機器人甲狀腺手術(shù)的現(xiàn)狀概述與前景展望

孫寒星，嚴(yán)佶祺

甲狀腺癌是最常見的實體腫瘤之一。近年來，中國的甲狀腺癌發(fā)病率不斷上升，在女性中尤為顯著[1]。傳統(tǒng)的甲狀腺手術(shù)不可避免地會在患者頸部留下手術(shù)疤痕，而東亞許多國家的文化均十分重視頸部的美觀，因此人們對可以實現(xiàn)“疤痕隱匿”的機器人甲狀腺手術(shù)的接受度較高。KANG等[2]最早在2009年分享了機器人甲狀腺手術(shù)的經(jīng)驗。2014年，賀青卿等[3]在中國國內(nèi)報道了同類手術(shù)。此后，中國多地相繼報道了多項機器人甲狀腺手術(shù)的單中心研究[4-6]。2016年，中國醫(yī)師協(xié)會外科醫(yī)師分會甲狀腺外科醫(yī)師委員會發(fā)布機器人手術(shù)系統(tǒng)輔助甲狀腺和甲狀旁腺手術(shù)專家共識[7]，總結(jié)了這一技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展成果。

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院自2015年起開展達芬奇機器人甲狀腺手術(shù)，迄今已完成近900例。本文結(jié)合國內(nèi)外已發(fā)表的文獻以及筆者的實踐經(jīng)驗，闡述機器人甲狀腺手術(shù)的現(xiàn)狀與未來展望。

1 機器人甲狀腺手術(shù)的優(yōu)勢

機器人甲狀腺手術(shù)與腔鏡手術(shù)入路[8]同為遠(yuǎn)頸入路，無頸部切口。然而，腔鏡甲狀腺手術(shù)缺乏自然的手術(shù)腔隙，相對局限的空間限制了不能彎曲的長直器械的精細(xì)操作，并且在局部存在視野和操作盲區(qū)。與腔鏡手術(shù)相比，機器人手術(shù)系統(tǒng)提供的手術(shù)視野具有穩(wěn)定、三維和精細(xì)放大的特點，術(shù)者能夠?qū)崟r調(diào)整鏡頭，將操作部位保持在視野中央，做到手眼一致；多操作臂能夠提供對抗?fàn)坷?，有效暴露解剖層次，更有利于入喉處喉返神?jīng)（recurrent laryngeal nerve，RLN）的顯露與保護；系統(tǒng)自帶震顫過濾機制，操作穩(wěn)定，能夠在頸部的狹小空間中解剖保護RLN、甲狀旁腺及其血供，避免“誤傷”；多自由度的EndoWrist操作器械貼近于人手的靈活體驗，在提拉中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)尤其是清掃右側(cè)喉返神經(jīng)背側(cè)淋巴結(jié)時，相較于腔鏡更加輕松，減少了操作盲區(qū)。上述優(yōu)勢可能使機器人手術(shù)的適用范疇更為廣泛。對于直徑較大的腫瘤以及側(cè)方淋巴結(jié)清掃等較復(fù)雜的情況，機器人手術(shù)比腔鏡手術(shù)有更好的應(yīng)用前景[9]。

結(jié)合現(xiàn)有的文獻報道，機器人甲狀腺手術(shù)相對腔鏡手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線略短。對于沒有腔鏡手術(shù)經(jīng)驗的術(shù)者，機器人手術(shù)更貼近雙手直覺，可能相對容易上手。以經(jīng)腋徑路（transaxillary approach，TAA）機器人甲狀腺手術(shù)來說，需要40～50例的手術(shù)量度過學(xué)習(xí)曲線[10]。經(jīng)雙側(cè)腋窩乳暈入路（bilateral axillo-breast approach，BABA）機器人甲狀腺手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，大多認(rèn)為需要40例左右[11]。筆者對此的體會是，手術(shù)時間與術(shù)者的經(jīng)驗密切相關(guān)，初期在經(jīng)過35例左右的手術(shù)量后，操作熟練度會有明顯的提升；經(jīng)過80例左右的積累后，手術(shù)時間將保持持續(xù)穩(wěn)定[12]。對于沒有腔鏡手術(shù)經(jīng)驗的外科醫(yī)師，腔鏡手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線需要55～60例[10]。

