腹腔镜和达芬奇机器人系统在胃肠外科中的应用

摘   要   1990年，腹腔镜技术首次应用于胃肠外科;2002年，达芬奇机器人手术系统开始在胃肠外科领域崭露头角。纵观微创技术发展的20多年历程，外科医师已从盲目追求技术改革逐渐发展至规范应用和客观评价，并不断向技术更新、标准完善和疗效肯定的高标准迈进。此外，外科医师在看到腹腔镜和达芬奇机器人手术系统创伤小、术中出血少、术后恢复快等优势的同时，也在不断思考它们在应用和推广方面难以避免的劣势。3D腹腔镜的问世为微创外科带来了新的革命，其不仅同时具有腹腔镜和机器人手术系统的技术特点，而且在推广和学习曲线方面也占据明显优势。因此，我们相信3D腹腔镜技术的应用前景将更为广阔。

关键词    腹腔镜    达芬奇机器人手术系统    3D腹腔镜    胃肠手术

中图分类号：R656            文献标识码：C            文章编号：1006-1533（2014）23-0004-05

The application of laparoscopy and Da Vinci robotics surgical system

in gastrointestinal surgery*

DU Xiaohui**

（Department of General Surgery， Chinese PLA General Hospital， Beijing 100853， China）

Abstract   Laparoscopy was first applied in 1990 and Da Vinci robotics surgical system emerged in 2002 in the field of gastrointestinal surgery. Taking a wide view of the development of minimally invasive techniques in more than 20 years， surgeons have been grown up from the blindest pursuit of technological reform to standard application and objective evaluation， and constantly advanced to the update of technology， the consummate standards and the improvement of the efficacy. Although laparoscopy and Da Vinci robotics surgical system possess the advantages of minimal invasiveness， less bleeding and rapid recovery， it is difficult to be applied and spread. However， the three-dimensional laparoscopy has brought a brand new revolution. It has not only the technical characteristics of laparoscopy and robotic surgical system， but also obvious advantage in popularity and learning. Thus， we believe that the prospect of three-dimensional laparoscopy will be broader.

Key words    laparoscopy; Da Vinci robotics surgical system; three-dimensional laparoscopy; gastrointestinal surgery

以腹腔镜为代表的微创外科技术自1990年首次用于胃肠外科以后，其应用范围不断拓宽，技术水平和学科建设标准也不断提高。随着图像系统、能量平台和微创手术器械不断推陈出新，微创技术在胃肠外科中已崭露出独特的技术优势。2000年，国际首个经美国FDA批准的达芬奇机器人手术系统问世，胃肠微创外科就此进入了一个新时代。纵观微创技术在胃肠外科领域发展的20多年历程，外科医师不断向技术更新、标准完善和疗效肯定的高标准迈进。至今，我国的微创外科技术已接近国际先进水平，在国际微创外科领域中享有良好声誉。

腹腔镜在胃肠外科中的应用

腹腔镜胃肠外科的发展

自1987年法国Mouret完成首例腹腔镜胆囊切除术以后，以腹腔镜为代表的微创手术技术便在普通外科领域得到了迅速发展：1990年美国Jacobs完成了首例腹腔镜结肠切除术;1994年日本Kitano首次应用腹腔镜辅助下胃大部切除术治疗早期胃癌;2001年新加坡Goh等又报告应用腹腔镜下胃癌D2根治术治疗进展期胃癌并取得了较好的近期疗效。目前，腹腔镜技术已在治疗消化道恶性肿瘤方面得到广泛的应用和规范。Lee等[1]对应用腹腔镜辅助下远端胃大部切除术（laparoscopy-assisted distal gastrectomy， LADG）和传统开腹手术（open distal gastrectomy， ODG）治疗早期胃癌的远期疗效进行了对比研究，结果发现LADG组患者的术后并发症发生率低、进食时间早、住院时间短，显著优于ODG组，但5年生存率差异无统计学意义（分别为95.9%和94.9%）。Kitano等[2]进行了一项多中心、大样本量的回顾性研究，共包含在16个中心接受腹腔镜手术的1 294例早期胃癌患者，结果显示ⅠA期、ⅠB期和Ⅱ期患者的5年无病生存率分别为99.8%、98.7%和85.7%。腹腔镜胃癌根治术现已被新版日本胃癌治疗规约列为ⅠA期胃癌的标准治疗方案之一，美国国家综合癌症网发布的最新相关治疗指南也推荐对早期胃癌施行腹腔镜根治术[3]。

