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機(jī)器人輔助腹腔鏡技術(shù)現(xiàn)狀與前景????

周寧新，劉全達(dá)

（中國(guó)人民解放軍第二炮兵總醫(yī)院肝膽胃腸病研究所，北京 100088）

摘編自《中國(guó)實(shí)用外科雜志》2010年30卷3期：170~172頁(yè)，圖、表、參考文獻(xiàn)已省略。

當(dāng)前，腹腔鏡外科技術(shù)在臨床已廣泛應(yīng)用，并成為許多疾病治療的“金標(biāo)準(zhǔn)”，比如膽囊切除、胃底折疊術(shù)等。但其局限性也逐漸顯露，包括：1）術(shù)者依靠助手持鏡和輔助操作，助手操作穩(wěn)定性差；2）術(shù)野為2D平面成像，降低操作的手眼協(xié)調(diào)性；3）由于trocar孔的杠桿作用，對(duì)抗直覺的反向器械操作；4）器械尖端的觸覺反饋減弱或消失；5）器械的活動(dòng)自由度少，手部震顫被放大，且操作的動(dòng)作幅度不穩(wěn)定；6）很難完成比如縫合、吻合和顯微外科等精細(xì)操作。上述局限性限制了傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)向復(fù)雜手術(shù)的拓展。當(dāng)前出現(xiàn)的機(jī)器人輔助的腹腔鏡（簡(jiǎn)稱“外科機(jī)器人”）恰好突破了傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)的大部分局限性，將手術(shù)精度和難度提升到了新的高度，在心胸外科、婦科、普外科、泌尿外科等學(xué)科已逐漸普及［1］。

1　外科機(jī)器人系統(tǒng)

1.1 外科機(jī)器人的組成

目前廣泛應(yīng)用的外科機(jī)器人為美國(guó)Intuitive Surgical公司的da Vinci 系統(tǒng)。da Vinci機(jī)器人系統(tǒng)由醫(yī)生主控臺(tái)、床旁機(jī)械臂塔和視頻系統(tǒng)3部分組成。機(jī)械臂塔附4個(gè)機(jī)械臂：1個(gè)為鏡頭臂、3個(gè)為器械臂。攝像系統(tǒng)有兩個(gè)并行攝像頭，采集的圖像在主控臺(tái)轉(zhuǎn)化為放大的3D立體視像，術(shù)者可同時(shí)控制3個(gè)操作臂中的任2個(gè)，器械臂抱持有7自由度的仿真機(jī)械腕（EndoWrist），醫(yī)生在主控臺(tái)操作被同步轉(zhuǎn)換為器械末端的同樣動(dòng)作。

1.2 da Vinci外科機(jī)器人系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

外科機(jī)器人是以腹腔鏡技術(shù)為基礎(chǔ)，又克服了其諸多局限性。其優(yōu)點(diǎn)主要有：1）術(shù)者坐位操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，適合復(fù)雜和長(zhǎng)時(shí)間的手術(shù)。2）具有視覺景深的高清晰3D成像系統(tǒng)，沒有杠桿作用，操作更符合直覺。3）濾除了人手的生理性震動(dòng)，增強(qiáng)操作穩(wěn)定性；按比例縮小操作的動(dòng)作幅度提高了手術(shù)精確性；術(shù)者頭部離開目鏡，手術(shù)器械即被原位固定，提高了安全性。4）7個(gè)自由度的手術(shù)器械極大提高了操作的靈活性。5）術(shù)野被放大10～15倍、使用更精細(xì)、靈活和穩(wěn)定的器械，使常規(guī)腹腔鏡手術(shù)難度較大的縫合和（顯微）吻合操作變得簡(jiǎn)單方便。6）手術(shù)適應(yīng)證更加廣泛：拓展了全新的領(lǐng)域——心血管外科；原先腹腔鏡下高難度手術(shù)如Whipple手術(shù)等更具有可操作性。7）操作直觀，便于學(xué)習(xí)掌握，學(xué)習(xí)曲線比傳統(tǒng)腹腔鏡外科更短。8）使遠(yuǎn)程手術(shù)成為可能：2001?09?07，法國(guó)外科醫(yī)師Marescaux在美國(guó)紐約成功為法國(guó)斯特拉斯堡的一例68歲女性病人實(shí)施機(jī)器人輔助的腹腔鏡膽囊切除術(shù)，這標(biāo)志著遠(yuǎn)程外科時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。美國(guó)由國(guó)防部、航空航天署牽頭擬設(shè)計(jì)將遠(yuǎn)程外科應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)前線、太空站、月球或火星。

