引用本文: 韩彩文, 田宏伟, 杜斌斌, 王涛, 胡东平, 郭天康, 蔡辉, 杨熊飞. 机器人辅助技术在普外科的应用现状和前景展望. 中国普外基础与临床杂志, 2020, 27(12): 1598-1603. doi: 10.7507/1007-9424.202004044 复制
自从 Mouret 医生和他的团队于 1987 年在法国成功完成第 1 台腹腔镜胆囊切除术后,微创手术就引起了人们广泛的关注[1]。此后,许多外科领域倾向于用微创手术慢慢取代传统的开腹手术。当今外科领域,微创手术已经成为外科学发展的必然趋势。经历 20 多年的发展,腹腔镜手术深受外科医生和患者的喜爱,是许多手术疾病的首选术式。但是由于人体复杂的解剖结构和腹腔镜手术本身固有的一些不足,如腹腔镜的镜头不稳定、二维视野、手术器械僵硬、自由度小,一些高难度的手术因此变得操作困难,这在一定程度上限制了微创技术的进一步发展[2]。为了克服腹腔镜手术的一些缺陷,机器人手术被引入微创领域。经过不断的革新换代,机器人手术的应用从最初的神经外科和心脏外科普及到各外科领域,尤其在普通外科,其涉及的手术种类较多,应用也较为广泛。笔者现就机器人技术在普外科中常行的手术作一综述。
1 机器人手术的发展简史
机器人手术的问世开启了微创手术的新篇章,被誉为外科手术的第 3 次“工业革命”。第 1 代机器人手术系统是由美国的 Computer Motion 公司研发的伊索内窥镜定位系统(AESOP);此后,该公司继续研发出宙斯遥控机器人手术装置(ZEUS system)。在 AESOP 和 ZEUS 的研究基础上,美国的 Intuitive Surgical 公司在 1999 年研发出了达芬奇机器人手术系统(DVSS),该系统是目前最先进、应用最广泛的第 3 代机器人手术系统。经历不断的更新换代,AESOP 系统、ZEUS 系统以及第 1 代达芬奇机器人手术系统已被淘汰,目前临床中应用较广泛的是第 3 及第 4 代达芬奇机器人手术系统。达芬奇手术机器人系统缓解了外科医生的疲劳,并提供了高清的手术视野、灵活、稳定且精确的操作。紧跟时代发展,我国也加紧了对外科机器人手术系统的研究,目前我国自主研发的“妙手”机器人手术系统已完成Ⅰ期临床试验并取得了良好的进展,实现了国内微创技术的一次大飞跃。
2 机器人辅助技术在普外科手术中的应用概况
2.1 机器人技术在肝胆胰手术中的应用
2.1.1 胆囊切除术
腹腔镜胆囊切除术在临床中应用最早,目前是治疗良性胆囊疾病的标准术式,但至今仍有不少胆汁漏、血管损伤等并发症发生。国内有研究[3]报道,胆道并发症的发生率在腹腔镜胆囊切除术中占 0.5%~1%。其原因可能是一些患者炎症较重或者胆囊的解剖结构异常,行腹腔镜胆囊切除术时由于二维视野难以辨认胆囊管、胆总管和一些血管的关系,从而造成血管和胆管的误伤[4]。而在机器人手术的三维视野下能够清晰地显示胆管和血管的走行,充分弥补了腹腔镜手术的不足,从而降低了胆管和血管的损伤。最新的一项大样本(机器人组 106 例,腹腔镜组 1 060 例)倾向匹配分析的研究[5]表明:相比传统腹腔镜手术,机器人辅助胆囊切除术的手术时间较长 [185 min(175~195 min)比 160 min(135~175 min),P<0.001]、住院总费用更高 [$ 6 611($ 5 484~$ 8 098)比 $ 4 930($ 4 051~$ 6 865),P<0.001],但是术后住院时间 [(0.1±0.7)d 比(0.8±1.9)d,P<0.001] 和 90 d 再入院率(0 比 4.1%,P=0.035)低。此外,有随机对照研究[6-7]表明:机器人胆囊切除术具有与腹腔镜类似的安全性和疗效。但是考虑到机器人手术昂贵的费用,对于良性胆囊疾病,目前的研究证据更支持首选腹腔镜胆囊切除术。此外,部分随机对照研究和观察性研究表明:对于一些萎缩性胆囊炎、胆囊颈部或胆管结石嵌顿、胆囊胆管内瘘、胆囊三角组织致密纤维化粘连、胆囊三角脂肪组织堆积合并粘连及再次或多次手术的患者,选择机器人辅助胆囊切除术具有一定的优势[6-10]。良性胆囊疾病在全球发病率逐年增高,我国更是胆囊结石和胆囊息肉的高发国家,值得期待的是,我国自主研发的“妙手”机器人手术系统在胆囊切除术中的使用取得良好的效果,费用较达芬奇机器人手术系统降低了很多,这将是广大胆囊疾病患者的福音[9-11]。
2.1.2 肝部分切除术
