了解人体内部构造是人类长久以来存在的想法。历史上很长一段时间，由于无菌概念及麻醉的缺失，任何试图打开胸腔或腹腔的手术通常意味着死亡。19世纪初，现代内镜的雏形出现。奥地利的Bozzini设计了第1个现代内镜"LICHTLEITER"，通过烛光和反射镜装置窥探人体内部，但明火光源易误伤人体组织。1883年，在Thomas Edison发明白炽灯4年之后，解决内镜光源问题的理念革新开始出现：苏格兰的Newman借助白炽灯作为光源，解决了明火光源的问题。从此以后，医师能够通过内镜观察机体结构组织并识别病灶。然而，革新远未停止，20世纪50年代"冷光源"出现，医师可以在较低温度下得到高亮度图像，而不会热灼伤患者。此后，Hopkins运用光学传导原理发明柱镜系统。该系统与同时代的其他设备比较，清晰度和可见度都有极大提高。

人类追求永无止境，继续推动理念与技术革新。前期内镜装置仍需通过目镜进行观察，外科医师必须一手持镜靠近目镜观察，一手操作，其他参与手术的成员无法知晓手术过程。20世纪80年代，研究者应用光电耦合器(charge coupled device，CCD)，在腹腔镜上安装摄像头，将手术图像通过CCD将光信号转换为数字信号，再通过数模转换器将信号以图像形式输送至显示器。20世纪90年代，在CCD基础上研发的三晶片(3－CCD)摄像头，可将光线的三原色通过透镜的折射分开传输后再合成，因此，图像色彩还原更加逼真，清晰度更高。手术成员都能以清楚的主角视角参与手术。而微创手术操作的视角，也从弯腰单眼看目镜转变为直立向前看显示屏。内镜手术者这一次"小小的"视角转移，带动了外科医师翻天覆地的视角"大转移"：从打开腹腔低头做手术，转变为抬头观看屏幕施行微创手术。而整个外科理念革新也由这次新视角的转变而正式开启——微创外科时代到来。

20世纪90年代腹腔镜画质处于VCD水平(分辨率为352×288)，许多腹腔内的精细结构如神经、淋巴结等很难辨识。随着电子光学技术的不断发展，腹腔镜摄像系统逐渐发展为小高清(分辨率720P)、全高清(分辨率1 080P)水平。21世纪前10年，腹腔镜系统的信号转换设备，逐步拥有DVI、HD－SDI、HDMI等全高清数字视频输出端口，能将腹腔镜摄像头拍摄画面信号以全高清形式展示，其转换的视频所能达到的最高分辨率为1 920×1 080，即1 080P格式。该视觉设备提升，使腹腔镜下的解剖结构更加清晰，配合当时超声刀的问世，腹腔镜下操作从良性病灶的局部切除，向恶性肿瘤的根治性切除推进。淋巴结清扫、血管止血等操作在高清视野下已不存在技术障碍，从而触发了整个微创外科新一轮的理念革新，微创手术从良性疾病手术，迈入恶性肿瘤根治时代^[1]。在此10年间，腹腔镜技术逐步应用于普通外科各个专业的恶性肿瘤手术，并且在以胃肠手术为代表的多个专业领域臻于成熟。微创理念已深入人心，开启了其在肿瘤领域治疗理念的转变与革新。

近年来，4K显像技术应用于腹腔镜摄像显示系统，将分辨率提升至4 096×2 160水平。4K显像技术细腻视野可弥补常规高清腹腔镜在影像描述的不足，增强了对手术视野细节描述，将更加清晰真实、优于裸眼所见的手术视野呈现于大屏幕，改善了手术医师对手术视野的识别度和操作感，为腹腔镜手术技术带来进一步发展。由于4K腹腔镜视野下对神经、血管、系膜、淋巴结与脂肪组织等辨识度增加，在此基础上的精细解剖游离可减少术中出血量、保护重要神经功能、精确淋巴结清扫范围与界限等。因此，4K腹腔镜系统较传统高清腹腔镜系统辨识度更强，操作错误发生率更低，可协助手术医师轻易辨认重要解剖结构与周围组织关系^[2,3,4]。如直肠手术中，在4K视野下，术中解剖可更清晰地显示肠系膜下神经丛、上腹下神经丛、腹下神经、盆神经丛和神经血管束等容易损伤的神经结构，并与周围结缔组织加以辨别^[5]。因此，4K腹腔镜系统有助于行根治性手术同时，更为确切地保护神经，从而保留肿瘤患者的泌尿功能和生殖功能。

笔者认为：基于腹腔镜视觉平台提升的一系列革新，使腹腔镜手术的治疗理念也获得不断提升与革新，从良性疾病治疗，到恶性肿瘤规范性根治，再到精准化功能保护。

具有3D成像功能的摄像系统在20世纪90年代即已应用于腹腔镜手术系统，但受当时设备和技术等客观条件的限制，3D图像分辨率低，使用者易产生视觉疲劳和不适感，严重影响其临床推广。近年来，技术的不断发展使上述缺陷获得极大改善。目前使用的3D腹腔镜分辨率为1 080P，而2020年即将上市具有4K分辨率的3D腹腔镜将会给外科医师带来全新体验。术者应用3D腹腔镜系统进行手术操作，能获得更明显的视野纵深感和更强的空间定位性，其所提供的视觉体验更接近立体真实视觉。因此，3D腹腔镜手术中操作更便利，发生操作错误更少。3D腹腔镜手术操作学习曲线可能更短，更易被无腹腔镜手术经验医师掌握。

