機(jī)器人輔助先天性心臟病矯治術(shù)的治療進(jìn)展

張海洋綜述 葛建軍審校

機(jī)器人輔助先天性心臟病矯治術(shù)的治療進(jìn)展

張海洋綜述 葛建軍審校

微創(chuàng)心臟外科手術(shù)已經(jīng)發(fā)展至機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)輔助下進(jìn)行，相比傳統(tǒng)心臟手術(shù)方式，機(jī)器人輔助手術(shù)因具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛地被臨床醫(yī)師和患者所接受，近年來在臨床的應(yīng)用越來越多，但其手術(shù)方式獨(dú)特、系統(tǒng)的可操控性和遠(yuǎn)期效果評(píng)價(jià)尚處于探索階段，需要大樣本的案例循證分析?，F(xiàn)簡要綜述機(jī)器人輔助先天性心臟病矯治術(shù)的治療進(jìn)展。

機(jī)器人；微創(chuàng)手術(shù)；先心病

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是目前微創(chuàng)手術(shù)設(shè)備的典型代表，在其基礎(chǔ)上誕生一系列微創(chuàng)外科手術(shù)，其作為一種全新的手術(shù)工具，具有操作精細(xì)、創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，已逐步應(yīng)用于各微創(chuàng)外科領(lǐng)域。隨著心臟外科手術(shù)技術(shù)的發(fā)展、外科醫(yī)師手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富，大部分心臟外科手術(shù)已基本趨于成熟，而患者對(duì)于微創(chuàng)及術(shù)后美觀的要求越來越高，微創(chuàng)心臟外科已經(jīng)成為各大心臟中心研究的熱點(diǎn)，從小切口心臟手術(shù)到傳統(tǒng)腔鏡心臟手術(shù)，再到現(xiàn)在的機(jī)器人輔助下心臟手術(shù)，正在不斷努力以取得更完美的治療效果。目前針對(duì)先天性心臟病（簡稱先心?。┑耐饪浦委?，經(jīng)歷了從傳統(tǒng)正中開胸矯治手術(shù)到胸腔鏡輔助小切口下矯治術(shù)，越來越趨向于微創(chuàng)，現(xiàn)已逐漸應(yīng)用機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行矯治。因目前機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)不適宜于嬰幼兒，該文將機(jī)器人輔助大齡兒及成年人先心病矯治術(shù)做一簡要綜述。

1 機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展及先心病的治療進(jìn)展

1.1 機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三代手術(shù)系統(tǒng)的變革：第一代機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)為“伊索”（AESOP）［1］機(jī)器人系統(tǒng)，由美國Computer Motion公司在1994年開發(fā)并研制成功。第二代機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)為“宙斯”（ZEUS）機(jī)器人系統(tǒng)，是在第一代機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ)上于1998年改進(jìn)研發(fā)，其由術(shù)者操作臺(tái)、3只機(jī)械臂和計(jì)算機(jī)控制裝置三部分組成，術(shù)者通過觀察二維或三維手術(shù)圖像控制操作臺(tái)來操作手術(shù)器械。2000年，由美國Intuitive Surgical公司開發(fā)制造的第三代機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)“達(dá)芬奇”（Da Vinci）機(jī)器人系統(tǒng)獲批應(yīng)用于臨床。我國于2005年在香港引進(jìn)首臺(tái)“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，后來國內(nèi)各大心臟中心也主要引進(jìn)“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用于外科手術(shù)。該系統(tǒng)由三部分組成：高清晰三維視頻成像系統(tǒng)；擁有一個(gè)鏡頭臂和3個(gè)器械臂組成的四臂床旁機(jī)械臂系統(tǒng)；按人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的醫(yī)師操作系統(tǒng)［2］。手術(shù)醫(yī)師可以直接在操作臺(tái)借助三維成像直視心內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)，不用靠近手術(shù)臺(tái)，并通過操控手柄來控制機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)。目前大多數(shù)臨床中心所用的為“達(dá)芬奇”系統(tǒng)，相對(duì)于第一、二代機(jī)器人系統(tǒng)，“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)因設(shè)備的先進(jìn)及操作更精細(xì)等優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)而得到更好地發(fā)展。

