机器人结直肠癌手术

许剑民

随着腹腔镜微创技术的长足发展，目前除低位直肠癌和横结肠癌根治术外，腹腔镜辅助结直肠癌根治手术已纳入美国国立综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)治疗指南。近年来微创领域又引入了达芬奇机器人手术系统，虽然就其发展而言尚待时日观察，但带结直肠外科的革命性变化已初见端倪。

一、机器人手术技术的发展

机器人手术系统起始于20世纪90年代，虽然曾有过IBM公司的Robdoc系统，但由于该系统几乎没有实际临床应用，因此只能算是启蒙阶段。最早具有现代意义的机器人操作系统是Computer motion公司发明的AESOP(伊索)机器人手术操作系统。伊索机器人手术操作系统是由医师通过语言或脚踏板来控制镜头来调整视角与视野，主要优点在于克服了扶镜手疲劳所带来的镜头不稳定因素，但是其功能单一，未能实现机械手进入手术区域操作。国内包括复旦大学附属中山医院曾购买该系统但仅应用于心脏外科。1998年Computer motion公司研发的Zeus(宙斯)操作系统，具有独立的外科操作平台以及手术操作用机械臂，成为具有现代意义的机器人外科手术系统。该系统最有名的临床应用是2001年Marescaux使用宙斯系统在纽约远程操作为远在法国的患者实行了胆囊切除术。国内有数家单位也曾引进该系统[1-2]。目前接近成熟且已得到广泛临床应用的是2001年由Intuitive Surgical公司收购Computer motion公司后，在宙斯系统基础上研制成功的Da Vinci(达芬奇)手术操作系统[3]。

二、达芬奇机器人手术系统的构成与特点

达芬奇机器人手术系统主要由两个部分组成：(1)医师操作平台(surgeon console)：所有的操作控制在这个操作平台完成；(2)床旁机械臂塔(patient cart)：它由仿真机械手臂组成，共有4个臂，包括了3支具有7个自由度交互功能的仿真机械臂和1支扶镜臂(就是持着一个高精度的3DHD(3-Dimensional High Definition ,立体音效技术)视觉系统的机械臂)。

该系统具有如下特点：(1)图像清晰性：借助于高清三维立体成像提供三维高清的手术视野，术者通过双眼接受来自不同摄像机传来的完整图像，观察术野的实际三维立体图，克服了腹腔镜手术只有二维平面视野的缺点。同时，由于5∶1的放大倍数，在高清基础上放大视野，能更细致与精确地移动机械手臂进行操作。扶镜臂保证镜头固定，画面不会抖动。(2)操作准确性：达芬奇机器人机械臂具有7个方向活动的自由度，在操作范围内可以任意改变角度进行操作，即便是在狭小的空间里也能通过机械臂头端的转向活动就能完成相应的操作，具有腹腔镜所缺乏的灵活性。术者双手控制操作杆，将手部的动作准确地传达到机械臂，完成手术操作。设计中它过滤了人手的正常生理颤动，从而确保操作的准确性。同时还具有动作定标系统，保证更换器械时原操作位置不会移动。(3)操作便利性：术者除了手部动作外，可以通过各种脚踏开关分别控制镜头、电凝和超声刀等器械。器械选择方面，它提供了几乎所有现有手术器械的机械手版本作为备用选择，术者可以根据不同的手术需求选择相应的手术器械。(4)远程可操作性：通过光缆信号传送等高科技设备，使得图像信号及时传送，是一种新颖的远距离操作模式。达芬奇机器人手术系统完全改变了术者站在手术台旁进行操作的传统模式，由主刀医师坐在医师操作平台前完成手术全过程，符合人体工程学原理，适合于长时间复杂手术。

三、达芬奇机器人在结直肠癌手术中的应用

早在伊索机器人时代就有使用机器人系统辅助外科手术的尝试，随着技术相对完美的达芬奇机器人的问世，机器人辅助手术被广泛使用在泌尿科、妇产科、心外科、胸外科、普外科等多个学科[4]。而达芬奇机器人问世后不久就在结直肠手术得到了应用[5]。

