尽管早在1992年即已出现胸腔镜肺叶切除的报道，但长期以来，胸腔镜在肺外科的应用主要以肺楔形切除、活检等简单手术为主，至2004年，美国全国的肺叶切除手术中采用胸腔镜完成的比例不足5%。我国在20世纪90年代初期引进胸腔镜并用于临床，较长时间内也主要用于肺大疱切除、肺活检等简单手术，至2005年，仅个别单位可开展胸腔镜肺叶切除术，且以胸腔镜辅助小切口手术为主，全腔镜肺叶切除手术比例极低。

我们从2000年左右开始探索胸腔镜肺叶切除术，起初由开胸手术过渡为胸腔镜辅助小切口肺叶切除术，通过不断探索，总结出限制全胸腔镜肺叶切除手术的一些关键问题，包括：① 由开胸手术转变为胸腔镜手术，术者难以适应其操作入路及视野的转换；② 胸腔镜肺叶切除术沿袭开胸手术思路，由肺裂解剖，但由于腔镜入路的限制，操作性差，尤其在肺裂发育不全或未发育时更难以完成手术；③ 胸腔镜对手术操作的限制，能否完成彻底的淋巴结清扫，达到与开胸手术切除相同的效果；④ 胸腔镜手术中如遇到肺门严重粘连甚至冻结、血管损伤出血等意外情况，腔镜下如何处理？针对这一系列限制胸腔镜肺手术开展的瓶颈问题，我们围绕胸腔镜手术入路、切肺流程、淋巴结清扫、复杂困难情况处理等关键点进行了创新，形成了单向式胸腔镜肺手术的整套理论体系，这其中最为核心的内容是对胸腔镜下切肺理念的革新，以及复杂困难情况的处理。

从传统开胸手术转变为胸腔镜手术，最直观的变化是手术切口及入路的改变。目前对全胸腔镜手术较为公认的界定为：通过胸腔镜观察胸腔，术者观看显示屏、经胸壁一至数个小孔进行手术操作，胸壁切口最长不应超过5cm，且不撑开肋骨。由于胸腔镜入路仅有一至数个小孔，手术操作的角度、可用器械、助手配合等多方面均受到限制，因而如何布局手术切口，使之更适应腔镜下操作，是决定胸腔镜手术能否顺利进行的重要因素之一。以经典的三孔胸腔镜手术为例，国内外较为通行的做法是依据“棒球场”原则进行手术切口设计，切口集中于侧胸壁，两个操作孔围绕观察孔形成一个等腰三角形，聚焦于肺门，该切口布局可使术者能够在接近开胸手术的角度及视野进行操作，较易由开胸向腔镜过渡。但其也存在明显的不足：操作点过于集中，胸腔内操作覆盖面受到限制，对于操作范围更广的纵隔淋巴结清扫和胸膜腔闭锁等情况，部分区域不易良好显露；其次，该切口使手术器械在近乎垂直的位置对肺门结构进行显露和游离，但由此导致的问题是在放置切割缝合器时，其与纵隔面成角较大，形成同向性夹角，头端指向纵隔及心脏大血管，使得切割缝合器不易放置到位，且存在一定误伤心脏大血管的风险。

为尽量减少胸腔镜入路对手术器械及操作角度的限制，尤其是需要兼顾处理肺门结构及跨度较大的纵隔淋巴结清扫，有必要对手术切口分布进行重新设计。在切口设计时应满足两个基本条件：① 要便于手术器械及切割缝合器的放置，从而较为安全地处理肺门结构，尤其是对肺门大血管的解剖和离断；② 手术切口还需全面覆盖肺门、上下纵隔、侧胸壁等手术操作区域。对此，我们提出了“垂直-平行”的胸腔镜切口设计新理念，在术中进行组织解剖游离时，使吸引器与肺门垂直、与纵隔平行，能够较好地协助暴露和清洁术野，能量器械与肺门垂直，利于进行组织游离，同时也尽量使切割缝合器与肺门待切结构垂直，与心脏及纵隔面平行（图1-2-1），使器械放置更为容易，为实现这一目的，我们将主操作孔设置在前上胸壁平对肺门处，副操作孔下移至后下胸壁，镜孔向前下胸壁调整，形成了“不对称”的切口布局，使器械进入胸腔时与纵隔面的夹角尽量缩小；此外，操作孔之间跨度的增大还使切口覆盖范围明显增大，从而兼顾了肺叶切除及淋巴结清扫对不同部位操作的需要，以及胸膜黏连时对侧胸壁的游离。

