陳光富 王希友 張旭

1中國人民解放軍總醫(yī)院泌尿外科100853 北京

達(dá)芬奇（da Vinci）手術(shù)機器人系統(tǒng)屬智能內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)，在泌尿外科的應(yīng)用越來越廣泛。我國大陸地區(qū)于2006年由中國人民解放軍總醫(yī)院率先引入第一臺達(dá)芬奇機器人系統(tǒng)并成功開展手術(shù)以來，目前已有14家醫(yī)院裝配并開展手術(shù)，近年機器人手術(shù)量呈直線上升趨勢。本文就達(dá)芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)在泌尿外科領(lǐng)域的發(fā)展史、國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀、熱點及展望進(jìn)行論述。

1 手術(shù)機器人系統(tǒng)發(fā)展歷史

1985年，最早的手術(shù)機器人出現(xiàn)并被用于腦外科手術(shù)［1］。1993年，伊索（AESOP）系統(tǒng)是第一個被美國FDA 批準(zhǔn)的內(nèi)窺鏡機械手［2］，這標(biāo)志機器人技術(shù)邁出了介入外科手術(shù)的關(guān)鍵一步。此后適用于復(fù)雜微創(chuàng)手術(shù)的主從系統(tǒng)被開發(fā)應(yīng)用。宙斯（Zeus）系統(tǒng)通過聯(lián)合伊索和兩個機器人機械手臂而構(gòu)成。外科醫(yī)生坐在操作臺上，查看3D 圖像和操縱手柄控制機器人。2001年，外科醫(yī)師在美國紐約通過觀看電視屏幕操縱機械手，遠(yuǎn)距離遙控7 000km 外醫(yī)院手術(shù)室里的機器人“Zeus”，成功地進(jìn)行了1例腹腔鏡膽囊切除術(shù)［3］。此次手術(shù)的成功是遠(yuǎn)程手術(shù)的一個里程碑，標(biāo)志外科手術(shù)跨時代的飛躍。

達(dá)芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)于2000年首次獲FDA批準(zhǔn)，為目前世界上僅有的、可以正式在腹腔手術(shù)中使用的機器人手術(shù)系統(tǒng)。經(jīng)過近十年的發(fā)展更新，目前最先進(jìn)的是第三代達(dá)芬奇（Da Vinci Si）手術(shù)機器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)可配備雙人操作臺、術(shù)中熒光顯影技術(shù)、單孔設(shè)備、術(shù)中沖吸器、術(shù)中組織切割器、術(shù)中超聲輔助定位及達(dá)芬奇手術(shù)模擬訓(xùn)練等。2001年Binder等［4］報道了10例應(yīng)用第一代達(dá)芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)輔助完成的腹腔鏡下前列腺癌根治術(shù)，從此，機器人輔助泌尿外科腹腔鏡手術(shù)得以迅速發(fā)展。

2 達(dá)芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，機器人系統(tǒng)在泌尿外科的應(yīng)用越來越普遍，主要包括以下六類。

2.1 機器人輔助前列腺癌根治性切除術(shù)

目前，美國70%以上的前列腺癌根治術(shù)是在達(dá)芬奇機器人輔助下完成的。而國內(nèi)機器人數(shù)量較少，前列腺癌根治術(shù)還主要采取腹腔鏡手術(shù)方式。我院自2009年開始，對絕大多數(shù)前列腺癌根治的患者采用機器人輔助前列腺癌根治性切除術(shù)（robot－assisted radical prostatectomy，RARP）的手術(shù)方式。RARP患者的失血量、輸血率、疼痛評分、住院時間及術(shù)后置管平均時間較恥骨后前列腺癌根治性切除術(shù)（radical retropubic prostatectomy，RRP）顯著改善［5］。RARP切緣陽性率較開放手術(shù)有明顯減少［6］，兩種術(shù)式患者3年無生化復(fù)發(fā)生存率差異無統(tǒng)計學(xué)意義［7］。

