機(jī)器人手術(shù)十年體會

王述民

一、簡述機(jī)器人的發(fā)展史

談到機(jī)器人的發(fā)展史，不得不提及意大利著名畫家、科學(xué)家、發(fā)明家列昂納多·達(dá)·芬奇（1452—1519），早在500余年前，達(dá)·芬奇就設(shè)計出了一款帶有鉸鏈結(jié)構(gòu)的機(jī)器人（圖1），應(yīng)該算是機(jī)器人設(shè)計的鼻祖了。

談及現(xiàn)代醫(yī)用機(jī)器人，目前進(jìn)入中國大陸臨床應(yīng)用的綜合性醫(yī)用機(jī)器人只有美國Intuitive surgery公司生產(chǎn)的達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)，其發(fā)展歷程如下。

第一代da Vinci外科手術(shù)系統(tǒng)于1999年生產(chǎn)，主要特點：三維顯示、Intuitive直覺式動作、EndoWrist可轉(zhuǎn)腕器械 、人體工程學(xué)控制臺，該產(chǎn)品未進(jìn)入中國大陸（圖2）。

第二代da Vinci S外科手術(shù)系統(tǒng)于2006年生產(chǎn)，主要特點：三維高清顯示、設(shè)計快捷簡單、操作空間擴(kuò)展、互動視頻顯示。同年進(jìn)入中國大陸并開啟了中國大陸醫(yī)用機(jī)器人手術(shù)的歷史。S系統(tǒng)在中國大陸共10臺，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院（原沈陽軍區(qū)總醫(yī)院）于2010年12月引進(jìn)了大陸第10臺S系統(tǒng)，至今仍應(yīng)用于臨床，截至2020年11月底已完成胸外科各類手術(shù)近2 000臺。S系統(tǒng)手術(shù)耗材至2020年底將徹底停止生產(chǎn)，S系統(tǒng)將退出歷史舞臺（圖3）。

第三代da Vinci Si外科手術(shù)系統(tǒng)于2009年生產(chǎn)，2011年4月開始在中國大陸臨床應(yīng)用；Si系統(tǒng)雖然較S系統(tǒng)略有改進(jìn)，但沒有明顯性能提升；2011至2019年間中國大陸共進(jìn)口77臺，自2019年始美國已停止生產(chǎn)Si手術(shù)系統(tǒng)（圖4）。

第四代da Vinci Xi外科手術(shù)系統(tǒng)于2014年生產(chǎn)，2019年6月開始中國大陸臨床應(yīng)用；Xi系統(tǒng)較S系統(tǒng)及Si系統(tǒng)有了革命性的提升。該系統(tǒng)首次將鏡頭與器械臂均前置懸吊于手術(shù)車的前置臂上（吊塔式），手術(shù)床與器械臂具有激光定位功能，可以實現(xiàn)手術(shù)車與手術(shù)床自動、精準(zhǔn)定位；將鏡頭與器械臂設(shè)計呈等徑，可以將鏡頭隨意與器械臂調(diào)換位置，極大地方便了手術(shù)操作；具有熒光顯影功能，可實現(xiàn)精準(zhǔn)切除腫瘤組織等。Xi系統(tǒng)是目前臨床上最為先進(jìn)的一代綜合性醫(yī)用機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。2019至2020年10月，中國大陸僅用1年時間就進(jìn)口了91臺該系統(tǒng)（圖5）。

第五代da Vinci SP?系統(tǒng)（單孔）在美國已上市，但暫未在中國注冊。該系統(tǒng)首次設(shè)計了柔性器械并實現(xiàn)了單孔，大大地減小了手術(shù)切口，降低了創(chuàng)傷。由于胸部有肋骨，肋間隙相對較窄，無法置入單孔Troca，故本人認(rèn)為第五代單孔機(jī)器人的最佳應(yīng)用科室應(yīng)該是腹部科室（肝膽外科、普通外科、婦產(chǎn)科、泌尿外科等），在胸外科的應(yīng)用可能會受限，但隨著劍突下切口入路手術(shù)的不斷成熟，SP手術(shù)系統(tǒng)亦有其發(fā)揮作用的可能（圖6）。

二、機(jī)器人在中國大陸的應(yīng)用歷史（含現(xiàn)在的臺數(shù)）及在胸外科的應(yīng)用歷史

2006年北京解放軍總醫(yī)院的高長青教授引進(jìn)了第一臺達(dá)芬奇S系統(tǒng)，開啟了中國大陸機(jī)器人手術(shù)的歷史。繼北京引進(jìn)第一臺達(dá)芬奇機(jī)器人后，2009年上海同時有4家醫(yī)院引進(jìn)了該系統(tǒng)，并開展了胸外科手術(shù)，同年國家衛(wèi)生部緊急禁止機(jī)器人手術(shù)及機(jī)器的購入，直至2012年才重新開放審批，2013年再次開始裝機(jī)，而同期軍隊系統(tǒng)不受該規(guī)定約束，購入了數(shù)臺機(jī)器，北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院即屬于該期間購入并開展機(jī)器人手術(shù)的軍隊單位之一。