2　外科機(jī)器人在心臟外科的應(yīng)用

傳統(tǒng)心臟手術(shù)是通過正中開胸在體外循環(huán)下完成，需要縱行劈開胸骨，創(chuàng)傷大、術(shù)后風(fēng)險(xiǎn)高，且手術(shù)切口瘢痕不能滿足美容需求。自Reichenspurner等于1999年應(yīng)用Zeus系統(tǒng)完成了首例機(jī)器人冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)，其后的10年見證了心臟外科快速邁入微創(chuàng)外科時(shí)代的進(jìn)程。臨床實(shí)踐證明，機(jī)器人心臟手術(shù)的療效甚至優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)。文獻(xiàn)[2]報(bào)告目前全機(jī)器人心臟手術(shù)種類包括：各種先天性心臟病（復(fù)雜先天性心臟病除外）、瓣膜病、房顫、冠心病、心包疾病、縱隔腫瘤等疾病的外科治療。目前開展較多手術(shù)有冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)、二尖瓣成形術(shù)、二尖瓣置換術(shù)、心臟腫瘤切除、房間隔缺損修補(bǔ)、三尖瓣成形、縱隔腫瘤切除術(shù)。但該技術(shù)在國(guó)際上僅有少數(shù)心臟中心常規(guī)開展，包括我國(guó)中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院高長(zhǎng)青團(tuán)隊(duì)[3]，筆者總醫(yī)院陳秀團(tuán)隊(duì)完成了10例縱隔腫瘤切除術(shù)。

3　外科機(jī)器人在泌尿外科的應(yīng)用

機(jī)器人手術(shù)中，前列腺切除術(shù)是目前最普及的操作［4］。首例機(jī)器人輔助的根治性前列腺切除術(shù)完成于2000年，其后該術(shù)式以指數(shù)級(jí)速度增長(zhǎng)。由于機(jī)器人提供的良好視野和精細(xì)解剖，使得術(shù)中失血量、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率大大低于開放手術(shù)，腫瘤根治性相當(dāng)或優(yōu)于傳統(tǒng)手術(shù)，尤其是能很好保護(hù)性功能，在美國(guó)約90%的前列腺切除手術(shù)由機(jī)器人輔助完成，已成為根治性前列腺切除術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。其他泌尿外科的機(jī)器人術(shù)式包括膀胱切除、腎盂成形、腎上腺切除、腎臟手術(shù)、根治性腎切除、活體供腎切除等。在歐美等國(guó)，機(jī)器人活體供腎切除的應(yīng)用已逐漸普及［5］。

4　外科機(jī)器人在婦科的應(yīng)用

婦科是繼泌尿科之后外科機(jī)器人應(yīng)用最廣泛的學(xué)科［6］。自2005年美國(guó)FDA批準(zhǔn)da Vinci機(jī)器人開展婦科良惡性腫瘤的子宮切除手術(shù)后，該術(shù)式得到迅速普及；普及的還包括子宮肌瘤切除，da Vinci能按解剖層次重建子宮從而完整保護(hù)子宮的生育功能。其他機(jī)器人術(shù)式包括輸卵管重建、盆底重建（sacrocolpopexy）治療子宮或陰道脫垂。

5　外科機(jī)器人在腹部外科的應(yīng)用

5.1 膽囊切除術(shù)

膽囊切除術(shù)通常作為掌握機(jī)器人技術(shù)的早期入門“練習(xí)”操作。機(jī)器人成像系統(tǒng)對(duì)解剖結(jié)構(gòu)的良好顯露，能減少膽道損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 抗反流手術(shù)

前瞻隨機(jī)對(duì)照的臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)器人輔助下Nissen胃底折疊術(shù)和傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)相比，兩者手術(shù)療效相當(dāng)，但機(jī)器人手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)、手術(shù)費(fèi)用顯著增加。

5.3 食管賁門括約肌切開術(shù)

賁門失弛緩癥的治療方法之一是Heller肌切開（myotomy）。腹腔鏡下Heller肌切開術(shù)（LHM）具有并發(fā)癥發(fā)生率低、術(shù)后住院時(shí)間短、疼痛輕等優(yōu)點(diǎn)，是治療賁門失弛緩癥的主要方法。LHM操作的技術(shù)難度大，學(xué)習(xí)曲線長(zhǎng)，一個(gè)最大的難點(diǎn)是足夠的下段食管肌切開并延伸至胃壁1.5～2.0 cm。胃食管交界部肌層特點(diǎn)使得肌切開難度極大，很容易發(fā)生出血和黏膜穿孔。機(jī)器人下輔助下Heller肌切開術(shù)（RHM）由Melvin于2001年首次報(bào)道。臨床對(duì)照試驗(yàn)證實(shí)，RHM可完全避免食管穿孔的發(fā)生率，而LHM的食管穿孔發(fā)生率高達(dá)8%～10%。因此，RHM比LHM治療賁門失弛緩癥更具有優(yōu)勢(shì)。