尿控是評估前列腺切除術(shù)后功能恢復(fù)的重要指標(biāo)。Krambeck等［8］學(xué)者報道RRP與RARP組之間尿控差異無統(tǒng)計學(xué)意義。RARP、RRP后1年尿控比率分別為97%、88%［9］。

術(shù)后性功能恢復(fù)是泌尿科醫(yī)生和患者共同關(guān)注的問題之一。Tewari等［l0］學(xué)者認(rèn)為RARP術(shù)后能更快的恢復(fù)勃起功能，RARP 與RRP 術(shù)后恢復(fù)勃起的平均時間分別為180天和440 天。另有報道有類似的結(jié)果［11］。

2.2 腎切除術(shù)

機器人根治性腎切除術(shù)和單純腎切除術(shù)是可行和安全的手術(shù)方式。但與腹腔鏡手術(shù)比較，機器人腎根治性切除術(shù)和單純腎切除術(shù)并未見明顯優(yōu)勢。然而，費用成本分析說明機器人較腹腔鏡手術(shù)花費明顯增多［12］。機器人系統(tǒng)可能更適合應(yīng)用于伴有靜脈血栓形成的復(fù)雜腫瘤。Abaza學(xué)者［13］報道了5例伴有下腔靜脈瘤栓的腎腫瘤患者機器人手術(shù)，機器人系統(tǒng)成功切開下腔靜脈并縫合缺口，未見明顯并發(fā)癥。機器人輔助腹腔鏡腎切除術(shù)也適用于捐腎者。一項機器人腎根治性切除術(shù)的研究結(jié)果顯示腎臟熱缺血時間平均5.9分鐘［14］。

2.3 腎部分切除術(shù)

達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)在腎部分切除手術(shù)方面有明顯優(yōu)勢，比如三維視野、關(guān)節(jié)器械、縮放動作、震顫過濾、第四機械手臂的輔助、TileProTM軟件。所有這些工具都有益于克服腹腔鏡腎部分切除術(shù)（laparoscopic partial nephrectomy，LPN）的技術(shù)難題。Gettman等［15］學(xué)者第一次報道機器人輔助腎部分切除（robotic partial nephrectomy，RPN）。Wang等［16］學(xué)者報道RPN和LPN 兩組之間的失血量、集合系統(tǒng)修復(fù)及切緣陽性率方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義。但是，RPN 組的平均手術(shù)時間、熱缺血時間顯著降低。Haber等［17］卻發(fā)現(xiàn)RPN 與LPN的平均手術(shù)時間、熱缺血時間無明顯的區(qū)別。

有研究對RPN的安全性和有效性進(jìn)行了評價［18］，結(jié)果顯示主要并發(fā)癥的發(fā)生率為8.2%。隨訪26個月，沒有患者復(fù)發(fā)，腎功能無顯著變化。此外，RPN 適應(yīng)證明顯擴(kuò)大到復(fù)雜腎腫瘤患者［19，20］。有學(xué)者回顧了67例中度或高度復(fù)雜腎評分（≥7分）的患者，平均隨訪10個月，無復(fù)發(fā)發(fā)生［20］。這表明RPN 對高度復(fù)雜的腎臟腫瘤是安全、可行的手術(shù)方式。然而，目前的研究均是回顧性，且隨訪時間較短，期望早期研究的繼續(xù)隨訪可以得出令人鼓舞的結(jié)果。

2.4 膀胱根治性切除術(shù)及尿路改道術(shù)

