機器人輔助腹腔鏡技術(shù)現(xiàn)狀與前景????

?

機器人輔助腹腔鏡技術(shù)現(xiàn)狀與前景????

周寧新，劉全達

（中國人民解放軍第二炮兵總醫(yī)院肝膽胃腸病研究所，北京 100088）

摘編自《中國實用外科雜志》2010年30卷3期：170~172頁，圖、表、參考文獻已省略。

當(dāng)前，腹腔鏡外科技術(shù)在臨床已廣泛應(yīng)用，并成為許多疾病治療的“金標(biāo)準(zhǔn)”，比如膽囊切除、胃底折疊術(shù)等。但其局限性也逐漸顯露，包括：1）術(shù)者依靠助手持鏡和輔助操作，助手操作穩(wěn)定性差；2）術(shù)野為2D平面成像，降低操作的手眼協(xié)調(diào)性；3）由于trocar孔的杠桿作用，對抗直覺的反向器械操作；4）器械尖端的觸覺反饋減弱或消失；5）器械的活動自由度少，手部震顫被放大，且操作的動作幅度不穩(wěn)定；6）很難完成比如縫合、吻合和顯微外科等精細操作。上述局限性限制了傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)向復(fù)雜手術(shù)的拓展。當(dāng)前出現(xiàn)的機器人輔助的腹腔鏡（簡稱“外科機器人”）恰好突破了傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)的大部分局限性，將手術(shù)精度和難度提升到了新的高度，在心胸外科、婦科、普外科、泌尿外科等學(xué)科已逐漸普及［1］。

1　外科機器人系統(tǒng)

1.1 外科機器人的組成

目前廣泛應(yīng)用的外科機器人為美國Intuitive Surgical公司的da Vinci 系統(tǒng)。da Vinci機器人系統(tǒng)由醫(yī)生主控臺、床旁機械臂塔和視頻系統(tǒng)3部分組成。機械臂塔附4個機械臂：1個為鏡頭臂、3個為器械臂。攝像系統(tǒng)有兩個并行攝像頭，采集的圖像在主控臺轉(zhuǎn)化為放大的3D立體視像，術(shù)者可同時控制3個操作臂中的任2個，器械臂抱持有7自由度的仿真機械腕（EndoWrist），醫(yī)生在主控臺操作被同步轉(zhuǎn)換為器械末端的同樣動作。

1.2 da Vinci外科機器人系統(tǒng)的優(yōu)點

外科機器人是以腹腔鏡技術(shù)為基礎(chǔ)，又克服了其諸多局限性。其優(yōu)點主要有：1）術(shù)者坐位操作，降低了勞動強度，適合復(fù)雜和長時間的手術(shù)。2）具有視覺景深的高清晰3D成像系統(tǒng)，沒有杠桿作用，操作更符合直覺。3）濾除了人手的生理性震動，增強操作穩(wěn)定性；按比例縮小操作的動作幅度提高了手術(shù)精確性；術(shù)者頭部離開目鏡，手術(shù)器械即被原位固定，提高了安全性。4）7個自由度的手術(shù)器械極大提高了操作的靈活性。5）術(shù)野被放大10～15倍、使用更精細、靈活和穩(wěn)定的器械，使常規(guī)腹腔鏡手術(shù)難度較大的縫合和（顯微）吻合操作變得簡單方便。6）手術(shù)適應(yīng)證更加廣泛：拓展了全新的領(lǐng)域——心血管外科；原先腹腔鏡下高難度手術(shù)如Whipple手術(shù)等更具有可操作性。7）操作直觀，便于學(xué)習(xí)掌握，學(xué)習(xí)曲線比傳統(tǒng)腹腔鏡外科更短。8）使遠程手術(shù)成為可能：2001?09?07，法國外科醫(yī)師Marescaux在美國紐約成功為法國斯特拉斯堡的一例68歲女性病人實施機器人輔助的腹腔鏡膽囊切除術(shù)，這標(biāo)志著遠程外科時代已經(jīng)到來。美國由國防部、航空航天署牽頭擬設(shè)計將遠程外科應(yīng)用到戰(zhàn)場前線、太空站、月球或火星。