目前全球达芬奇机器人系统总数超过2000台，国内11台，达芬奇机器人辅助下的结直肠癌手术已经在全球各个国家得到广泛应用，在结肠癌和直肠癌根治术均有机器人手术应用报道[6]。D′Annibale等[7]报道的一组右半结肠癌根治术50例的大宗报道中，手术相关死亡率为2%，平均淋巴结清扫数14个，无一例中转开腹，短期生存率达92%，但平均手术时间长达223 min，明显长于开腹或腹腔镜右半结肠癌根治术所需时间。在低位直肠癌根治术中，机器人手臂在狭小的空间里更能发挥作用，因此有较多成功的报道。Choi等[8]同样一组50例的直肠癌报道中，无手术死亡率，平均淋巴结清扫数为20个，无一例中转开腹，吻合口瘘发生率为8.3%，环周切缘阳性率为2%，与开腹或腹腔镜手术效果相似。但平均手术时间长达304 min，也明显长于开腹或腹腔镜直肠癌根治手术。低位结直肠癌腹腔镜手术效果没有证实，因此在NCCN的指南中没有获得推荐。但是由于在机器人手术中可以得到灵活便利的操作和清晰的视野，已有不少单位开展。近期的效果明显，远期的效果仍然有待病例数的增加以及随访的观察[9-10]。另外，文献报道了机器人手术辅助肛管癌根治术，也获得了良好效果[11]。针对肠癌肝转移，也有文献报道了伴有可切除肝转移的结肠癌病例进行同期手术的病例，结果也获得成功[12]。全球开展机器人手术病例众多，2010年总共有27万例手术，但是未能获得各类手术的具体例数。从达芬奇的实践过程中可以看到它的学习曲线非常短，更接近于开腹手术，对于没有腹腔镜技术基础的医师同样非常容易学习。

从目前的手术效果看，机器人手术的安全性与可行性得到了全面的肯定，术后恢复时间与腹腔镜手术相似，同时对比腹腔镜手术的优势在于中转开腹率较低。当然病例数的不足、费用昂贵而使得术者在选择病例方面有倾向性等原因会导致结果的偏差，所以机器人手术的更大益处有待于广泛地开展后才能发现。同样由于达芬奇机器人问世时间仅有10年左右，对于手术病例缺乏足够长的随访时间，从而缺乏长期疗效方面的报道。目前在临床试验登记的前瞻性随机对照临床研究中达芬奇结直肠癌手术仅有两项：一项是右半结肠癌达芬奇手术与腹腔镜手术的效果比较，另一项是低位结直肠癌达芬奇手术效果的比较。两项研究都是从2010开始入组病例，目前还处在录入病例阶段，因此达芬奇机器人系统的应用对结直肠癌手术的远期效益尚有待时间来验证。目前发展的单孔腹腔镜技术对达芬奇机器人手术提出了挑战，进一步的发展就是利用达芬奇机器人在单孔的情况下来完成结直肠手术，同样这方面的发展也给了Intuitive Surgical公司提出了发展下一代达芬奇机器人的蓝图。虽然相对于腹腔镜手术而言，达芬奇手术系统的特点突出，如图像的清晰立体，操作的便捷顺利和人员的专业化，但是同样它也存在突出的缺点。

四、达芬奇机器人手术系统的缺憾

1.触觉反馈体系的缺失：达芬奇手术系统无法提供触觉反馈，因此术者只能通过视觉来弥补触觉反馈的不足。这一特点在进行达芬奇手术人员培训中受到极大的重视，培训师通过反复强调来达到加深印象，切实避免触觉反馈体系的缺失引起的不足。由于无法通过反馈来明确抓持和牵拉的力量，因此必须通过培训来确保术者在术中避免由于器械之间的相互碰撞所造成器械的破坏以及不当的牵拉所造成的组织损伤。另外对于较小的肿瘤，特别是没有侵犯浆膜的肿瘤，术中难以定位，且没有腹腔镜的触觉反馈，因此除了术中肠镜定位以外，公司还设计了显影方法，帮助在术中找到病灶。目前该方法在国内尚无报道，公司方面也还在进行临床研究，期待对手术有所帮助。

2.系统技术的复杂性：虽然目前还没有在使用过程中发生机械故障导致危险的报道，但是一个庞大系统本身就会带来潜在的机械问题。其发生故障的几率远大于一般的内窥镜手术系统，医师与设备的配合同样需要一定时间的学习。

3.手术前及手术中的规划和准备耗时较长：在各类手术中都需要预先装配机器人，装配时间是30～45 min，将传统手术准备时间提高很多，导致整个手术的时间被延长，由于手术时间延长所导致的创伤应激的时长增加。

4.达芬奇手术系统的特殊性决定了只有特定的医生才能操作器械。因此可能对其使用率造成一定的影响。

5.费用问题：一是使用成本昂贵，每台机器的售价1700万元，而每次使用的器械及无菌套的费用是500美元/把，在机器的折旧费未包括的情况下，每台手术器械的费用就增加了2万元左右，使得常规手术的成本增加；二是维修费用昂贵，为防止达芬奇手术系统出现问题，每4个月进行一次预防性维修，维修保养费每年约是购置费用的10%。

6.作为先进的技术而言，目前我国的主流趋势是先进性加上适用性，更注重高的临床价值，机器人手术系统与我国现阶段国情并不完全相符。因此卫生部在经过专家认证后暂停了达芬奇机器人系统的审批工作。

五、总结

虽然目前达芬奇机器人手术治疗在全球开展，但迄今为止没有任何国家的医疗管理机构发布相关的临床应用指南，原因在于达芬奇机器人手术系统与常规手术和腹腔镜手术相比较，其优势尚待时日观察。对于复杂、困难的手术还是首选传统手术。

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