2 機器人甲狀腺手術(shù)入路

結(jié)合現(xiàn)有文獻，機器人甲狀腺的手術(shù)入路主要包括TAA、BABA、經(jīng)耳后入路（retroauricular approach，RAA）和經(jīng)口甲狀腺切除（transoral robotic thyroidectomy，TORT）。

TAA最初是在腔鏡的建腔技術(shù)上改進而來的，被應(yīng)用于最早的機器人甲狀腺手術(shù)[13-14]。術(shù)中需要上舉并外展患側(cè)上肢，通過拉鉤牽引皮瓣，而無需充入CO2。TAA的限制在于通過同一入路切除對側(cè)腺葉時，需要足夠的技巧以克服氣管對手術(shù)野的阻礙[15]。

BABA能夠提供從中線進入的左右對稱的視野，對于雙側(cè)腺體的觀察視角基本相同。皮瓣游離范圍與腔鏡手術(shù)相仿。鏡頭孔往往從右側(cè)乳暈置入。不足的是，采取BABA時，頸前皮瓣游離范圍相對較大，并需要持續(xù)充入CO2氣體。

RAA也被稱為整容入路（facelift approach）。切口從耳后的皮膚皺褶處開始，沿著枕骨后方的發(fā)際線下緣延伸[16]。RAA建腔所需游離的皮瓣距離較短，術(shù)中以拉鉤牽拉皮瓣，而無需氣體充入。然而，手術(shù)操作多限于切口同側(cè)腺葉，難以進行對側(cè)腺葉切除[17]。

機器人TORT技術(shù)經(jīng)過多次改進，至2016年其技術(shù)逐漸成熟，并在多個中心予以推廣應(yīng)用[18]?？趦?nèi)切口包括口腔前庭中央系帶上方約1 cm處的鏡頭孔，雙側(cè)2個直徑為5 mm的操作孔。另有右側(cè)腋下直徑為8 mm操作孔。術(shù)中需要充入CO2以維持壓力。手術(shù)視野由上至下，左右對稱。TORT對皮瓣游離需求較低，基本實現(xiàn)了體表“無疤”。

3 機器人甲狀腺手術(shù)適應(yīng)證

隨著技術(shù)的逐步成熟以及外科醫(yī)師手術(shù)經(jīng)驗的積累，機器人甲狀腺手術(shù)的適用邊界得到了進一步的探索和擴大，手術(shù)適應(yīng)證和禁忌證并不是絕對的。美國甲狀腺協(xié)會（American Thyroid Association，ATA）認(rèn)為，腫瘤腺體外侵犯、側(cè)頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、Graves病和胸骨后甲狀腺腫等病例不適合進行機器人手術(shù)，將其歸為手術(shù)禁忌證[19]。然而，關(guān)于機器人在復(fù)雜病例中應(yīng)用的報道越來越多，以往的認(rèn)識被逐漸顛覆。

韓國KIM等[20]報道了500例機器人側(cè)頸區(qū)淋巴結(jié)清掃的經(jīng)驗，其中無中轉(zhuǎn)開放病例，平均手術(shù)時間為（293.71±67.22）min，僅有5例出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。中國國內(nèi)的HE等[21]報道了采用BABA完成260例機器人側(cè)頸區(qū)淋巴結(jié)清掃手術(shù)，其中無中轉(zhuǎn)開放病例。也有學(xué)者提出機器人BABA改良根治性頸淋巴結(jié)清掃能夠適用多數(shù)的分化型甲狀腺癌伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病例[22]。

目前對于機器人手術(shù)應(yīng)用于Graves病尚存在爭議。既往認(rèn)為，機器人甲亢手術(shù)時間長、術(shù)中出血多、手術(shù)預(yù)后不明確，因此ATA將其列為禁忌證[19]。然而，中國國內(nèi)的共識指出，Ⅰ～Ⅱ度腫大的原發(fā)性或繼發(fā)性甲狀腺功能亢進適合機器人手術(shù)[7]。近年來，關(guān)于此類手術(shù)的文獻報道逐漸增多。一項針對西方人群的回顧性研究納入56例TAA機器人甲亢手術(shù)，與開放手術(shù)相比，機器人手術(shù)的出血量更少，住院時間更短，但手術(shù)時間明顯延長，并且存在臂叢損傷的潛在風(fēng)險；此外，可能更加適合于體型偏瘦的人群[23]。另一項納入44例甲亢病例的對照研究顯示，機器人甲亢手術(shù)相較于開放手術(shù)，除手術(shù)時間較長以外，并未顯示出其他劣勢[24]。

