機(jī)器人系統(tǒng)及其輔助治療肺癌的研究進(jìn)展

王永洪 宋劍非

摘要：肺癌發(fā)病率在很多國家都居于惡性腫瘤之首，外科手術(shù)仍然是其主要的治療方式。機(jī)器人技術(shù)是20世紀(jì)偉大的發(fā)明之一，電視胸腔鏡輔助胸外科和機(jī)器人輔助胸外科同屬于微創(chuàng)手術(shù)，但兩者在肺癌治療中效果的一直存在爭議。全文主要就機(jī)器人手術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)劣勢和圍手術(shù)期效果進(jìn)行闡述，同時對達(dá)芬奇機(jī)器人的未來發(fā)展進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：肺癌;機(jī)器人;電視胸腔鏡

中圖分類號：R734.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.23.014

文章編號：1006-1959（2020）23-0045-04

Abstract：The incidence rate of lung cancer is the leading cause of malignancies in China and even in many countries around the world. Surgery is still the main treatment. Robotic technology is one of the great inventions of the 20th century. Video-assisted thoracic surgery and robot-assisted thoracic surgery are both minimally invasive surgery， but their effectiveness in the treatment of lung cancer has always been controversial. The full text mainly discusses the application status， advantages and disadvantages and perioperative effects of robotic surgery， and also prospects the future development of Da Vinci robot.

Key words：Lung cancer;Robot;Video-assisted thoracoscope

肺癌（lung cancer）是發(fā)生于氣管、肺泡上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，隨著生活環(huán)境的改變和檢查技術(shù)的革新，肺癌發(fā)病率日漸增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國新增肺癌患者約78萬，死亡約63萬人，是男性發(fā)病率最高的惡性腫瘤，在女性中僅次于乳腺癌，而死亡率皆位居首位[1]。肺癌有全身化療、放療等多模式治療，但手術(shù)切除后病檢是診治、分期的標(biāo)準(zhǔn)，是其公認(rèn)的首選治療方案[2，3]。近年來肺癌的外科治療方式發(fā)生了一些變化，一是切除范圍的金標(biāo)準(zhǔn)從全肺切除到肺葉切除，特定條件下（部分老年人或肺儲備能力有限的患者）可行肺段切除術(shù)[4]，有研究報(bào)導(dǎo)在初期非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）的醫(yī)治中，肺段切除術(shù)與肺葉切除術(shù)療效相似，且能保存更多的肺功效[5，6];二是手術(shù)方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的開胸手術(shù)發(fā)展到微創(chuàng)胸腔鏡技術(shù)[7]。傳統(tǒng)開胸手術(shù)切口長，肌肉損傷大，術(shù)后并發(fā)癥多，患者恢復(fù)較慢，生活質(zhì)量差，而微創(chuàng)手術(shù)通過減少手術(shù)創(chuàng)傷，不僅達(dá)到了美觀的效果，還具有減輕切口疼痛，下降并發(fā)癥發(fā)生率，加速術(shù)后病愈等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（national comprehensive cancer network，NCCN）指南，若患者無手術(shù)禁忌證，不違反腫瘤學(xué)原則，推薦微創(chuàng)手術(shù)[8]，微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)被確立為治療肺癌的金標(biāo)準(zhǔn)[9]。微創(chuàng)手術(shù)分電視胸腔鏡輔助胸外科（video assisted thoracic surgery，VATS）和機(jī)器人輔助胸外科（robotic-assisted thoracic surgery，RATS）兩種，VATS醫(yī)治肺癌的肺葉切除術(shù)于1992年初次提出，并在世界范圍內(nèi)被寬泛采納。2006年，NCCN將VATS作為醫(yī)治初期肺癌的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式[10]。隨著VATS應(yīng)用的普及，其視野呈二維平面，操作器械無活動關(guān)節(jié)等缺點(diǎn)，在一定程度增加了手術(shù)難度及風(fēng)險(xiǎn)。研究顯示[11-13]，RATS的應(yīng)用較VATS更具優(yōu)勢，但目前仍存在爭議，本文從機(jī)器人優(yōu)勢、爭議點(diǎn)、圍手術(shù)期效果等方面進(jìn)行闡述，旨在為改技術(shù)的臨床應(yīng)用提供參考。

1達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展歷程和使用情況

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)于2000年被美國食品和藥物管理局（FDA）準(zhǔn)許應(yīng)用于臨床，2002年時，Melfi FM等報(bào)導(dǎo)了全世界首例機(jī)器人輔助肺切除術(shù)，因其操作精細(xì)微創(chuàng)，很快應(yīng)用于泌尿外科（如前列腺切除術(shù)），婦科（如子宮切除術(shù)），胃腸外科（如結(jié)直腸手術(shù)，疝修補(bǔ)術(shù)），肝膽外科（如膽囊切除術(shù)），心胸外科手術(shù)（如二尖瓣修復(fù)，胸外科）等外殼領(lǐng)域[14，15]。我國于2006年引入機(jī)器人系統(tǒng)并應(yīng)用于心臟外科，于2009年在上海胸科醫(yī)院完成中國首例機(jī)器人輔助肺切除術(shù)[16]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2011～2015年，美國開放肺葉切除術(shù)減少了11.5%，VATS肺葉切除術(shù)增加了1.5%，機(jī)器人肺葉切除術(shù)增加了10%，同期，全世界使用機(jī)器人輔助肺葉切除術(shù)的醫(yī)療中心增加了90%[17，18]。至2017年7月，我國內(nèi)地共有66臺達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)，香港擁有11臺，總計(jì)77臺[19]。到2018年年底時，全球已有66個國家在使用達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)，共安裝4814臺，其中美國擁有3110臺，我國擁有81臺[20]，安裝和使用數(shù)量都逐年增加。