開放性膀胱根治性切除術(shù)（open radical cystectomy，ORC）是肌層浸潤性膀胱癌治療的金標(biāo)準(zhǔn)。但是其并發(fā)癥高發(fā)生率是臨床一大難題。據(jù)統(tǒng)計主要并發(fā)癥發(fā)生率10%～20%，死亡率達(dá)2%～3%。類似于其他機器人手術(shù)，機器人輔助膀胱根治性切除術(shù)（robotic－assisted radical cystectomy，RARC）相對于ORC的優(yōu)勢是失血量減少、疼痛減輕及住院時間縮短。因此，國外RARC 已經(jīng)逐漸成為膀胱癌治療 的一種方 式［21，22］。朱捷 等［23］首次報道了機器人輔助RARC 在中國應(yīng)用的臨床資料。與開放手術(shù)相比，RARC 具有手術(shù)創(chuàng)傷小、手術(shù)視野暴露清晰、術(shù)中出血少、術(shù)后恢復(fù)快等明顯優(yōu)勢，且腫瘤治療效果與開放手術(shù)無明顯差異［24，25］。Ng等［27］研究比較RARC與開放手術(shù)之間的嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生率，術(shù)后30d和90d差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。我們的臨床研究數(shù)據(jù)中并發(fā)癥發(fā)生率為36.4%（8／22）［28］。腫瘤學(xué)預(yù)后是一項新的技術(shù)的重要評價指標(biāo)。文獻(xiàn)報道，RARC 術(shù)后1～2年的總生存率為90%～96%［29］。然而，盡管短期隨訪結(jié)果令人鼓舞，但RARC的腫瘤學(xué)結(jié)果很大程度上仍然不能確定，長期的隨訪觀察對于判斷RARC的預(yù)后是十分必要的。

2.5 腎盂成形術(shù)

微創(chuàng)手術(shù)的優(yōu)勢對于腎盂成形術(shù)患者是明顯的。2002年第一例臨床機器人輔助腎盂成形術(shù)（robot－assisted pyeloplasty，RAP）報 道［30］；Gupta等［31］學(xué)者前瞻性評估了85例RAP，吻合時間為47分鐘，平均隨訪13.6個月，影像評估結(jié)果顯示總體成功率為97%。

后腹腔RAP 研究也有報道［32］，手術(shù)時間為175分鐘，出現(xiàn)了較小的并發(fā)癥。其優(yōu)勢是后腹腔途徑可以直接暴露UPJ；缺點是有限的工作空間與大多數(shù)泌尿科醫(yī)師對后腹腔解剖的陌生。Cestari等［33］報道經(jīng)腹腔RAP和后腹腔RAP2 組的平均手術(shù)時間、住院時間、并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

研究證明RAP具有可行性、有效性和安全性。然而，機器人的高昂成本限制了RAP的廣泛應(yīng)用。

2.6 腎上腺切除術(shù)

2001年，第一例機器人輔助腎上腺切除術(shù)報道［34］后，出現(xiàn)了小量報道［35，36］。Brunaud 等［37］比較了機器人輔助腹腔鏡與標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡方法，結(jié)果顯示機器人手術(shù)時間更長，不能證明機器人較標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡更有優(yōu)勢。

3 達(dá)芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)目前臨床研究熱點

3.1 機器人輔助腹腔鏡單孔手術(shù)和自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)

經(jīng)單通道腹腔鏡手術(shù)（laparoendoscopic single－site surgery，LESS）簡稱單孔腹腔鏡手術(shù)，是指使用特殊的預(yù)彎或具有關(guān)節(jié)或可以彎曲的器械，經(jīng)單一通道進(jìn)行手術(shù)操作的腹腔鏡手術(shù)方式。該術(shù)式創(chuàng)傷小，恢復(fù)快，具有較好的美觀效果。2005年，美國胃腸內(nèi)鏡協(xié)會和美國胃腸內(nèi)鏡外科協(xié)會發(fā)表白皮書，提出“自然腔道內(nèi)鏡外科”（natural orifice transluminal endoscopic surgery，NOTES）的概念，即通過人體自然腔道（口腔、直腸、陰道等）進(jìn)行外科手術(shù)。其優(yōu)勢是患者體表不留瘢痕、術(shù)后恢復(fù)更快，一時間在國際上掀起了NOTES外科技術(shù)研究熱潮［38，39］。