传统的开胸肺叶切除手术由于是从侧胸壁开胸切口直视操作，通常从正对切口的叶间裂进行解剖，需从肺实质中游离出肺动脉及其分支，再分别结扎并离断，其后从肺门解剖出肺静脉并予以离断，最后处理支气管。这一操作路径在开胸手术中并不妨碍操作，但对于胸腔镜手术而言，由于是通过器械进行间接操作，以及操作角度的特殊性，经肺裂在肺实质中解剖和显露肺血管很困难，若遇肺裂发育不良，手术难度更大。基于这个原因，以前肺裂发育不全被列为胸腔镜肺叶切除术的禁忌证之一。

我们经过探索，针对胸腔镜沿袭开胸肺叶切除流程存在的不足，结合腔镜手术的自身特点，对手术流程进行创新，避开在肺裂及肺实质内操作，直接从肺根部着手解剖，创立了胸腔镜肺叶切除术的单向式概念，并命名为“单向式胸腔镜肺叶切除术”（single-direction thoracoscopic lobectomy），这一理念指导的各个肺叶切除手术均不需要进入肺实质操作，手术从肺根部最表浅的结构开始解剖，由浅及深依次处理，单向推进，当表浅结构处理后，深部结构即又变为最表浅状态；待病变肺叶主要的血管、支气管被依次处理后，仅剩的肺裂就可较容易地使用切割缝合器离断。

根据单向式的理念及肺门结构毗邻关系，双肺上叶及右肺中叶均由前向后，沿一个方向依次进行解剖，依次分别离断肺静脉、支气管或肺动脉，最后离断肺裂（图1-2-2），而双侧下叶采用由下向上进行解剖，依次离断肺静脉、支气管及肺动脉，最后处理肺裂（图1-2-3）。单向式理念指导的切肺流程不需要进入肺实质内解剖，只在肺根部解剖，“单点单向、层次递进”，且不需来回翻动肺叶，从而找到了一条既适合腔镜操作特点，又能简便完成肺叶切除的切肺路径，降低了手术操作的复杂程度，也使手术操作不受肺裂发育情况的限制，使原本复杂的胸腔镜肺叶切除手术流程清晰、操作简便、可重复性强，易于学习和掌握。

近年来，人民健康意识的提高及低剂量螺旋CT体检的普及，以磨玻璃结节为主要表现的早期肺癌比例明显增高，为更为精准的肺段切除提供了广阔的用武之地。但相对于肺叶切除而言，肺段血管及支气管深埋于肺实质内，肺段切除对手术操作的技术要求更高。如果我们将肺段看作一个肺裂没有发育的肺叶，采用单向式的理念开展肺段切除，那么肺段切除也容易实施。单向式肺段切除由段门开始解剖，沿一个方向推进，依次处理血管、支气管，最后处理段间平面；所有的肺段切除，如尖段、前段、后段、背段、下叶各基底段等，采用这一理念完成手术，均容易实施。以左肺上叶前段切除为例，首先从肺门前方开始游离，在显露肺静脉各分支后，由前向后，由浅及深依次离断静脉、动脉及支气管，最后处理段间平面（图1-2-4），从而完成该肺段的切除。

随着腔镜技术的日趋成熟以及对更为微创手术入路的追求，在原有多孔胸腔镜手术的基础上，近年来出现了单孔胸腔镜手术，但该入路的手术操作较多孔胸腔镜手术而言更为受限，单向式的理念依然适用于单孔胸腔镜的手术操作，只是将多孔腔镜的“正单向”变为单孔胸腔镜的“切线位单向”。例如上叶切除，多孔胸腔镜手术是由前向后单向推进，单孔胸腔镜手术是由肺门的前上向后下单向推进，称之为切线位单向；先游离肺门前上方，处理肺动脉尖前支，继而处理肺静脉及支气管，然后其他动脉分支，最后离断肺裂，完成肺叶切除。中叶切除时由斜裂前下方向后上方推进，依次处理静脉、动脉、斜裂、支气管及水平裂。对于双侧下叶切除，则由肺门下方的肺下韧带开始解剖，由下向上依次游离和离断肺下静脉、支气管及肺动脉，最后离断叶间裂。对于肺段切除，遵循单向式理念，由段门结构逐步深入进行解剖，最后离断段间平面，完成肺段切除。总之，单向式理念的肺切除方法在单孔下也能顺利实施，并与之融合，成为单孔单向式胸腔镜肺切除术。