1.2 先心病矯治術(shù)的治療進(jìn)展心血管外科是外科領(lǐng)域中的新興學(xué)科，國際上從20世紀(jì)30年代開始才逐步發(fā)展起來，此后先心病的外科矯治逐漸開展。1944年我國首例動(dòng)脈導(dǎo)管未閉結(jié)扎手術(shù)成功，標(biāo)志著我國心血管外科的開端。1953年Lewis應(yīng)用低溫及阻斷上下腔靜脈的技術(shù)直視下修補(bǔ)房間隔缺損成功［3］，這一技術(shù)一直沿用至今。此后各心臟外科中心已相繼完成各類先心病手術(shù)。隨著外科技術(shù)的不斷發(fā)展，手術(shù)方式逐漸由正中開胸直視手術(shù)到胸骨下段小切口手術(shù)，再到右側(cè)腋下經(jīng)肋間小切口手術(shù)及全胸腔鏡下手術(shù)至現(xiàn)今的機(jī)器人手術(shù)。在體外循環(huán)方面也由傳統(tǒng)上、下腔靜脈及升主動(dòng)脈插管建立體外循環(huán)，至后來通過右腋下經(jīng)肋間隙進(jìn)胸行升主動(dòng)脈插管及外周股動(dòng)靜脈插管建立體外循環(huán)?！伴]式體外循環(huán)”［3－4］的出現(xiàn)以及內(nèi)鏡設(shè)備和技術(shù)的快速發(fā)展，微創(chuàng)心臟手術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)外周建立體外循環(huán)，借助機(jī)器人不開胸完成心臟手術(shù)。循環(huán)輔助方式也由體外循環(huán)下發(fā)展至體外循環(huán)下心臟不停搏手術(shù)。2003年，程云閣等［4］報(bào)道首例完全內(nèi)窺鏡下的房室間隔缺損修補(bǔ)術(shù)獲得成功，由此微創(chuàng)心臟外科得以更快的進(jìn)步。Torraca et al［5］和Wimmer－Greinecker et al［6］分別于2001和2003年報(bào)道了在機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)輔助下進(jìn)行房缺修補(bǔ)術(shù)并獲得成功的病例。高長青等［7］于2007年首次在大陸開展機(jī)器人輔助心臟手術(shù)，其報(bào)道不開胸連續(xù)完成房缺修補(bǔ)術(shù)3例，手術(shù)均獲成功，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示術(shù)后恢復(fù)快，出血減少明顯，無相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生。此外，機(jī)器人系統(tǒng)的手術(shù)時(shí)間長短取決于外科醫(yī)師技術(shù)水平和對(duì)系統(tǒng)操作的熟練程度。Bonaros et al［8］統(tǒng)計(jì)分析得出，機(jī)器人先心病矯治術(shù)學(xué)習(xí)曲線陡峭，隨著手術(shù)例數(shù)的增加，手術(shù)時(shí)間明顯縮短。

2 機(jī)器人輔助先心病矯治術(shù)技術(shù)

2.1 手術(shù)前準(zhǔn)備術(shù)前患者進(jìn)入手術(shù)室后，一般準(zhǔn)備完畢后，作麻醉前穿刺置管，首先穿刺左側(cè)橈動(dòng)脈置管，監(jiān)測(cè)動(dòng)脈血壓。穿刺右側(cè)頸內(nèi)靜脈置入雙腔靜脈導(dǎo)管，監(jiān)測(cè)中心靜脈壓。麻醉后則氣管插管插人雙腔管，在纖支鏡輔助證實(shí)其在氣管內(nèi)的位置后固定?；颊唧w位上，因手術(shù)要求右側(cè)胸部則整體抬高30°左右、半垂位固定右上肢。在胸背部貼除顫電極板，置食管超聲探頭。機(jī)械通氣進(jìn)行左側(cè)單肺通氣，在右側(cè)胸壁打孔：在第2、6肋間與腋前線交匯處分別開1 cm左右小孔置入左、右機(jī)械手臂；在第4或5肋間與腋前線交匯處開1 cm左右的孔并置入內(nèi)窺鏡；于第5肋間與右鎖骨中線旁置入第4機(jī)械手臂于胸腔中。術(shù)側(cè)胸腔內(nèi)穩(wěn)定流量不間斷充入CO2，流量為3～6 L／min；在第4肋間水平與腋中線交點(diǎn)開2 cm左右工作孔并置入Chitwood主動(dòng)脈阻斷鉗。手術(shù)開孔的位置可根據(jù)手術(shù)具體要求和患者體型做相應(yīng)調(diào)整，以更好地適應(yīng)術(shù)者操作手術(shù)［9］。

