微创技术国外新进展

微型机器人在微创医学中的应用

【据Annual Review of Biomedical Engineering 2010年4月报道】题：Microrobots for minimally invasive medicine （作者：Bradley J. Nelson等）

微型机器人的广泛应用将改变医学领域的方方面面。在过去的十年里，微型机器人实现了两个特别重要的进步：达芬奇机器人微创手术的施行和胶囊内镜机器人的广泛应用（图1）。微型机器人可以执行某些困难的或看似不可能完成的任务。这些不受限制、无线控制的设备，将使现有的微创治疗和诊断程序出现巨大变化，使患者受益很多，如缩短术后恢复时间、减少并发症及感染风险等。

图1 胶囊内镜机器人示意图

近年来，胶囊内镜机器人已经在临床使用，这些几厘米的设备能适应胃肠道的大小，接受胃肠道检查者只需吞服一粒“胶囊”，15分钟左右即可实现胃部的全面检查。其主要由磁场精确控制系统、智能胶囊内镜、便携记录仪和胶囊定位器4个部分组成，通过磁场对胶囊在胃部的控制实现轻松舒适的胃部检查。然而，如果人类制造出几毫米甚至更小的微型纳米机器人，就能以最小的创伤对人体的循环系统、泌尿系统、中枢神经系统的疾病进行诊治。

微型机器人在医学上的应用包括以下几个方面：（1）靶向治疗。靶向给药在提高治疗部位药物浓度的同时降低其副作用。靶向给药也针对特定细胞或目标基因，包括靶向放疗和靶向热疗等。（2）清除异物。微型机器人可以在近距离携带放射性粒子摧毁肿瘤并进行组织消融，如清除血管内壁的脂肪沉积等。微型机器人还可进行超声消融，使用超声压力波摧毁肾结石。活检或微型切除也可以由机器人承担。（3）可控结构。微型机器人可以作为支架支持神经、人造器官和血管的再生，也可以阻塞滋养肿瘤的血管。一个无线制导的微型机器人还可作为暂时的或永久的脑刺激电极。（4） 遥测。微型机器人可以从不易获得信息的特定位置获取有用信息。当与遥感相结合，其可用于定位人体内未知现象（内出血等）。

总之，毫米级的微型机器人可在整个身体内部执行医疗任务，其中包括对心血管系统、中枢神经系统、泌尿系统、眼科疾病、耳鼻喉疾病及妇产科疾病的诊断及治疗。

微型机器人被设计成能工作在人体内充满流体的软组织中工作，其运动必须利用适当的方法，主要包括：（1）螺旋推进：微型机器人的运动方向可以简单地通过改变旋转方向实现。（2）翼波推进：翼波推进方式在相同驱动力下比螺旋推进器效率更高。（3）混合的方法：利用电力和一个强大的、静态的应用磁场来实现。磁共振系统能产生巨大的磁场，控制和驱动机器人有序运动。也可以通过X线透视、CT扫描、红外线辐射跟踪微型机器人，确定其位置及工作状态。

微创技术可减少术后疼痛、住院时间、恢复时间、感染风险及成本开支，提高护理质量。微型机器人可作为无线生物医学应用的短期目标，其设计将基于所需要完成的任务和操作环境的类型。起初微型机器人只能执行简单的任务，但随着科学技术的进步，人类能够设计和制造更为复杂的、能执行更为精密任务的机器人，如靶向给药、原位活检取样和鉴定。人类需始终记住，只要解决了定位和动力问题，微型机器人一定能在人体内得到无限应用。

（王 雁 译 王锦波 校）

一种新型内窥镜手术机器人在临床的应用

【据Hepato-Gastroenterology 2015年6月报道】题：Development of a novel endoscopic manipulation system: The endoscopic operation robot ver.2（作者：Keiichiro Kume等）

随着医学技术的发展，疾病诊治技术侵袭性最小化是目前微创技术追求的目标。以前使用的内窥镜手术机器人（endoscopic operation robot，EOR）ver.1系统，虽然可以灵活操作复杂的内窥镜系统，但是它还有以下局限性：（1）插入体腔内的机械操作部分不易弯曲，无法改变镜头的转矩。（2）内窥镜是直接安装在机器人上，在紧急情况下，不能脱离传统的操作系统。近期，日本学者开发了一种新型EOR ver.2系统，克服了以上两个不足。并在程序中加入了内镜培训模式（六个培训模式，供不同阶段学习使用）。然而，随着内窥镜治疗范围的扩大，全机器人操作的内窥镜操作程序变得日趋复杂，增加了内窥镜操作医师的负担。EOR ver.2系统的全机器人操作是内窥镜微创治疗领域的一大突破。

