達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)與胸腔鏡在肺癌根治術(shù)中的近期療效比較及經(jīng)驗(yàn)探討

張真發(fā) 岳東升 王勐 趙曉亮 李晨光 高留偉 陳晨 王長(zhǎng)利

作者單位：天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院肺部腫瘤科，國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津市 300060）

自上世紀(jì)90年代初，隨著胸腔鏡技術(shù)引入胸外科領(lǐng)域，胸腔鏡肺葉切除術(shù)不斷發(fā)展，術(shù)式從四孔、三孔逐漸發(fā)展為單操作孔甚至純單孔，顯著推動(dòng)了胸外科的發(fā)展。胸腔鏡手術(shù)在降低患者創(chuàng)傷的同時(shí)，其遠(yuǎn)期預(yù)后與傳統(tǒng)開(kāi)胸手術(shù)并無(wú)差異[1]。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人操作系統(tǒng)與傳統(tǒng)胸腔鏡相比，具有更為顯著的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[2-4]。本研究旨在比較達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)與傳統(tǒng)胸腔鏡在臨床病理因素及圍手術(shù)期的手術(shù)相關(guān)關(guān)鍵指標(biāo)，以探索機(jī)器人手術(shù)與傳統(tǒng)胸腔鏡手術(shù)的優(yōu)劣，并展示手術(shù)流程及技術(shù)熟練對(duì)圍手術(shù)期關(guān)鍵指標(biāo)的影響。同時(shí)結(jié)合本中心開(kāi)展的經(jīng)驗(yàn)，探討達(dá)芬奇機(jī)器人使用過(guò)程中的心得體會(huì)，包括器械使用、學(xué)習(xí)曲線、輔助孔設(shè)計(jì)及術(shù)中配合等。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

分析2016年8月至2020年9月在天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院行肺癌根治術(shù)治療的患者病例資料，行達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)肺癌根治術(shù)患者，及同期行胸腔鏡肺癌根治術(shù)患者各467 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：1）同一手術(shù)組同期行胸腔鏡與達(dá)芬奇機(jī)器人肺癌根治術(shù)的患者；2）術(shù)前所有常規(guī)化驗(yàn)及檢查提示患者無(wú)手術(shù)禁忌證，無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；3）術(shù)前未接受放化療；4）術(shù)前未曾有胸部損傷史及胸部手術(shù)治療史；5）既往無(wú)其他腫瘤病史；6）所有患者均使用吸入與靜脈復(fù)合的全身麻醉，雙腔管氣管插管，健側(cè)單肺通氣；7）術(shù)后病理診斷為非小細(xì)胞肺癌；術(shù)后所有患者的腫瘤分期根據(jù)國(guó)際抗癌聯(lián)盟/美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)（UICC/AJCC）第8 版TNM 分期標(biāo)準(zhǔn)。兩組共計(jì)934 例患者，其中男性413 例，女性521 例，年齡范圍25～82 歲，中位年齡為60 歲。Ⅰ期793 例，Ⅱ期73 例，Ⅲ期68 例。其他臨床病理資料，見(jiàn)表1。

表1 934 例患者臨床病理特征

1.2 方法

1.2.1 胸腔鏡組 依據(jù)病變所在肺葉選取不同操作切口，一般于髂前上棘延長(zhǎng)線第7 或8 肋間切1.5 cm作為鏡孔口，在腋前線第3 或4 肋間切3～4 cm 作為主操作口，于腋后線第9 或肩胛下角線第8 肋間切2 cm作為副操作口。

1.2.2 達(dá)芬奇機(jī)器人組 取健側(cè)臥位，雙上肢屈曲抱枕于頭前，下胸部墊高，折刀位。一般于腋中線第8肋間切1.5 cm 小口作為進(jìn)鏡口，1 cm 腹側(cè)臂孔可選在腋前線稍微偏前第6 或7 肋間，在肩胛下線第8 肋間切1 cm 作第二臂孔，1 cm 第三臂孔位于背側(cè)，距第二臂孔外側(cè)8～10 cm 處，位置較固定；2～3 cm 的輔助口大約在第八肋間的肋弓起始處，距離鏡頭臂8～10 cm，并且使鏡頭孔、一臂、輔助口成三角形排列。

