機(jī)器人輔助胸外科手術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展

孫偉 天津市胸科醫(yī)院 （天津 300051）

內(nèi)容提要： 機(jī)器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)作為目前微創(chuàng)外科領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，已經(jīng)在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國機(jī)器人外科起步較晚，在胸外科的應(yīng)用也尚屬于學(xué)習(xí)成長期，文章通過對(duì)國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的綜合分析，介紹機(jī)器人輔助胸外科手術(shù)（Robotic Assisted Thoracic Surgery，RATS）的開展情況及爭議，展望機(jī)器人輔助外科手術(shù)系統(tǒng)在胸外科的廣闊發(fā)展前景。

早在20世紀(jì)80年代，醫(yī)療外科機(jī)器人系統(tǒng)的研究和開發(fā)就引起了西方發(fā)達(dá)國家如美國、意大利、日本等國政府和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)于2000年通過美國FDA認(rèn)證，是目前最先進(jìn)的微創(chuàng)技術(shù)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合諸多新興學(xué)科實(shí)現(xiàn)了外科手術(shù)微創(chuàng)化、智能化和數(shù)字化的發(fā)展[1]。胸外科應(yīng)用該系統(tǒng)手術(shù)于2001年被美國FDA批準(zhǔn)使用，經(jīng)過近20年的臨床實(shí)踐，手術(shù)技術(shù)日臻完善，本文就達(dá)芬奇系統(tǒng)的臨床應(yīng)用情況及未來發(fā)展前景做一綜述。

1.手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展

手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)已發(fā)展了四代（標(biāo)準(zhǔn)、S、Si、Xi），2014年4月公布了最新的第4代Xi機(jī)器人，經(jīng)過大幅改進(jìn)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)使得機(jī)械臂移動(dòng)范圍更靈活精準(zhǔn)，使一些位置的精準(zhǔn)操作如縱隔淋巴結(jié)清掃變得更容易，可覆蓋更廣的手術(shù)部位；使用激光定位系統(tǒng)可自動(dòng)計(jì)算機(jī)械臂的最佳手術(shù)姿態(tài)，畫面成像更清晰，3D立體感更準(zhǔn)確；同時(shí)數(shù)字內(nèi)窺鏡更加輕巧與前幾代相比縮小到可插入8mm的套管中，并且可以隨意拆卸連接到任何一個(gè)機(jī)械臂上，手術(shù)視野更加廣闊；更小，更細(xì)的機(jī)械手加上全新設(shè)計(jì)的手腕為手術(shù)操作提供了前所未有的靈活度；更長的支架設(shè)計(jì)為醫(yī)生提供了更大的手術(shù)操作范圍[2]。Xi在靈活度、精準(zhǔn)度、成像清晰度等方面有了質(zhì)的提高。

