我國(guó)手術(shù)機(jī)器人外科面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

嵇 武 李 寧 黎介壽

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院解放軍普通外科研究所，南京 210002)

進(jìn)入21世紀(jì)，以da Vinci外科手術(shù)系統(tǒng)(da Vinci surgical system，DVSS)為代表的手術(shù)機(jī)器人以其全新的理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，克服了腹腔鏡技術(shù)的不足，在國(guó)外得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果［1，2］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)少數(shù)醫(yī)院也相繼引進(jìn)DVSS，開(kāi)展了多種手術(shù)機(jī)器人手術(shù)，并已在一些領(lǐng)域形成了一定的特色和優(yōu)勢(shì)，但在整體上與國(guó)外仍有不小的差距。

1 DVSS國(guó)外應(yīng)用進(jìn)展

DVSS 2000年被美國(guó)FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床，目前全世界已有近1000家醫(yī)院開(kāi)展了DVSS手術(shù)，DVSS主要分布于歐美等國(guó)家，截止2011年6月，全球已安裝近2000臺(tái)，其中美國(guó)擁有1400余臺(tái)。DVSS 已成為完成復(fù)雜大手術(shù)的最佳選擇［3，4］:①DVSS可以不破壞胸廓完整性，更精準(zhǔn)地完成心胸外科微創(chuàng)手術(shù)，如全腔內(nèi)心臟搭橋、瓣膜成形與置換、房間隔缺損修補(bǔ)、心臟腫瘤切除、食管癌切除等。其中全腔內(nèi)心臟搭橋和二尖瓣瓣膜成形是其代表手術(shù)，臨床應(yīng)用表明DVSS手術(shù)效果明顯好于開(kāi)放式手術(shù)和胸腔鏡手術(shù)。②DVSS以其獨(dú)特的深部操作和精細(xì)操作的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，廣泛用于前列腺癌根治手術(shù)，在保證腫瘤切除效果的前提下，最大程度地減少手術(shù)對(duì)患者性生活的影響，降低術(shù)后尿失禁的發(fā)生率。在北歐，已有超過(guò)一半以上的前列腺癌根治手術(shù)由DVSS完成，在美國(guó)，有報(bào)道這一比例更高達(dá)90%。③DVSS用于宮頸癌根治等婦科手術(shù)，結(jié)果表明DVSS手術(shù)具有更高的精確性，更好的操控性，能在狹小的骨盆中完成精細(xì)的操作，有利于功能的重建和盆腔淋巴結(jié)清掃。④DVSS用于腹部外科大手術(shù)中，如半肝以上肝臟切除和復(fù)雜的膽道重建手術(shù)、胃旁路減重手術(shù)、胃癌根治術(shù)、結(jié)直腸癌根治術(shù)、胰腺體尾部切除術(shù)、胰十二指腸切除術(shù)、內(nèi)臟動(dòng)脈瘤切除吻合術(shù)等，取得理想的手術(shù)效果。⑤在韓國(guó)，DVSS被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于甲狀腺手術(shù)，最近，Lee等［5］報(bào)道了1043例甲狀腺癌DVSS輔助的甲狀腺切除手術(shù)，包括366例甲狀腺全切除和677例甲狀腺次全切除，聯(lián)合淋巴結(jié)清掃手術(shù)，手術(shù)并發(fā)癥發(fā)生率低(1%)，術(shù)后患者頸部不適減輕，美容效果好。

