肺部微创手术的历史、现状及趋势

刘阳

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肺部微创手术的历史、现状及趋势

History, status and development tendency of minimally invasive pulmonary surgery

刘阳

刘阳，男，中国人民解放军总医院胸外科主任，博士，教授，主任医师，博士生导师。兼任世界华人肿瘤医师协会胸部肿瘤分会副主任委员、中国医疗保健国际交流促进会胸外科分会常委、中国医师协会胸外科分会常委、全军胸心外科专业委员会常委、北京医师协会胸外科分会专家委员会委员、北京医学会创伤学分会委员、中央军委保健委员会会诊专家等职务。现任《国际肿瘤学杂志》、《军医进修学院学报》、《中国肿瘤临床》、《中华外科杂志》、《中华肺病杂志(电子版)》、《中华腔镜外科杂志》、《解放军医学杂志》等多种杂志的常务编委或编委。曾获军队医疗成果二等奖1项、军队医疗成果三等奖1项。主要从事胸部疾病(肺、食管、纵膈等病变)的诊断和外科治疗，擅长胸腔镜微创手术、机器人辅助手术和胸部常规手术，尤其在肺癌、胸腺瘤和食管癌等疾病的早期诊断和治疗方面具有丰富的临床经验。承担国家自然科学基金1项、863项目子课题1项、全军重大专项子课题1项、全军“十五”攻关课题1项，北京市科委课题1项，及其他课题5项；发表论文82篇，其中SCI收录30篇，出版专著7部，其中副主编专著2部，参与翻译及编写专著5部。

肺； 肺疾病； 微创手术

有人说，“20世纪医学有两大进步，一是器官移植，二是微创手术，前者让患者重获生命，后者让患者重获尊严。”微创外科不等同于“腔镜”或者“小切口”，在微创外科的早期，为减少体表的外部创伤，多采用以不断缩小切口为目标的手术方式，但是切口的大小只是微创的一个方面。肺部手术切口也经历了传统切口、小切口、胸腔镜手术及机器人手术的变迁。而为减少内部创伤，肺癌的外科治疗从全肺切除、“砍树头式”肺叶切除术发展到解剖式肺叶切除术、解剖式肺段切除或亚肺段切除术等术式。在这两个方向的引领下，曾经盛行的“伟大的手术切口疤痕，标志着伟大的外科医生”的说法已经一去不复返，取而代之的是以腔镜为辅助工具，精准切除病变组织的微创时代。

一、切口大小的变化

1. 腔镜之前的微创探索：早期，肺癌的外科手术采用前外侧切口。随着对解剖的深入了解，逐渐发展出后侧、后外侧切口，至到20世纪50年代，经实践检验，确立了后外侧切口的“金标准”地位。后外侧切口入路辅之以满足特殊位置肺癌治疗的入路，如纵劈胸骨入路、横断胸骨入路，构成了开胸时代肺癌外科治疗的主要手术方式。后外侧径路视野佳，暴露充分，可以满足各种肺癌外科治疗的术式要求。但该术式切口过长，切断肌肉过多，术后疼痛明显，不仅留下很长的手术疤痕造成心理阴影，而且带来很多功能障碍影响生活质量。20世纪80年代末期开始，出现保胸肌的开胸术式(muscle-sparing thoracotomy, MST)，包括腋下小切口和听诊三角小切口，这类切口保留背阔肌的完整性 ，不破坏肩带肌的结构，术后疼痛及肩关节功能障碍明显减少，因此，该术式风靡一时，在传统手术向腔镜手术过渡的演变中发挥了重要作用。