5.4 肥胖手術(shù)

肥胖是現(xiàn)代社會(huì)的主要健康問題之一，傳統(tǒng)腹腔鏡減肥術(shù)式已普遍應(yīng)用。1999年Cadiere首次報(bào)道機(jī)器人輔助胃捆綁術(shù)，2001 年Horgan等報(bào)道了機(jī)器人輔助胃旁路術(shù)。目前機(jī)器人輔助的減肥術(shù)式主要為Roux?en?Y胃旁路術(shù)，和傳統(tǒng)的腹腔鏡減肥手術(shù)療效大致相當(dāng)，但可降低吻合口漏和狹窄的發(fā)生率，且能更好地縮短外科醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線。

5.5 胃手術(shù)

對(duì)于胃良性病變，機(jī)器人和腹腔鏡相比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。但對(duì)于胃癌根治術(shù)，機(jī)器人比傳統(tǒng)腹腔鏡更適合胃癌的淋巴結(jié)清掃。目前國(guó)際上最大宗的機(jī)器人胃癌手術(shù)病例由韓國(guó)延世大學(xué)Song等［7］報(bào)道，他們于2005年7月至2007年10月共完成100例早期胃癌切除聯(lián)合D1+β或D2淋巴結(jié)清掃。但對(duì)術(shù)后遠(yuǎn)期生存、腫瘤復(fù)發(fā)等指標(biāo)仍需進(jìn)一步觀察。

5.6 結(jié)直腸手術(shù)

Weber等在2001年報(bào)道2例機(jī)器人輔助的右側(cè)和乙狀結(jié)腸切除術(shù)（良性病變）。機(jī)器人適用于對(duì)特殊位置的操作，如結(jié)腸脾曲的游離、狹窄盆腔的解剖、全直腸系膜切除、神經(jīng)叢辨認(rèn)和縫合吻合口等，克服了傳統(tǒng)腹腔鏡結(jié)直腸癌操作的缺陷。因此，外科機(jī)器人對(duì)需要廣泛盆腔分離的直腸癌切除具有顯著的優(yōu)越性。韓國(guó)延世大學(xué)Baik等［8］于2009年報(bào)道1組機(jī)器人（56例）和傳統(tǒng)腹腔鏡（57例）實(shí)施骶前切除直腸癌的對(duì)照研究：手術(shù)時(shí)間為（190.1 ± 45.0）min vs（191.1 ± 65.3）min（P = 0.924），中轉(zhuǎn)率為0 vs 10.5%（P = 0.013），嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生率為5.4%vs 19.3%（P = 0.025），完全直腸系膜切除為52例vs 43例（P = 0.033）。Baik認(rèn)為機(jī)器人直腸癌手術(shù)比傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)更安全、有效。

5.7 胰腺手術(shù)

2002年Melvin等報(bào)道1例為胰尾部神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤實(shí)施了機(jī)器人遠(yuǎn)端胰腺聯(lián)合脾臟切除的病例。2003年Giulianotti等［9］報(bào)道了初期13例機(jī)器人胰腺手術(shù)，其中8例為機(jī)器人輔助下的胰十二指腸切除術(shù)（3例保留幽門）；6例為“雜交式”操作：體內(nèi)完成膽腸、胃腸吻合，體外完成胰腸吻合；2例為完全機(jī)器人下完成；5例為遠(yuǎn)端胰腺切除術(shù)（保留脾臟2例）。胰十二指腸切除術(shù)的手術(shù)時(shí)間為490（360～660）min，遠(yuǎn)端胰腺切除術(shù)的時(shí)間為270（210～360）min。至2009年4月，Giulianotti共完成了93例機(jī)器人胰腺手術(shù)，其中胰十二指腸切除術(shù)46例（保留幽門10例，雜交式15例），遠(yuǎn)端胰腺切除41例，胰腺中段切除4例，胰島細(xì)胞瘤剝除2例。平均出血量為154.5 mL，無(wú)術(shù)中輸血；圍手術(shù)期死亡2例。Yiengpruksawan從2001年7月至2008年5月共完成機(jī)器人胰腺手術(shù)56例，其中胰十二指腸切除6例，遠(yuǎn)端胰腺切除43例（保留脾臟7例），胰腺區(qū)段切除3例。筆者從2009年1月至11月完成完全機(jī)器人輔助下胰腺手術(shù)17例，其中胰十二指腸切除術(shù)9例，遠(yuǎn)端胰腺切除3例（聯(lián)合脾切除2例），腫瘤局部切除3例，急性重癥胰腺炎實(shí)施胰周引流1例，胰腺探查活檢伴化療粒子植入1例。中轉(zhuǎn)2例，僅1例發(fā)生胰漏。