2.2 體外循環(huán)輔助技術(shù)“閉式體外循環(huán)”使微創(chuàng)心臟手術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)外周建立體外循環(huán)，在經(jīng)食管超聲（transesophageal echocardiography，TEE）及B超定位的輔助下，經(jīng)股動(dòng)、靜脈及頸內(nèi)靜脈插管建立體外循環(huán)。相對(duì)于傳統(tǒng)模式，“閉式體外循環(huán)”為機(jī)器人手術(shù)提供了技術(shù)保障。但對(duì)于合并嚴(yán)重主動(dòng)脈或髂股動(dòng)脈或腹主動(dòng)脈粥樣硬化的患者，因不適宜行經(jīng)周圍動(dòng)脈插管的體外循環(huán)術(shù)，故不建議采用機(jī)器人輔助的手術(shù)方式［10］。近年來國際上有在TEE引導(dǎo)下行多孔肺動(dòng)脈插管放置于肺動(dòng)脈進(jìn)行靜脈引流，并將股動(dòng)脈插管置于髂動(dòng)脈或遠(yuǎn)端腹主動(dòng)脈。體外循環(huán)建立后，縱行切開心包，用阻斷鉗阻斷升主動(dòng)脈。灌注停搏液，其方式可順行灌注、逆行灌注或二者結(jié)合的方式。手術(shù)中采用較多的是順行灌注，為經(jīng)胸骨旁右側(cè)穿刺插入灌注針，在超聲引導(dǎo)下順行灌注停搏液，過程相對(duì)較為簡單［9］。而逆行灌注則較為復(fù)雜，其為在超聲引導(dǎo)下經(jīng)右側(cè)頸內(nèi)靜脈置管至冠狀竇逆行灌注停搏液。在使心臟停搏后，即操作機(jī)械臂行手術(shù)修補(bǔ)。

3 不同種類先心病矯治的手術(shù)效果

3.1 房室間隔缺損修補(bǔ)機(jī)器人房室缺修補(bǔ)術(shù)相比于傳統(tǒng)修補(bǔ)術(shù)，在術(shù)中精細(xì)操作及術(shù)后恢復(fù)方面均具有一定的優(yōu)勢(shì)。趙強(qiáng)［11］于2005年在國內(nèi)最早行10例機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助房缺修補(bǔ)術(shù)，無手術(shù)死亡病例或發(fā)生并發(fā)癥，術(shù)后超聲示無殘余分流，術(shù)后隨訪2～10個(gè)月生活質(zhì)量良好。2007年，高長青等［12］報(bào)道15例機(jī)器人房缺修補(bǔ)術(shù)，全組手術(shù)均獲成功，平均體外循環(huán)時(shí)間109.5 min，無術(shù)中手術(shù)方式的改變，術(shù)中及術(shù)后出血明顯減少，在監(jiān)護(hù)室僅觀察1 d，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間明顯減少，術(shù)后復(fù)查無殘余分流等的發(fā)生；隨后其團(tuán)隊(duì)于2012年再次報(bào)道單中心機(jī)器人成功進(jìn)行先心病矯治術(shù)160例，其中有76例房缺是在心臟不停跳下完成，全組手術(shù)均獲成功，術(shù)后隨訪1月～5年，未見殘余分流及惡性心律失常等并發(fā)癥的發(fā)生［13－14］。魏來等［15］報(bào)道5例機(jī)器人輔助房缺修補(bǔ)術(shù)獲得成功，手術(shù)時(shí)間平均240.5 min，術(shù)后引流量平均80.4 m l，ICU觀察時(shí)間平均12.2 h，術(shù)后未輸注血液及血制品等。近來，徐學(xué)增等［16］報(bào)道了成功改良機(jī)器人手術(shù)方式行房缺修補(bǔ)術(shù)22例，病例均接受機(jī)器人房缺修補(bǔ)術(shù)或三尖瓣成形＋房缺修補(bǔ)術(shù)，手術(shù)時(shí)間平均2.3 h，術(shù)后呼吸機(jī)平均輔助時(shí)間5.8 h，術(shù)后住院時(shí)間平均5.6 d，均恢復(fù)良好順利出院，出院后隨訪結(jié)果滿意。而國外早年在2001年報(bào)道了由Torracca et al［5］完成6例全機(jī)器人房缺修補(bǔ)術(shù)獲得成功。隨后又有多家心臟中心［17－18］報(bào)道了機(jī)器人房室缺矯治，根據(jù)報(bào)道，除手術(shù)時(shí)間稍長，僅有少數(shù)病例需要轉(zhuǎn)為正中開胸外，在修補(bǔ)效果、降低術(shù)后并發(fā)癥及死亡率等方面均取得了良好的效果。近年來Iion et al［19］報(bào)道了1例機(jī)器人完全性右位心的患者房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)取得成功，患者術(shù)后恢復(fù)良好。因此對(duì)于稍復(fù)雜的房缺修補(bǔ)術(shù)，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)仍然適用。