2達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢

達(dá)芬奇機(jī)器人體系主要由3個部分構(gòu)成：成像系統(tǒng)、醫(yī)師控制臺和床旁機(jī)械手臂系統(tǒng)。三維高分辨率成像加上10倍以上的視野放大效果，使術(shù)者更精確感知各種組織在空間的位置和深淺，極大加強(qiáng)了術(shù)者手眼協(xié)調(diào)性和手術(shù)安全感。醫(yī)師控制臺的設(shè)計(jì)無需術(shù)者手術(shù)臺，只需坐在控制臺前進(jìn)行各種操作，避免了像傳統(tǒng)手術(shù)中長時間站立導(dǎo)致的大量體力和精力消耗的發(fā)生;手術(shù)過程中只需術(shù)者1人，無需助手的配合，從而不會因各種配合不洽導(dǎo)致的副損傷增加。機(jī)器仿真手臂系統(tǒng)，克服了人手腕關(guān)節(jié)僅有的5個自由活動范圍局限，具有進(jìn)出、外收展、內(nèi)收展、外屈伸、內(nèi)屈伸、旋轉(zhuǎn)、抓持等7個活動度[21]，使得操作者可以在狹小的空間進(jìn)行縫合、結(jié)扎、切割等多種精細(xì)操作。此外，機(jī)器人系統(tǒng)還具有濾除人手自然顫動和按比例（5∶1或3∶1）縮減術(shù)者動作幅度的功能，極大提高了手術(shù)的穩(wěn)定性和安全性。

3達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的爭議

3.1成本和手術(shù)費(fèi)用高 ?RATS的高昂成本一直是主要的爭論點(diǎn)，據(jù)報(bào)道[22]，達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)售價(jià)在150～250萬美元，每年服務(wù)費(fèi)在10～17萬美元，此外，該系統(tǒng)的一次性儀器和附件每個程序要額外花費(fèi)700～3200美元。王述民教授也談到[23]，國內(nèi)每臺機(jī)器售價(jià)約2000萬，維修費(fèi)約150萬/年。對醫(yī)療機(jī)構(gòu)來說，是一筆巨大的開銷，也是影響機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)在全國醫(yī)療中心開展的一個重要原因。成本的增加必然導(dǎo)致高昂的手術(shù)費(fèi)用，胡英杰等[24]統(tǒng)計(jì)了2014～2015年所在醫(yī)院機(jī)器人和胸腔鏡輔助肺切除手術(shù)費(fèi)用的情況，RATS vs VATS（3.8萬 vs 1.9萬），而杜寧彬等[25]統(tǒng)計(jì)所在醫(yī)院2016～2017年兩者手術(shù)費(fèi)用情況為，RATS vs VATS（9.76萬 vs 6.34萬）。此外，機(jī)器人手術(shù)費(fèi)用未納入醫(yī)保范圍，多數(shù)患者難以承擔(dān)，但也有學(xué)者認(rèn)為RATS較高的成本能通過改善患者預(yù)后和由此帶來的社會經(jīng)濟(jì)效益的潛力所抵消[26]，因此該技術(shù)的應(yīng)用目前仍存在爭議。

3.2手術(shù)時間長 ?手術(shù)時間較長是除成本之外的另一爭議點(diǎn)[27]，手術(shù)時間可獨(dú)立地增加感染并發(fā)癥的可能性及延長住院時間[28]。朱泳樵[29]、韓露[30]等的研究顯示，RATS較VATS手術(shù)時間更長，可能與手術(shù)時間計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一或術(shù)者經(jīng)驗(yàn)不同有關(guān)，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)曲線在20例左右[31]，在學(xué)習(xí)曲線的陡峭階段，手術(shù)時間明顯偏長。而手術(shù)室時間（包括術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后），與成本和預(yù)后存在一定的關(guān)系[32]，也可通過制定一個系統(tǒng)的計(jì)劃，確定計(jì)劃中每個步驟所需的時間以及優(yōu)化洞孔（port）位置等方式來縮短手術(shù)室總時間。