在這種背景下，達(dá)芬奇系統(tǒng)適用的單孔手術(shù)平臺最近被開發(fā)。該平臺可以允許兩個柔性的器械和內(nèi)窺鏡通過有多個套管的單孔進(jìn)入體腔，減少了切口的數(shù)量［40］。2008年，Box等［41］學(xué)者第一次報道機器人自然腔道豬腎切除術(shù)。該機器人系統(tǒng)將常規(guī)腹腔鏡器械和腔鏡改為彎曲的器械和腔鏡。同年，Haber等［42］學(xué)者應(yīng)用當(dāng)前的達(dá)芬奇機器人系統(tǒng)在10個豬模型上實施了30例機器人自然腔道內(nèi)鏡手術(shù)。它采用的是Uni－XTM 單孔腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)。術(shù)中無并發(fā)癥發(fā)生或手術(shù)方式轉(zhuǎn)換。然而，術(shù)中遇到長度不足的經(jīng)陰器械和手術(shù)時間延長的問題。

關(guān)節(jié)器械和3D 視野有助于通過單通道對前列腺的分離切除。VeSPA 彎曲的套管和半剛性的器械允許套管和器械近距離的進(jìn)入體腔同時能夠在體腔內(nèi)形成近三角形狀態(tài)。這些彎曲的套管和半剛性儀器設(shè)計補償了單孔手術(shù)的局限性。2010年，VeSPA 平臺成功地應(yīng)用在豬模型上，沒有轉(zhuǎn)換手術(shù)方式或添加通道［43］。然而，人們認(rèn)為與動物模型相比，機器人單孔人類腎臟手術(shù)技術(shù)上更有挑戰(zhàn)性。因此，需要進(jìn)一步的臨床研究證實這些早期的實驗結(jié)果。

3.2 完全腹腔鏡下機器人輔助膀胱根治性切除并尿流改道術(shù)

根治性膀胱切除術(shù)被認(rèn)為是治療肌肉浸潤性膀胱癌的金標(biāo)準(zhǔn)。使用微創(chuàng)技術(shù)，尤其是機器人輔助根治性膀胱切除術(shù)正在逐漸開展。值得注意的是，早期的數(shù)據(jù)令人鼓舞。幾個中心最近報道了一系列完全腹腔鏡下機器人輔助膀胱根治性切除并尿流改道術(shù)［44］。結(jié)果顯示基線人口、并發(fā)癥發(fā)生率和腫瘤學(xué)結(jié)果數(shù)據(jù)與先前發(fā)表的開放根治性膀胱切除術(shù)及腹腔鏡下機器人輔助膀胱根治性切除并尿流改道術(shù)相當(dāng)。在經(jīng)驗豐富的機器人中心，早期的研究也顯示在淋巴結(jié)數(shù)目、切緣陽性率及并發(fā)癥發(fā)生率方面有類似的結(jié)果。而且，操作時間和患者的住院時間持續(xù)改善，提示學(xué)習(xí)曲線超出之前的預(yù)期。通常與微創(chuàng)手術(shù)相關(guān)的失血量減少和住院時間的益處也能夠看到，然而RARC 成本高昂?？紤]到該項研究初步開展，且缺乏長期的隨訪結(jié)果，因而遠(yuǎn)期腫瘤學(xué)治療效果仍然不能確定。圍繞該熱點繼續(xù)加大研究力度，解決這些疑問，有助于該術(shù)式的推廣應(yīng)用。