2　外科機器人在心臟外科的應(yīng)用

傳統(tǒng)心臟手術(shù)是通過正中開胸在體外循環(huán)下完成，需要縱行劈開胸骨，創(chuàng)傷大、術(shù)后風(fēng)險高，且手術(shù)切口瘢痕不能滿足美容需求。自Reichenspurner等于1999年應(yīng)用Zeus系統(tǒng)完成了首例機器人冠狀動脈旁路移植術(shù)，其后的10年見證了心臟外科快速邁入微創(chuàng)外科時代的進程。臨床實踐證明，機器人心臟手術(shù)的療效甚至優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)。文獻[2]報告目前全機器人心臟手術(shù)種類包括：各種先天性心臟病（復(fù)雜先天性心臟病除外）、瓣膜病、房顫、冠心病、心包疾病、縱隔腫瘤等疾病的外科治療。目前開展較多手術(shù)有冠狀動脈旁路移植術(shù)、二尖瓣成形術(shù)、二尖瓣置換術(shù)、心臟腫瘤切除、房間隔缺損修補、三尖瓣成形、縱隔腫瘤切除術(shù)。但該技術(shù)在國際上僅有少數(shù)心臟中心常規(guī)開展，包括我國中國人民解放軍總醫(yī)院高長青團隊[3]，筆者總醫(yī)院陳秀團隊完成了10例縱隔腫瘤切除術(shù)。

3　外科機器人在泌尿外科的應(yīng)用

機器人手術(shù)中，前列腺切除術(shù)是目前最普及的操作［4］。首例機器人輔助的根治性前列腺切除術(shù)完成于2000年，其后該術(shù)式以指數(shù)級速度增長。由于機器人提供的良好視野和精細解剖，使得術(shù)中失血量、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率大大低于開放手術(shù)，腫瘤根治性相當(dāng)或優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)，尤其是能很好保護性功能，在美國約90%的前列腺切除手術(shù)由機器人輔助完成，已成為根治性前列腺切除術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。其他泌尿外科的機器人術(shù)式包括膀胱切除、腎盂成形、腎上腺切除、腎臟手術(shù)、根治性腎切除、活體供腎切除等。在歐美等國，機器人活體供腎切除的應(yīng)用已逐漸普及［5］。

4　外科機器人在婦科的應(yīng)用

婦科是繼泌尿科之后外科機器人應(yīng)用最廣泛的學(xué)科［6］。自2005年美國FDA批準(zhǔn)da Vinci機器人開展婦科良惡性腫瘤的子宮切除手術(shù)后，該術(shù)式得到迅速普及；普及的還包括子宮肌瘤切除，da Vinci能按解剖層次重建子宮從而完整保護子宮的生育功能。其他機器人術(shù)式包括輸卵管重建、盆底重建（sacrocolpopexy）治療子宮或陰道脫垂。

5　外科機器人在腹部外科的應(yīng)用

5.1 膽囊切除術(shù)

膽囊切除術(shù)通常作為掌握機器人技術(shù)的早期入門“練習(xí)”操作。機器人成像系統(tǒng)對解剖結(jié)構(gòu)的良好顯露，能減少膽道損傷的風(fēng)險。

5.2 抗反流手術(shù)

前瞻隨機對照的臨床試驗結(jié)果表明，機器人輔助下Nissen胃底折疊術(shù)和傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)相比，兩者手術(shù)療效相當(dāng)，但機器人手術(shù)時間延長、手術(shù)費用顯著增加。

5.3 食管賁門括約肌切開術(shù)

