許平平 許劍民

·專家筆談·

機器人在結直腸癌手術中的應用現(xiàn)狀

許平平 許劍民

機器人； 結直腸癌； 應用

2002年，Weber等[1]首次報道了2例機器人輔助結腸良性病手術，幾乎同時機器人應用于結腸癌手術[2]。15年來，機器人廣泛用于結直腸癌外科治療。本文在簡要介紹機器人應用史和特點的基礎上，對機器人在結直腸癌手術中應用進行綜述，并簡述其在我國的應用現(xiàn)狀。

一、機器人應用史及特點簡介

20世紀80年代，機器人開始用于輔助診療。1994年，美國FDA正式批準首個用于臨床的機器人，即Computer Motion公司研發(fā)的AESOP系統(tǒng)。1996年推出ZEUS系統(tǒng)，Marescaux等[3]在紐約運用該系統(tǒng)為身在法國斯特拉斯堡的女患者實施膽囊切除術，開辟了機器人外科應用新紀元。1999年Intuitive Surgical推出了第1代da Vinci Standard系統(tǒng)，其在2000年成為首個獲批在手術室使用的機器人。繼2006年的第2代da Vinci S系統(tǒng)、2009年的第3代da Vinci Si系統(tǒng)后，Intuitive Surgical在2014年4月正式推出第4代da Vinci Xi系統(tǒng)。世界范圍內，西爾維斯特癌癥中心是首個應用第4代系統(tǒng)的單位，第3代系統(tǒng)應用最為廣泛。

機器人主要包含3個部分：醫(yī)師操控臺、臂和器械組成的移動系統(tǒng)和視頻成像平臺。手術過程中，術者坐在醫(yī)師操控臺前，利用視頻成像平臺提供的10～15倍的立體視野，借助操縱桿控制機械臂及器械完成手術操作。與腹腔鏡比較，機器人具有以下特點：(1)3D高清影像提供立體圖像，手術視野真實、清晰；(2)仿真手腕可在7個自由度540°方向旋轉，手術操作精細靈活；(3)機器人能等比縮小操作者的大幅度動作，并智能濾除不自主顫動，手術操作穩(wěn)定安全；(4)術者采取坐姿可遠離手術臺進行操作，手術過程舒適自如；(5)機器人可避免團隊配合造成的失誤，減少培訓時間并縮短學習曲線，更為高效。機器人也存在缺點，如缺乏觸覺及力反饋，費用昂貴，機械臂移動范圍有限，電子通訊易受干擾導致信號傳輸異常。機器人操作范圍局限，是限制臨床應用的重要因素。第4代系統(tǒng)采用 “4個微創(chuàng)手術刀”結構使手術范圍更大，利于主刀探查其他部位情況，在較復雜涉及多平面的手術如右半結腸癌根治術中更具優(yōu)勢。

二、機器人在直腸癌手術中的應用

機器人技術特點決定其在細小狹窄空間內能精細靈活操作，這是傳統(tǒng)開放及腹腔鏡手術無法比擬的。隨著外科器械的進步及微創(chuàng)理念的普及，腹腔鏡手術又具備相當?shù)膶W習難度和較長的學習曲線，基于此背景，機器人在直腸癌的應用漸為廣泛。下面對機器人直腸癌有效性、安全性及臨床結局進行總結。

大多研究認為，由于安裝系統(tǒng)和重新擺放機械臂等影響，機器人直腸癌手術時間較腹腔鏡手術長[4-6]。有研究顯示，機器人直腸癌手術時間等同甚至短于腹腔鏡組[7-11]。Annibale等[9]認為，裝機熟練度和手術經(jīng)驗影響手術時間，而非機器人本身。Xiong等[11]在薈萃分析中指出，機器人手術時間取決于術者經(jīng)驗、手術技巧和徑路的采用。研究認為，機器人和腹腔鏡直腸癌手術在術中出血量方面無明顯差異[6-7，11]。Ghezzi等[12]研究認為，機器人直腸癌手術術中出血明顯減少。Yamaguchi[13]研究中機器人組術中出血明顯少于腹腔鏡組(15.4 ml 和39.1 ml，P<0.01)。隨著術者經(jīng)驗的提升和操作系統(tǒng)的改進，機器人有望在術中出血量方面具備一定優(yōu)勢。術后恢復方面，如首次排氣時間、首次進食流質飲食時間及住院時間等，目前研究多認為機器人組不亞于腹腔鏡組[7，9，13-15]。