3D腹腔镜在以下操作中具有优势：(1)寻找解剖层面。由于3D视野提供了更为立体的视觉判别能力，因而在层面深浅、纵向拓展等方面，可提供更为精准的指导。这对于手术安全性以及淋巴结清扫范围的精准性都具有重要意义，从而在客观上推动腹腔镜肿瘤根治手术进入"膜解剖"的全新理念与技术水准阶段^[7]。(2)腹腔镜下完成精细定向操作。如腹腔镜下手工缝合操作、精细吻合操作以及消化道重建时，立体视野优势更明显，对缝合时持针器械的换手操作、持针器打结时的三维立体判断都有非常重要的帮助。一项囊括18项前瞻性和回顾性研究(其中5项为随机对照试验研究)的Meta分析结果显示：3D腹腔镜可降低腹腔镜下缝合操作相关手术并发症发生率^[6]。3D腹腔镜的应用，促使全腹腔镜下消化道重建技术被更多外科医师接受，从而触发了全腹腔镜手术应用日趋广泛，成为微创外科的新热点。

目前3D腹腔镜系统基于偏振式眼镜呈现3D显像技术。因此，手术中术者需佩戴偏振式眼镜产生3D视觉。但3D眼镜可造成光衰减作用，导致图像失真；长时间佩戴眼镜带来的辐辏调节冲突，可导致术者视觉疲劳^[8,9,10]。而基于视障光栅与柱透镜阵列技术及人眼或人脸跟踪技术而实现的免眼镜式3D显像技术——裸眼3D显像技术有望解决上述缺陷。2008年，Dodgson等^[11]首次报道裸眼3D技术应用于外科手术。经过近10年的发展及设备的改进，近年来裸眼3D技术在国内正成为研发与革新的热点。笔者所在团队已开展裸眼3D腹腔镜胃肠肿瘤根治术，笔者实践体会：图像清晰度佳，视野更明亮、更真实，更利于手术，尤其便于淋巴结清扫。这一视觉理念的革新，有望使3D腹腔镜手术摆脱眼镜束缚，为微创外科医师呈现全新视角。然而，裸眼3D腹腔镜仍存在不足：目前采用的双视点裸眼3D腹腔镜系统术者需佩戴信号发射器以定位观察点，且仅使主刀医师免于佩戴眼镜，其他手术参与者仍需佩戴眼镜。而多视角裸眼3D技术对图像分辨率的损耗过高，目前上市的裸眼3D系统分辨率尚达不到该技术要求。因此，裸眼3D"新视角"开启，将为3D腹腔镜技术的理念革新带来新思路。

2016年5月，笔者单位率先在国内通过VR技术网络直播了3D腹腔镜结直肠癌根治手术，成为当时微创外科领域新热点话题之一。该技术的优势：只需一部手机和一副插入式VR眼镜即可实现对手术室近距离全视角观摩。在远离手术室的会议现场戴上VR眼镜后，就如同身处手术室，从手术者的视角参与整个手术进程，具有极强的身临其境感，可称为微创手术中的"上帝视角"。但当时基于第4代移动通信技术(4th generation wireless systems，4G)无线网络速度技术瓶颈限制，携带大量数据的手术室现场画面以及腹腔镜手术画面在输送途中出现传输延迟现象。随着5G进入实质性应用阶段，2019年笔者单位再次尝试以5G技术作为网络输送平台，对微创外科手术进行VR直播，取得了良好效果。通过5G速度，以VR手段，将微创技术的演示、教学与培训更流畅地呈现在参与手术、观摩手术、学习手术的广大微创外科医师面前，为微创外科的远程教学培训、学术交流等，提供更先进，更优质的实践平台与更新颖的培训模式。因微创外科这一视觉平台的革新，而带动的教学与培训理念改变，将有可能使未来的微创外科医师通过5G与VR技术，身临其境完成远程的"沉浸式教学与培训"。

2001年，位于纽约的主刀医师，通过宙斯机器人手术系统，为远在法国斯特拉斯堡市患者施行了横跨大西洋的软组织切除手术。这种远程手术模式是医师完全掌控的"主从操作"，患者端机械臂完全复现主刀医师在控制台上的操作动作。这种模式可以从手术床旁解放医师，实现精细微创操作。近10余年在我国备受瞩目的达芬奇机器人手术系统也属于此类手术。但目前机器人手术系统更多的仍是本地手术，而非真正意义上的"远程手术"。当进入5G时代后，在5G通信支持下，远程机器人手术再次成为关注点。5G通信基本上消除了延时对远程手术的影响，可让主刀医师获得近乎本地操作的实时感。2019年，国内外先后成功开展多例此类模式的活体动物实验。但医师的所有手术感知全部来自网络反馈，因此，出于安全性考虑，5G通信下的该模式2019年仍以动物实验为主。如要真正实现安全的异地连续"主从操作"，需要机器人手术系统：在稳定高速通信前提下，具备抵抗网络恶意攻击的能力、通信中断的即时恢复能力等，从而保障通信数据的正确性；并具备足够的现场感知反馈能力，以确保主刀医师能够据此做出最合理的即时判断。而这2点仍是远程手术模式真正应用于临床前必须突破的瓶颈。