腹腔镜肝切除术经历 10 余年的发展后,Giulianotti 等[12]在 2003 年报道了第 1 台机器人辅助腹腔镜肝切除术。机器人手术系统在肝脏切除术中具有如下优势:① 三维高清视野下较腹腔镜更容易游离肝周韧带;② 灵活的内腕操作臂使得肝门周围的解剖变得容易;③ 肝脏血供极其丰富,很容易术中出血,而机器人能灵活且迅速地对断面肝进行缝合,保证清晰的手术视野;④ 对于肿瘤较大、耗时较长的肝脏手术,机器人可以降低术者的疲劳从而保证手术的安全性。大量研究[13-15]已经证明了机器人肝切除术的安全性和有效性,然而,目前还没有数据表明机器人辅助手术在减少失血量、减轻术后疼痛、降低并发症及改善肿瘤预后等方面较腹腔镜手术更好。Kim 等[16]的研究表明,相比腹腔镜手术,机器人肝切除术的手术时间长(404 min 比 246 min),术中失血量多(225 mL 比 150 mL),住院总费用高($ 8 183 比 $ 5 190),在其余结局指标和远期生存率方面其差异无统计学意义。此外,Fruscione 等[17]的研究表明,相比腹腔镜手术,行机器人辅助肝大部分切除术的患者术后入 ICU 的比例(43.9% 比 61.2%,P=0.043)和 90 d 内再入院率均较低(7.0% 比 28.5%,P=0.001),尤其是在 65 岁以上的老年患者中更具优势。综上所述,机器人手术在肝切除术中的应用仍存争议,其原因可能是机器人技术在肝切除术中的应用时间相对较短及肝脏手术难度较大,机器人手术系统未能体现出明显的优势,其优势仍需进一步的研究论证。
2.1.3 胰体尾切除术
胰腺位于腹膜后,周围血管丰富,暴露术野较为困难,机器人辅助技术在胰腺手术中的开展相对较少,其中以胰体尾切除术居多。正是由于胰腺的位置特殊,机器人手术系统的引入发挥了一定的优势,许多研究[18-20]证实了机器人胰体尾切除术的疗效和安全性。此外,一些研究[21-22]表明,机器人在保留脾脏的胰体尾切除术中优势明显,不仅增加了脾脏保存率,还增加了脾血管的保存率。相比腹腔镜,机器人手术系统使得胰管-空肠吻合、胆肠吻合等变得容易,目前,机器人胰体尾切除术已经普遍开展,且机器人手术在胰十二指肠切除术和胰腺中段切除术中的应用也逐渐增多。中国人民解放军总医院刘荣教授和他的团队目前已完成达芬奇机器人肝胆胰外科手术 3 000 余例,其中胰十二指肠切除术 800 余例,无论是手术量还是手术经验等方面均领先世界水平,他和团队的研究结果[23-25]表明,机器人手术是微创外科发展的大趋势,逐渐会替代传统的开腹和腔镜手术。
2.2 机器人技术在胃肠手术中的应用
2.2.1 Nissen 胃底折叠术
腹腔镜 Nissen 胃底折叠术在临床中应用较为广泛,是目前治疗胃食管反流病的常用术式,但近年来也面临一些挑战,如对胃和食管复杂解剖结构的暴露、胃底折叠的形成和胃壁浆肌层的缝合,这些操作都需要灵活、稳定、精确地进行。Morino 等[26]的研究表明:相比传统腹腔镜手术,机器人 Nissen 胃底折叠术的手术时间长(131.3 min 比 91.1 min,P<0.001),住院总费用高(€ 3 157 比 € 1 527,P<0.001),而在并发症、中转率、住院时间等方面差异均无统计学意义。Schmitz 等[27]和 Tolboom 等[28]的研究指出,对合并食管裂孔疝的胃食管反流患者行机器人 Nissen 胃底折叠术能有效降低术后胃酸反流和食管裂孔疝的复发,但目前缺乏随机对照研究的证明。总之,机器人 Nissen 胃底折叠术在临床中的应用是安全可靠的,为胃食管反流的患者提供了一种新的治疗选择,但其远期疗效和优势亟需更多的随机对照研究来验证。
2.2.2 胃旁路手术
减肥手术已被认为是治疗原发性肥胖症最有效的措施,可以缓解一些因肥胖相关的并发疾病如糖尿病、高血压、阻塞性睡眠呼吸暂停、高血脂等[29]。Roux-en-Y 胃旁路术(Roux-en-Y gastric bypass,RYGB)是临床中采用最多的代谢手术方式,其中腹腔镜 RYGB 的应用更为广泛。然而腹腔镜 RYGB 的术中和术后并发症的发生率均高于原始的减肥手术,使得其面临一些新的挑战[30-32]。有研究[33]报道机器人 RYGB 因其具有三维视野、操作更精确和灵活从而降低了患者术后并发症的发生。此外,Senellart 等[34]的研究指出,对于 BMI 较高或肝左叶肥大的患者,机器人 RYGB 较腹腔镜 RYGB 有明显的优势。有随机对照研究[35-36]表明,机器人 RYGB 和腹腔镜 RYGB 具有相似的安全的有效性和安全性,二者在并发症、术中出血量、中转率、术后住院时间和 90 d 再入院率方面的差异无统计学意义;最新的 1 篇系统评价同样证明了此结论[37]。因此,机器人 RYGB 的优势和远期疗效仍需将来大样本、高质量的随机对照研究去论证。