在我国，通过会议、培训班和手术演示等多种交流方式，微创外科技术已在乳腺、疝修补、甲状腺、胃肠和腹部急症等多个外科亚专科“开花结果”。解放军总医院普通外科于1999年开始施行腹腔镜辅助下小肠部分切除术，2000年开始施行腹腔镜辅助下直肠癌前切除术，2004年开始施行腹腔镜胃癌D2根治术，并于2005年在国内率先报告完成了腹腔镜胃癌D2根治联合胆囊切除手术[4]。此外，我们通过术前24 h在胃镜下向胃癌周围黏膜下注入纳米碳淋巴示踪剂以引导此后施行的腹腔镜辅助下胃癌D2根治术中的区域淋巴结清扫，取得良好效果[5]。作为中华医学会外科学分会腹腔镜与内镜外科学组主办的“大中华结直肠腔镜外科学院”的特聘教授，我们还开发了一套外科医师腹腔镜手术培训流程[6]，将医学模拟教育和虚拟手术系统应用于临床教学中，结合手术观摩带教，培训了大批青年医师，推动了腹腔镜技术在全国的普及与发展。

腹腔镜手术的技术优势

与开腹手术相比，腹腔镜手术有其不可比拟的优势，不仅患者的创伤小、术中出血量少、术后胃肠功能恢复快和住院时间短，而且对机体的免疫、应激、代谢、呼吸和循环等方面的影响小，可最大程度地维持机体的内环境稳定。

腹腔镜结、直肠癌手术目前已在世界范围内得到广泛开展，是腹腔镜消化道肿瘤外科最成熟的手术方式。很多临床研究已证实了腹腔镜结、直肠癌手术的可行性和安全性。其中，Baik等[7]对54例Ⅰ ～ Ⅲ期直肠癌患者进行的前瞻性、病例匹配对照研究显示，与开腹手术组相比，接受腹腔镜手术切除患者的肠道功能恢复更快且并发症发生率较低，但两组在术后复发率、5年总生存率和5年无病生存率方面的差异没有统计学意义;Ohtani等[8]对12项比较结肠癌腹腔镜手术和开腹手术近、远期疗效的随机、对照试验数据进行了荟萃分析，结果证实与开腹手术组相比，腹腔镜手术组患者的术中出血量、住院时间、并发症发生率和肠梗阻发生率均显著减少或降低，但两组在死亡率、术后复发率和远处转移率等方面的差异没有统计学意义。鉴于直肠癌和盆腔、盆底的解剖特点，在腹腔镜下施行低位直肠癌的全直肠系膜切除（total mesorectal excision， TME）手术更具优势：①对盆筋膜脏层和壁层之间的疏松组织间隙的判断和入路的选择更为准确;②腹腔镜可抵达狭窄的小骨盆并放大局部视野，有利于识别和保护盆腔内脏神经丛;③超声刀沿盆筋膜间隙锐性解剖能更完整地切除含脏层盆筋膜的直肠系膜[9]。

腹腔镜在上消化道穿孔的诊断与治疗中具有明显优势。由于腹腔镜下视野广，对病灶局部的观察更清晰，可对全腹腔进行实时、直观的观察，有利于医师在第一时间内作出正确的诊断，避免盲目探查而增加创伤[10]。