提及胸外科機(jī)器人的發(fā)展史，筆者認(rèn)為應(yīng)該了解各類胸外科疾病機(jī)器人手術(shù)的第一人 （表1）。

圖1 萊昂納多機(jī)器人的模型及內(nèi)部工作原理（500年前）

圖2 da Vinci?三維顯示Intuitive直覺式動作EndoWrist可轉(zhuǎn)腕器械人體工程學(xué)控制臺

圖3 da Vinci S?2006年12月入301醫(yī)院，三維高清顯示設(shè)計快捷簡單，操作空間擴(kuò)展，互動視頻顯示

圖4 da Vinci Si?2011年4月入國內(nèi)301醫(yī)院，增強(qiáng)三位高清顯示升級的醫(yī)生控制臺可升級為雙控制臺兼容技能模擬訓(xùn)練器兼容一體化手術(shù)室

筆者將機(jī)器人在中國大陸胸外科的應(yīng)用歷程分為2個階段。

第一階段：初期，技術(shù)摸索期，2006—2014年。初期的主要特點：胸外科機(jī)器人手術(shù)技術(shù)處于開創(chuàng)、摸索階段，國內(nèi)僅有零星幾家單位在使用，突破了胸外科機(jī)器人手術(shù)技術(shù)的關(guān)鍵點，摸索并建立了胸外科常規(guī)手術(shù)的體位及孔位，重點在推廣應(yīng)用機(jī)器人的觀念和關(guān)鍵技術(shù)。

北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院胸外科2011年3月開始胸外科機(jī)器人手術(shù)至2014年的年手術(shù)量為：10、111、129、179臺，并于2014年11月8日在沈陽舉辦了“全國首屆胸外科達(dá)芬奇機(jī)器人精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)高峰論壇”，參會代表僅百人左右，會上北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院胸外科王述民團(tuán)隊介紹了機(jī)器人手術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)驗：①克服力反饋缺乏的關(guān)鍵技術(shù)，如利用彈力線（無菌手套邊）牽拉血管等；②縱隔腫瘤手術(shù)的體位、孔位及手術(shù)技術(shù)要點；③肺癌根治術(shù)的患者體位、孔位及手術(shù)技術(shù)要點，患者體位為健側(cè)臥位、折刀體位、孔位為8-8-5-7。會上來自機(jī)器人公司亞洲區(qū)總監(jiān)為王述民頒發(fā)了印有“In recoginition of leading da Vinci Thoracic Surgery in Asia”的水晶獎杯。

第二階段：現(xiàn)狀，技術(shù)成熟期，2014年—現(xiàn)在。

圖5 第四代da Vinci Xi外科手術(shù)系統(tǒng)

圖6 第五代da Vinci SP?系統(tǒng)（單孔）

技術(shù)成熟期的主要特點：縱隔、肺、食管等主要手術(shù)技術(shù)基本成型，手術(shù)量激增，手術(shù)難度不斷增加，手術(shù)適應(yīng)證不斷擴(kuò)大，向精準(zhǔn)微創(chuàng)方向發(fā)展，最大限度地發(fā)揮機(jī)器人優(yōu)勢，多家爭鳴，各有特色，各有創(chuàng)新，機(jī)器人優(yōu)劣爭論，機(jī)器人手術(shù)優(yōu)勢漸顯。

繼全國首屆機(jī)器人高峰論壇召開之后，胸外科機(jī)器人手術(shù)量劇增，由2014年的年手術(shù)量481例升至2015年的1 533例且呈持續(xù)升高趨勢（圖7），在手術(shù)量增加的同時，國內(nèi)開展機(jī)器人手術(shù)的單位在逐漸增加，縱隔、肺及食管機(jī)器人手術(shù)技術(shù)均逐步趨向成型，手術(shù)難度亦在逐漸增大，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的精準(zhǔn)微創(chuàng)的優(yōu)勢亦逐漸顯現(xiàn)，將胸腔鏡微創(chuàng)手術(shù)的一些高難度手術(shù)完成的完美無缺。國內(nèi)胸外科機(jī)器人手術(shù)完成手術(shù)例數(shù)比較多、技術(shù)比較有特色的單位和個人數(shù)量也在逐漸增多，呈現(xiàn)出了百花齊放、百家爭鳴的大好景象，如北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院的王述民手術(shù)團(tuán)隊、青島醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院矯文捷手術(shù)團(tuán)隊、上海胸科醫(yī)院的羅清泉和李志剛手術(shù)團(tuán)隊、上海瑞金醫(yī)院李鶴成手術(shù)團(tuán)隊、浙江醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院胡堅手術(shù)團(tuán)隊、東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院易俊手術(shù)團(tuán)隊、陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院譚群友手術(shù)團(tuán)隊、天津醫(yī)科大學(xué)王長利手術(shù)團(tuán)隊等均在機(jī)器人手術(shù)方面做出了各自的貢獻(xiàn)。