2.2.3 胃癌根治术
腹腔镜胃癌根治术在胃肠外科中的应用较广泛并取得了很好的临床疗效。然而,在临床中许多胃癌患者以中晚期较多,此类患者行手术治疗的标准是 R0 胃切除外加扩大的 D2 淋巴结的清扫,而腹腔镜手术的一些固有局限使其在淋巴结的清扫中存在不足。有研究[38]报道机器人手术系统因其高清的三维视野,可以清晰暴露胃周围的小血管及细小的解剖结构,加上灵活的内腕辅助从而降低了淋巴结清扫的难度,达到标准的 D2 淋巴结的清扫。Sun 等[39]的研究表明:相比腹腔镜胃癌根治术,机器人辅助胃癌根治术的手术时间较长[(333.1±61.4)min 比(290.6±39.0)min,P=0.001],术中失血量少 [(62.4±41.2)mL 比(77.7±32.3)mL,P=0.005],虽然淋巴结清扫总数量在机器人手术组较少 [(30.3±10.2)枚 比(37.4±13.7)枚,P=0.008],然而机器人手术组清扫的第 9 组淋巴结数量较腹腔镜手术组多 [(3.4±2.1)枚 比(2.5±1.6)枚,P=0.039]。在一项大样本倾向评分匹配后的研究中,Wang 等[40]对机器人胃癌根治术的安全性进行重点分析后表明:机器人组患者术后的总体并发症(18.8% 比 24.5%)和严重并发症(8.9% 比 17.5%)的发生率均低于腹腔镜组,差异有统计学意义。此外,Kim 等[41]专门对机器人手术系统在淋巴结清扫方面的优势进行对比后发现,机器人手术组清扫的第 2 站淋巴结(16.3 枚比 13.2 枚)和脾动脉周围淋巴结(2.9 枚比 2.2 枚)数量均比腹腔镜组多,差异有统计学意义。最新的一些随机对照研究和荟萃分析同样表明机器人辅助手术在胃癌根治术中的短期优势,然而在中远期疗效方面目前报道的研究较少。Nakauchi 等[42]对 521 例行胃癌根治术的患者(机器人组 84 例,腹腔镜组 437 例)进行 3 年的随访后发现,机器人组的 3 年总生存率(86.9% 比 88.8%)和 3 年无复发生存率(86.9% 比 86.3%)与腹腔镜组相似,差异无统计学意义。Son 等[43]对 109 例行保留脾脏的全胃切除的胃癌患者(机器人组 51 例,腹腔镜组 58 例)进行 5 年的随访后发现,机器人组的 5 年总生存率(89.5% 比 91.1%)和 5 年无复发生存率(90.2% 比 91.2%)与腹腔镜组的差异无统计学意义。尽管目前的证据表明机器人在胃癌根治术中的远期疗效与腹腔镜手术类似,但是其在围手术期的疗效已经体现出一定的优势,并且在脾门和胰腺上方区域的淋巴结清扫中具有独特优势,在进展期胃癌的治疗领域中具有潜在的价值,值得临床进一步推广和应用。
2.2.4 结直肠癌根治术
相比其他普外科手术,机器人辅助技术在结直肠癌根治术中的优势更为突出,主要体现在对一些复杂部位肠系膜的分离、盆腔中组织和神经的解剖及吻合口的缝合方面。目前的一些研究[44-46]表明,机器人手术在结肠癌手术中的疗效和腹腔镜手术类似。Scotton 等[47]的研究报道机器人技术在右半结肠癌术中的缝合技术较腹腔镜有优势。最近一项只纳入了随机对照研究的 meta 分析[48]表明,相比腹腔镜直肠癌根治术,机器人直肠癌手术的手术时间较长、住院总费用较高,但是其中转率低,肿瘤距远端切缘的距离长,术后肠功能恢复快,住院时间短,性功能障碍的发生率较低,在围手术期死亡率、术后并发症、淋巴结清扫数量等方面目前没有明显差异。机器人辅助系统在直肠癌手术中的最大优势就是在狭窄的盆腔中能灵活、稳定地操作,并且在高清的术野中较好地显露神经和血管,一定程度上降低了中转开腹率和泌尿系的并发症发生率。Wang 等[49]对机器人与腹腔镜直肠癌术后男性患者的泌尿系功能和性功能做了详细评价,研究表明机器人直肠癌手术后患者的国际前列腺症状总评分(IPSS;6.79 比 9.66,P=0.037)及勃起功能障碍发生率(62.7% 比 37.3%,P=0.013)明显低于腹腔镜手术,差异有统计学意义。此外,Yamaguchi 等[50]的研究表明,机器人在直肠癌侧方淋巴结清扫方面具有潜在优势。关于机器人手术在直肠癌中的远期疗效目前的证据尚未体现出明显优势,仍需将来高质量的研究来进一步论证。