4 總體評價

達(dá)芬奇機器人外科手術(shù)在歐美等國家已成為泌尿外科主流手術(shù)方式。而國內(nèi)，由于機器人價格昂貴，只有少數(shù)醫(yī)院配備。我院購置了國內(nèi)第一臺機器人，并且最早開展了機器人手術(shù)。國際上，機器人應(yīng)用最普遍的是前列腺癌根治性切除術(shù)，其他的手術(shù)如腎盂成形術(shù)、腎臟部分切除術(shù)也在大量開展。國內(nèi)由于手術(shù)費用昂貴的原因，大多數(shù)情況只用于前列腺癌根治性切除術(shù)，小部分情況下用于膀胱根治性切除術(shù)，而以我院開展最多。至于腎盂成形、輸尿管再植等機器人手術(shù)國內(nèi)幾乎未開展。

機器人手術(shù)幾年來，我們?nèi)〉昧艘恍┗窘?jīng)驗。一方面，達(dá)芬奇機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)高清的三維立體視野，使術(shù)者能夠清晰的辨別盆腔內(nèi)組織結(jié)構(gòu)，以完成精細(xì)的分離切割等操作，再加上機械手有人手無法相比的穩(wěn)定性及精確度，更易于保護(hù)神經(jīng)和控尿結(jié)構(gòu)。另一方面，達(dá)芬奇機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)通過其器械前端的仿真手腕，突破了人手的局限，機器手可以在360°的空間下靈活穿行，完成各種復(fù)雜動作，尤其是在狹小骨盆中進(jìn)行根治性膀胱切除術(shù)和前列腺癌根治術(shù)時，機器人手術(shù)優(yōu)勢更明顯。這些特點也使機器人輔助手術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行吻合時十分方便，國外也常用于腎盂成形、膀胱尿道吻合及輸尿管再植。目前的研究顯示機器人手術(shù)減輕創(chuàng)傷方面的巨大優(yōu)勢。值得注意的是，為進(jìn)一步減少創(chuàng)傷，國外已開展機器人單孔手術(shù)，國內(nèi)現(xiàn)未見相關(guān)報道。學(xué)習(xí)曲線方面，與學(xué)習(xí)和掌握腹腔鏡技術(shù)比較，掌握機器人手術(shù)系統(tǒng)更容易。

目前缺乏長期隨訪，遠(yuǎn)期的腫瘤學(xué)結(jié)果尚不能確定。由于該類手術(shù)尚處于起步階段，適合的器械設(shè)備還不完善，廣泛開展還需時間。

總之，機器人手術(shù)的微創(chuàng)優(yōu)勢明顯，但其高昂成本限制機器人系統(tǒng)在國內(nèi)廣泛開展，然而不可否認(rèn)的是，未來機器人手術(shù)在中國也會成為主流手術(shù)。我們拭目以待。

5 展望

現(xiàn)在的機器人系統(tǒng)缺乏觸覺反饋，為更加安全和精細(xì)的進(jìn)行手術(shù)，研制敏感的觸覺反饋系統(tǒng)是十分必要的。對于專門用于單孔腹腔鏡的手臂及器械的研發(fā)將使得機器人與單孔腹腔鏡完美結(jié)合，以便應(yīng)用于NOTES技術(shù)中去。將計算機生成的術(shù)前圖像和手術(shù)過程中實時視頻圖像疊加將有助于對難于辨認(rèn)的器官內(nèi)腫瘤的識別，尤其是腎臟內(nèi)生型腫瘤。正在開展的實時X 線影像疊加熱圖、神經(jīng)血管像的研發(fā)將有益于保留神經(jīng)的前列腺根治術(shù)及癌癥切除率。此外，發(fā)展遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以便有需要的偏遠(yuǎn)地區(qū)例如戰(zhàn)場和外層空間也可進(jìn)行手術(shù)。有豐富經(jīng)驗的機器人外科醫(yī)生可以通過通訊手段對經(jīng)驗不足的外科醫(yī)生進(jìn)行指導(dǎo)和培訓(xùn)。納米機器人目前正在深入研究。另外，將來會出現(xiàn)可以方便的進(jìn)入人體腔道的小體型的機器人，以進(jìn)行泌尿系統(tǒng)檢查和治療。毋庸置疑，微型化機器人是今后機器人的研究方向之一。

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