单向式胸腔镜肺手术理念的提出，使胸腔镜肺叶切除这一原本复杂、历经10余年仍未能很好应用的微创技术，在短时间内得到很好地推广和普及。其手术思路清晰，操作简便、流程化，降低了手术难度，大大增加了手术的可操作性和可重复性，使手术变得易于学习和掌握。单向式胸腔镜肺叶切除术的出现也被同行认为“标志着我国VATS肺癌切除术的成熟”。

我们于2007年举办首届胸腔镜微创手术学习班，此后又连续主办10届华西微创胸外科手术论坛、数十期手术培训班，华西医院胸外科团队先后百余次应邀在国内外学术会议上进行发言交流及手术演示，推广该术式及相关技术理念。目前，以单向式胸腔镜肺叶切除术为核心的系列微创肺外科技术已在全国所有省、自治区、直辖市得到应用。伴随着单向式胸腔镜肺叶切除术在全国的推广，近10余年中我国能独立开展全胸腔镜肺叶切除手术的三级医院比例显著增加，由2005年之前的不足10%增长至2015年的86.6%。2016年，由中华医学会胸心血管外科学分会及中国医师协会胸外科医师分会共同组织的网络调查，全国共636家开展胸外科业务的医院参加调查，能独立开展微创肺叶切除手术的551家医院中有513家（93.1%）开展了单向式胸腔镜肺叶切除术，截至2015年底累计完成单向式胸腔镜肺叶切除术16万多例。在单向式胸腔镜肺叶切除手术推广的这10余年中，先后有数十家医院在国内外学术期刊上发表单向式胸腔镜肺叶切除术应用体会及结果的论文100余篇，部分单位还将该理念用于机器人肺叶切除术，普遍反映该技术理念“使腔镜下肺叶切除流程化，易理解、易操作”。

单向式胸腔镜肺叶切除术避开解剖相对复杂的肺裂，配合吸引-电凝无血化游离技术，由肺根部着手，由浅入深进行解剖，最后处理肺裂，减少了手术出血，缩短了手术时间。2013年，我们总结了1 040例单向式胸腔镜肺叶切除术的病例，平均手术时间169分钟，术中平均失血93ml，近期我们对2006年5月至2013年6月期间接受胸腔镜肺叶切除术的737例Ⅰ～Ⅱ期肺癌患者进行回顾性分析，发现平均手术时间为164分钟，手术中位失血量仅60ml；Yan等所做的胸腔镜肺叶切除对比开胸肺叶切除系统评价中，胸腔镜肺叶切除的中位手术时间为3.7小时，失血量为146ml，将这些数据与结果进行对比，显示单向式胸腔镜肺叶切除术明显缩短了手术时间，减少了手术失血量。

单向式胸腔镜肺叶切除术由于不需要解剖叶间裂，肺创面较小，术后漏气发生率较低，我们的患者术后漏气超过5天的发生率为4.1%，明显低于Cao等所做的系统评价中8.1%的发生率。

胸腔镜肺手术能否代替开胸手术，一方面需考虑患者围术期的相关指标能否达到或优于开胸手术，更为重要的是要考虑能否达到同等甚至更好的远期治疗效果。近期，我们对比了2006年5月至2013年6月期间接受胸腔镜及开胸肺叶切除手术的Ⅰ～Ⅱ期肺癌患者，根据分期对患者进行分层分析，行胸腔镜肺叶切除的Ⅰ期及Ⅱ期肺癌患者的5年生存率明显优于开胸手术（Ⅰ期：79.4% vs. 73.4%；Ⅱ期：57.1% vs.48.4%）；进一步通过配对分析消除两组患者间影响预后的潜在偏倚因素，发现配对后的两组患者，胸腔镜手术组患者5年生存率均较开胸手术有显著优势。鉴于单向式胸腔镜肺叶切除术较开胸手术显示出明显的预后优势，分析其原因可能如下：