2.3 机器人辅助技术在甲状腺手术中的应用
近年来,腔镜甲状腺手术在减轻患者术后疼痛、减少术中出血的基础上起到了良好的美容效果,是一种安全、可行的手术方法[51]。但腔镜手术因具有二维平面、图像易失真、器械缺乏精确与灵活性等缺点,在颈部狭小的空间里的应用受到一定的局限[52]。而机器人手术系统可以做到“小空间大作为”,在一定程度上弥补了腔镜技术的不足。2007 年,机器人辅助技术首次应用于甲状腺手术,虽然其在甲状腺外科的应用较晚,但整合了传统手术与腔镜手术的优势,不仅避免了患者颈部永久性瘢痕,还克服了腔镜手术的技术局限性,高度保证了甲状腺手术的精准度和安全性,深受许多外科医生和患者的喜爱[53]。在一项大样本倾向评分匹配后的研究中,Kim 等[54]对机器人辅助甲状腺手术的疗效和安全性与腔镜甲状腺手术做了对比后表明:机器人甲状腺手术的手术时间(184.9 min 比 128.9 min,P<0.001)长于腔镜甲状腺手术,但术中获得的中央淋巴结数量明显多于腔镜甲状腺手术(5.3 枚比 4.4 枚,P=0.003)。Lang 等[55]的研究表明:机器人甲状腺手术短暂性喉返神经损伤的发生率(2.6% 比 3.3%,P=0.035)比腔镜甲状腺手术低,住院时间(3.4 d 比 3.5 d,P=0.030)短。但机器人手术组的术后引流液(185.8 mL 比 173.3 mL,P=0.019)更多。此外,多项研究[56-58]证实了机器人手术治疗晚期甲状腺癌伴侧颈淋巴结转移、Graves 病等的可行性、安全性。机器人甲状腺手术的切口隐蔽,其美容效果有助于减轻患者术后的心理负担,同时在淋巴结探查、学习曲线等方面优于传统的腔镜手术。相信随着手术医生经验的积累和机器人手术系统设备的革新,机器人甲状腺手术的适应证会逐渐扩大,会在甲状腺外科中得到更广泛的应用与发展。
3 机器人手术的优势及面临的挑战
机器人手术的出现克服了腹腔镜手术的一些固有不足,主要体现在以下几方面:① 三维视野,可以将手术视野放大 10~15 倍;② 器械臂操作起来稳定且灵活,良好地过滤了人手的颤抖,从而保证了手术的精确性;③ 减轻了主刀医师的疲劳,减少了助手的使用,节约医疗资源;④ 可以进行远程手术,对难度较高的手术可以提前预约专家帮忙,降低了中转率且能保证手术的安全性。然而,机器人手术也面临一些挑战:首先,机器人手术系统需要占用安装时间导致手术时间相对较长,但 Bokhari 等[59]指出,随着外科医生经验与技术的累及和机器人学习曲线的缩短,机器人手术的时间会明显减少。此外,机器人手术系统缺乏力反馈,就算是技术水平高的医生也只是通过观察判断器械臂对组织的牵拉力度,稍有不慎会造成组织的撕裂或损伤。Montlouis-Calixte 等[60]的研究表明,新研发的 Senhance 机器人手术系统有触觉反馈,是目前唯一接近人手感知系统的设备。相信随着技术的进步,机器人系统缺乏触觉反馈的缺点终将被克服。机器人手术系统面临的最大挑战当属高昂的手术费用,这是阻碍机器人手术广泛普及的最主要原因,目前形势下只有各国加强医疗设备的创新能力,尽早生产出自己的机器人手术系统,降低其成本并将手术费用适当纳入医疗保险的报销范围内,才能让更多患者有能力去选择并广泛应用。
4 机器人手术的应用前景和展望
目前,机器人手术系统广泛用于各个外科系统,将微创手术引入全新的一个领域,这将是外科手术的发展的终极目标和必然趋势。笔者通过对机器人在普外科中应用的相关文献进行综述后不难发现,机器人手术系统在各个手术中的安全性和有效性基本达到甚至超越了腹腔镜技术,最大的缺陷就是手术费用高,现在各国都加快了国产机器人的研发进度,我国的国产“妙手”机器人手术系统已成功完成了 I 期临床试验并取得了良好的临床效果,相信其他大多数国家都会拥有自己的机器人手术系统,从根源上降低机器人手术昂贵的费用,未来的机器人手术系统将大范围实现远程的精准操作,一定能在各国广泛使用并造福患者。
重要声明
利益冲突申明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策申明,我们没有相互竞争的利益。