除此之外，在TAA機器人手術(shù)中，超重和肥胖被認(rèn)為可能導(dǎo)致手術(shù)難度的增加[25]以及手術(shù)時間的延長[26]，但是對于術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率以及手術(shù)的根治性并沒有明顯的影響[27]。在采用BABA的手術(shù)中，有研究認(rèn)為體型因素對于手術(shù)難度和手術(shù)時間均沒有顯著的影響[28]。對此，筆者分析了本中心359例分化型甲狀腺癌BABA機器人手術(shù)病例，平均手術(shù)時間為96.53 min；按體質(zhì)指數(shù)（＜25vs≥25）進行亞組比較，結(jié)果顯示手術(shù)時間存在顯著差異[（94.50±23.57）minvs（104.63±31.74）min，P＝0.003]；同樣地，甲狀腺腺體大?。ㄗ畲髲剑骸? cmvs﹥5 cm）也會影響手術(shù)時間[（90.64±22.39）minvs（103.79±27.64）min，P＝0.000]；多因素分析結(jié)果顯示，體質(zhì)指數(shù)和甲狀腺腺體大小被認(rèn)為是延長手術(shù)時間的獨立危險因素，但2者不會增加并發(fā)癥的發(fā)生率[29]。

4 機器人甲狀腺手術(shù)的安全性及并發(fā)癥

機器人甲狀腺手術(shù)的安全可靠始終是外科醫(yī)師最關(guān)心的問題。除了甲狀腺術(shù)后常見并發(fā)癥（甲狀旁腺功能減退和聲帶麻痹等）以外，機器人甲狀腺手術(shù)后還存在其特有的并發(fā)癥，如皮瓣損傷和上臂牽拉傷等[30]。迄今為止最大規(guī)模的單中心研究來自于韓國延世大學(xué)，其在2016年報道了5 000例TAA機器人甲狀腺手術(shù)的數(shù)據(jù)，其中96%以上為甲狀腺惡性腫瘤，以微小乳頭狀癌為主，腫瘤平均直徑約為0.8 cm，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率約為37%，平均手術(shù)時間為134.5 min；甲狀腺惡性腫瘤接受全部切除術(shù)后，55.7%的患者的甲狀腺球蛋白（thyroglobulin，Tg）水平低于1 ng/mL，腫瘤局部復(fù)發(fā)率為0.5%；在并發(fā)癥方面，全部切除術(shù)后，48.1%的患者出現(xiàn)術(shù)后暫時性低血鈣，1.3%出現(xiàn)永久性低鈣，術(shù)后發(fā)聲改變的發(fā)生率為2.5%，0.4%的病例明確為RLN損傷，另有淋巴漏（0.6%）、出血（0.4%）、氣管損傷（0.1%）、皮瓣燒傷（0.2%）、上臂牽拉傷（0.1%）和Horner綜合征（0.1%）等[30]。有對照研究比較了機器人與開放甲狀腺全部切除術(shù)，2者在暫時性甲狀旁腺功能減退癥（31.7%vs35.8%，P＝0.438）、永久性甲狀旁腺功能減退癥（1.6%vs2.8%，P＝0.723）、暫時性聲帶麻痹（11.4%vs14.0%，P＝0.656）、永久性聲帶麻痹（0.8%vs3.3%，P＝0.282）和出血（0.0%vs0.8%，P＝0.554）等并發(fā)癥方面無顯著差異[31]。

一項包含北美多個中心的研究回顧了301例TAA機器人甲狀腺手術(shù)，甲狀腺腫瘤的平均直徑為1.8cm，惡性甲狀腺腫瘤所占比例為47%；術(shù)后平均隨訪2年，未發(fā)現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)病例；永久性RLN損傷發(fā)生率為1.3%，永久性甲狀旁腺功能減退癥發(fā)生率為1.1%；半數(shù)以上的患者能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)當(dāng)天出院[27]。同地區(qū)的另一項研究比較了機器人甲狀腺手術(shù)與開放甲狀腺手術(shù)，結(jié)果顯示2組術(shù)后的RLN損傷、甲狀旁腺功能減退癥和出血發(fā)生率均無顯著差異[32]。

