我國減重代謝外科領(lǐng)域中機器人輔助手術(shù)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

應(yīng)夏洋，金佳斌，沈柏用

（1.上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院a.外科，b.胰腺疾病診療中心；2.上海交通大學醫(yī)學院胰腺疾病研究所，癌基因與相關(guān)基因國家重點實驗室；3.上海交通大學轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究院；上海 200025）

21世紀以來，隨著經(jīng)濟條件的改善和生活方式的逐步改變，肥胖和糖尿病等慢性疾病已成為當前困擾全世界嚴重的公共健康問題之一[1]。目前，我國肥胖和糖尿病病人數(shù)均列世界第一[2]。據(jù)世界衛(wèi)生組織2016年報道，全球范圍內(nèi)已有逾19億超重成年人，其中＞6.5億診斷為肥胖。肥胖和超重日益影響身體健康，會引起2型糖尿病、高血壓、高血脂，乃至腫瘤等疾病，對生存及生活質(zhì)量造成十分嚴重的影響[3]。目前，西方生活方式逐漸普及，使健康飲食和鍛煉難以實行。肥胖和2型糖尿病成為極難治療的慢性病，單純內(nèi)科治療的效果越來越難以使人滿意。通過外科手術(shù)改變?nèi)梭w消化吸收的模式來治療肥胖與糖尿病等代謝綜合征的技術(shù)逐步成為近年來的臨床熱點[4-5]。減重代謝手術(shù)成型于20世紀50年代，經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展與改革，非常多的研究已逐步證實手術(shù)減重與改善糖代謝的效果優(yōu)于飲食調(diào)整、運動、藥物治療等手段[6]。當下，減重代謝外科手術(shù)量呈明顯逐年上升趨勢，成為嚴重肥胖及2型糖尿病的首選治療方案之一。

微創(chuàng)趨勢：從腹腔鏡到機器人

自第1例全腹腔鏡下胃旁路手術(shù)應(yīng)用于減重代謝手術(shù)以來[7]，腹腔鏡手術(shù)就成為減重代謝手術(shù)的金標準。減重代謝手術(shù)中常用的幾種術(shù)式幾乎均需借助腹腔鏡完成。僅極少數(shù)特殊情況下，選擇開腹手術(shù)為減重代謝手術(shù)。腹腔鏡經(jīng)數(shù)十年發(fā)展成為較成熟的手術(shù)技術(shù)[8]，相較于傳統(tǒng)開腹手術(shù)，創(chuàng)傷小、恢復快，肥胖和糖尿病病人獲益大，極大地縮短術(shù)后住院時間，降低切口感染等并發(fā)癥發(fā)生率。

然而，腹腔鏡技術(shù)存在以下較多原理上的問題。①缺乏視野縱深感和空間感覺，術(shù)者在操作過程中缺乏直觀感知；②腹腔鏡器械使用并非直觀，存在“長筷效應(yīng)”，只能通過腹壁上的支點來活動。器械無關(guān)節(jié)，活動性極差；③腹腔鏡技術(shù)壁壘高，存在較長的學習曲線，習慣開腹手術(shù)的術(shù)者難以直接轉(zhuǎn)換手術(shù)模式；④腹腔鏡手術(shù)對術(shù)者的體力消耗較大。以上都是腹腔鏡技術(shù)自發(fā)明以來就較難攻克和解決的，源自此技術(shù)特點本身的問題。腹腔鏡減重手術(shù)病人腹腔空間小、內(nèi)臟脂肪堆積。此類缺陷和操作上的困難會不同程度地放大。