作者贡献申明:田宏伟和蔡辉主要负责文章的选题与文章内容的审阅;杜斌斌、王涛和胡东平主要参与文献检索及提供撰写思路;杨熊飞和郭天康对文章的初稿进行修改及对审稿意见进行审核、校验、指导修改;韩彩文主要负责文章的撰写及最终的修稿。
自从 Mouret 医生和他的团队于 1987 年在法国成功完成第 1 台腹腔镜胆囊切除术后,微创手术就引起了人们广泛的关注[1]。此后,许多外科领域倾向于用微创手术慢慢取代传统的开腹手术。当今外科领域,微创手术已经成为外科学发展的必然趋势。经历 20 多年的发展,腹腔镜手术深受外科医生和患者的喜爱,是许多手术疾病的首选术式。但是由于人体复杂的解剖结构和腹腔镜手术本身固有的一些不足,如腹腔镜的镜头不稳定、二维视野、手术器械僵硬、自由度小,一些高难度的手术因此变得操作困难,这在一定程度上限制了微创技术的进一步发展[2]。为了克服腹腔镜手术的一些缺陷,机器人手术被引入微创领域。经过不断的革新换代,机器人手术的应用从最初的神经外科和心脏外科普及到各外科领域,尤其在普通外科,其涉及的手术种类较多,应用也较为广泛。笔者现就机器人技术在普外科中常行的手术作一综述。
1 机器人手术的发展简史
机器人手术的问世开启了微创手术的新篇章,被誉为外科手术的第 3 次“工业革命”。第 1 代机器人手术系统是由美国的 Computer Motion 公司研发的伊索内窥镜定位系统(AESOP);此后,该公司继续研发出宙斯遥控机器人手术装置(ZEUS system)。在 AESOP 和 ZEUS 的研究基础上,美国的 Intuitive Surgical 公司在 1999 年研发出了达芬奇机器人手术系统(DVSS),该系统是目前最先进、应用最广泛的第 3 代机器人手术系统。经历不断的更新换代,AESOP 系统、ZEUS 系统以及第 1 代达芬奇机器人手术系统已被淘汰,目前临床中应用较广泛的是第 3 及第 4 代达芬奇机器人手术系统。达芬奇手术机器人系统缓解了外科医生的疲劳,并提供了高清的手术视野、灵活、稳定且精确的操作。紧跟时代发展,我国也加紧了对外科机器人手术系统的研究,目前我国自主研发的“妙手”机器人手术系统已完成Ⅰ期临床试验并取得了良好的进展,实现了国内微创技术的一次大飞跃。
2 机器人辅助技术在普外科手术中的应用概况
2.1 机器人技术在肝胆胰手术中的应用
2.1.1 胆囊切除术
腹腔镜胆囊切除术在临床中应用最早,目前是治疗良性胆囊疾病的标准术式,但至今仍有不少胆汁漏、血管损伤等并发症发生。国内有研究[3]报道,胆道并发症的发生率在腹腔镜胆囊切除术中占 0.5%~1%。其原因可能是一些患者炎症较重或者胆囊的解剖结构异常,行腹腔镜胆囊切除术时由于二维视野难以辨认胆囊管、胆总管和一些血管的关系,从而造成血管和胆管的误伤[4]。而在机器人手术的三维视野下能够清晰地显示胆管和血管的走行,充分弥补了腹腔镜手术的不足,从而降低了胆管和血管的损伤。最新的一项大样本(机器人组 106 例,腹腔镜组 1 060 例)倾向匹配分析的研究[5]表明:相比传统腹腔镜手术,机器人辅助胆囊切除术的手术时间较长 [185 min(175~195 min)比 160 min(135~175 min),P<0.001]、住院总费用更高 [$ 6 611($ 5 484~$ 8 098)比 $ 4 930($ 4 051~$ 6 865),P<0.001],但是术后住院时间 [(0.1±0.7)d 比(0.8±1.9)d,P<0.001] 和 90 d 再入院率(0 比 4.1%,P=0.035)低。此外,有随机对照研究[6-7]表明:机器人胆囊切除术具有与腹腔镜类似的安全性和疗效。但是考虑到机器人手术昂贵的费用,对于良性胆囊疾病,目前的研究证据更支持首选腹腔镜胆囊切除术。此外,部分随机对照研究和观察性研究表明:对于一些萎缩性胆囊炎、胆囊颈部或胆管结石嵌顿、胆囊胆管内瘘、胆囊三角组织致密纤维化粘连、胆囊三角脂肪组织堆积合并粘连及再次或多次手术的患者,选择机器人辅助胆囊切除术具有一定的优势[6-10]。良性胆囊疾病在全球发病率逐年增高,我国更是胆囊结石和胆囊息肉的高发国家,值得期待的是,我国自主研发的“妙手”机器人手术系统在胆囊切除术中的使用取得良好的效果,费用较达芬奇机器人手术系统降低了很多,这将是广大胆囊疾病患者的福音[9-11]。
2.1.2 肝部分切除术