2.手術(shù)機(jī)器人在胸外科的臨床應(yīng)用

按照NCCN指南（version 5.2017)關(guān)于非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）強(qiáng)烈推薦電視輔助胸腔鏡（Video-Assisted Thoracic Surgery，VATS）或微創(chuàng)外科（包括機(jī)器人輔助操作），除非有解剖上的或手術(shù)禁忌癥[3]。雖然在過去的10年間胸腔鏡微創(chuàng)手術(shù)在胸外科不斷增加，通過視頻輔助進(jìn)行肺葉切除手術(shù)，可以明顯減少外科手術(shù)的損傷，與開放性外科手術(shù)相比具有創(chuàng)傷小、減少疼痛以及縮短住院時(shí)間的優(yōu)勢。但是也有一些限制，包括二維影像、鏡頭需要助手控制，儀器端口需要一個(gè)長臂作為支點(diǎn)，缺乏觸感反饋。機(jī)器人技術(shù)是VATS的改進(jìn)，克服手動(dòng)視頻設(shè)備的限制，并保持了低創(chuàng)傷的優(yōu)勢[4]。近年來隨著手術(shù)機(jī)器人在臨床應(yīng)用越來越廣泛，相關(guān)報(bào)道也不斷增多。德國某醫(yī)療中心做了10項(xiàng)研究的meta分析顯示，RATS肺段切除術(shù)與VATS比較，手術(shù)時(shí)間沒有差異，引流時(shí)間和住院時(shí)間較短，術(shù)后并發(fā)癥以及30d病死率降低[5]。我國華西醫(yī)院做了一項(xiàng)關(guān)于12個(gè)回顧性研究meta分析，顯示RATS肺段切除是一個(gè)安全可行的技術(shù)，短期的手術(shù)效果與VATS相當(dāng)，但手術(shù)費(fèi)用是值得考慮的問題，并且遠(yuǎn)期效果還有待觀察[6]。2018年最新的針對(duì)RATS與VATS臨床結(jié)果的meta分析，共涉及14項(xiàng)，其結(jié)果30d病死率、術(shù)后并發(fā)癥、手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、拔管時(shí)間、淋巴結(jié)清掃數(shù)和站數(shù)結(jié)果相似，僅有中轉(zhuǎn)開胸手術(shù)具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[7]。

2.1 圍手術(shù)期手術(shù)結(jié)果的評(píng)價(jià)

近幾年來RATS在減輕術(shù)后患者的疼痛、縮短住院時(shí)間、降低術(shù)后并發(fā)癥方面越來越受到廣大學(xué)者的一致認(rèn)可[8]。手術(shù)創(chuàng)傷往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的急性期反應(yīng)，損害人體的免疫力，以致抗腫瘤能力下降，與開胸手術(shù)比較，切口小避免肋骨伸展對(duì)呼吸肌引起的損傷，減少術(shù)后肺功能損害，咳痰更容易，減少引流時(shí)間以及肺部感染等術(shù)后合并癥的發(fā)生率，同時(shí)患者感覺術(shù)后疼痛減輕使用較少的止痛劑[9]。

2.2 關(guān)于手術(shù)時(shí)間

據(jù)報(bào)道，RATS手術(shù)時(shí)間100～228min存在明顯的差異[10]。手術(shù)時(shí)間長存在的原因可能是由于RATS知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)獲得的早期，安裝系統(tǒng)耗時(shí)較長，另外不同的手術(shù)過程也導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間差異。解決方案包括，定位及學(xué)習(xí)曲線（獲得經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展技術(shù)的過程）的建立。意大利團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)是Xi系統(tǒng)通過減少端口對(duì)接時(shí)間，以及操作技術(shù)的不斷提高，明顯縮短手術(shù)時(shí)間[2]。他們采用4臂技術(shù)，可以靈活定位，減少相同肋間隙多次定位造成的時(shí)間浪費(fèi)。另外，他們認(rèn)為學(xué)習(xí)曲線比胸腔鏡技術(shù)要短，經(jīng)過20例可獲取經(jīng)驗(yàn)，從簡單手術(shù)操作開始（如縱隔腫瘤）逐漸過渡到較復(fù)雜的操作（如肺葉切除）。手術(shù)團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)與建設(shè)也至關(guān)重要，有效的模擬訓(xùn)練可以提高醫(yī)師手術(shù)技能，熟悉手術(shù)步驟，縮短手術(shù)時(shí)間。機(jī)器人團(tuán)隊(duì)把原來散在、獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)串聯(lián)，制定手術(shù)配合，提高和完善團(tuán)隊(duì)成員職業(yè)知識(shí)和技能，以滿足手術(shù)需求，提高手術(shù)效率和安全性。