2 手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用

解放軍總醫(yī)院于2006年底最早引進(jìn)DVSS，2009年后，解放軍第二炮兵總醫(yī)院、北京天壇醫(yī)院、上海胸科醫(yī)院、瑞金醫(yī)院、華山醫(yī)院、華東醫(yī)院、長(zhǎng)海醫(yī)院、重慶西南醫(yī)院、南京軍區(qū)總醫(yī)院、沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院等陸續(xù)安裝。目前，國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)用的DVSS共11臺(tái)，經(jīng)專門(mén)技術(shù)培訓(xùn)具有手術(shù)操作資格的外科醫(yī)生100余名。高長(zhǎng)青等［6］2007年1月 ～2011年9月共完成470例DVSS心臟手術(shù)，包括冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性疾病178例，心臟瓣膜性疾病95例，先天性心臟病140例，心房黏液瘤32例，心包疾病25例，DVSS完成469例，中轉(zhuǎn)手術(shù)1例，再次手術(shù)1例，死亡1例。這是迄今國(guó)內(nèi)外最大一組DVSS心臟手術(shù)的報(bào)道。Ji等［7］2009年4月～2011年11月完成20例DVSS精準(zhǔn)肝切除，其中半肝以上肝切除13例，左外葉肝切除6例，Ⅴ+Ⅳb段肝切除1例，均采用鞘內(nèi)解剖選擇性入肝血流阻斷下的解剖性肝切除，結(jié)果證實(shí)DVSS有利于肝門(mén)解剖和鏡下縫合，適合用于精準(zhǔn)肝切除手術(shù)。周寧新等［8］2009年1月～2010年10月完成180例DVSS腹部手術(shù)，其中肝門(mén)部手術(shù)63例，胰腺手術(shù)44例，肝臟手術(shù)19例，胃腸手術(shù)12例，其他腹部手術(shù)42例，結(jié)果表明DVSS適合在腹部大手術(shù)中應(yīng)用，對(duì)復(fù)雜疑難的肝膽胰手術(shù)更有實(shí)際意義。瑞金醫(yī)院沈柏用等［9］2010年3月～2011年9月完成33例DVSS胰腺手術(shù)，其中胰十二指腸切除術(shù)11例，胰體尾切除術(shù)10例(保留脾臟5例)，胰腺中段切除術(shù)7例，Berger術(shù)4例，胰腺腫瘤切除術(shù)1例，所有手術(shù)均順利完成，術(shù)后隨訪表明DVSS胰腺手術(shù)并發(fā)癥減少，術(shù)后恢復(fù)快，短期療效好。余佩武等［10］2010年3月～2011年6月完成DVSS胃癌根治術(shù)23例，包括根治性全胃切除9例，根治性遠(yuǎn)端胃大部切除14例，認(rèn)為DVSS胃癌根治術(shù)有利于特殊部位淋巴結(jié)的清掃，對(duì)于提高胃癌總體療效有意義。丁超等［11］2010年6月～2011年10月完成70例DVSS直腸癌根治術(shù)，手術(shù)順利完成，手術(shù)時(shí)間、術(shù)后并發(fā)癥、術(shù)后胃腸功能恢復(fù)時(shí)間、清掃淋巴結(jié)數(shù)等與腹腔鏡手術(shù)相似，認(rèn)為DVSS直腸癌根治術(shù)的意義在于對(duì)神經(jīng)和性功能的保護(hù)，提高患者術(shù)后生活質(zhì)量。

與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)也加強(qiáng)了對(duì)手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的宣傳與推廣，二炮總院創(chuàng)辦了雙語(yǔ)版的手術(shù)機(jī)器人外科雜志，南京軍區(qū)總醫(yī)院建立了中文版的手術(shù)機(jī)器人專業(yè)網(wǎng)站，在外科各專業(yè)的全國(guó)性大會(huì)上多次進(jìn)行了DVSS手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)演示、錄像展播，引起很大反響。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)單位積極開(kāi)展與國(guó)外學(xué)術(shù)交流，尤其是與國(guó)際著名的Giulianotti團(tuán)隊(duì)密切合作，多次邀請(qǐng)來(lái)華訪問(wèn)講學(xué)、示范手術(shù)，對(duì)國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的開(kāi)展起到了積極的推動(dòng)作用。在2010年美國(guó)芝加哥舉行的國(guó)際臨床手術(shù)機(jī)器人外科大會(huì)上，高長(zhǎng)青、周寧新、嵇武、沈柏用應(yīng)邀做大會(huì)發(fā)言，分別介紹了國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人在心臟外科、肝膽外科、胃腸外科、胰腺外科的應(yīng)用，得到國(guó)外同行的認(rèn)同。

國(guó)內(nèi)的研究院所與醫(yī)院合作，積極研發(fā)醫(yī)用手術(shù)機(jī)器人及輔助設(shè)施。北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、海軍總醫(yī)院開(kāi)發(fā)的“黎元”機(jī)器人系統(tǒng)，是國(guó)內(nèi)第1個(gè)具有自主控制、視覺(jué)定位和遠(yuǎn)程交互功能的新一代神經(jīng)微創(chuàng)外科機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)，已完成研發(fā)和臨床應(yīng)用，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作。天津大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)和天津總醫(yī)院共同開(kāi)發(fā)的“妙手”機(jī)器人輔助手術(shù)系統(tǒng)，主要針對(duì)腹部手術(shù)，采用主從控制方式，主操作臂有7個(gè)自由度，已完成動(dòng)物試驗(yàn)。此外，還有北京航空航天大學(xué)研發(fā)的胸腹外科手術(shù)機(jī)器人、南開(kāi)大學(xué)研發(fā)的脊柱外科機(jī)器人、第三軍醫(yī)大學(xué)研發(fā)的脊柱微創(chuàng)外科機(jī)器人、天津大學(xué)研發(fā)的喉部手術(shù)機(jī)器人等。