1.2.3 淋巴結(jié)清掃 兩組手術(shù)患者如果術(shù)前病理或術(shù)中快速冰凍病理提示惡性，則直接行肺葉切除+系統(tǒng)淋巴結(jié)清掃術(shù)，術(shù)中淋巴結(jié)清掃的范圍：右側(cè)為第2～4 組、7～12 組淋巴結(jié)，左側(cè)為第4～6 組、7～12組淋巴結(jié)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。連續(xù)變量資料用±s表示，分類變量資料用頻數(shù)及構(gòu)成比表示。多組間比較采用單因素方差分析，組間比較采用t檢驗(yàn)。以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者術(shù)中相關(guān)數(shù)據(jù)比較

在手術(shù)時(shí)長(zhǎng)[（125.59±31.99）minvs.（129.54±32.20）min]、術(shù)中失血[（73.52±43.85）mLvs.(99.21±57.73）mL]、 清掃淋巴結(jié)站數(shù)[（8.48±1.42 ）站vs.（7.93±1.47）站]、清掃淋巴結(jié)N2 站數(shù)[（5.67±1.17）站vs.（5.35±1.14）站]、清掃淋巴結(jié)數(shù)目[（24.73±9.94）枚vs.（22.62±9.16）個(gè)]，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)均優(yōu)于胸腔鏡，兩組具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P＜0.05）；兩組中轉(zhuǎn)開(kāi)胸比較：機(jī)器人組7 例（1.5%），胸腔組12 例（2.6%），無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），其中10 例患者因較質(zhì)硬固定的淋巴結(jié)包繞肺動(dòng)脈或其分支無(wú)法分離而行開(kāi)胸，9例因術(shù)中胸腔致密性粘連所致解離困難。

2.2 兩組患者術(shù)后相關(guān)資料比較

在術(shù)后住院時(shí)間[（5.84±3.05）天vs.（5.92±2.46）天]和術(shù)后第1日引流量[（351.31±162.70）mLvs.（370.58±153.01）mL]方面，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)優(yōu)于胸腔鏡手術(shù)，兩組差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而在術(shù)后總胸引量、術(shù)后并發(fā)癥例數(shù)、術(shù)后帶管時(shí)間等方面并差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05，表2）。兩組的術(shù)后并發(fā)癥包括肺感染、術(shù)后漏氣、聲音嘶啞及乳糜胸，其中機(jī)器人組44 例（9.4%），胸腔鏡組51 例（10.9%）。

表2 達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)與胸腔鏡手術(shù)的效果比較

3 討論

達(dá)芬奇機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的第一個(gè)用于腹腔微創(chuàng)手術(shù)的自動(dòng)控制機(jī)械系統(tǒng)[5-6]。該系統(tǒng)由3 個(gè)部分構(gòu)成，包括術(shù)者控制臺(tái)、機(jī)器臂操作系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。其中機(jī)械臂系統(tǒng)又由鏡頭臂和3 個(gè)操作臂構(gòu)成。相對(duì)于普通的胸腔鏡輔助手術(shù)，機(jī)器人輔助下肺切除術(shù)（robotassisted thoracic surgery，RATS）有著更高的可控性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，尤其在復(fù)雜手術(shù)和重建手術(shù)中優(yōu)勢(shì)更為明顯[6-9]。創(chuàng)新的內(nèi)轉(zhuǎn)腕系統(tǒng)和可多維度自由活動(dòng)的機(jī)械臂可使鏡下手術(shù)器械重現(xiàn)人手動(dòng)作從而達(dá)到手眼協(xié)調(diào)；操作系統(tǒng)可以過(guò)濾主刀醫(yī)生手部顫抖對(duì)手術(shù)所造成的不利影響；此外，該系統(tǒng)最大的創(chuàng)新性是使遠(yuǎn)程操作成為可能。在胸外科領(lǐng)域，天然的骨性胸廓為機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供優(yōu)越的條件。