2.3 腫瘤根治與存活時(shí)間

另一個(gè)存在比較有爭議的問題是RATS是不是過于激進(jìn)，其遠(yuǎn)期生存率報(bào)道較少。有報(bào)道比較了RATS、VATS和開胸手術(shù)在NSCLC I期的遠(yuǎn)期療效。結(jié)果RATS在切除淋巴結(jié)的站數(shù)具有明顯的臨床差異[11]。5年總生存率OS、5年無病生存率（DFS）沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；術(shù)后并發(fā)癥是心律不齊、漏氣、肺炎、氣胸和肺不張，三組發(fā)生率和嚴(yán)重程度是相當(dāng)?shù)摹Ｐg(shù)后三組進(jìn)展性轉(zhuǎn)移無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.13）。多因素分析顯示年輕、分化良好的腫瘤細(xì)胞、較好的肺CO彌散量（DLCO）是OS的獨(dú)立相關(guān)因素，而手術(shù)方式不是OS獨(dú)立因素。年輕、從不吸煙、臨床分期IA，高分化腫瘤細(xì)胞和好的DLCO與好的DFS存在獨(dú)立因素。傾向得分匹配法（Propensity Score Matching）術(shù)后3周生活質(zhì)量評(píng)分高于開胸手術(shù)。

2.4 關(guān)于花費(fèi)

眾多報(bào)道認(rèn)為花費(fèi)高是阻礙機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵[12]。由于達(dá)芬奇機(jī)器人的技術(shù)和市場被國外制造廠商壟斷，賣到國內(nèi)的價(jià)格在2000萬人民幣左右。除此之外，機(jī)器人的機(jī)械臂是一種高值耗材，使用時(shí)是臨時(shí)安裝到機(jī)器人上面，每條機(jī)械臂使用10次后便不能繼續(xù)使用，機(jī)械臂的價(jià)格在國內(nèi)大概每條10萬人民幣。達(dá)芬奇外科手術(shù)設(shè)備每年的服務(wù)協(xié)議在10～17萬美元。有報(bào)道顯示，RATS與VATS相比費(fèi)用主要高在設(shè)備的一次性耗材成本以及設(shè)備折舊費(fèi)用補(bǔ)償。經(jīng)過多年實(shí)踐有報(bào)道顯示每個(gè)病例可直接降低＄560，通過縮短手術(shù)時(shí)間、減少不必要的化驗(yàn)費(fèi)用和在ICU的時(shí)間可減少接受RATS的患者住院時(shí)間、護(hù)理費(fèi)用。意大利團(tuán)隊(duì)6年的經(jīng)驗(yàn)確立了獲利的結(jié)果。認(rèn)為費(fèi)用與健康體系有關(guān)，他們成立了多學(xué)科機(jī)器人中心，中心具有高水平的外科團(tuán)隊(duì)?；谠O(shè)備總體采購，高手術(shù)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的管理策略可以降低機(jī)器人的成本。同時(shí)優(yōu)良的手術(shù)技術(shù)，大大縮短患者住院時(shí)間，因此認(rèn)為與VATS花費(fèi)相當(dāng)。

3.我國未來手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展

3.1 加快手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)

國外產(chǎn)品壟斷導(dǎo)致國內(nèi)普及率低。目前，國內(nèi)研究人員正在加緊研制各種手術(shù)機(jī)器人及其輔助設(shè)備、耗材。海軍總醫(yī)院與北京航天航空大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的機(jī)器人系統(tǒng)CRAS（Computer and Robot Assisted Surgery，CRAS）是國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的先行者，但CARS在擴(kuò)大適用范圍和實(shí)用性方面還是有許多問題需要解決。然而，國內(nèi)同行們也應(yīng)該從達(dá)芬奇機(jī)器人的發(fā)展過程中看到，技術(shù)迭代是需要時(shí)間和技術(shù)實(shí)力的，打好基礎(chǔ)，不斷在臨床驗(yàn)證過程中完善提高才是中國手術(shù)機(jī)器人取得長遠(yuǎn)進(jìn)步的關(guān)鍵。

