機(jī)器人系統(tǒng)在結(jié)直腸癌手術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

鐘華戈 陸邵龍 唐衛(wèi)中

(廣西壯族自治區(qū)腫瘤醫(yī)院，廣西南寧市 530021)

【提要】 結(jié)直腸癌是較常見的胃腸道惡性腫瘤，其死亡率及發(fā)病率呈逐年上升趨勢，目前手術(shù)治療是主要的治療方式。微創(chuàng)外科技術(shù)的不斷進(jìn)步，極大地提升了結(jié)直腸癌手術(shù)的安全性和預(yù)后情況。在腹腔鏡傳統(tǒng)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，達(dá)芬奇機(jī)器人向術(shù)者提供了高清晰度的三維圖像并將手術(shù)視野放大10～20倍，增加了手術(shù)的可操控性、精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性，并且可以通過計算機(jī)濾除手部震顫，同時機(jī)械臂具有極佳的靈活性，可以更加簡單地完成各種精細(xì)及復(fù)雜的手術(shù)操作。

結(jié)直腸癌是全球第三大常見腫瘤性疾病，同時也是常見的腫瘤相關(guān)致死癌癥。外科手術(shù)是根治結(jié)直腸癌的主要治療手段[1]，包括開腹手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)、機(jī)器人手術(shù)等。腹腔鏡手術(shù)可最大限度地減少對周圍組織和器官的手術(shù)損傷，同時完整地切除腫瘤，且術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率較低，目前廣泛應(yīng)用于結(jié)直腸癌根治術(shù)，但當(dāng)前結(jié)直腸癌外科手術(shù)所需的區(qū)域淋巴結(jié)清掃以及消化道重建等復(fù)雜操作在傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)下難以完成。從2002年起，我國逐步引入機(jī)器人技術(shù)以克服腹腔鏡手術(shù)過程中遇到的技術(shù)難題，可使手術(shù)醫(yī)師能夠更輕松地進(jìn)行具有挑戰(zhàn)性的操作，即使病灶集中在較深和狹窄的區(qū)域(例如骨盆或脾彎曲)，仍可提供較好的解剖平面。目前臨床上主要有達(dá)芬奇Si和達(dá)芬奇Xi兩套機(jī)器人系統(tǒng)。本文就目前機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)治療結(jié)直腸癌的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 手術(shù)機(jī)器人簡介

機(jī)器人最初于20世紀(jì)80年代投入醫(yī)療系統(tǒng)。1999年Intutive Surgical推出第一代達(dá)芬奇系統(tǒng)，并在2000年成為首個批準(zhǔn)在手術(shù)室使用的機(jī)器人。隨后于2006年、2009年和2014年分別推出第2代達(dá)芬奇S系統(tǒng)、第3代達(dá)芬奇Si系統(tǒng)和第4代達(dá)芬奇Xi系統(tǒng)，但目前世界范圍內(nèi)仍以第3代系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。

手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主要包括3個部分：醫(yī)師操控臺、臂和器械組成的移動系統(tǒng)以及視頻成像平臺。與傳統(tǒng)腹腔鏡相比，手術(shù)機(jī)器人具有以下特點：(1)仿真手腕可在7個自由度控制，540°靈活旋轉(zhuǎn)，使得手術(shù)操作更精細(xì)；(2)可提供3D高清立體圖像，手術(shù)視野清晰、真實，放大倍數(shù)可提供清晰的血管和神經(jīng)纖維視圖，可更安全地分離血管、快速控制出血并最大限度地減少出血；(3)手術(shù)者可遠(yuǎn)離手術(shù)臺進(jìn)行操作，手術(shù)過程舒適自如；(4)機(jī)器人可智能過濾術(shù)者手部的不自主顫動、等比縮小操作者大幅度動作等，有助于將內(nèi)臟器官穿孔和傷口感染風(fēng)險降至最低。同時可以避免團(tuán)隊配合中出現(xiàn)的失誤，減少培訓(xùn)時間并縮短學(xué)習(xí)曲線，更為高效。但是機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)同樣存在缺陷，如費用昂貴、缺乏真實觸覺及力反饋、電子通訊易受干擾導(dǎo)致信號傳輸異常等。目前第四代達(dá)芬奇Xi系統(tǒng)主要采用 “4個微創(chuàng)手術(shù)刀”結(jié)構(gòu)，使手術(shù)范圍擴(kuò)大，利于主刀探查其他部位情況，在較復(fù)雜且涉及多個平面的手術(shù)中更具優(yōu)勢。