腹腔镜肝切除术经历 10 余年的发展后,Giulianotti 等[12]在 2003 年报道了第 1 台机器人辅助腹腔镜肝切除术。机器人手术系统在肝脏切除术中具有如下优势:① 三维高清视野下较腹腔镜更容易游离肝周韧带;② 灵活的内腕操作臂使得肝门周围的解剖变得容易;③ 肝脏血供极其丰富,很容易术中出血,而机器人能灵活且迅速地对断面肝进行缝合,保证清晰的手术视野;④ 对于肿瘤较大、耗时较长的肝脏手术,机器人可以降低术者的疲劳从而保证手术的安全性。大量研究[13-15]已经证明了机器人肝切除术的安全性和有效性,然而,目前还没有数据表明机器人辅助手术在减少失血量、减轻术后疼痛、降低并发症及改善肿瘤预后等方面较腹腔镜手术更好。Kim 等[16]的研究表明,相比腹腔镜手术,机器人肝切除术的手术时间长(404 min 比 246 min),术中失血量多(225 mL 比 150 mL),住院总费用高($ 8 183 比 $ 5 190),在其余结局指标和远期生存率方面其差异无统计学意义。此外,Fruscione 等[17]的研究表明,相比腹腔镜手术,行机器人辅助肝大部分切除术的患者术后入 ICU 的比例(43.9% 比 61.2%,P=0.043)和 90 d 内再入院率均较低(7.0% 比 28.5%,P=0.001),尤其是在 65 岁以上的老年患者中更具优势。综上所述,机器人手术在肝切除术中的应用仍存争议,其原因可能是机器人技术在肝切除术中的应用时间相对较短及肝脏手术难度较大,机器人手术系统未能体现出明显的优势,其优势仍需进一步的研究论证。
2.1.3 胰体尾切除术
胰腺位于腹膜后,周围血管丰富,暴露术野较为困难,机器人辅助技术在胰腺手术中的开展相对较少,其中以胰体尾切除术居多。正是由于胰腺的位置特殊,机器人手术系统的引入发挥了一定的优势,许多研究[18-20]证实了机器人胰体尾切除术的疗效和安全性。此外,一些研究[21-22]表明,机器人在保留脾脏的胰体尾切除术中优势明显,不仅增加了脾脏保存率,还增加了脾血管的保存率。相比腹腔镜,机器人手术系统使得胰管-空肠吻合、胆肠吻合等变得容易,目前,机器人胰体尾切除术已经普遍开展,且机器人手术在胰十二指肠切除术和胰腺中段切除术中的应用也逐渐增多。中国人民解放军总医院刘荣教授和他的团队目前已完成达芬奇机器人肝胆胰外科手术 3 000 余例,其中胰十二指肠切除术 800 余例,无论是手术量还是手术经验等方面均领先世界水平,他和团队的研究结果[23-25]表明,机器人手术是微创外科发展的大趋势,逐渐会替代传统的开腹和腔镜手术。
2.2 机器人技术在胃肠手术中的应用
2.2.1 Nissen 胃底折叠术
腹腔镜 Nissen 胃底折叠术在临床中应用较为广泛,是目前治疗胃食管反流病的常用术式,但近年来也面临一些挑战,如对胃和食管复杂解剖结构的暴露、胃底折叠的形成和胃壁浆肌层的缝合,这些操作都需要灵活、稳定、精确地进行。Morino 等[26]的研究表明:相比传统腹腔镜手术,机器人 Nissen 胃底折叠术的手术时间长(131.3 min 比 91.1 min,P<0.001),住院总费用高(€ 3 157 比 € 1 527,P<0.001),而在并发症、中转率、住院时间等方面差异均无统计学意义。Schmitz 等[27]和 Tolboom 等[28]的研究指出,对合并食管裂孔疝的胃食管反流患者行机器人 Nissen 胃底折叠术能有效降低术后胃酸反流和食管裂孔疝的复发,但目前缺乏随机对照研究的证明。总之,机器人 Nissen 胃底折叠术在临床中的应用是安全可靠的,为胃食管反流的患者提供了一种新的治疗选择,但其远期疗效和优势亟需更多的随机对照研究来验证。
2.2.2 胃旁路手术
减肥手术已被认为是治疗原发性肥胖症最有效的措施,可以缓解一些因肥胖相关的并发疾病如糖尿病、高血压、阻塞性睡眠呼吸暂停、高血脂等[29]。Roux-en-Y 胃旁路术(Roux-en-Y gastric bypass,RYGB)是临床中采用最多的代谢手术方式,其中腹腔镜 RYGB 的应用更为广泛。然而腹腔镜 RYGB 的术中和术后并发症的发生率均高于原始的减肥手术,使得其面临一些新的挑战[30-32]。有研究[33]报道机器人 RYGB 因其具有三维视野、操作更精确和灵活从而降低了患者术后并发症的发生。此外,Senellart 等[34]的研究指出,对于 BMI 较高或肝左叶肥大的患者,机器人 RYGB 较腹腔镜 RYGB 有明显的优势。有随机对照研究[35-36]表明,机器人 RYGB 和腹腔镜 RYGB 具有相似的安全的有效性和安全性,二者在并发症、术中出血量、中转率、术后住院时间和 90 d 再入院率方面的差异无统计学意义;最新的 1 篇系统评价同样证明了此结论[37]。因此,机器人 RYGB 的优势和远期疗效仍需将来大样本、高质量的随机对照研究去论证。