有研究在納入14 項(xiàng)關(guān)于比較達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)與胸腔鏡手術(shù)在肺外科的應(yīng)用研究后（共計(jì)7 000 余例病例），提出就安全性和可行性而言，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)是胸腔鏡手術(shù)的安全可靠的代替者[10]。本研究回顧分析了同一手術(shù)組在同時(shí)間段內(nèi)開(kāi)展的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)和胸腔鏡手術(shù)，比較圍手術(shù)期關(guān)鍵指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，與胸腔鏡組相比，達(dá)芬奇機(jī)器人組在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中失血量、淋巴結(jié)清掃站數(shù)、淋巴結(jié)清掃數(shù)目及淋巴結(jié)清掃N2 站數(shù)、術(shù)后住院時(shí)間、術(shù)后第1 天引流量等均有統(tǒng)計(jì)數(shù)差異（均P＜0.05），展示出達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)在手術(shù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)上的優(yōu)勢(shì)，術(shù)者能夠更好更為精細(xì)地操作，做到更少的出血，更優(yōu)的淋巴結(jié)清掃，同時(shí)縮短手術(shù)時(shí)間和術(shù)后恢復(fù)的時(shí)間。

但是達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)在臨床廣泛使用之前還有部分技術(shù)瓶頸亟需攻克，從而保證手術(shù)的順利和流暢，包括機(jī)械臂之間相互位置關(guān)系是否合理，如何在最短的時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)曲線，如何更好地模擬感覺(jué)機(jī)器手臂的力反饋，如何做到術(shù)者與助手的完美配合，以及如何選擇合理的切口來(lái)更流暢更科學(xué)地完成手術(shù)。

3.1 機(jī)械手臂器械的選擇

結(jié)合本課題組的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，在機(jī)器人手術(shù)操作過(guò)程中主要應(yīng)用的器械包括電鉤，無(wú)損傷心包抓鉗和有孔雙極抓鉗（圖1）。電鉤用于組織的分離、切割、止血，相較雙極電凝而言，電鉤凝血、切割速度快，止血充分，但單級(jí)電凝安全性需要術(shù)者熟練操作，并且電鉤在電凝過(guò)程中會(huì)由于組織氣化產(chǎn)生煙霧，對(duì)密閉或需要壓力維持的空間略有影響。心包抓鉗和雙極抓鉗都能提供中等強(qiáng)度的無(wú)損傷抓持，可以對(duì)組織和血管進(jìn)行牽拉暴露，心包抓鉗抓持力略低，對(duì)脆弱組織或小血管的牽拉相對(duì)安全性更高。雙極抓鉗在提供抓持、游離、暴露的基礎(chǔ)上，還可以輔助電鉤對(duì)毗鄰重要神經(jīng)或組織旁小血管或組織進(jìn)行更加精細(xì)和安全的止血操作，在不施加凝血?jiǎng)幼鲿r(shí)，配合電鉤做好分離、加持的工作。此外，術(shù)中還會(huì)應(yīng)用到操作針持、組織剪進(jìn)行組織縫合，以及各種不同型號(hào)的施夾器對(duì)小血管進(jìn)行夾閉。雖然超聲刀同樣可以進(jìn)行組織和血管的切割，但由于刀頭固定，且要配合超聲刀鞘進(jìn)行使用，應(yīng)用場(chǎng)景不多，經(jīng)濟(jì)性有限；目前，本研究團(tuán)隊(duì)常規(guī)開(kāi)展的肺癌根治術(shù)中，基本上由電鉤、無(wú)損傷心包抓鉗和有孔雙極抓鉗即可完成。

圖1 達(dá)芬奇機(jī)器人常規(guī)手術(shù)所需器械

3.2 手術(shù)切口設(shè)計(jì)：三臂氣密式切口設(shè)計(jì)及改良三臂+輔助孔切口設(shè)計(jì)

