機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用

林思恒 白 楊*

南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院消化內(nèi)科（510515）

機(jī)器人手術(shù)可謂是外科手術(shù)領(lǐng)域的“工業(yè)革命”。短短20年中，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)不斷更新?lián)Q代，應(yīng)用領(lǐng)域從最初的神經(jīng)外科、心臟外科普及到婦產(chǎn)科、泌尿外科、普外科等多個(gè)領(lǐng)域。腹腔鏡膽囊切除術(shù)已成為目前膽囊切除的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式，而隨著機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其越來越多地應(yīng)用于膽囊的切除術(shù)，效果良好且安全性較高，但仍存在不足之處。本文就機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用作一綜述。

一、機(jī)器人手術(shù)的發(fā)展歷史

早在1972年，美國宇航局就設(shè)想為遠(yuǎn)在太空的宇航員實(shí)施手術(shù)，但受制于機(jī)器人和電腦技術(shù)的發(fā)展。Kwoh等[1]在CT斷層掃描加探頭定位下利用 “Unimation Puma 200”機(jī)器人行腦腫瘤活檢術(shù)，被認(rèn)為是最早開展的機(jī)器人手術(shù)；與常規(guī)手術(shù)方式相比，機(jī)器人手術(shù)用時(shí)短，精確度高。隨后，有研究利用PROBOT機(jī)器人實(shí)施經(jīng)尿道前列腺切除術(shù)[2]。但上述兩類機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)在術(shù)前需設(shè)計(jì)一系列術(shù)中應(yīng)用到的程序，缺乏一定的自主性。1997年，Jacobs等[3]報(bào)道了第一例商業(yè)用途的聲控機(jī)器人手臂，該手臂用于控制腹腔鏡可視裝置，稱為自動(dòng)最優(yōu)配置內(nèi)鏡系統(tǒng)（AESOP）。AESOP是第一個(gè)被FDA批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)[4]。1995年，Taylor等[5]發(fā)明了腹腔鏡輔助機(jī)器人系統(tǒng)，其擁有綜合性力傳感器，能在碰到器官時(shí)即回縮。隨著遠(yuǎn)程遙控手術(shù)技術(shù)[6]的發(fā)明，各種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)陸續(xù)被成功研制并應(yīng)用于臨床，包括達(dá)芬奇系統(tǒng)、AESOP-Zeus系統(tǒng)、Naviot系統(tǒng)等，其中達(dá)芬奇系統(tǒng)的臨床應(yīng)用較廣泛。

二、達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成

達(dá)芬奇機(jī)器人是由Intuitive Surgical公司于80年代后期研制成功的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，最初用于冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)[7]。其包含符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的外科醫(yī)師操作平臺(tái)、裝有4個(gè)機(jī)器人手臂的可移動(dòng)手術(shù)臺(tái)車、高清晰3D成像系統(tǒng)以及內(nèi)腕裝置（endowrist），外科醫(yī)師僅需在操作平臺(tái)上遠(yuǎn)程遙控即可實(shí)施手術(shù)。機(jī)器人內(nèi)腕裝置確保外科醫(yī)師的雙手操作被成比例的、連續(xù)的傳至機(jī)器人手臂上，并可持續(xù)移動(dòng)機(jī)器人手臂，同時(shí)過濾人工手術(shù)時(shí)雙手的細(xì)微震顫，從而使機(jī)器人手臂操作的精確度更高。但有學(xué)者認(rèn)為機(jī)器人手臂有時(shí)會(huì)與戳卡黏滯而導(dǎo)致手臂在行進(jìn)至目標(biāo)的過程中突然發(fā)生急速移動(dòng)[8]。