2 機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)

在腹腔鏡手術(shù)中聯(lián)合機(jī)器人技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)的局限性，如靈巧性有限、二維的視野及手眼協(xié)調(diào)不自然等問題。盡管目前有許多觀察性研究報道了機(jī)器人輔助腹腔鏡用于結(jié)直腸癌根治術(shù)中的安全性和可行性，但是僅有少數(shù)學(xué)者最終認(rèn)為其優(yōu)于常規(guī)腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)[2-6]。一項基于5篇觀察性研究的Meta分析結(jié)果提示，機(jī)器人輔助腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)與常規(guī)腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)術(shù)后生存率差異無統(tǒng)計學(xué)意義[6]。另一項基于4篇隨機(jī)對照試驗研究的Meta分析認(rèn)為機(jī)器人輔助腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)是安全有效的，但并未證實其優(yōu)于常規(guī)腹腔鏡手術(shù)[7]。因此Ng等[8]基于目前所發(fā)表的隨機(jī)對照試驗研究，發(fā)表了一篇Meta分析結(jié)果，提示與常規(guī)腹腔鏡手術(shù)相比，機(jī)器人輔助腹腔鏡治療結(jié)直腸癌可使患者術(shù)后生存獲益，但是手術(shù)時間明顯延長。 目前所發(fā)表的Meta分析及系統(tǒng)性評價的證據(jù)仍較少，因此機(jī)器人輔助腹腔鏡結(jié)直腸癌根治術(shù)的臨床療效仍需證據(jù)等級更高的隨機(jī)對照研究驗證。

3 機(jī)器人在結(jié)腸癌手術(shù)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)腹腔鏡下結(jié)直腸癌根治術(shù)已成為標(biāo)準(zhǔn)手術(shù)方案，Weber等[9]于2002年首次報道機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)用于結(jié)腸癌的治療，研究顯示機(jī)器人結(jié)腸癌手術(shù)是安全可行的[10-11]。有研究指出，機(jī)器人手術(shù)組術(shù)中出血量少于腹腔鏡組[12]，但是術(shù)后胃腸道功能及并發(fā)癥發(fā)生率方面，機(jī)器人組和腹腔鏡組無明顯差異[13]。 目前對于機(jī)器人結(jié)腸癌手術(shù)清掃淋巴結(jié)是否優(yōu)于腹腔鏡手術(shù)有待進(jìn)一步研究。Lujan等[13]在一項研究中認(rèn)為機(jī)器人乙狀結(jié)腸癌手術(shù)組清掃淋巴結(jié)數(shù)目與腹腔鏡組無明顯差異，而機(jī)器人組和腹腔鏡組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率無明顯差異，且機(jī)器人組手術(shù)時間長于腹腔鏡組。同時Duan等[11]通過Meta分析發(fā)現(xiàn)機(jī)器人組較腹腔鏡組在淋巴結(jié)清掃方面無明顯優(yōu)勢。

有研究指出，機(jī)器人結(jié)腸癌手術(shù)組中轉(zhuǎn)開腹率低于腹腔鏡組[11，14]，但是Casillas等[15]將344名結(jié)腸癌患者納入研究，其中機(jī)器人組144名，腹腔鏡組200名，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人組和腹腔鏡組中轉(zhuǎn)開腹率無明顯差異。結(jié)腸癌根治術(shù)的中轉(zhuǎn)開腹率可能與患者自身情況、解剖學(xué)變異、術(shù)者的經(jīng)驗等方面有關(guān)，機(jī)器人手術(shù)在此方面尚無定論。