機器人輔助手術(shù)操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，一定程度上較完美地解決了上述問題。①機器人術(shù)者位置的目鏡可獲得光學放大10～15倍的高清3D視野，雙手操作腹腔內(nèi)鏡頭運動；②機器人系統(tǒng)活動范圍大，完全模仿人手腕動作的7個自由度，動作呈等比例調(diào)整，濾除所有細小抖動，并精細傳遞至機械臂和手術(shù)器械；③操作完全符合開腹手術(shù)的直觀操作，轉(zhuǎn)換思路方便，學習曲線顯著縮短；④術(shù)者無需洗手無菌上臺，僅需坐姿完成所有操作，極大地降低體力消耗，更專注于手術(shù)本身[9-10]。機器人輔助手術(shù)技術(shù)將進一步促進減重代謝手術(shù)微創(chuàng)化。

機器人輔助手術(shù)技術(shù)在我國減重代謝外科領(lǐng)域的發(fā)展歷程

1999年1月，美國Intuitive Surgical公司開發(fā)完成全球第1臺達·芬奇機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)，并被美國食品藥品監(jiān)督管理局正式批準用于外科手術(shù)。從研發(fā)至今，該系統(tǒng)已在全世界范圍廣泛應(yīng)用于肝膽胰外科、胃腸外科、減重代謝外科、泌尿外科、心胸外科、婦科等。截至2019年底，全球達·芬奇機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)裝機量為5 582臺，分布于67個國家。

我國第1臺達·芬奇手術(shù)機器人在2006年，由北京解放軍總醫(yī)院引進。至2013年，我國裝機量為17臺，此后逐步增長。2019年全年裝機量59臺。2020年至今已裝機32臺。截至目前，我國大陸達·芬奇機器人總裝機量為167臺。多家醫(yī)院或機構(gòu)有≥2臺的機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)。我國機器人手術(shù)基礎(chǔ)和資源較充沛。

1999年，比利時Cadiere等[11]完成了世界第1例機器人輔助減重代謝手術(shù)，為可調(diào)節(jié)胃綁帶術(shù)。此后機器人減重代謝手術(shù)量激增，隨著機器人輔助系統(tǒng)的熟知而逐漸推廣。2003年，美國11位外科醫(yī)師共完成107例機器人減重代謝手術(shù)。術(shù)式涉及可調(diào)節(jié)式胃綁帶術(shù)、Roux-en-Y胃旁路術(shù)、膽胰轉(zhuǎn)流術(shù)等[12]。

2014年，金佳斌等[13]報道我國第1例機器人輔助胃旁路術(shù)治療2型糖尿病，手術(shù)安全性及治療效果較理想。2016年，劉升平等[14]報道機器人輔助Roux-en-Y胃旁路術(shù)治療2型糖尿病。2018年，趙寧等[15]報道28例機器人輔助袖狀胃切除術(shù)。結(jié)果顯示機器人組住院時間明顯短于腹腔鏡組，而在手術(shù)時間、術(shù)中和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)后半年內(nèi)隨訪結(jié)果等方面兩組差異均無統(tǒng)計學意義。

我國減重代謝領(lǐng)域的諸多領(lǐng)軍者和探索者在擁抱新技術(shù)，研究未來減重代謝手術(shù)發(fā)展和走向方面積極主動。由于高端儀器設(shè)備普及的限制，以及機器人輔助手術(shù)的高額費用、醫(yī)療保險限制等因素，當前我國僅數(shù)家醫(yī)院仍持續(xù)嘗試機器人減重代謝手術(shù)。因此必須承認，該技術(shù)在我國尚處于起步階段，但未來會逐步成為主流[16]。

機器人輔助減重代謝：主要手術(shù)方式及進展

一、機器人輔助袖狀胃切除術(shù)

2017年，美國共完成減重手術(shù)22萬余例，其中袖狀胃切除術(shù)近60%，占所有減重代謝手術(shù)的大部分。該術(shù)式限制胃容積以限制食物攝取，且追求完整切除胃底，調(diào)節(jié)食欲、消化相關(guān)激素水平，具有操作相對簡單、手術(shù)安全性高、并發(fā)癥發(fā)生率較低等優(yōu)點。近年來該手術(shù)開展增長極快，近期至中期效果顯著，不輸于其他復雜術(shù)式[17]。這一術(shù)式的腹腔鏡手術(shù)可基本滿足操作需求，機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)勢體現(xiàn)不明顯。因此結(jié)合成本及病人需求等，選擇開展機器人輔助袖狀胃切除術(shù)的中心較少。

