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(jī)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(jī)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(jī)器人手術(shù)量呈直線上升趨勢。本文就達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展歷史

1985年，最早的手術(shù)機(jī)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(jī)械手［2］，這標(biāo)志機(jī)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(jī)器人機(jī)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(jī)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(jī)械手，遠(yuǎn)距離遙控7 000km 外醫(yī)院手術(shù)室里的機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，機(jī)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(jī)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(jī)器人輔助下完成的。而國內(nèi)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人較腹腔鏡手術(shù)花費明顯增多［12］。機(jī)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(jī)器人手術(shù)，機(jī)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(jī)器人輔助腹腔鏡腎切除術(shù)也適用于捐腎者。一項機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人手術(shù)，機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人輔助腹腔鏡與標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡方法，結(jié)果顯示機(jī)器人手術(shù)時間更長，不能證明機(jī)器人較標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡更有優(yōu)勢。

3 達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)目前臨床研究熱點

3.1 機(jī)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(jī)器人自然腔道豬腎切除術(shù)。該機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)在10個豬模型上實施了30例機(jī)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(bǔ)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人，并且最早開展了機(jī)器人手術(shù)。國際上，機(jī)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(jī)器人手術(shù)國內(nèi)幾乎未開展。

機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人手術(shù)優(yōu)勢更明顯。這些特點也使機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人手術(shù)的微創(chuàng)優(yōu)勢明顯，但其高昂成本限制機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人，以進(jìn)行泌尿系統(tǒng)檢查和治療。毋庸置疑，微型化機(jī)器人是今后機(jī)器人的研究方向之一。

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