達(dá)芬奇機(jī)器人肺癌根治術(shù)在早期采用兩臂加輔助孔的切口設(shè)計(jì)[11]，但隨著達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用和部分氣管重建成型等復(fù)雜手術(shù)的開(kāi)展，逐漸發(fā)現(xiàn)兩臂切口設(shè)計(jì)的一些不足之處，如對(duì)上肺動(dòng)脈分支的游離處理、粘連固定的淋巴結(jié)軟組織的清掃以及對(duì)氣道進(jìn)行復(fù)雜操作時(shí)，由于肺葉的遮擋以及患者體型因素，兩臂系統(tǒng)仍有處理不到位的情況發(fā)生，并且對(duì)助手配合及熟練程度有很高要求。此外，各個(gè)操作臂與鏡頭臂、輔助操作孔分別處在不同的肋間，一般會(huì)涉及3～4 個(gè)不同肋間，對(duì)于肋間神經(jīng)的壓迫和損傷是造成患者術(shù)后疼痛、限制咳嗽咳痰、肺感染的主要原因。因而，本研究團(tuán)隊(duì)將原有的兩臂設(shè)計(jì)改進(jìn)為三臂氣密切口設(shè)計(jì)（圖2）。主要的變化如下：1）在原有兩臂的基礎(chǔ)上加入輔助第三操作臂，第三臂位于背側(cè)，距第二臂外側(cè)8～10 cm 處，位置較固定；2）第一、二、三臂及鏡頭臂切口設(shè)計(jì)統(tǒng)一至第八肋間，鏡頭臂位于腋后線，側(cè)臥位胸廓最高點(diǎn)，各操作臂之間距離保證在8～10 cm，視患者體型略做更改；3）取消輔助操作口，改為輔助操作孔，固定在第一臂與鏡頭臂之間第九或第十肋間；4）全部操作臂加用氣密蓋，輔助孔應(yīng)用內(nèi)徑15 mm 戳卡，保證氣密性，同時(shí)連接低流量二氧化碳?xì)飧箼C(jī)，制作人工氣胸，二氧化碳流量10 mmHg，流量10～12 L/min。

圖2 三臂氣密式手術(shù)切口設(shè)計(jì)示意圖

三臂氣密切口設(shè)計(jì)在很大程度上克服兩臂系統(tǒng)在復(fù)雜手術(shù)中的操作困難，并提高了手術(shù)的安全性，但在應(yīng)用中不可避免地產(chǎn)生了一些問(wèn)題，例如電鉤工作時(shí)產(chǎn)生的氣化煙霧致使手術(shù)視野不清，持續(xù)性負(fù)壓吸引的壓力不宜掌握，壓力過(guò)小造成工作效率明顯下降，壓力過(guò)大會(huì)造成肺組織復(fù)張，影響手術(shù)進(jìn)程，手術(shù)結(jié)束時(shí)標(biāo)本一般較少能通過(guò)15 mm 內(nèi)徑戳卡的輔助孔取出，仍需要延長(zhǎng)切口。因而，本研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)踐最終使用了改良的三臂+輔助口的手術(shù)切口設(shè)計(jì)方法，即保留三臂，取消氣密氣胸，將輔助孔改為2～3 cm 的輔助口并上移至第八肋間，大約在肋弓起始處，距離鏡頭臂8～10 cm，同時(shí)將腹側(cè)臂孔（右側(cè)肺手術(shù)時(shí)為4 臂；左側(cè)肺手術(shù)時(shí)為1 臂）上移至第六或第七肋間，使鏡頭孔、一臂、輔助口成三角形排列（圖3）。改良后的手術(shù)切口設(shè)計(jì)既保留了對(duì)肋間神經(jīng)損傷最小化的優(yōu)點(diǎn)，一定程度上也加強(qiáng)了助手的輔助作用，降低了內(nèi)鏡切割閉合器使用的難度，保證閉合血管和氣管時(shí)的理想角度，提高了手術(shù)安全性。凝血器械產(chǎn)生的煙霧可以及時(shí)排出，克服了標(biāo)本取出的困難。術(shù)后相應(yīng)肋間神經(jīng)根常規(guī)應(yīng)用羅哌卡因阻滯，很大程度上改善了術(shù)后傷口和帶管引起的神經(jīng)痛，明顯提高患者術(shù)后生存質(zhì)量。