事實(shí)證明，有經(jīng)驗(yàn)的外科醫(yī)師完全能夠熟練完成機(jī)器人輔助的胰十二指腸切除術(shù)，手術(shù)療效甚至優(yōu)于開腹手術(shù)，并顯著降低圍手術(shù)期并發(fā)癥發(fā)生率。

5.8 肝膽手術(shù)

機(jī)器人肝臟手術(shù)和腹腔鏡一樣，是極具挑戰(zhàn)性的操作，最關(guān)鍵步驟是控制術(shù)中出血。Giulianotti 至2009年4月共完成了57例肝臟手術(shù)，包括35例重大肝切除，其中1例為肝門部膽管癌實(shí)施了擴(kuò)大右半肝切除。手術(shù)中轉(zhuǎn)4例（7%），重大肝切除的平均手術(shù)時(shí)間240 min，僅4例（7%）接受輸血。術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥4例，無(wú)死亡病例。術(shù)后住院時(shí)間為5.2（2～8）d。

筆者小組至今已完成機(jī)器人復(fù)雜肝膽手術(shù)93例，包括肝門部膽管癌切除10例，左半肝切除或肝段切除6例，聯(lián)合肝段切除的膽囊癌手術(shù)3例，復(fù)雜肝內(nèi)膽管結(jié)石手術(shù)5例。其中23例既往有1～4次上腹部手術(shù)史。

5.9 供體活體移植手術(shù)

Horgan等［10］于2006年實(shí)施了首例機(jī)器人遠(yuǎn)端胰腺切除聯(lián)合左腎切除的活體胰腎移植術(shù)。供體手術(shù)時(shí)間為5 h，失血僅100 mL。供體和受體術(shù)后都恢復(fù)良好。Horgan認(rèn)為，機(jī)器人微創(chuàng)外科會(huì)增加今后活體供體捐獻(xiàn)的意愿。Giulianotti等成功實(shí)施了1例機(jī)器人輔助下的活體供體右半肝切除以及遠(yuǎn)端胰腺切除胰島細(xì)胞自體移植。

5.10 其他手術(shù)

機(jī)器人輔助的脾切除術(shù)、小腸切除、食管切除、胃腸道息肉切除等均有報(bào)道。但費(fèi)用昂貴，相對(duì)于腹腔鏡其優(yōu)勢(shì)并不明顯。由于經(jīng)腋下途徑的機(jī)器人甲狀腺切除術(shù)有極佳美容效果，韓國(guó)延世大學(xué)Kang等在2年時(shí)間內(nèi)完成了1000余例甲狀腺切除術(shù)［11］。

6　展望

雖然外科機(jī)器人仍處于發(fā)展初期，尚有費(fèi)用昂貴、缺乏觸覺等缺點(diǎn)，但從早期實(shí)踐結(jié)果看，外科機(jī)器人突破了傳統(tǒng)腹腔鏡外科的瓶頸，極大地拓展了腹腔鏡外科的適應(yīng)證。外科機(jī)器人技術(shù)是傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)的傳承和更高的發(fā)展，隨著其進(jìn)一步向小型化、智能化、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方向發(fā)展，可以預(yù)見，以外科機(jī)器人系統(tǒng)為代表的微創(chuàng)技術(shù)將在21世紀(jì)得到更大的發(fā)展，會(huì)帶來(lái)一個(gè)全新的微創(chuàng)外科理念和多學(xué)科醫(yī)療模式整合；另外其標(biāo)志著人類將掀起繼微創(chuàng)外科以來(lái)的又一次新技術(shù)革命的浪潮。這不僅會(huì)帶來(lái)醫(yī)學(xué)外科技術(shù)的飛躍，也會(huì)促進(jìn)醫(yī)學(xué)倫理學(xué)和人類社會(huì)觀念的巨變。