3.2 建立設(shè)備使用與維護(hù)規(guī)范

手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)是高風(fēng)險(xiǎn)三類設(shè)備，其可靠性和安全性尤為重要。加強(qiáng)設(shè)備質(zhì)量控制與保養(yǎng)，最大限度地降低故障發(fā)生率，保證機(jī)器的使用率，使機(jī)器人輔助微創(chuàng)外科手術(shù)順利開展。盡管該設(shè)備發(fā)生機(jī)械性故障和功能障礙率相對(duì)較低，但鑒于設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分類、高昂的維保費(fèi)用和大多數(shù)醫(yī)院無備機(jī)的現(xiàn)狀，需嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作儀器并定期進(jìn)行設(shè)備的質(zhì)量控制與保養(yǎng)。

3.3 手術(shù)技術(shù)和適應(yīng)癥不斷拓展

目前國內(nèi)普胸外科應(yīng)用達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可以完成的手術(shù)術(shù)式包括：前、后縱隔腫瘤切除術(shù)（囊性及實(shí)性腫瘤）、全胸腺切除及前縱隔脂肪清除術(shù)、膈肌裂孔修補(bǔ)術(shù)、賁門肌層切開術(shù)、食管壁內(nèi)囊腫切除及食管黏膜縫合修補(bǔ)術(shù)、食管癌根治術(shù)、肺大泡切除術(shù)、肺段切除術(shù)、肺內(nèi)病變行病灶鍥形切除術(shù)或肺癌肺葉切除、淋巴結(jié)清除術(shù)等[13]。國外報(bào)道也認(rèn)為主要適用于沒有合并癥的（Ⅰ、Ⅱ）早期患者，有報(bào)道排除標(biāo)準(zhǔn)是＞5cm，最近已擴(kuò)展到經(jīng)過輔助治療后的ⅢA患者，袖式切除或支氣管切除。

4.小結(jié)

美國醫(yī)療研究和質(zhì)量機(jī)構(gòu)AHRQ收集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)美國從2009年～2013年使用機(jī)器人輔助肺切除從1%提高到11%，同時(shí)開胸手術(shù)已由66%降低到56%，VATS保持在33%左右。美國全國住院患者樣本數(shù)據(jù)庫報(bào)告相同的結(jié)果。從本文綜述文獻(xiàn)來看機(jī)器人在手術(shù)出血量，操作時(shí)間方面和術(shù)后并發(fā)癥均與VATS類似，部分甚至優(yōu)于VATS，大大縮短住院時(shí)間，提高床位的周轉(zhuǎn)率，便于醫(yī)院管理，減少患者等床位時(shí)間。同時(shí)淋巴結(jié)清掃范圍也可以達(dá)到開放手術(shù)的效果。因此在胸外科的發(fā)展會(huì)越來越廣泛，其進(jìn)行肺切除術(shù)是可行的、安全的。外科醫(yī)生在機(jī)器人平臺(tái)的先進(jìn)特性和減少學(xué)習(xí)曲線中獲益。關(guān)于機(jī)器人專業(yè)的討論最多的方面由于其資金和運(yùn)行成本高，但具有成功經(jīng)驗(yàn)的報(bào)道認(rèn)為RATS的操作學(xué)習(xí)曲線更短，容易掌握，且其手術(shù)適應(yīng)證范圍較VATS擴(kuò)大，對(duì)于全胸腔粘連、復(fù)雜的胸外科手術(shù)（包括氣管血管的重建、吻合）更有優(yōu)勢?？傊?，RATS帶給外科醫(yī)生的那種如同直視下操作的“隨心所欲”，處理突發(fā)事件的信心、體力和精力的節(jié)約是VATS所不具備的，這些優(yōu)勢是無法用數(shù)據(jù)評(píng)估的。此外，隨著產(chǎn)品產(chǎn)量增加、國產(chǎn)化的實(shí)現(xiàn)，普及使用以后的費(fèi)用問題也必定會(huì)得到完全解決，相信必將成為一種標(biāo)準(zhǔn)的微創(chuàng)技術(shù)應(yīng)用于臨床。