4達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的圍手術(shù)期效果

4.1淋巴結(jié)清掃情況 ?淋巴結(jié)掃除是初期肺癌根治術(shù)的基礎(chǔ)，是評估達(dá)芬奇機(jī)器人在肺癌手術(shù)中可行性的一個關(guān)鍵指標(biāo)。歐洲胸科醫(yī)師協(xié)會（ESTS）發(fā)布的一份指南[33]指出，無論采用何種手術(shù)方式，都應(yīng)對可切除的非小細(xì)胞肺癌進(jìn)行系統(tǒng)的淋巴結(jié)清掃。一方面，徹底清掃淋巴結(jié)可降低腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移率，改善預(yù)后[34];另一方面，徹底清掃縱膈和肺門淋巴結(jié)可以明確病理分期，這影響著后續(xù)輔助化療方案的選擇。有研究指出，適當(dāng)?shù)妮o助治療可以帶來8.6%至15%的生存收益[35，36]。部分文獻(xiàn)報(bào)道RATS和VATS在淋巴結(jié)清掃方面是沒有差異的[37，38]，但更多數(shù)的研究卻證明機(jī)器人更具優(yōu)勢[25，30，39-42]。

4.2中轉(zhuǎn)開胸率和術(shù)后并發(fā)癥情況 ?血管破裂、淋巴結(jié)阻礙是中轉(zhuǎn)開胸最常見的原因[43]，達(dá)芬奇機(jī)器人在淋巴結(jié)清掃上雖有一定優(yōu)勢，但因?yàn)槠淙狈τ|覺反饋系統(tǒng)，不能感知血管張力的變化，易造成血管破裂出血。但Li JT 等[37]、Demir A等[44]、Mahieu J等[45]、Yang HX等[46]的研究指出，中轉(zhuǎn)開胸率和術(shù)后并發(fā)癥（包括肺部、心血管等并發(fā)癥）在RATS和VATS之間并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明機(jī)器人手術(shù)具有足夠的安全性。術(shù)者總能善用各種技巧來克服新技術(shù)的某些弊端，Kim MP等[47]就報(bào)道，在機(jī)器人系統(tǒng)上安置血管吻合器后，中轉(zhuǎn)開胸的比例就從18.6%降到了4.7%。中轉(zhuǎn)開胸和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生會影響總費(fèi)用，而機(jī)器人系統(tǒng)本身具有微創(chuàng)、靈活、精細(xì)的優(yōu)點(diǎn)，隨著手術(shù)技巧和器械的不斷改進(jìn)，將會有更好的安全性能，通過改善患者術(shù)后生活質(zhì)量來彌補(bǔ)前期的高額成本。

4.3術(shù)中出血量、術(shù)后第1天引流量情況 ?這兩項(xiàng)指標(biāo)一定程度上反應(yīng)了機(jī)器人手術(shù)的安全性和微創(chuàng)程度，對肺組織、血管、胸膜等的刺激越小，出血量和術(shù)后第1天引流量也就越少。有研究顯示[48]，術(shù)后第1引流量大于265 ml時，肺部并發(fā)癥發(fā)生機(jī)率將明顯增加。另有研究顯示RATS術(shù)中出血量、術(shù)后第1天引流量更少[19，30，39，41，42，49]，因此仍有待進(jìn)一步研究。

5總結(jié)及展望

達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的外科機(jī)器系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)的初衷是能以更微創(chuàng)的方式完成各種復(fù)雜手術(shù)。該系統(tǒng)雖然節(jié)省了人力成本，改變了外科醫(yī)生洗手上臺的手術(shù)模式，但成本高、手術(shù)時間長是它目前最主要的爭議點(diǎn)。機(jī)器人手術(shù)和胸腔鏡手術(shù)在中轉(zhuǎn)開胸率和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率相似，但機(jī)器人組在淋巴結(jié)清掃、術(shù)中出血量和術(shù)后第1天引流量的比較上更具優(yōu)勢，故認(rèn)為機(jī)器人手術(shù)可以改善預(yù)后，而且這將隨著術(shù)者熟練度的增加而進(jìn)一步改善。

達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)擁有很大的發(fā)展?jié)摿?，但仍需要進(jìn)一步完善。機(jī)器人手術(shù)的術(shù)式有待規(guī)范，比如器械洞口的選擇尚有很多討論，需要完善并建立一套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以減少手術(shù)時間和改善術(shù)后結(jié)果;機(jī)械手臂孔體表直徑在8～10 mm，期待未來進(jìn)一步將機(jī)械手臂微型化，實(shí)現(xiàn)單孔操作，并安裝觸覺反饋系統(tǒng)，使其可以真正感知溫度、壓力，從而提高手術(shù)安全、微創(chuàng)性能，并且有利于患者術(shù)后心理健康的改善和長期生活質(zhì)量的提高。因達(dá)芬奇機(jī)器系統(tǒng)由美國生產(chǎn)，成本及維修費(fèi)用均較高，在國內(nèi)的普及受到很大限制，因此需要創(chuàng)建更多的機(jī)器人培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，以期實(shí)現(xiàn)機(jī)器人國產(chǎn)化，更好地發(fā)展機(jī)器人技術(shù)，使更多患者受益。

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收稿日期：2020-08-11;修回日期：2020-08-24

編輯/肖婷婷