比较EOR ver.1和EOR ver.2两个系统进行结肠镜检查的结果：两组完成检查的成功率均为100%；EOR ver.1系统完成时间为（17.20±3.92） min，EOR ver.2系统的完成时间为（9.30±2.13） min，两组比较差异有统计学意义（P＜0.05），说明新的操作系统在操作时间上有明显优势。

目前EOR ver.2系统面临的主要问题是熟悉内窥镜操作的困难和如何进行内窥镜标准化的培训。EOR ver.2的远程操纵杆是完全不同于传统系统的人工操纵，即使一个技术很娴熟的内窥镜师也会发现适应EOR理念是一件很困难的事情。另外，常规内窥镜检查是手动操作，内窥镜镜头运动是通过手接触与主机的内窥镜来完成，而缺乏人体的感觉反馈，可能会增加患者疼痛和穿孔的风险。因此，未来的系统应考虑加入人体感觉反馈功能，进一步提高操作成功率。

（张晓辉 译 王锦波 校）

经自然腔道腹腔镜手术治疗外科急腹症

【据British Journal of Surgery 2014年1月报道】题：Natural orifice transluminal endoscopic surgery for intra-abdominal emergency conditions（作者：J. Bingener等）

以最小的创伤完成对疾病的最佳治疗是外科医师的永恒追求。经自然腔道腹腔镜手术（natural orifice transluminal endoscopic surgery, NOTES）是指将内窥镜通过人体自然腔道（胃肠道或女性阴道）来完成腹腔内的手术，相对于传统腹腔镜手术，NOTES提供了微创手术入路，避免了腹壁切口。尤其对于身体虚弱或免疫力低下的患者，疾病的进程和治疗一般不会对其造成致命后果，但紧急外科手术却可能会给其带来很大创伤。目前腹腔内NOTES主要应用于急性阑尾炎、消化道溃疡穿孔、胰腺坏死及经皮内镜下胃肠造瘘等患者。

急性阑尾炎 目前，阑尾切除的几种成功内镜方法主要经由胃、结肠、阴道、膀胱路径，任何一种路径都可以采用单纯的NOTES操作或将其与腹腔镜混合应用。NOTES方法路径的选择主要取决于所入腔道是否安全封闭、感染并发症的风险及是否便于标本取出。与经阴道阑尾切除术相比，经胃和结肠途径对手术器械提出了更高要求，需要其更加灵活及更广阔的操作范围。此外，有研究提出经肛门路径作为男性代替阴道路径的一种方法，这也是经肠道入路的一种。关于NOTES方法阑尾切除术的术后并发症因手术路径的不同而有所差异，总体的术后并发症发生率为0%～11.9%，其中经阴道路径的发生率较高，最常见的是腹腔内脓肿和尿潴留。目前，尚无经阴道NOTES方法对患者性功能产生影响的报道，但这一结论仍需大规模的研究论证。

胃肠造瘘术中导管的更换与消化性溃疡穿孔 当胃肠造瘘的导管需要更换时，传统方法是急行剖腹探查，而NOTES方法的引入使患者免于遭受全身麻醉和腹腔镜而直接更换。对于消化性溃疡穿孔，微创手术中引入NOTES关闭溃疡的理念与开放性手术和腹腔镜手术相同，但其可行性仍在论证。目前只有血流动力学稳定的疑似溃疡穿孔患者可能适合该术式，若患者有大网膜切除术、上消化道手术史或溃疡巨大，则应放弃该方法。同时，NOTES方法证明对于疑似溃疡穿孔患者，食管胃十二指肠镜检查不一定是绝对禁忌的。

胰腺坏死 开放性外科手术是治疗感染坏死性胰腺炎的标准术式，传统方法是将坏死灶刺破并放置引流。感染坏死的处理自2000年首次通过内窥镜方法实现以来，在引入NOTES概念后获得更多的发展动力，外科医师可在直视下清除坏死组织以杜绝败血症的发生。尽管内镜下病灶清除术是一个缓慢的过程，但它能在保持腹壁完整的情况下清晰地呈现清创过程，有效地避免间隔综合征的发生。类似的方法同样适用于医源性穿孔、术后漏、憩室炎穿孔手术。

在过去的十年中，NOTES方法在临床上已经单独或联合应用于传统腹腔镜手术中，但尚未完全取而代之。对于腹部有紧急情况的患者，选用侵袭性较小的技术能够提高临床疗效。相信随着科技的进步及外科医师对NOTES方法的熟练，NOTES方法将不断进步并在临床广泛采用。