2008年7月至2009年7月，我们对接受单向式胸腔镜肺叶切除术（共51例）或后外侧开胸肺叶切除术（共52例）的非小细胞肺癌患者进行前瞻性研究，分别检测患者术前、术后24小时及术后72小时血清中C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）、血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A protein，SAA）、白介素-6（interleukin 6，IL-6）及白介素-2受体（interleukin 2 receptor，IL-2R）浓度，同时对比患者术前、术后3天及术后7天外周血淋巴细胞计数及淋巴细胞中CD4 ⁺ T淋巴细胞、CD8 ⁺ T淋巴细胞、自然杀伤细胞比例。结果显示，开胸组患者术后12小时血清SAA浓度高于腔镜组；开胸组患者术后外周血CD8 ⁺ T淋巴细胞比例较术前明显降低，而胸腔镜组患者术后外周血CD8 ⁺ T淋巴细胞比例较术前无显著差异；至术后7天，开胸组患者术后外周血CD8 ⁺ T淋巴细胞比例仍显著低于腔镜组。由此可见，单向式胸腔镜肺叶切除术较开胸手术显著减轻了术后急性炎症反应，且减轻了手术对患者免疫功能的打击。

胸腔镜手术能否达到开胸手术同样的淋巴结清扫效果，在开展胸腔镜手术的早期曾经是术者和患者均较为担心的问题。我们通过回顾性分析发现，胸腔镜肺叶切除较开胸肺叶切除清扫的淋巴结站数更多（4.9±1.5 vs.4.2±1.8），在清扫淋巴结的总数方面与开胸手术相当（12.2±6.7 vs. 11.6±7.0）；另一方面，我们在腔镜手术中开发了无抓持整块纵隔淋巴结清扫技术，实现了淋巴结及其所在区域淋巴结缔组织的整块切除，对病变的切除更为彻底，分期也更为准确，这可能是胸腔镜手术后预后更好的原因之一。

与开胸肺叶切除及经肺裂解剖的胸腔镜肺叶切除相比，单向式胸腔镜肺叶切除术中均先游离并离断肺静脉，从而减少了手术操作导致的肿瘤细胞脱落入血。我们采用前瞻性随机对照研究的方法检测分析了78例肺癌手术患者，对比了单向式胸腔镜肺叶切除（先断静脉）及经叶间裂解剖的胸腔镜肺叶切除手术（先断动脉），发现先离断肺静脉的单向式胸腔镜肺叶切除术后外周血液循环肿瘤细胞数量的增幅显著低于先离断动脉组。回顾性分析不同处理策略的患者远期生存情况，借助配对分析，我们证实，对血管处理顺序的不同也影响了患者的远期预后，单向式胸腔镜肺叶切除手术患者术后5年生存率及无病生存率均优于经肺裂解剖组患者。

胸腔镜手术较开胸手术最直观的改变是切口，与开胸手术相比，手术入路的微创化避免了胸壁肌肉的大量切断，且不需要切断并撑开肋骨。我们对比了胸腔镜手术及开胸手术患者术后疼痛的情况，发现接受胸腔镜手术的患者术后疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale/score，VAS）显著低于开胸手术，尤其在术后7天、30天及90天，患者胸壁疼痛明显较开胸手术轻，且接受胸腔镜手术的患者术后住院期间止痛药的用量较开胸手术明显减少，疼痛缓解更快。

除减轻患者术后疼痛外，胸腔镜手术还通过保持胸壁的完整性，减轻了手术对患者肺功能及肩关节功能的损伤。相较于开胸手术，胸腔镜手术后1个月及3个月时患者的肺功能［包括1秒用力呼气容积（forced expiratory volume in one second，FEV1）及用力肺活量（forced vital capacity，FVC）］恢复均有明显优势；借助日常活动能力评分（activities of daily living，ADL）评价患者肩关节功能，我们发现行胸腔镜肺叶切除手术的患者，其术后7天、30天及90天评分均优于开胸手术。近期，我们回顾性分析了2006—2013年行胸腔镜及开胸肺叶切除手术的Ⅰ～Ⅱ期肺癌患者资料，腔镜组患者（ n=737）比开胸组患者（ n=748）的术后住院时间更短［（7.7±4.0）天 vs.（8.6±4.7）天］。综上所述，单向式胸腔镜肺叶切除术显著减轻了患者术后疼痛，加速了患者术后康复。

单向式的切肺理念促进了胸腔镜手术的推广应用，加速了患者的术后康复，提高了患者的远期预后，为患者带来了更大的获益。