不过，对腹腔镜手术应用于进展期胃癌的可行性和安全性、尤其是施行规范的D2淋巴结清扫术的安全性和规范性等问题仍然存在争议。Martinez-Ramos等[11]对7项比较进展期胃癌腹腔镜手术和开腹手术疗效的临床试验（一项前瞻性随机、对照研究，一项前瞻性病例对照研究，5项回顾性病例对照研究）数据进行了荟萃分析，结果发现与开腹手术相比，对进展期胃癌施行腹腔镜部分或全胃切除手术的手术时间显著增加，但患者的术中出血量和术后住院时间显著减少，而且淋巴结清扫的质量未受影响。在Zhou等[12]对10项病例对照研究进行的荟萃分析中，按照术者是否具有40例以上LADG联合D2淋巴结清扫术的手术经验将研究者分为两组进行了手术疗效比较，结果显示与ODG术者施行的手术相比，具有40例以上LADG联合D2淋巴结清扫术手术经验的研究者施行的手术的淋巴结清扫率更高、患者术后排气时间更短且并发症发生率更低，从而提示术者的学习曲线对LADG的手术效果和短期疗效至关重要。目前，国内也在进行一项由广州南方医院李国新教授牵头并有多家医疗机构参与的多中心、随机、对照临床试验，以比较腹腔镜与传统开腹手术治疗进展期胃癌的疗效。该试验现已接近完成，初步研究结果显示两法在患者的临床病理特点、术后恢复、术后死亡率和远期总体生存率（包括肿瘤复发率和生存期）等方面均没有显著差异，为今后腹腔镜手术在进展期胃癌治疗中的推广应用奠定了理论基础。

腹腔镜手术的技术创新

目前，在腹腔镜外科领域中发展得较为成熟的技术除了传统腹腔镜手术外，还包括单孔腹腔镜技术和双镜（三镜）联合技术等。腹腔镜技术的不断进步已使之广泛应用于普通外科、妇产科、泌尿外科和心胸外科等领域。

在国际上，单孔腹腔镜技术已用于胆囊切除术、胃底折叠术、阑尾切除术、减肥手术和结肠切除术等。我国目前应用单孔腹腔镜施行胆囊切除术的技术也趋成熟。但是，单孔腹腔镜在操作上存在操作三角缺乏、器械相互干扰、操作空间有限等不足，导致单孔腹腔镜的应用范围受到限制，而且需要操作者具有更全面的腹腔镜操作经验。腹腔镜联合内镜技术亦已在国内得到很好的发展。对分化好、局限于黏膜层且无淋巴和血管转移的早期胃癌和早期结、直肠癌，以及应用单纯内镜治疗困难的结、直肠良性息肉，应用腹腔镜联合胃镜或肠镜的双镜技术施行手术可进一步发挥微创外科的技术优势，而应用三镜（腹腔镜-胆道镜-十二指肠镜）联合技术治疗胆道疾病已成为国内微创外科的技术规范之一。

达芬奇机器人在胃肠外科中的应用现状及发展趋势

作为腹腔镜发展的前沿技术，手术机器人系统近年来受到了广泛关注。1994年经美国FDA批准，自动定位内镜系统作为机器人持镜手正式应用于普通外科领域;此后宙斯机器人系统问世，但美国FDA仅批准其用作外科手术助手而不能用作真正的手术者。2000年7月，美国FDA又批准了Intuitive Surgical公司研发的达芬奇机器人手术系统应用于外科领域。自那时起至今，外科医师已应用达芬奇机器人手术系统相继施行了胆囊切除术、胃底折叠术、Heller肌切开术、胃旁路术和结肠切除术等腹部外科手术。其中在胃肠外科领域，2002年Weber报告施行了第1例达芬奇机器人右半结肠及乙状结肠切除术，同年Hashizume等又报告施行了第1例达芬奇机器人辅助的胃癌根治术。截至2014年1月，达芬奇机器人手术系统的全世界保有量为2 966台，主要集中在欧美国家（美国有2 083台），亚洲地区则主要集中在日、韩两国。我国大陆地区目前已经安装达芬奇机器人手术系统18台，预计到2014年底将达29台。