中國國內(nèi)的HE等[33]比較了BABA機器人手術(shù)與開放手術(shù)，結(jié)果顯示術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率無顯著差異。LIU等[34]報道了單中心500例機器人甲狀腺手術(shù)，其中60%為惡性腫瘤，術(shù)后永久性RLN損傷及甲狀旁腺功能減退癥發(fā)生率分別為0.2%和1%，隨訪期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移病例。相較于TAA機器人手術(shù)，BABA機器人手術(shù)不存在上臂牽拉傷和臂叢神經(jīng)損傷等體位相關(guān)性并發(fā)癥。

鑒于分化型甲狀腺癌的預(yù)后極佳，暫時難以獲得術(shù)后的遠(yuǎn)期預(yù)后結(jié)果。少量的研究報道多以5年為隨訪周期，結(jié)果顯示機器人手術(shù)的預(yù)后與傳統(tǒng)開放手術(shù)相比無顯著差異[35-36]。

5 機器人甲狀腺手術(shù)的現(xiàn)階段限制與突破

機器人手術(shù)系統(tǒng)的局限性主要在于術(shù)者在操作時缺乏傳統(tǒng)手術(shù)的觸覺反饋，而主要依靠術(shù)者的視覺反饋進行彌補，對于甲狀腺這類血供豐富的器官進行操作時，需要做到“輕拿輕放”[37]。外科醫(yī)師所獲得的是全新的視覺圖像，需要憑借扎實的解剖知識和腔鏡手術(shù)經(jīng)驗，形成與開放手術(shù)不同的“視覺思維”，在術(shù)中提前“預(yù)見”喉返神經(jīng)和甲狀旁腺等鄰近器官，更好地予以保護[38]。

此外，在機器人甲狀腺手術(shù)領(lǐng)域，尚需要開展更多與開放性手術(shù)進行比較的等效性研究，以評估預(yù)后；手術(shù)指征與反指征也有待探索；設(shè)備與手術(shù)費用高昂也是阻礙技術(shù)推廣的屏障。上述問題都是機器人甲狀腺手術(shù)所面臨的難題。

然而，隨著手術(shù)技術(shù)的逐漸成熟，將形成和制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以指導(dǎo)機器人甲狀腺手術(shù)的規(guī)范開展。手術(shù)操作難度較大的病例，如需要進行側(cè)頸區(qū)淋巴結(jié)清掃、原發(fā)性甲亢和胸骨后甲狀腺等病例，將被更多地納入臨床研究之中。術(shù)中神經(jīng)監(jiān)測規(guī)范化被應(yīng)用于機器人甲狀腺手術(shù)后，將進一步提高手術(shù)的安全性[39]。在不久的將來，國產(chǎn)機器人手術(shù)系統(tǒng)有望在臨床上得到推廣，手術(shù)費用將趨向平民化。

6 機器人甲狀腺手術(shù)的前景

醫(yī)學(xué)機器人在近10年中迎來了蓬勃發(fā)展。機器人技術(shù)的意義并非單純地簡化人工操作，其對外科手術(shù)的深遠(yuǎn)影響將是顛覆性的。達芬奇手術(shù)系統(tǒng)作為迄今最成功的機器人手術(shù)系統(tǒng)，已被廣泛應(yīng)用于普外科、泌尿外科和婦科等諸多?？剖中g(shù)領(lǐng)域。同時，機器人技術(shù)也可能成為眾多新技術(shù)的應(yīng)用平臺。

增強現(xiàn)實（augmented reality，AR）與機器人輔助手術(shù)聯(lián)合技術(shù)是目前熱門的研究方向之一。通過術(shù)前的頸部CT影像學(xué)，進行甲狀腺、氣管、食管和動靜脈血管的三維建模，并將虛擬影像疊加于術(shù)中的真實畫面之上，使外科醫(yī)師能夠看到尚未被暴露的重要解剖結(jié)構(gòu)，極大地提升了術(shù)者的感知能力。LEE等[40]率先報道了這一技術(shù)應(yīng)用于臨床機器人甲狀腺切除術(shù)中。在此基礎(chǔ)上，具備視野追蹤系統(tǒng)的AR技術(shù)被應(yīng)用于甲狀腺手術(shù)，其虛擬畫面能夠跟隨手術(shù)視野的切換，提示重要的解剖結(jié)構(gòu)，為術(shù)中喉返神經(jīng)的鑒別及追蹤保護提供了極大的便利。目前，小規(guī)模的臨床研究已取得了不錯的結(jié)果，AR影像所指出的RLN位置與其真實位置平均誤差距離為1.9±1.5 mm，術(shù)后無聲帶麻痹病例[41]。雖然，當(dāng)前的AR聯(lián)合機器人手術(shù)仍存在一定的技術(shù)及商業(yè)限制，但其臨床價值巨大。特別是在腔鏡甲狀腺手術(shù)中，神經(jīng)和甲狀旁腺的保護需要在狹小的空間內(nèi)完成，還需要警惕喉不返神經(jīng)和異位甲狀旁腺等罕見情形，因此AR技術(shù)或許能夠成為解決這些難題的良方。