三、機(jī)器人在胸外科的手術(shù)適應(yīng)證

表1 各類胸外科疾病機(jī)器人手術(shù)的第一人

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的手術(shù)適應(yīng)證原則上與電視胸腔鏡手術(shù)相同。①肺：楔形切除（術(shù)前明確擬行此術(shù)式者，不推薦行機(jī)器人手術(shù)）、肺段切除（精準(zhǔn)肺段切除）、肺葉切除及系統(tǒng)性淋巴結(jié)清除、袖式（雙袖式）肺葉切除及系統(tǒng)性淋巴結(jié)清除術(shù)；氣管切除重建、隆突切除重建。②縱隔：手術(shù)入路為右胸、左胸、劍突下；（完全無管化）前、中、后縱隔腫瘤切除術(shù)，（完全無管化）全胸腺切除及縱隔脂肪清除術(shù)。③食管：食管癌根治術(shù)、食管平滑肌瘤核除術(shù)、食管裂孔疝修補(bǔ)術(shù)、賁門失弛緩癥等，相信隨著機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的不斷研發(fā)，其手術(shù)適應(yīng)證亦會逐漸擴(kuò)展。

四、機(jī)器人手術(shù)的優(yōu)劣勢及未來預(yù)期

電視胸腔鏡的問世，讓人們逐漸接受了微創(chuàng)手術(shù)并成為現(xiàn)今外科手術(shù)的主流手術(shù)方式，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的問世，帶給人們的更多的是爭論，目前對于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是否有優(yōu)勢及是否值得臨床應(yīng)用或廣泛推廣仍存在爭論，國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)多有探討，在此不一一贅述，但基本觀點是機(jī)器人手術(shù)的臨床治療效果不低于電視胸腔鏡的手術(shù)效果。

個人總結(jié)一下機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)勢：①高清視野，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)具有高清晰、真實3D立體成像系統(tǒng)，視野結(jié)構(gòu)放大10～15倍； ②靈活性，Endo-wrist仿真手腕，7個自由度，360°順、逆時針自由旋轉(zhuǎn)，直觀同向；③精細(xì)性，可通過多種器械完成抓持、切割、縫合、止血等動作，操作自如，猶如開放手術(shù)，但遠(yuǎn)比開放手術(shù)要精細(xì)；④精準(zhǔn)性，每秒同步1 300次，自動濾除人手抖動，完成“指哪打哪”的精準(zhǔn)操作；⑤舒適性，術(shù)者無需洗手穿手術(shù)衣上臺行無菌操作，減輕術(shù)者疲勞感，保證手術(shù)順利操作。

圖7 中國大陸胸外科機(jī)器人手術(shù)量

劣勢：①達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)缺乏力反饋，手術(shù)操作過程中，無法感知器械端的力量大小，對于初學(xué)者具有一定的操作困難，相應(yīng)的手術(shù)風(fēng)險隨之增加。②手術(shù)操作孔（口）的選擇受限：由于達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)繼續(xù)具有相對比較碩大的床旁機(jī)械臂系統(tǒng)，對于操作孔（口）的選擇帶來一定困難，只能見縫插針地去設(shè)計手術(shù)操作孔（口），遠(yuǎn)不如胸腔鏡操作口的選擇可以靈活自如、按需選擇。③機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)必須應(yīng)用其專有手術(shù)器械，每把手術(shù)器械只能應(yīng)用十次，而胸腔鏡手術(shù)只需應(yīng)用可以無限次無菌消毒的手術(shù)器械。④由于機(jī)器人手術(shù)時術(shù)者無需洗手上臺操作，僅在操控臺操控即可完成手術(shù)，故一旦術(shù)中出現(xiàn)了意外出血，其控制、處理出血就不如術(shù)者一直在手術(shù)臺上操作的電視胸腔鏡手術(shù)。⑤由于機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)本身設(shè)備的高昂費用以及其專有手術(shù)器械僅能應(yīng)用十次，費用勢必要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)備相對便宜且手術(shù)器械可以無限次使用的電視胸腔鏡手術(shù)。

從筆者近2 000例的胸外科機(jī)器人手術(shù)應(yīng)用感受來說，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)確實有許多電視胸腔鏡所無法企及的優(yōu)勢，在完成機(jī)器人精準(zhǔn)微創(chuàng)手術(shù)的同時，還可以帶給術(shù)者無限的機(jī)器人手術(shù)的享受。隨著機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的不斷完善及大家對機(jī)器人手術(shù)應(yīng)用的不斷熟練，相信明天的機(jī)器人手術(shù)一定會占微創(chuàng)手術(shù)的半壁江山，期望有更多的胸外科同道能夠盡早應(yīng)用機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，為廣大病患解除疾病帶來的痛苦，同時享受到機(jī)器人手術(shù)帶給術(shù)者的那份獨有的快樂享受。

以上所有一切均為筆者個人觀點，如有不正確之處，敬請大家批評指正！共同探討，共同 提高！