2.2.3 胃癌根治术
腹腔镜胃癌根治术在胃肠外科中的应用较广泛并取得了很好的临床疗效。然而,在临床中许多胃癌患者以中晚期较多,此类患者行手术治疗的标准是 R0 胃切除外加扩大的 D2 淋巴结的清扫,而腹腔镜手术的一些固有局限使其在淋巴结的清扫中存在不足。有研究[38]报道机器人手术系统因其高清的三维视野,可以清晰暴露胃周围的小血管及细小的解剖结构,加上灵活的内腕辅助从而降低了淋巴结清扫的难度,达到标准的 D2 淋巴结的清扫。Sun 等[39]的研究表明:相比腹腔镜胃癌根治术,机器人辅助胃癌根治术的手术时间较长[(333.1±61.4)min 比(290.6±39.0)min,P=0.001],术中失血量少 [(62.4±41.2)mL 比(77.7±32.3)mL,P=0.005],虽然淋巴结清扫总数量在机器人手术组较少 [(30.3±10.2)枚 比(37.4±13.7)枚,P=0.008],然而机器人手术组清扫的第 9 组淋巴结数量较腹腔镜手术组多 [(3.4±2.1)枚 比(2.5±1.6)枚,P=0.039]。在一项大样本倾向评分匹配后的研究中,Wang 等[40]对机器人胃癌根治术的安全性进行重点分析后表明:机器人组患者术后的总体并发症(18.8% 比 24.5%)和严重并发症(8.9% 比 17.5%)的发生率均低于腹腔镜组,差异有统计学意义。此外,Kim 等[41]专门对机器人手术系统在淋巴结清扫方面的优势进行对比后发现,机器人手术组清扫的第 2 站淋巴结(16.3 枚比 13.2 枚)和脾动脉周围淋巴结(2.9 枚比 2.2 枚)数量均比腹腔镜组多,差异有统计学意义。最新的一些随机对照研究和荟萃分析同样表明机器人辅助手术在胃癌根治术中的短期优势,然而在中远期疗效方面目前报道的研究较少。Nakauchi 等[42]对 521 例行胃癌根治术的患者(机器人组 84 例,腹腔镜组 437 例)进行 3 年的随访后发现,机器人组的 3 年总生存率(86.9% 比 88.8%)和 3 年无复发生存率(86.9% 比 86.3%)与腹腔镜组相似,差异无统计学意义。Son 等[43]对 109 例行保留脾脏的全胃切除的胃癌患者(机器人组 51 例,腹腔镜组 58 例)进行 5 年的随访后发现,机器人组的 5 年总生存率(89.5% 比 91.1%)和 5 年无复发生存率(90.2% 比 91.2%)与腹腔镜组的差异无统计学意义。尽管目前的证据表明机器人在胃癌根治术中的远期疗效与腹腔镜手术类似,但是其在围手术期的疗效已经体现出一定的优势,并且在脾门和胰腺上方区域的淋巴结清扫中具有独特优势,在进展期胃癌的治疗领域中具有潜在的价值,值得临床进一步推广和应用。
2.2.4 结直肠癌根治术
相比其他普外科手术,机器人辅助技术在结直肠癌根治术中的优势更为突出,主要体现在对一些复杂部位肠系膜的分离、盆腔中组织和神经的解剖及吻合口的缝合方面。目前的一些研究[44-46]表明,机器人手术在结肠癌手术中的疗效和腹腔镜手术类似。Scotton 等[47]的研究报道机器人技术在右半结肠癌术中的缝合技术较腹腔镜有优势。最近一项只纳入了随机对照研究的 meta 分析[48]表明,相比腹腔镜直肠癌根治术,机器人直肠癌手术的手术时间较长、住院总费用较高,但是其中转率低,肿瘤距远端切缘的距离长,术后肠功能恢复快,住院时间短,性功能障碍的发生率较低,在围手术期死亡率、术后并发症、淋巴结清扫数量等方面目前没有明显差异。机器人辅助系统在直肠癌手术中的最大优势就是在狭窄的盆腔中能灵活、稳定地操作,并且在高清的术野中较好地显露神经和血管,一定程度上降低了中转开腹率和泌尿系的并发症发生率。Wang 等[49]对机器人与腹腔镜直肠癌术后男性患者的泌尿系功能和性功能做了详细评价,研究表明机器人直肠癌手术后患者的国际前列腺症状总评分(IPSS;6.79 比 9.66,P=0.037)及勃起功能障碍发生率(62.7% 比 37.3%,P=0.013)明显低于腹腔镜手术,差异有统计学意义。此外,Yamaguchi 等[50]的研究表明,机器人在直肠癌侧方淋巴结清扫方面具有潜在优势。关于机器人手术在直肠癌中的远期疗效目前的证据尚未体现出明显优势,仍需将来高质量的研究来进一步论证。
