阳极电钩、电凝棒、剪刀及分离钳等手术器械，还可选择使用单极或双极电凝。
高频电流发生器组织效应：它产生电切和电凝两种电流，电切电流时高电流低电压的持续正弦波，使组织升温至100度以上，使组织细胞气化，对周围组织的热扩散较小，它的组织效应取决接触面积；电凝电流是低电流高电压的持续正弦波，使组织升温干燥、皱缩，组织细胞汽化。在进行LC手术操作时，可对组织产生四种不同情况的改变：①电灼：是电极尖端与组织表面不直接接触而进行火花放电。这时热能被限制在组织表面的视觉可见火花散布区。②电凝固：随着电流及热能的增加，使组织发生热坏死。③电切割：将电凝的断续波或电灼的断续非等幅波叠加，它就会在组织中引起能达到汽化点的高热效应，使细胞破裂，最后在切口表面留下一层不光滑的硬壳。④“趋肤效应”：高频电引起延迟性组织坏死、脱落和穿孔，表现为迟发性胃肠穿孔和胆管狭窄，它是LC的一种严重并发症，在临床上既无法准确预测其部位，更难以判断其程度。所以在腹腔镜手术过程中，由于高频电刀本身所具有的潜在危险性，为预防意外损伤，使用时应注意。
高频电流发生器使用注意事项：高频电流发生器是腹腔镜手术常用的分离、止血方法，运用得当可获得无出血的LC，若运用不当，会引起胆管、血管和胃肠损伤。因此，在LC手术运用中，应选择电凝器的功率应不超过200W。为了防止在电流回路不够通畅的情况下放电时，电流在电刀的末端聚集，而升高瞬间功率，引起损伤，使用时应注意如下6个方面：①高频电刀在做一般的切割分离使用时，电凝与电切通常要配合使用，不要单纯使用电凝，以防止电刀头形成的焦痂包裹，而导致绝缘性能破坏，影响手术操作。手术中一旦发现电刀头的末端有焦痂应及时剔除。②电器械操作时要准确到位，与术野组织未完全接触前，不能通电。③电凝止血效果不佳时应该用其他止血方法，不可任意延长电凝时间。④电刀头通电时不能接触腹腔内其他的金属器械及夹闭在血管及胆囊管残端上的钛合金金属夹。⑤在肝门部等重要组织器官的附近，或明确的血管离断慎用或禁用电刀。⑥电刀必须在腹腔镜的视野范围内使用。
五、超声刀
超声刀的简介：超声刀是将电磁能传递给压电换能器或磁性换能器并在电场或磁场中产生高能低频的超声波而对人体组织实施切割、凝固和空化效应的超声外科器械。1991年超声刀进入临床运用，发展迅速，在许多腹腔镜手术中能够替代机械的外科钳、夹和剪等，能凝固切断5mm的血管而不出血，不产烟雾和焦痂，不影响手术野，真正达到了充分显露和细致无血分离的现代腹腔镜手术要求。应用于LC手术的超声刀有美国Eticon Endo-Suegery公司生产的Harmonic超声刀、美国公司生产的AutoSonix系统以及日本奥林帕斯公司生产的SonoSurg超声刀。我院有一台AutoSonix超声刀，主要用于LC治疗心脏带支架和起搏器的患者。超声刀由超声波发生器、操作手柄和刀头三部分组成，超声波发生器是一微处理控制的、具有高频转换能力的能量供应机。操作手柄内有换能器，即被挤压在两个金属柱之间的压电石英片。超声刀头主要分超声剪、超声刀和球形凝固器三型，超声刀有扁平的球形和钩形两种，利用纯切割与纯凝固之间转换达到凝切效果，边缘相比手术刀要钝得多，其作用类似电钩，对实质性脏器如肝脏、子宫效果较好，因为这些器官赋予超声刀压力和张力。超声球形凝固器作用和形状相似电凝棒，主要用于凝固。超声剪是最常用的超声器械，由一刀片和一个固定垫组成，能够抓持、切割、凝固没有支持的组织结构如系膜、粘连带、孤立的血管等游离结构，被持夹的组织在刀和垫之间的高能超声波中凝固离断。
超声刀的切割、凝固和空化效应：超声设备通过将足以能毁坏牢固氢键的机械能传递给组织使蛋白质变性，同时内部组织高频率的振动使组织发生摩擦而产生的热量也能使蛋白质变性。因此摩擦力既存在于组织表面，也存在于内部；而且用来传导能量的金属具有热能，并可聚积热量，提高了超声刀的切割效应。钩状刀凝固直径2mm以内的血管毫不费力，而剪刀型刀能够凝固直径高达5mm血管，在凝固血管时，超声刀依靠所施加的压力，使血管壁接触紧密，使最大的能量传递到组织，血管壁粘合在一起，有焊接的作用。超声刀凝固作用的两大特点是刀头没有凝固组织的粘附和热能低。超声刀的热温在80度以下，减少了组织焦化和干燥，手术视野清晰，其有限的热量使热损伤降低到最低程度。在临床实践中发现，超声剪所产生的侧面热损伤要小于单极和双极电凝，一项旨在观察猪子宫角横断时侧面热损伤的研究发现，超声剪造成的侧面热损伤为1mm，而30W功率的单极电刀所致热损伤为9mm，双极电刀则是7.5mm。另一项动物实验发现超声刀处理的胆囊床术后粘连率低于电刀和激光刀。超声空化吸引器是近年来又一项无管道损伤分离器械，主要利用超声头的超声振动碎解含水较多组织和脂肪组织，而不损伤胶原含量高的血管和胆管，在解剖胆囊管时特别有用，但是缺乏切割和凝固作用，需要配合电刀使用。
六、腹腔镜胆囊切除术激光刀的运用
用于腹腔镜手术的激光刀有CO2激光、Nd：YAG激光和氩离子气体激光（Ar'）三种。不同强度的激光作用于组织表面，光能转化为热能对组织产生热效应，组织细胞干燥、脱水、汽化、碳化而达到组织止血、切开等目的。在LC手术中运用较多的是CO2激光，因为水能吸收CO2激光能量，切割分离组织时不易伤及深层组织。其他激光刀穿透力强，较难控制烧伤的深度，较少运用于LC。激光刀的费用昂贵，影响了激光刀运用的普及和发展。