達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)使外科醫(yī)師避免了繁瑣的消毒程序，并可坐著實(shí)施手術(shù)。與傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)的平面視覺相比，其3D可視裝置為術(shù)者提供了立體視覺，并可使圖像放大數(shù)倍，從而達(dá)到微創(chuàng)的手術(shù)效果。達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)還可將不斷變換的圖像靜止化，如將跳動(dòng)的心臟變?yōu)殪o止的圖像。此外，機(jī)器人系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)過濾外科醫(yī)師的手部震顫，提高操作精確度，且手術(shù)切口較傳統(tǒng)腹腔鏡更小，并減少術(shù)中出血。傳統(tǒng)腹腔鏡術(shù)需術(shù)者的手反方向移動(dòng)，增加了學(xué)習(xí)難度和操作難度；而機(jī)器人系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)處理，可避免反向操作導(dǎo)致的困難。

三、機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用

1987年，Mouret完成了第1例腹腔鏡膽囊切除術(shù)[9]。經(jīng)過10余年的發(fā)展，腹腔鏡膽囊切除術(shù)已成為膽囊切除的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式，這主要得益于腹腔鏡手術(shù)器械以及成像系統(tǒng)的發(fā)展。但腹腔鏡手術(shù)有其局限性[10]：①由于腹腔鏡通過戳卡的杠桿原理進(jìn)行手術(shù)，術(shù)者需反向操作；②二維可視系統(tǒng)缺乏常規(guī)手術(shù)直視下的立體視覺；③儀器的操作范圍受到限制；④設(shè)計(jì)不符合人體工程學(xué)原理；⑤杠桿原理使術(shù)者手部的震顫被放大，因此要求術(shù)者的技術(shù)較常規(guī)手術(shù)更嫻熟，精準(zhǔn)度更高。上述不足導(dǎo)致腹腔鏡手術(shù)訓(xùn)練周期長，難以掌握。

機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)可彌補(bǔ)傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)的不足。1998年，Himpens等[11]報(bào)道了第1例機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)，手術(shù)用時(shí)84 min，術(shù)后患者恢復(fù)良好。2008年，Breitenstein等[12]的研究對50例患者行機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)，50例匹配的患者接受傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)，結(jié)果顯示兩者的手術(shù)時(shí)間分別為54.5 min和50.2 min（P<0.85），術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間分別為17 min和8 min；兩者平均住院時(shí)間無明顯差異（4.58 d對4.84 d），但機(jī)器人手術(shù)費(fèi)用高于傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)。此外，已有多項(xiàng)臨床研究[8,13～19]對機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)進(jìn)行了報(bào)道，認(rèn)為與傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)相比，機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)的術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間和手術(shù)總時(shí)間較長，積累經(jīng)驗(yàn)后時(shí)間有所減少；膽囊切除時(shí)間無明顯差異，患者術(shù)后平均住院日有所縮短。本文對其中典型的幾項(xiàng)研究作一總結(jié)（見表1、2）?？傮w而言，機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)實(shí)施較順利，轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)或開腹手術(shù)的比例較低。

隨著專用異步傳輸模式電信技術(shù)應(yīng)用于機(jī)器人手術(shù)領(lǐng)域，遠(yuǎn)在美國的外科醫(yī)師利用Zeus系統(tǒng)為法國的一名68歲婦女實(shí)施了腹腔鏡膽囊切除術(shù)，共用時(shí)54 min，未發(fā)生手術(shù)并發(fā)癥[20]。

國內(nèi)機(jī)器人手術(shù)起步相對較晚。2006年，Zhou等[21]對40例患者分別行Zeus系統(tǒng)機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)和傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)，結(jié)果顯示機(jī)器人組的膽囊切除平均時(shí)間略長于傳統(tǒng)組[（70.4±21.1） min 對（61.1±13.3） min]，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.10）；總手術(shù)時(shí)間[（104.9±20.5） min 對（78.6±17.1） min，P<0.01]和術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間[（29.5±9.8） min 對（12.6±2.5） min，P<0.01]明顯延長。兩組術(shù)中出血量和平均住院時(shí)間無明顯差異，術(shù)后均無并發(fā)癥發(fā)生。周寧新等[22]應(yīng)用達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)對5例患者行單純膽囊切除術(shù)，平均用時(shí)75 min。