解放军总医院于2007年开始引进达芬奇机器人手术系统（至今已有5台），使我们有机会在国内率先施行机器人辅助的微创手术。2009年6月我们成功完成了国内第1例达芬奇机器人低位直肠癌前切除术[13]，此后又相继开展了机器人胃类癌、间质瘤和胃癌根治术等。2011年12月，我们还完成了国内首例达芬奇机器人结肠癌合并肝转移癌切除术。截至2014年10月，我们已成功施行了近100例达芬奇机器人直肠癌和胃癌根治术。通过临床实践，我们充分体会到达芬奇机器人手术系统具有许多普通腹腔镜技术无法比拟的优势：①该系统的自动化程度高，不仅节省人力，而且可为术者提供放大了10 ～ 15倍的三维高清视野，使术野清晰、逼真，更加符合术者的需求;②术者的动作系通过操作手柄传送至腹腔内腹腔镜器械的头端，消除了震颤，增加了操作的精准度和安全性;③易实现血管骨骼化，降低了淋巴结清扫的难度[14]。尤其是在施行低位直肠癌TME手术时，应用达芬奇机器人手术系统治疗的优势更为突出，不仅可在狭小的空间灵活操作、更彻底地切除全直肠系膜，而且盆腔视野暴露充分，有利于保护盆腔植物神经、避免患者的性功能和排尿功能受到损害[15]。Park等[16]对40例接受达芬奇机器人辅助的低位直肠内括约肌间切除术的患者进行了一项前瞻性病例对照研究，结果通过与腹腔镜手术对比发现，应用达芬奇机器人手术系统施行手术的时间较长，但患者的术中出血量和肠道功能恢复时间均显著减少。因此，我们认为，应用达芬奇机器人手术系统施行直肠癌或低位直肠癌前切除术有望成为国际规范，特别是在直肠癌手术中的应用前景令人看好。

3D腹腔镜的应用前景广阔

达芬奇机器人手术系统的技术优势很明显，但该系统本身及耗材的售价昂贵是其不可避免的劣势。国外文献报告，施行达芬奇机器人直肠癌根治术的总医疗费用较常规腹腔镜手术高1.5倍[17]。此外，由于术前装机准备时间较长，使整体手术时间延长，降低了手术室的使用效率[18]。同时，因镜头臂活动角度有限，对腹腔内部涉及多向限区域的手术操作需要中途重置主机位置，这会导致手术时间进一步延长。尽管达芬奇机器人手术系统目前存在上述瑕疵，但双镜头信号却为3D腹腔镜的问世提供了帮助。

3D腹腔镜的监视系统是一部三维、高分辨率系统，外科医师通过佩戴3D眼镜可获得放大4倍的高清立体图像，使操作定位更加精准。该系统与机器人手术的影像系统类似，能降低解剖难度，提高手术水平和解剖、切割、吻合、止血的精准度，使外科医师对腹腔镜手术的理解更加直观。

目前，我们已应用3D腹腔镜手术系统“爱因斯坦”施行了近100例胃肠道肿瘤切除手术。通过回顾性分析以及比较应用传统腹腔镜、达芬奇机器人手术系统和3D腹腔镜手术系统施行的手术，我们认为，作为技术进步，3D手术视野是未来腹腔镜技术的发展趋势，因为其不仅能够解决腹腔镜下平面操作给术者带来的困扰，而且可以更加全面细致地显露解剖层次。

腹腔镜手术的学习曲线通常以使初学者的手术技术达到相对稳定所需的手术例数来衡量，其中腹腔镜胃癌和结、直肠癌手术的学习曲线为30 ～ 50例[19]。缩短学习曲线的关键在于对解剖层次的准确把握，而3D腹腔镜手术系统有与机器人手术系统类似的逼真效果，能够明显缩短青年医师的学习曲线。另外，由于达芬奇机器人手术系统售价昂贵，推广应用尚有困难。比较而言，3D腹腔镜手术系统的售价相对低廉，易于推广应用，且旁观者仅需佩戴3D眼镜就能观察手术操作过程，在教学上具有更强的可实施性。总之，我们相信，在未来胃肠微创外科领域，3D腹腔镜技术具有更为广阔的应用前景。

结语

微创外科已经历了20余年的发展。微创外科医师应切实掌握微创手术技术的核心及其应用指征，认准发展方向，既要肯定自己已取得的成绩和优势，也要看到自己的不足和遗憾，在把握现今国际化发展趋势的背景下，致力推动我国腹腔镜和机器人手术技术在胃肠外科中的应用。

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（收稿日期：2014-10-14）

*基金项目：国家自然科学基金项目“智能化信息技术与生物技术联合治疗晚期胃癌的应用研究”（项目编号：61170123）

**作者简介：杜晓辉，主任医师、教授、博士研究生导师。主要研究方向：胃肠道肿瘤微创治疗的临床与基础研究。E-mail： duxiaohui301@sina.com