中轉開放手術率低被認為是機器人直腸癌手術優(yōu)勢之一。Baik等[16]研究中機器人組56例無一例中轉，而腹腔鏡組中轉率為10.5%(P<0.05)。Annibale等[9]研究中機器人直腸癌手術組中轉率明顯低于腹腔鏡組(0 和12%，P<0.05)。2015年兩項高影響力研究中，Speicher等[17]數(shù)據(jù)顯示，機器人組具有明顯優(yōu)勢(9.5%和17.5%，P<0.01)，Park等[7]也報道了同樣的結果(0 和7.1%，P<0.01)。同時，也有研究未發(fā)現(xiàn)兩組間中轉開腹率比較有明顯差異[14，18-19]。Pigazzi教授領銜的多中心隨機對照研究(ROLARR研究)將中轉開腹率列為首要研究終點，結果令人期待。既往研究[15，18，20-21]表明，機器人直腸癌組術后總并發(fā)癥率不亞于腹腔鏡組。盡管研究發(fā)現(xiàn)兩組單一的并發(fā)癥率有差異[16]，但總并發(fā)癥發(fā)生率并無明顯差異。

泌尿功能和性功能保護是直腸癌手術的焦點問題。直腸系膜切除和自主神經(jīng)保留理念不斷普及，但術后仍有約8.0%～30.0%患者出現(xiàn)泌尿功能和性功能障礙[22-25]。多項研究發(fā)現(xiàn)，與腹腔鏡組相比，機器人手術在直腸癌手術中自主神經(jīng)保護中具有優(yōu)勢，但最終的結論仍有待隨機大樣本量研究證實。

淋巴結清掃數(shù)目、環(huán)周切緣及標本質量是影響直腸癌預后的關鍵因素。Bianchi等[19]研究發(fā)現(xiàn)，機器人組和腹腔鏡組間淋巴結清掃、環(huán)周切緣無明顯差異。Annibale等[9]研究發(fā)現(xiàn)，機器人組環(huán)周切除陽性率明顯低于腹腔鏡組(P<0.05)，但長期生存方面未見明顯優(yōu)勢。Ghezzi等[12]研究提示，對比開放手術，機器人組5年總生存(85.0%)、5年無疾病生存(73.2%)、5年疾病特異生存(86.6%)無明顯差異。Park等[7]報道機器人組5年總生存為92.8%，5年無疾病生存為81.9%，5年局部復發(fā)率為2.3%，與腹腔鏡組比較無明顯差異。Cho等[14]對217例行微創(chuàng)直腸癌手術患者進行分析，機器人組5年總生存(92.2%)、5年無疾病生存(81.8%)和5年局部復發(fā)率(5.9%)與腹腔鏡組比較無統(tǒng)計學差異。關于機器人直腸癌術后長期生存的研究較少，需要開展進一步的隨機對照研究。

三、機器人在結腸癌手術中的應用

2002年Hashizume[1]首次報道機器人用于結腸癌手術。研究[4，26-28]顯示，機器人結腸癌手術是安全可行的。多數(shù)研究認為機器人結腸癌手術時間長于腹腔鏡組，可能與術中調整安裝機械臂有關[4，28-31]，少部分研究認為兩組手術時間無統(tǒng)計差異[32]。機器人組術中出血量少于腹腔鏡組[30，33-34]。有研究發(fā)現(xiàn)，對左半結腸癌而言，兩組出血量相當[35]。術后腸道功能恢復及并發(fā)癥發(fā)生率方面，機器人組與腹腔鏡組無明顯差異[29-30，33，36]。

研究提示，與腹腔鏡手術組比較，機器人結腸癌手術組住院時間更短。Casillas等[31]統(tǒng)計左半結腸癌手術患者(機器人組68例、腹腔鏡組81例)住院時間發(fā)現(xiàn)，機器人組明顯短于對照組(3.6天和6.5天，P<0.05；Miller等[29]指出，機器人結腸癌手術患者住院時間少于腹腔鏡組(5.04天和6.06天，P<0.05)。有部分研究[33，37]未發(fā)現(xiàn)兩組間差異：Lujan 等[30]研究中，機器人右半結腸癌術后住院時間與腹腔鏡組相當(3.92天和3.63天，P>0.05)；Xu等[36]行薈萃分析未發(fā)現(xiàn)明顯差異(MD=-0.41；P>0.05)；Shin等[38]對左半和右半結腸癌進行分類比較，機器人組和腹腔鏡組均無統(tǒng)計學差異。