機器人輔助袖狀胃切除術(shù)包括胃大彎側(cè)解剖和切除、殘胃切緣加固。①設(shè)計觀察孔trocar位置時，應(yīng)綜合考慮與解剖區(qū)的距離及病人軀干長度，以鏡頭不過遠又有充足的活動空間為宜。除鏡頭臂外，常用2個機械臂，立于鏡頭臂左、右側(cè)。根據(jù)術(shù)中情況可設(shè)立1個輔助孔，助手通過輔助孔協(xié)助操作。機械臂孔和觀察孔距離為8～10 cm，避免術(shù)中臂和臂之間的干擾影響操作。②胃底游離切除是袖狀胃切除的關(guān)鍵操作。肥胖病人腹腔內(nèi)空間狹小，因此良好的觀察視野十分重要，是避免出血和損傷脾臟的關(guān)鍵[18-19]，體現(xiàn)機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)越性。同時機器人在縫合和打結(jié)上具有極大優(yōu)勢，可完成殘面的純手工加固縫合。大網(wǎng)膜固定和重建為近年來較熱門的手術(shù)步驟，在機器人輔助手術(shù)中實現(xiàn)亦極方便。但需注意的是，機器人操作器械無直接的力反饋，過度牽拉脾臟等易導致撕裂出血，需術(shù)者熟練掌握視覺力反饋。

二、機器人輔助胃旁路術(shù)

腹腔鏡胃旁路術(shù)一直被認為外科治療2型糖尿病的首選[20-21]。自2000年首次應(yīng)用達·芬奇機器人輔助胃旁路手術(shù)后[22]，一段時間內(nèi)出現(xiàn)較多的機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)與腹腔鏡配合使用的胃旁路手術(shù)。2006年，Mohr等[23]報道首例全機器人胃旁路術(shù)。自此，隨著機器人輔助手術(shù)技術(shù)的推廣，機器人輔助胃旁路術(shù)在世界范圍內(nèi)得到迅猛發(fā)展。胃旁路手術(shù)的技術(shù)難度較袖狀胃切除術(shù)大，胃小囊處理的區(qū)域位置較深，視野受限，操作空間狹小。機器人系統(tǒng)憑借其放大10～15倍的高清3D雙鏡，可獲得更清晰的手術(shù)視野，從而防止術(shù)中損傷。術(shù)中需大量、不同部位的手工縫合打結(jié)。機器人輔助技術(shù)的優(yōu)勢在胃旁路術(shù)中得到充分體現(xiàn)。例如，所有吻合口可行雙層純手工吻合[13]，與腹腔鏡胃旁路手術(shù)有本質(zhì)的不同，安全性得到極大提高，操作難度大幅降低，學習曲線顯著縮短。

機器人胃旁路術(shù)的具體操作過程與腹腔鏡胃旁路術(shù)類似。超聲刀解剖胃小彎，從第1、2支胃左分支血管間解剖胃后隧道[20-21]，達胃食管角。切割吻合器制作胃小囊。Treiz韌帶下60 cm處離斷空腸，遠端空腸上提與胃小囊手工吻合，Vicryl 3-0線連續(xù)雙層吻合。近端空腸再與食物襻120 cm處吻合[24]，關(guān)閉系膜孔。手術(shù)涉及區(qū)域較大，設(shè)計trocar位置時需充分考慮可能的操作范圍，避免機械臂相互干擾。

Snyder等[25]報道，249例機器人輔助胃旁路術(shù)和356例腹腔鏡胃旁路術(shù)吻合口漏的發(fā)生率分別為0和1.7%，差異有統(tǒng)計學意義。Tieu等[26]報道1 100例機器人輔助胃旁路術(shù)，僅1例胃腸吻合口漏。機器人輔助胃旁路術(shù)的優(yōu)勢得到極大體現(xiàn)。