2.3 机器人辅助技术在甲状腺手术中的应用
近年来,腔镜甲状腺手术在减轻患者术后疼痛、减少术中出血的基础上起到了良好的美容效果,是一种安全、可行的手术方法[51]。但腔镜手术因具有二维平面、图像易失真、器械缺乏精确与灵活性等缺点,在颈部狭小的空间里的应用受到一定的局限[52]。而机器人手术系统可以做到“小空间大作为”,在一定程度上弥补了腔镜技术的不足。2007 年,机器人辅助技术首次应用于甲状腺手术,虽然其在甲状腺外科的应用较晚,但整合了传统手术与腔镜手术的优势,不仅避免了患者颈部永久性瘢痕,还克服了腔镜手术的技术局限性,高度保证了甲状腺手术的精准度和安全性,深受许多外科医生和患者的喜爱[53]。在一项大样本倾向评分匹配后的研究中,Kim 等[54]对机器人辅助甲状腺手术的疗效和安全性与腔镜甲状腺手术做了对比后表明:机器人甲状腺手术的手术时间(184.9 min 比 128.9 min,P<0.001)长于腔镜甲状腺手术,但术中获得的中央淋巴结数量明显多于腔镜甲状腺手术(5.3 枚比 4.4 枚,P=0.003)。Lang 等[55]的研究表明:机器人甲状腺手术短暂性喉返神经损伤的发生率(2.6% 比 3.3%,P=0.035)比腔镜甲状腺手术低,住院时间(3.4 d 比 3.5 d,P=0.030)短。但机器人手术组的术后引流液(185.8 mL 比 173.3 mL,P=0.019)更多。此外,多项研究[56-58]证实了机器人手术治疗晚期甲状腺癌伴侧颈淋巴结转移、Graves 病等的可行性、安全性。机器人甲状腺手术的切口隐蔽,其美容效果有助于减轻患者术后的心理负担,同时在淋巴结探查、学习曲线等方面优于传统的腔镜手术。相信随着手术医生经验的积累和机器人手术系统设备的革新,机器人甲状腺手术的适应证会逐渐扩大,会在甲状腺外科中得到更广泛的应用与发展。
3 机器人手术的优势及面临的挑战
机器人手术的出现克服了腹腔镜手术的一些固有不足,主要体现在以下几方面:① 三维视野,可以将手术视野放大 10~15 倍;② 器械臂操作起来稳定且灵活,良好地过滤了人手的颤抖,从而保证了手术的精确性;③ 减轻了主刀医师的疲劳,减少了助手的使用,节约医疗资源;④ 可以进行远程手术,对难度较高的手术可以提前预约专家帮忙,降低了中转率且能保证手术的安全性。然而,机器人手术也面临一些挑战:首先,机器人手术系统需要占用安装时间导致手术时间相对较长,但 Bokhari 等[59]指出,随着外科医生经验与技术的累及和机器人学习曲线的缩短,机器人手术的时间会明显减少。此外,机器人手术系统缺乏力反馈,就算是技术水平高的医生也只是通过观察判断器械臂对组织的牵拉力度,稍有不慎会造成组织的撕裂或损伤。Montlouis-Calixte 等[60]的研究表明,新研发的 Senhance 机器人手术系统有触觉反馈,是目前唯一接近人手感知系统的设备。相信随着技术的进步,机器人系统缺乏触觉反馈的缺点终将被克服。机器人手术系统面临的最大挑战当属高昂的手术费用,这是阻碍机器人手术广泛普及的最主要原因,目前形势下只有各国加强医疗设备的创新能力,尽早生产出自己的机器人手术系统,降低其成本并将手术费用适当纳入医疗保险的报销范围内,才能让更多患者有能力去选择并广泛应用。
4 机器人手术的应用前景和展望
目前,机器人手术系统广泛用于各个外科系统,将微创手术引入全新的一个领域,这将是外科手术的发展的终极目标和必然趋势。笔者通过对机器人在普外科中应用的相关文献进行综述后不难发现,机器人手术系统在各个手术中的安全性和有效性基本达到甚至超越了腹腔镜技术,最大的缺陷就是手术费用高,现在各国都加快了国产机器人的研发进度,我国的国产“妙手”机器人手术系统已成功完成了 I 期临床试验并取得了良好的临床效果,相信其他大多数国家都会拥有自己的机器人手术系统,从根源上降低机器人手术昂贵的费用,未来的机器人手术系统将大范围实现远程的精准操作,一定能在各国广泛使用并造福患者。
重要声明
利益冲突申明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策申明,我们没有相互竞争的利益。
作者贡献申明:田宏伟和蔡辉主要负责文章的选题与文章内容的审阅;杜斌斌、王涛和胡东平主要参与文献检索及提供撰写思路;杨熊飞和郭天康对文章的初稿进行修改及对审稿意见进行审核、校验、指导修改;韩彩文主要负责文章的撰写及最终的修稿。