3.2 動(dòng)脈導(dǎo)管未閉結(jié)扎或縫閉及血管環(huán)切除動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）結(jié)扎及血管環(huán)切除的報(bào)道也不少。Suematsu et al［20］報(bào)道，使用“達(dá)芬奇”機(jī)器人成功矯治15例PDA或血管環(huán)或瓣膜成形術(shù)患者，年齡在3～18歲，除l例在術(shù)中因胸膜嚴(yán)重粘連轉(zhuǎn)變?yōu)檎虚_胸手術(shù)，其余手術(shù)均獲成功，患者均在術(shù)后當(dāng)天即拔除氣管插管，住院時(shí)間平均1.5 d，無術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，術(shù)后恢復(fù)良好，較常規(guī)手術(shù)相比手術(shù)時(shí)間雖稍有延長，但術(shù)后恢復(fù)明顯加快及并發(fā)癥減少。Le Bret et al［21］報(bào)道機(jī)器人PDA結(jié)扎術(shù)28例，并作出與常規(guī)腔鏡下PDA結(jié)扎術(shù)對(duì)比分析。結(jié)果顯示，除手術(shù)時(shí)間相對(duì)較長外，氣管插管時(shí)間、術(shù)后引流量、住院時(shí)間及相關(guān)并發(fā)癥等發(fā)生與常規(guī)腔鏡手術(shù)無顯著差異。

3.3 先天性瓣膜病糾治先天性瓣膜病包括先天性二尖瓣狹窄或關(guān)閉不全，三尖瓣閉鎖，Ebstein畸形等，因其病程惡化進(jìn)程快，自然預(yù)后差。二尖瓣修復(fù)成型術(shù)是目前治療此病較為理想的方法，二尖瓣成形術(shù)可以更好地保留瓣葉及瓣下結(jié)構(gòu)，減少術(shù)后抗凝及其栓塞或出血等并發(fā)癥；另外該術(shù)式能更好地保護(hù)左室功能，手術(shù)的死亡率也明顯下降，遠(yuǎn)期預(yù)后較好。但對(duì)嚴(yán)重瓣膜畸形的病例，不得不選用瓣膜置換術(shù)。Raju et al［22］報(bào)道了機(jī)器人輔助修復(fù)先天性二尖瓣關(guān)閉不全手術(shù)獲得成功的案例，手術(shù)效果滿意。Seder et al［23］報(bào)道成功利用機(jī)器人輔助以標(biāo)準(zhǔn)成形技術(shù)修復(fù)三尖瓣瓣葉脫垂。Mandal et al［24］回顧性分析了大樣本量的二尖瓣手術(shù)，其中包括先天性瓣膜病和獲得性瓣膜病，其中的機(jī)器人手術(shù)和傳統(tǒng)手術(shù)相比，結(jié)果顯示兩組間的死亡率等無顯著差異。此外，該報(bào)道中體外循環(huán)時(shí)間在后期手術(shù)縮短近一半，即隨著手術(shù)例數(shù)和手術(shù)熟練度的增加，手術(shù)時(shí)間將會(huì)大大縮短，則可減少因手術(shù)時(shí)間延長而加重對(duì)患者的創(chuàng)傷。機(jī)器人手術(shù)減少患者住院時(shí)間，加快患者恢復(fù)進(jìn)度，使其更早地回歸正常生活及工作，使患者從手術(shù)治療中受益。Mihaljevic et al［25］基于對(duì)機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)的術(shù)后護(hù)理及治療費(fèi)用代價(jià)作出研究，可以從術(shù)后最低成本方面和最快恢復(fù)至臨床工作中獲益，類似于常規(guī)手術(shù)方法值，可實(shí)現(xiàn)在大的心臟中心開展。