三、機器人輔助膽胰分流-十二指腸轉(zhuǎn)位術(shù)

該術(shù)式各方面效果極佳，但手術(shù)操作復雜[27]，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生嚴重且難以處理。目前在減重代謝手術(shù)中所占比例較低，多用于極重度肥胖病人，且大多仍采用開腹手術(shù)。目前有少數(shù)中心嘗試使用機器人手術(shù)系統(tǒng)完成該手術(shù)。單中心報道，59例病人行全機器人膽胰分流十二指腸轉(zhuǎn)位術(shù)，術(shù)中無中轉(zhuǎn)開腹，術(shù)后無吻合口漏和出血發(fā)生[28]。相信隨著機器人技術(shù)逐步成熟，復雜但安全、有效的手術(shù)占比將越來越高。

四、機器人輔助修正手術(shù)

減重代謝術(shù)后，當病人出現(xiàn)手術(shù)效果不佳、體重反彈、并發(fā)癥發(fā)生等問題，而又難以通過保守治療控制時[29]，修正手術(shù)能給符合手術(shù)指征的病人帶來極大益處[30]。2018年發(fā)表的《肥胖代謝外科修正手術(shù)東亞專家共識》[31]將修正手術(shù)分為修理手術(shù)、修改手術(shù)、復原手術(shù)。修正手術(shù)成為減重代謝外科新的關(guān)注熱點。前次手術(shù)造成的廣泛粘連與消化道生理結(jié)構(gòu)的改變是手術(shù)實施過程中最大的困難和挑戰(zhàn)。與傳統(tǒng)手術(shù)方式相比，機器人操作系統(tǒng)施行修正手術(shù)體現(xiàn)其視野及操作方面的優(yōu)勢，術(shù)后的減重效果較好。

五、機器人輔助單孔減重代謝手術(shù)

單孔腹腔鏡袖狀胃切除術(shù)等新技術(shù)在術(shù)后疼痛、恢復、切口美觀等較傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)有優(yōu)勢[32]，但實際操作難度較腹腔鏡顯著增加。單孔達·芬奇機器人輔助手術(shù)部分克服傳統(tǒng)單孔腹腔鏡手術(shù)操作中的技術(shù)難題，被認為是單孔微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展方向，但目前暫無達·芬奇機器人輔助單孔在減重代謝手術(shù)方面的報道。

總結(jié)和展望

機器人輔助手術(shù)尚處于摸索前進階段，而想象和創(chuàng)造永遠是技術(shù)前進的原動力。從減重代謝手術(shù)誕生至今，肥胖引起內(nèi)臟脂肪堆積，進而導致空間狹小、腹壁過度增厚等，這些一直是減重代謝手術(shù)的難題之一。如何安全高效又盡量減少手術(shù)創(chuàng)傷，一直是外科醫(yī)師思考與改變的重點。達·芬奇機器人輔助系統(tǒng)的優(yōu)勢是在狹窄有限的空間內(nèi)完成極其復雜的動作，并進行純手工縫合，操作直觀可靠，學習曲線極短[33]。隨著達·芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)在減重代謝外科的應(yīng)用日趨廣泛，目前機器人手術(shù)的安全性和可行性已得到公認，減少手術(shù)中轉(zhuǎn)以及降低住院時間等方面甚至優(yōu)于傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)。然而費用昂貴，裝機時間冗長，目前普及率尚不高等，為這項新技術(shù)不可忽視的局限和缺陷[34]。

機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)作為一項手術(shù)技術(shù)，代表目前微創(chuàng)外科的最高水平。其是手、眼的延伸，更是超越。我國目前的減重代謝外科正在飛速發(fā)展并逐漸普及，頂尖的新技術(shù)和全新的手術(shù)方式相結(jié)合，必將惠及越來越多的嚴重肥胖及代謝病病人。