近紅外熒光技術(shù)通過在甲狀腺腺體中注射吲哚菁綠，并在近紅外光下使富血供的腺體增強顯影，從而識別和保護甲狀旁腺。這一技術(shù)同樣也被融合于機器人手術(shù)系統(tǒng)。YU等[42]在BABA機器人甲狀腺手術(shù)中嘗試開展了這一技術(shù)，相較于對照組，BABA機器人甲狀腺手術(shù)的甲狀旁腺誤切率顯著下降（0%vs15.9%，P＝0.048）。

除臨床價值以外，基于機器人系統(tǒng)構(gòu)建的甲狀腺手術(shù)仿真與模擬系統(tǒng)還可以應(yīng)用于頸部手術(shù)教學(xué)模擬[41]。一項納入26例培訓(xùn)者的對照研究采用達芬奇手術(shù)系統(tǒng)，在BABA甲狀腺仿真模具以及虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）軟件上的練習(xí)，顯著提高了術(shù)者的機器人手術(shù)操作技巧。受訓(xùn)者包括實習(xí)、住院、主治及以上等不同階段的外科醫(yī)師[43]。換言之，無論是對于經(jīng)驗不足的新手，還是對于機器人手術(shù)經(jīng)驗不足的?？漆t(yī)師，機器人甲狀腺手術(shù)仿真模擬均有其教學(xué)意義。

迄今為止所使用的機器人系統(tǒng)雖有其獨特的優(yōu)勢，但其中的各個環(huán)節(jié)仍是全人工控制，其智能化程度較低。通過人工智能和機器學(xué)習(xí)，機器人系統(tǒng)將逐漸擁有自主性。例如，基于自主反饋學(xué)習(xí)系統(tǒng)的新一代腔鏡鏡頭機器人能夠自主識別周圍情況，自動調(diào)整自身操作臂及鏡頭位置，捕捉最佳觀察角度，主動配合外科醫(yī)師完成視角的切換[43]。除了向外科醫(yī)師學(xué)習(xí)扶鏡動作以外，其數(shù)據(jù)庫還能記錄機器人的主動操作，接受其他機器積累的經(jīng)驗，通過機器“自學(xué)”“互學(xué)”，不斷優(yōu)化扶鏡動作，直至成為能夠與外科醫(yī)師默契配合的合格“扶鏡手”。雖然自主性操作尚未應(yīng)用于臨床，但代表著下一代機器人的發(fā)展方向，已不再遙遠(yuǎn)。未來，機器人手術(shù)系統(tǒng)將不僅僅是一種手術(shù)工具，而是智能化的術(shù)者，為外科主刀醫(yī)師完成牽拉和暴露以及提供良好視角等一系列的輔助操作，甚至先于術(shù)者完成定位識別，引導(dǎo)外科醫(yī)師完成手術(shù)操作，一如“無人駕駛”技術(shù)一般，是確保手術(shù)安全和順利的重要保障。

具備人工智能的機器人技術(shù)將對甲狀腺專科醫(yī)師的診療模式產(chǎn)生重大影響。機器人與人工智能和大數(shù)據(jù)高度結(jié)合，可以實現(xiàn)甲狀腺疾病的自動診斷與規(guī)劃，甲狀腺外科醫(yī)師的角色可能由過去的疾病綜合診斷治療和手術(shù)實施者轉(zhuǎn)變?yōu)橹委煷胧┑臎Q策者與給予患者更多人文關(guān)懷的心理疏導(dǎo)者[44]。

可以預(yù)見的是，在甲狀腺手術(shù)領(lǐng)域，機器人手術(shù)將會占據(jù)更大的份額。面對巨大的技術(shù)變革，古老的外科手術(shù)技術(shù)正迎來科技新生，外科醫(yī)師應(yīng)保持好奇心與敬畏心，以開放的姿態(tài)擁抱創(chuàng)新。