3.4 心臟腫瘤摘除及其他手術(shù)2005年，Murphy et al［26］報(bào)道了成功進(jìn)行“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助下左房黏液瘤切除術(shù)，手術(shù)中腫瘤切除造成的隔膜缺損以自體心包修補(bǔ)，手術(shù)均成功，術(shù)后住院時(shí)間僅為4 d，術(shù)后半月即可進(jìn)行正常日常活動(dòng)，隨訪均未見明顯異常，生活質(zhì)量滿意。Seguchi et al［27］于2011年報(bào)道機(jī)器人輔助切除無癥狀右心房腔內(nèi)脂肪瘤案例的報(bào)告，手術(shù)在心臟不停跳下操作完成，手術(shù)時(shí)間為214 min，較傳統(tǒng)手術(shù)具有較大優(yōu)勢(shì)。Murphy［28］報(bào)道機(jī)器人主動(dòng)脈瓣乳頭狀彈性纖維瘤切除伴迷宮手術(shù)獲得成功，術(shù)后效果滿意。相對(duì)于傳統(tǒng)開胸體外循環(huán)手術(shù)，機(jī)器人手術(shù)均可取得滿意效果。

4 結(jié)語

傳統(tǒng)先心病的矯治術(shù)已基本成熟，其效果已被臨床實(shí)踐所證實(shí)，并發(fā)癥及死亡率也在不斷的下降，是機(jī)器人心臟手術(shù)良好的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。短期內(nèi)機(jī)器人手術(shù)雖具有低創(chuàng)傷，住院時(shí)間短，術(shù)后并發(fā)癥少，輸注血制品少，術(shù)后生活質(zhì)量提高等優(yōu)點(diǎn)，但目前尚缺乏長期的臨床資料證實(shí)其遠(yuǎn)期預(yù)后的優(yōu)越性；況且機(jī)器人手術(shù)尚存在缺乏觸覺，缺乏對(duì)組織韌度的分辨，缺乏壓力與握力反饋機(jī)制，不能識(shí)別溫度差異及手術(shù)成本高昂等不足之處，機(jī)器人手術(shù)的優(yōu)勢(shì)則需要更長周期、更加嚴(yán)格的臨床隨機(jī)對(duì)照研究予以證實(shí)。從近年來不斷增多的機(jī)器人手術(shù)實(shí)踐可以看出，機(jī)器人手術(shù)矯治先心病是安全、有效的；雖然其目前在先心病矯治的應(yīng)用中尚存在局限，部分復(fù)雜先心病、重癥先心病、危重先天性瓣膜病、大血管嚴(yán)重畸形病例的治療尚不能通過機(jī)器人開展，但隨著對(duì)機(jī)器人技術(shù)的不斷研發(fā)，如新型牽開器、無線吻合器及新術(shù)式等，機(jī)器人技術(shù)將會(huì)在不同種類的臨床手術(shù)治療中得到更廣泛的應(yīng)用；并且伴隨著外科醫(yī)師手術(shù)技術(shù)的不斷成熟，相信機(jī)器人手術(shù)將會(huì)被更廣泛地應(yīng)用到先心病的矯治中，是未來先心病微創(chuàng)治療的發(fā)展方向。

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R 654.2

A

1000－1492（2015）08－1203－04

2015－04－24接收

安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目（編號(hào)：KJ2010A161）作者單位：安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟外科，合肥 230022

張海洋，男，碩士研究生；

葛建軍，男，教授，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，責(zé)任作者，E-mail：aygejianjun＠163.com