盡管目前機(jī)器人輔助的結(jié)腸癌切除術(shù)多為探索性的，但其有效性和安全性已得到肯定。然而機(jī)器人手術(shù)在治療結(jié)腸癌的應(yīng)用中仍然較少，主要是相比于機(jī)器人手術(shù)，腹腔鏡結(jié)腸癌手術(shù)相對簡單易行，同時美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)將其列為推薦術(shù)式之一，但由于機(jī)器人自身存在費用高等缺陷，導(dǎo)致其無法在臨床上廣泛應(yīng)用于結(jié)腸癌的治療。

4 機(jī)器人在直腸癌手術(shù)中的應(yīng)用

隨著外科器械的發(fā)展及微創(chuàng)理念的普及，機(jī)器人手術(shù)的技術(shù)特點，決定了其在細(xì)小狹窄空間(如骨盆內(nèi))能完成精細(xì)靈活的操作，而腹腔鏡手術(shù)具備較長的學(xué)習(xí)曲線及相對高的學(xué)習(xí)難度，故機(jī)器人在直腸癌手術(shù)中的應(yīng)用逐漸普及。

機(jī)器人手術(shù)時間的長短并非取決于機(jī)器人本身，主要取決于手術(shù)技巧純熟度及路徑的選擇[16]。Yamaguchi等[6]比較203例機(jī)器人直腸癌手術(shù)患者和239例腹腔鏡直腸癌手術(shù)患者的手術(shù)指標(biāo)，結(jié)果顯示機(jī)器人組術(shù)中出血量(15.4 mLvs. 39.1 mL，P<0.001)、住院時間(7.3 dvs.9.3 d，P<0.001)均少于腹腔鏡組。

淋巴結(jié)清掃數(shù)目、環(huán)周切緣是影響直腸癌患者預(yù)后的重要因素之一，D′Annibale等[17]和Ghezzi等[18]研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人手術(shù)組和腹腔鏡手術(shù)組的淋巴結(jié)清掃無明顯差異，且術(shù)后5年生存率亦無明顯差異。目前關(guān)于機(jī)器人行直腸癌根治術(shù)后長期生存的研究較少，仍需進(jìn)一步的隨機(jī)對照研究。

5 機(jī)器人在結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移手術(shù)中的應(yīng)用

結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者的最佳手術(shù)治療時機(jī)目前仍具有爭議，切除范圍及治療的時間因患者基礎(chǔ)特征及各臨床中心的手術(shù)經(jīng)驗而異。至于同步行結(jié)直腸癌及肝轉(zhuǎn)移灶切除，由于麻醉和失血相關(guān)的并發(fā)癥和死亡率較高，目前該手術(shù)方式并沒有普及。同時，由于微創(chuàng)同步腫瘤切除術(shù)的技術(shù)問題尚未得到解決，其普及率更低。

流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)20%～40%的結(jié)直腸癌患者在首次診斷時已出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，而僅有6%的結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者存活時間超過5年。但有文獻(xiàn)報道可切除肝轉(zhuǎn)移的患者5年生存率為25%～40%，對于此類患者已經(jīng)提出了不同的手術(shù)策略及治療方式[19]。近年來有研究比較同步切除術(shù)及分階段切除術(shù)治療結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者的臨床療效，結(jié)果提示兩組患者術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率及生存率無明顯差異[20]。此外，針對結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移進(jìn)行同步微創(chuàng)手術(shù)的各種非隨機(jī)對照試驗顯示了其可行性和安全性，但是該微創(chuàng)手術(shù)主要是腹腔鏡下結(jié)直腸癌及肝轉(zhuǎn)移灶同步切除術(shù)[21-23]。此外，由于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)技術(shù)不斷成熟，機(jī)器人手術(shù)一定程度上可以克服同步結(jié)直腸癌及肝轉(zhuǎn)移灶切除術(shù)的一些技術(shù)缺陷，臨床上已將其作為腹腔鏡手術(shù)的替代方法。Dwyer等[19]回顧性研究了66名Ⅳ期結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者，結(jié)果提示機(jī)器人結(jié)直腸癌及肝轉(zhuǎn)移灶同步切除有助于降低術(shù)中輸血量，可使術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率降低并且可使此類患者生存獲益。由于此觀點目前仍存在爭議，未來仍需證據(jù)級別更高的隨機(jī)對照研究來驗證。