賁門失弛緩癥的治療方法之一是Heller肌切開（myotomy）。腹腔鏡下Heller肌切開術(shù)（LHM）具有并發(fā)癥發(fā)生率低、術(shù)后住院時間短、疼痛輕等優(yōu)點，是治療賁門失弛緩癥的主要方法。LHM操作的技術(shù)難度大，學(xué)習(xí)曲線長，一個最大的難點是足夠的下段食管肌切開并延伸至胃壁1.5～2.0 cm。胃食管交界部肌層特點使得肌切開難度極大，很容易發(fā)生出血和黏膜穿孔。機器人下輔助下Heller肌切開術(shù)（RHM）由Melvin于2001年首次報道。臨床對照試驗證實，RHM可完全避免食管穿孔的發(fā)生率，而LHM的食管穿孔發(fā)生率高達8%～10%。因此，RHM比LHM治療賁門失弛緩癥更具有優(yōu)勢。

5.4 肥胖手術(shù)

肥胖是現(xiàn)代社會的主要健康問題之一，傳統(tǒng)腹腔鏡減肥術(shù)式已普遍應(yīng)用。1999年Cadiere首次報道機器人輔助胃捆綁術(shù)，2001 年Horgan等報道了機器人輔助胃旁路術(shù)。目前機器人輔助的減肥術(shù)式主要為Roux?en?Y胃旁路術(shù)，和傳統(tǒng)的腹腔鏡減肥手術(shù)療效大致相當(dāng)，但可降低吻合口漏和狹窄的發(fā)生率，且能更好地縮短外科醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線。

5.5 胃手術(shù)

對于胃良性病變，機器人和腹腔鏡相比并無明顯優(yōu)勢。但對于胃癌根治術(shù)，機器人比傳統(tǒng)腹腔鏡更適合胃癌的淋巴結(jié)清掃。目前國際上最大宗的機器人胃癌手術(shù)病例由韓國延世大學(xué)Song等［7］報道，他們于2005年7月至2007年10月共完成100例早期胃癌切除聯(lián)合D1+β或D2淋巴結(jié)清掃。但對術(shù)后遠期生存、腫瘤復(fù)發(fā)等指標(biāo)仍需進一步觀察。

5.6 結(jié)直腸手術(shù)

Weber等在2001年報道2例機器人輔助的右側(cè)和乙狀結(jié)腸切除術(shù)（良性病變）。機器人適用于對特殊位置的操作，如結(jié)腸脾曲的游離、狹窄盆腔的解剖、全直腸系膜切除、神經(jīng)叢辨認和縫合吻合口等，克服了傳統(tǒng)腹腔鏡結(jié)直腸癌操作的缺陷。因此，外科機器人對需要廣泛盆腔分離的直腸癌切除具有顯著的優(yōu)越性。韓國延世大學(xué)Baik等［8］于2009年報道1組機器人（56例）和傳統(tǒng)腹腔鏡（57例）實施骶前切除直腸癌的對照研究：手術(shù)時間為（190.1 ± 45.0）min vs（191.1 ± 65.3）min（P = 0.924），中轉(zhuǎn)率為0 vs 10.5%（P = 0.013），嚴重并發(fā)癥發(fā)生率為5.4%vs 19.3%（P = 0.025），完全直腸系膜切除為52例vs 43例（P = 0.033）。Baik認為機器人直腸癌手術(shù)比傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)更安全、有效。

5.7 胰腺手術(shù)

2002年Melvin等報道1例為胰尾部神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤實施了機器人遠端胰腺聯(lián)合脾臟切除的病例。2003年Giulianotti等［9］報道了初期13例機器人胰腺手術(shù)，其中8例為機器人輔助下的胰十二指腸切除術(shù)（3例保留幽門）；6例為“雜交式”操作：體內(nèi)完成膽腸、胃腸吻合，體外完成胰腸吻合；2例為完全機器人下完成；5例為遠端胰腺切除術(shù)（保留脾臟2例）。胰十二指腸切除術(shù)的手術(shù)時間為490（360～660）min，遠端胰腺切除術(shù)的時間為270（210～360）min。至2009年4月，Giulianotti共完成了93例機器人胰腺手術(shù)，其中胰十二指腸切除術(shù)46例（保留幽門10例，雜交式15例），遠端胰腺切除41例，胰腺中段切除4例，胰島細胞瘤剝除2例。平均出血量為154.5 mL，無術(shù)中輸血；圍手術(shù)期死亡2例。Yiengpruksawan從2001年7月至2008年5月共完成機器人胰腺手術(shù)56例，其中胰十二指腸切除6例，遠端胰腺切除43例（保留脾臟7例），胰腺區(qū)段切除3例。筆者從2009年1月至11月完成完全機器人輔助下胰腺手術(shù)17例，其中胰十二指腸切除術(shù)9例，遠端胰腺切除3例（聯(lián)合脾切除2例），腫瘤局部切除3例，急性重癥胰腺炎實施胰周引流1例，胰腺探查活檢伴化療粒子植入1例。中轉(zhuǎn)2例，僅1例發(fā)生胰漏。