Duan等[28]納入9個研究共296例患者，其中機器人組107例，腹腔鏡組189例，發(fā)現(xiàn)機器人結腸癌手術組中轉開腹率明顯低于后者(OR=0.59；P<0.01)。Angelis等[32]研究中機器人組無一例中轉，腹腔鏡組有2例(4%，P>0.05)。Xu等[36]行Meta分析發(fā)現(xiàn)，機器人右半結腸癌手術和腹腔鏡中轉開腹率無明顯差異(OR=0.59；P>0.05)。Park等[33]和Casillas等[31]研究均未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計學差異。右半結腸癌根治術的中轉開腹率，可能與術者的經(jīng)驗、患者的自身狀況及解剖學變異有關，機器人手術在該方面優(yōu)劣尚無定論。

Spinoglio等[39]研究中機器人右半結腸癌手術組淋巴結清掃數(shù)目為13～66枚，平均(28.2±10.6)枚，5年總生存率為90.3%，5年無疾病生存率為91.4%，該研究為單臂研究，缺乏對照。Lim研究中機器人乙狀結腸癌手術組清掃淋巴結數(shù)目少于腹腔鏡組(12.0 和16.5，P<0.05)，機器人組和腹腔鏡組3年總生存率(92.1%和93.5%，P>0.05)和3年無疾病生存率(89.2%和90.0%，P>0.05)與腹腔鏡組比較均無明顯差異。Duan發(fā)表的薈萃分析表明，機器人結腸癌手術在淋巴結清掃方面無明顯優(yōu)勢(P>0.05)，Casillas等[31]和Henry等[30]的研究也得到相似的結論。綜上，與腹腔鏡手術比較，機器人結腸癌手術清掃淋巴結無明顯優(yōu)勢，術后長期生存有無優(yōu)勢有待進一步的研究。

盡管機器人手術安全性和有效性已得到肯定，機器人手術在結腸癌中的應用仍較少。高昂的手術費用，機器人系統(tǒng)自身設計缺陷導致機械臂移動范圍較小，腹腔鏡結腸癌手術相對簡單易行且被列為美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡推薦術式，這些都是導致機器人結腸癌外科發(fā)展緩慢的原因。在韓國，機器人結腸癌手術量在2008年為110例， 2013年僅為10例[40]。國內機器人結腸癌手術量也明顯少于直腸癌手術。

四、機器人結直腸癌手術在我國的應用

機器人在歐美國家較為普及，主要應用于泌尿外科、普外科、心臟外科、婦產(chǎn)科等。截至2016年6月底，全球共裝機3745臺，其中美國2474臺，2015年全球完成機器人手術共62萬例。我國機器人手術應用起步較晚，2008年大陸地區(qū)引進了第1臺達芬奇系統(tǒng)，目前大陸地區(qū)共裝機63臺(截至2017年3月)。過去十年間我國共開展40896例機器人手術，普外科占32.0%，復旦大學附屬中山醫(yī)院結直腸外科是國內開展機器人結直腸癌手術最早最多的單位之一。在多學科團隊努力下，我們利用機器人優(yōu)勢開展結直腸癌原發(fā)灶和肝轉移灶同期切除術，結果顯示，機器人腸肝同期切除術安全可行，具有術后腸道功能恢復快、術中出血量少，且能避免二次手術優(yōu)點[41]。在嚴控手術適應證的基礎上，團隊還成功開展機器人直腸癌肝、肺轉移三病灶同時切術，患者術后恢復良好[42]。

費用高昂是制約機器人應用的重要因素，研發(fā)國產(chǎn)機器人是降低手術成本的有益嘗試。易波等[43]運用國產(chǎn)機器人“妙手S”行右半結腸根治術，患者恢復良好并于7天后順利出院。國產(chǎn)機器人臨床應用處于起步階段，器械仍有待改良設計和深度研發(fā)。總體上，我國機器人結直腸手術水平仍參差不齊，機器人系統(tǒng)分布不均。為縮小我國機器人手術應用經(jīng)驗、醫(yī)師培訓等與歐美國家的差距，國內相繼成立了手術示范中心和學術協(xié)會[44]，旨在規(guī)范醫(yī)師培訓并建立指南共識，促進機器人結直腸癌外科治療的發(fā)展。

五、結語

機器人結直腸癌手術是安全可行的，并在世界范圍內得到廣泛應用。目前，機器人結直腸癌手術在腫瘤短期和長期結局方面暫未顯現(xiàn)出優(yōu)勢，仍需證據(jù)級別較高的前瞻性隨機對照研究加以證實。此外，機器人機械臂活動范圍有限、力反饋缺失和費用高昂都是亟待改善的問題。隨著機器人的不斷更新改進，機器人手術有望成為結直腸癌手術的新潮流。

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(本文編輯：彭波)

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.04.004

200032 上海，復旦大學附屬中山醫(yī)院結直腸外科

許劍民，Email：xujmin@aliyun.com

2017-03-13)