6 機(jī)器人結(jié)直腸癌手術(shù)在我國的應(yīng)用

機(jī)器人手術(shù)在歐美國家較為普及，我國機(jī)器人手術(shù)的臨床應(yīng)用起步較晚，高昂的費用是制約機(jī)器人手術(shù)普及的決定性因素之一，而研發(fā)國產(chǎn)機(jī)器人是降低手術(shù)成本的有效途徑。易波等[24]運用國產(chǎn)機(jī)器人“妙手S”行右半結(jié)腸癌根治術(shù)，患者恢復(fù)良好并于7 d后順利出院。目前國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用處于起步階段，器械仍有待改良設(shè)計和深度研發(fā)。在多學(xué)科團(tuán)隊努力下，中國學(xué)者利用機(jī)器人優(yōu)勢開展結(jié)直腸癌原發(fā)病灶和肝轉(zhuǎn)移灶同期切除術(shù)，結(jié)果顯示機(jī)器人結(jié)直腸癌及肝轉(zhuǎn)移灶同步切除術(shù)術(shù)中出血量少，術(shù)后胃腸道功能恢復(fù)快，可使患者生存獲益[25]。目前國內(nèi)相繼成立了手術(shù)示范中心和學(xué)術(shù)協(xié)會，旨在規(guī)范醫(yī)師培訓(xùn)并建立指南共識，促進(jìn)機(jī)器人手術(shù)在結(jié)直腸外科治療中的發(fā)展。

7 現(xiàn)狀與展望

7.1 手術(shù)殘端和吻合口情況評估 吻合口漏是術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，造成造口局部嚴(yán)重感染甚至全身嚴(yán)重感染，這類患者常常需要重新手術(shù)，嚴(yán)重影響患者生存質(zhì)量。臨床上常以造口顏色、傷口滲血情況和患者脈搏、心率改變來評估吻合口血流情況，具有明顯缺陷性。機(jī)器人可通過靜脈注射吲哚菁綠(indocyanine green，ICG)同時通過近紅外線顯示手術(shù)殘端或吻合口血液灌注情況[26]。一項研究報道術(shù)中采用ICG及近紅外線熒光技術(shù)，術(shù)后有6%的患者發(fā)生吻合口漏，而未采用該技術(shù)的患者中有18%發(fā)生吻合口漏[27]。

7.2 前哨淋巴結(jié)評估 流行病學(xué)研究提示，Ⅰ期及Ⅱ期結(jié)直腸癌患者中有30%發(fā)生了局部淋巴結(jié)或遠(yuǎn)處臟器轉(zhuǎn)移。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者預(yù)后差且復(fù)發(fā)率較高，目前關(guān)于結(jié)直腸癌前哨淋巴結(jié)的作用機(jī)制尚未清晰[28]。在機(jī)器人結(jié)直腸癌根治術(shù)中靜脈注射ICG同時進(jìn)行實時淋巴結(jié)顯像，可以更好地指導(dǎo)術(shù)者進(jìn)行淋巴結(jié)清掃[27]。

7.3 機(jī)器人輔助超聲探針 為了更準(zhǔn)確地對結(jié)直腸癌進(jìn)行分期，提出了機(jī)器人輔助超聲探針。該探針由術(shù)者操控傳感器，由于腕部機(jī)械臂靈活的移動度，可以到達(dá)狹窄和深處的腹部區(qū)域，可通過TilePro軟件在操控臺屏幕上實時傳輸超聲圖像，并且可以準(zhǔn)確評估，而術(shù)者眼睛不需要離開手術(shù)區(qū)域[29]。

機(jī)器人系統(tǒng)行結(jié)直腸癌手術(shù)是安全可行的，并且在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)可。但是機(jī)器人機(jī)械臂活動范圍有限、高昂的費用和機(jī)器人觸覺缺失仍是目前需改善的問題。此外，仍需證據(jù)級別較高的前瞻性隨機(jī)對照研究來明確機(jī)器人手術(shù)的優(yōu)勢。隨著人工智能機(jī)器人的不斷更新改進(jìn)，機(jī)器人手術(shù)有望成為結(jié)直腸癌手術(shù)的新潮流。