事實證明，有經(jīng)驗的外科醫(yī)師完全能夠熟練完成機器人輔助的胰十二指腸切除術(shù)，手術(shù)療效甚至優(yōu)于開腹手術(shù)，并顯著降低圍手術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率。

5.8 肝膽手術(shù)

機器人肝臟手術(shù)和腹腔鏡一樣，是極具挑戰(zhàn)性的操作，最關(guān)鍵步驟是控制術(shù)中出血。Giulianotti 至2009年4月共完成了57例肝臟手術(shù)，包括35例重大肝切除，其中1例為肝門部膽管癌實施了擴大右半肝切除。手術(shù)中轉(zhuǎn)4例（7%），重大肝切除的平均手術(shù)時間240 min，僅4例（7%）接受輸血。術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥4例，無死亡病例。術(shù)后住院時間為5.2（2～8）d。

筆者小組至今已完成機器人復(fù)雜肝膽手術(shù)93例，包括肝門部膽管癌切除10例，左半肝切除或肝段切除6例，聯(lián)合肝段切除的膽囊癌手術(shù)3例，復(fù)雜肝內(nèi)膽管結(jié)石手術(shù)5例。其中23例既往有1～4次上腹部手術(shù)史。

5.9 供體活體移植手術(shù)

Horgan等［10］于2006年實施了首例機器人遠端胰腺切除聯(lián)合左腎切除的活體胰腎移植術(shù)。供體手術(shù)時間為5 h，失血僅100 mL。供體和受體術(shù)后都恢復(fù)良好。Horgan認為，機器人微創(chuàng)外科會增加今后活體供體捐獻的意愿。Giulianotti等成功實施了1例機器人輔助下的活體供體右半肝切除以及遠端胰腺切除胰島細胞自體移植。

5.10 其他手術(shù)

機器人輔助的脾切除術(shù)、小腸切除、食管切除、胃腸道息肉切除等均有報道。但費用昂貴，相對于腹腔鏡其優(yōu)勢并不明顯。由于經(jīng)腋下途徑的機器人甲狀腺切除術(shù)有極佳美容效果，韓國延世大學(xué)Kang等在2年時間內(nèi)完成了1000余例甲狀腺切除術(shù)［11］。

6　展望

雖然外科機器人仍處于發(fā)展初期，尚有費用昂貴、缺乏觸覺等缺點，但從早期實踐結(jié)果看，外科機器人突破了傳統(tǒng)腹腔鏡外科的瓶頸，極大地拓展了腹腔鏡外科的適應(yīng)證。外科機器人技術(shù)是傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)的傳承和更高的發(fā)展，隨著其進一步向小型化、智能化、經(jīng)濟實用的方向發(fā)展，可以預(yù)見，以外科機器人系統(tǒng)為代表的微創(chuàng)技術(shù)將在21世紀(jì)得到更大的發(fā)展，會帶來一個全新的微創(chuàng)外科理念和多學(xué)科醫(yī)療模式整合；另外其標(biāo)志著人類將掀起繼微創(chuàng)外科以來的又一次新技術(shù)革命的浪潮。這不僅會帶來醫(yī)學(xué)外科技術(shù)的飛躍，也會促進醫(yī)學(xué)倫理學(xué)和人類社會觀念的巨變。