3 開(kāi)展機(jī)器人手術(shù)的意義

18世紀(jì)80年代，醫(yī)學(xué)先驅(qū)Billroth打開(kāi)了病人的腹腔，完成了人類歷史上首例腹部外科手術(shù)，這種傳統(tǒng)的開(kāi)腹(開(kāi)胸)手術(shù)被稱為第1代外科手術(shù)，一直沿用至今。20世紀(jì)80年代，以腹腔鏡技術(shù)為標(biāo)志的微創(chuàng)手術(shù)取得突破性進(jìn)展，在許多外科領(lǐng)域取代傳統(tǒng)手術(shù)，被稱為第2代外科手術(shù)，在取得了良好臨床效果的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)其存在一些局限性:①術(shù)野為二維平面成像，降低了術(shù)者操作的手眼協(xié)調(diào);②手術(shù)器械的活動(dòng)自由度少，加之對(duì)抗直覺(jué)的反向器械操作，完成精細(xì)分離、縫合、吻合等操作難度大;③復(fù)雜手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)等。這些因素限制了腹腔鏡技術(shù)向更復(fù)雜外科手術(shù)的拓展應(yīng)用，也成為當(dāng)前腹腔鏡技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”。DVSS的設(shè)計(jì)正是針對(duì)腹腔鏡技術(shù)的不足，體現(xiàn)出明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì):①高分辨率的三維圖像處理設(shè)備，超越了人眼的極限，有利于術(shù)者清晰地進(jìn)行組織辨認(rèn)和操作;②系統(tǒng)末端手術(shù)器械上的仿真手腕具有多個(gè)活動(dòng)自由度，比人手更加靈活，保證在狹小空間準(zhǔn)確操作;③術(shù)中可自動(dòng)濾除人手的顫動(dòng)，提高了手術(shù)的精度;④術(shù)者可采取坐姿進(jìn)行系統(tǒng)操作，利于完成長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜的手術(shù)。DVSS的臨床應(yīng)用被認(rèn)為是外科發(fā)展史上的又一次革命，有學(xué)者認(rèn)為這預(yù)示著第3代外科手術(shù)時(shí)代的來(lái)臨［12］。

手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用首先直接表現(xiàn)為手術(shù)器械和手術(shù)方式的改進(jìn)，從目前的應(yīng)用結(jié)果分析，手術(shù)機(jī)器人確實(shí)在很大程度上突破了腹腔鏡技術(shù)發(fā)展中的一些限制，在微創(chuàng)的前提下使復(fù)雜手術(shù)的可行性、精確性得到顯著提高，使腹腔鏡技術(shù)得到更高的傳承，有力地推動(dòng)了微創(chuàng)外科的發(fā)展。更為重要的是，其對(duì)外科手術(shù)理念和手術(shù)模式轉(zhuǎn)變的影響，手術(shù)機(jī)器人實(shí)施手術(shù)時(shí)，術(shù)者并不與病人直接接觸，而是在操作主控臺(tái)采用主從操作模式控制置于病人體內(nèi)的機(jī)械手臂，通過(guò)手臂前端安裝的特殊手術(shù)器械，完成手術(shù)操作。這種全新手術(shù)方式借助高分辨率數(shù)字信號(hào)的傳輸技術(shù)，使遠(yuǎn)程手術(shù)成為可能。事實(shí)上，早在2001年第1例通過(guò)手術(shù)機(jī)器人的跨大西洋遠(yuǎn)程手術(shù)就已經(jīng)完成，只是由于手術(shù)信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的時(shí)間延遲等問(wèn)題至今還沒(méi)有滿意的解決方案，使這一極具發(fā)展前景的技術(shù)至今未能推廣應(yīng)用。隨著信息傳輸技術(shù)的進(jìn)步，加之手術(shù)機(jī)器人自身的發(fā)展，在不久的將來(lái)可能通過(guò)某種形式，將全球的DVSS聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，先在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、觀摩、會(huì)診，再逐步向遠(yuǎn)程手術(shù)過(guò)渡。將來(lái)，通過(guò)加強(qiáng)手術(shù)機(jī)器人與影像學(xué)資料的兼容性，在現(xiàn)有的“數(shù)字人體”的基礎(chǔ)上，通過(guò)設(shè)計(jì)的專門(mén)程序，可能由手術(shù)機(jī)器人主動(dòng)識(shí)別疾病，自行制定手術(shù)方案，經(jīng)手術(shù)醫(yī)生審定后，自動(dòng)完成手術(shù)操作，實(shí)現(xiàn)疾病診斷、手術(shù)的“全機(jī)器人化”。這是手術(shù)機(jī)器人研究領(lǐng)域的最大挑戰(zhàn)，將有可能徹底改變?nèi)祟惣膊≡\斷和治療的模式。手術(shù)機(jī)器人代表了21世紀(jì)外科手術(shù)學(xué)前進(jìn)的一個(gè)重要方向，其對(duì)外科發(fā)展的意義可能在將來(lái)逐步顯現(xiàn)。