除膽囊切除術(shù)外，機(jī)器人系統(tǒng)在其他手術(shù)中的應(yīng)用亦較為廣泛，包括胃切除術(shù)、小腸切除術(shù)、結(jié)直腸癌根治術(shù)、腎上腺切除術(shù)、脾切除術(shù)[23]、肝臟手術(shù)[24]以及子宮切除術(shù)[25]。對前列腺癌根治術(shù)，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)精確的切開、縫合技術(shù)以及自動(dòng)過濾外科醫(yī)師手部震顫的功能可有效避免破壞會(huì)陰部神經(jīng)，從而很好地保護(hù)患者性功能[26,27]。

四、機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)的可行性

多個(gè)中心的臨床研究[8,12～19,21,22]均證實(shí)，與傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)相比，機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)無論在中轉(zhuǎn)率、膽囊切除時(shí)間、平均住院日或并發(fā)癥發(fā)生率上均無明顯差異，說明機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)是安全可行的。

五、機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)的不足

從目前的經(jīng)驗(yàn)來看，機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)主要存在以下三個(gè)方面的不足。

1.術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間長：已有的臨床試驗(yàn)幾乎均顯示機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間較傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)更長。就達(dá)芬奇機(jī)器人而言，膽囊切除術(shù)要求2名醫(yī)師進(jìn)行操作，術(shù)前需在患者腹部切開4個(gè)小口，分別放置1個(gè)鏡頭臂和3個(gè)操作臂[19]。雖然隨著手術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，術(shù)前用時(shí)有所減少，但其耗時(shí)仍較傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)長。

2.缺乏觸覺反饋：由于術(shù)中利用機(jī)器人手臂代替人手，術(shù)中無法感知組織的質(zhì)地，且機(jī)器人手臂的力度難免有偏差，從而對手術(shù)產(chǎn)生影響。

3.手術(shù)費(fèi)用高：Breitenstein等[12]的研究顯示50例接受機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)者的平均費(fèi)用為7985.4美元，而傳統(tǒng)腹腔鏡為6255.3美元。國內(nèi)目前尚無相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，但僅一臺(tái)達(dá)芬奇機(jī)器人的總體購置費(fèi)用就超過2000萬人民幣，其手術(shù)費(fèi)用必定價(jià)格不菲。

表1 機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)的部分臨床研究結(jié)果

表2 機(jī)器人腹腔鏡膽囊切除術(shù)和傳統(tǒng)腹腔鏡膽囊切除術(shù)的比較

六、總結(jié)

機(jī)器人手術(shù)從產(chǎn)生之初就以3D成像系統(tǒng)、可360°旋轉(zhuǎn)的內(nèi)腕裝置、震顫過濾功能、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)等高科技裝備而引人注目。與傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)相比，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)具有手術(shù)切口小、術(shù)中出血少、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，目前主要定位于傳統(tǒng)腹腔鏡下不能切除的較為復(fù)雜的膽囊切除[28]。此外，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)僅需一個(gè)手術(shù)操作平臺(tái)，將外科醫(yī)師的雙手從繁瑣的縫合、打結(jié)中解放出來，改善醫(yī)師的工作環(huán)境，提高手術(shù)效率和質(zhì)量。目前多項(xiàng)研究均證實(shí)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用是安全可行的，從而為其在外科領(lǐng)域的普及提供了基礎(chǔ)。但由于機(jī)器人手術(shù)費(fèi)用高、術(shù)前準(zhǔn)備時(shí)間長、缺乏觸覺反饋等缺點(diǎn)，尤其是高昂的手術(shù)費(fèi)用，在一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還可與單孔腹腔鏡或內(nèi)鏡聯(lián)合用于手術(shù)，從而打造一條工業(yè)化手術(shù)的生產(chǎn)線。

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