圖3 改良三臂+輔助口切口設(shè)計(jì)示意圖及全景圖（上面觀）

3.3 全手術(shù)流程學(xué)習(xí)曲線

能夠流暢地完成達(dá)芬奇機(jī)器人輔助手術(shù)，需要一定的學(xué)習(xí)曲線。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)與胸腔鏡手術(shù)的主要差別為：1）由于術(shù)者無(wú)法直接接觸器械，缺少直接操作的力反饋，無(wú)法感知力度，因此增加了手術(shù)困難；2）鑒于達(dá)芬奇機(jī)器人控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此需要做到精確的手、眼、腳協(xié)調(diào)；3）術(shù)者不在患者身邊，操作過(guò)程中需要更多的助手配合操作，包括牽拉、吸引、肺裂、血管和氣管的切割閉合，因此需要雙方有較高的默契度。如果能克服上述問(wèn)題，有助于縮短學(xué)習(xí)曲線，一般認(rèn)為學(xué)習(xí)曲線至少需要5～20 例[12]。

3.4 力反饋與助手配合

普遍認(rèn)為的達(dá)芬奇機(jī)器人機(jī)械臂完全缺少力反饋的觀點(diǎn)是不準(zhǔn)確的，當(dāng)手通過(guò)機(jī)器臂抓持組織或血管后，通過(guò)3D 鏡頭觀察組織或血管受牽拉或變形的程度，能夠感受到術(shù)者自己的力道，但需要有良好的胸腔鏡肺癌根治術(shù)基礎(chǔ)，通過(guò)觀察體會(huì)胸腔鏡手術(shù)時(shí)組織牽拉的力度，其經(jīng)驗(yàn)可以借鑒用于達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)。達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)優(yōu)越的性能需要術(shù)者熟練的操控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要術(shù)者有良好的全身協(xié)調(diào)能力，做到眼看、手抓、腳踩的協(xié)調(diào)一致和完美配合，由開(kāi)始時(shí)的“人隨系統(tǒng)”到“系統(tǒng)隨人”，直至最后的“人機(jī)合一”。熟練的胸腔鏡手術(shù)操作技能也是非常重要的基礎(chǔ)。最后，順利完成達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)，需要術(shù)者和助手有很高的默契度。助手要做到對(duì)術(shù)者操作的心領(lǐng)神會(huì)，術(shù)者器械的一個(gè)輕微動(dòng)作會(huì)引導(dǎo)助手與其進(jìn)行配合，同時(shí)助手也要對(duì)手術(shù)有充分的理解。

綜上所述，達(dá)芬奇機(jī)器人具有高靈敏度和精準(zhǔn)度的機(jī)械臂操作系統(tǒng)和三維立體視野，相較于傳統(tǒng)胸腔鏡具有明顯的優(yōu)勢(shì)，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)因此在胸外科的應(yīng)用越來(lái)越普及。目前，初步數(shù)據(jù)顯示達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)是胸腔鏡手術(shù)安全可靠的替代方案，而且達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)在圍手術(shù)期的關(guān)鍵指標(biāo)上具有顯著優(yōu)勢(shì)。通過(guò)不斷的優(yōu)化學(xué)習(xí)曲線，提高術(shù)者與助手的手術(shù)配合，同時(shí)結(jié)合設(shè)計(jì)合理的操作孔，尤其是輔助孔的位置，能夠最大程度地發(fā)揮達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)操作的優(yōu)勢(shì)，最大化地實(shí)現(xiàn)“人機(jī)合一”，機(jī)器人手術(shù)將在肺部腫瘤外科治療中占有越來(lái)越重要的地位。