4 我國(guó)機(jī)器人手術(shù)的困難與對(duì)策

5年來(lái)，國(guó)內(nèi)已陸續(xù)開(kāi)展心胸外科、肝膽外科、胰腺外科、胃腸外科等手術(shù)機(jī)器人手術(shù)1000余例，在心臟外科等領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。目前，面臨的最大問(wèn)題是手術(shù)機(jī)器人的普及率遠(yuǎn)低于歐美，也不及亞洲日本、韓國(guó)等近鄰。主要原因是國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的使用成本昂貴，性價(jià)比優(yōu)勢(shì)不明顯，這與我國(guó)現(xiàn)階段的基本國(guó)情和醫(yī)療體制改革的目標(biāo)不相符合。手術(shù)機(jī)器人使用成本高表現(xiàn)在購(gòu)置費(fèi)用高、手術(shù)成本高、維護(hù)費(fèi)用高，而造成這一現(xiàn)象的主要原因是生產(chǎn)商的技術(shù)壟斷。在國(guó)外，盡管機(jī)器人手術(shù)的直接費(fèi)用有所提高，但術(shù)后病人在重癥監(jiān)護(hù)室和普通病房的住院時(shí)間縮短，術(shù)后用藥量減少，并發(fā)癥發(fā)生率降低，這必然會(huì)降低相關(guān)的治療費(fèi)用。事實(shí)上，美國(guó)單臺(tái)DVSS手術(shù)的費(fèi)用與傳統(tǒng)手術(shù)已基本持平，但國(guó)內(nèi)醫(yī)療收費(fèi)的構(gòu)成與國(guó)外不同，導(dǎo)致目前DVSS手術(shù)比傳統(tǒng)手術(shù)費(fèi)用高20 000～50 000元［13］。為保證健康、有序、可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家衛(wèi)生部已先期介入干預(yù)，加強(qiáng)管理和引導(dǎo)，2010年初更明確表示近年內(nèi)原則上不再審批引進(jìn)新的DVSS。

目前，國(guó)內(nèi)外研究人員正在加緊研制各種手術(shù)機(jī)器人及其輔助設(shè)備、耗材。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，現(xiàn)已存在的手術(shù)機(jī)器人技術(shù)和市場(chǎng)的壟斷地位可能被打破，手術(shù)機(jī)器人使用成本的下降是必然趨勢(shì)。在此過(guò)程中，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)展的單位要緊跟外科技術(shù)發(fā)展的潮流，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，并探索適合在我國(guó)應(yīng)用的手術(shù)適應(yīng)證和推廣路徑，著重提高手術(shù)的性價(jià)比。有條件但尚未開(kāi)展的單位要積極做好各方面的準(zhǔn)備工作，只待條件成熟，適時(shí)介入這一領(lǐng)域。我們建議衛(wèi)生主管部門(mén)在調(diào)控的同時(shí)，也應(yīng)積極應(yīng)對(duì)外科技術(shù)發(fā)展的新形勢(shì)，在審慎評(píng)估醫(yī)院綜合資質(zhì)的基礎(chǔ)上，逐步放開(kāi)DVSS的引進(jìn)?？梢圆扇∨漕~制的形式，先放開(kāi)區(qū)域性大型醫(yī)院的準(zhǔn)入，在一段時(shí)間內(nèi)形成50～100臺(tái)的規(guī)模。同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)術(shù)組織的建設(shè)和操作人員的培訓(xùn)，在中華醫(yī)學(xué)會(huì)和中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)內(nèi)成立手術(shù)機(jī)器人外科學(xué)組，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流與推廣，設(shè)立國(guó)內(nèi)培訓(xùn)基地，把關(guān)手術(shù)資格認(rèn)證。在國(guó)外，手術(shù)機(jī)器人即將進(jìn)入爆炸式發(fā)展階段，我國(guó)目前還處于發(fā)展初期，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，我們相信手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)一定會(huì)蓬勃發(fā)展，擁有美好的未來(lái)。

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