2. 从胸腔镜辅助肺叶切除到VATSL：早在1912年，瑞典学者Jacobeus就对胸腔镜技术进行了报道，但受制于器械原因，长久以来该技术仅仅用于胸膜疾病诊断、胸腔粘连松解。直到1992年，McKenna[1]才采用该技术完成了世界第1例全胸腔镜下解剖性肺叶切除，并由此奠定了胸腔镜肺叶切除(video assisted thoracoscopic lobectomy, VATSL)，即电视辅助胸腔镜肺叶切除术在胸科手术中的地位。受传统开胸习惯的影响，加之早期胸腔镜本身硬件条件的不足，这一术式未能广泛开展，反而在一些地区，发展出了胸腔镜辅助肺叶切除术(thoracoscopic assisted lobectomy or hybrid thoracoscopic lobectomy)，这是一类利用胸腔镜作为光源结合传统后外侧入路或小切口入路的杂交手术。在一段时期内，有关这类手术的文献大量见诸于世，并且经常与标准的VATSL混为一谈。这类手术缩小了一段切口，但手术过程仍旧依赖于肋骨牵开器的应用，因此术后疼痛和疤痕依旧明显，同时相对于开胸手术，视野受限，操作时间也有所延长。因此这类手术必然不能成为时代的主流。2006年之前，已经陆续有一些外科医生就VATSL的安全性做了小样本分析报道，但真正引起全世界注意的还是McKenna教授[2]在2006年发表的1 100例VATSL手术报道，文章就围手术期死亡率、并发症发生率、住院时间作了详细的分析，确认VATSL是一种安全的术式。2006年美国NCCN肺癌诊治指南首次将VATSL作为早期非小细胞肺癌的手术方式之一。Gopaldas等[3]曾统计了2004年至2006年全美住院患者接受VATSL或开放手术并发症的情况，指出VATSL术中并发症发生率高于开胸手术(OR=1.6；95%CI, 1.0 to 2.4;P=0.04)，这可能与VATSL早期术者操作不熟练、经验不足有关。2016年，欧洲的一项倾向性分析研究表明，VATSL比开胸手术有更低的并发症发生率，因而更加安全[4]。但VATSL能否做到肿瘤的根治性切除，特别是对淋巴结清扫的彻底性仍然存在争议。2005年，Wanatabe[5]所做的一项350例对照实验认为就临床1期肺癌而言，开胸手术淋巴结清扫并不优于胸腔镜手术。2010年，杨帆等[6]就临床1期非小细胞肺癌胸腔镜手术与开胸手术淋巴结清扫情况进行了对比，发现两者在淋巴结清扫组数、枚数以及并发症发生率上均无统计学差异。2012年，Ramos等[7]的研究也得出同样的结论。在解决了手术安全性和切除彻底性的疑虑后，VATSL能否使患者生存率获益就成了争论的焦点。2000年，Sugi[8]对比了1993年至1994年分别进行VATSL和开胸手术的IA期患者的5年生存率，认为二者远期疗效类似。2008年，Shiraishi等[9]的研究指出VATSL与开胸手术相比生存率无劣势，但对于淋巴结阳性患者会增加局部复发风险，因此建议对术前明确淋巴结阳性患者应慎重选择VATSL。2008年，Whitson[10]一项涉及39项研究包含6 370例患者(3 256例开胸/3 114例VATS)的系统评价表明，对于早期肺癌，VATSL比传统开胸手术有着更高的远期生存率。2012年Hanna[11]研究了临床Ⅰ期和Ⅱ期非小细胞癌患者，就VATSL与开胸手术5年的OS和DFS进行了比较，发现二者无统计学差异。2013年Taioli等[12]的一项Meta分析认为VATSL可以提高远期生存率。根据2010年Yamamoto[13]的报道，VATSL治疗ⅠA期NSCLC患者的OS和DFS可以达到85%和83%，ⅠB期为69%和64%，Ⅱ期为48%和37%，Ⅲ期为29%和19%。笔者认为，关于远期生存率的争论可以告一段落了，VATSL是一种安全可靠并且效果良好的手术方式。

3. 多操作孔、单操作孔及单孔胸腔镜之争：VATSL切口选择中主流的是三孔法，即观察孔、主操作孔、副操作孔。该法显露清楚，操作方便，可以完成各种肺叶切除加系统淋巴结清扫，但副操作孔位于后背部，肋间隙较窄，术中反复牵拉、挤压增加了术后疼痛，容易造成运动障碍，同时多一个孔即多一处术后可能出血的位置，于是有国内学者尝试在单操作孔(取消副操作孔)情况下进行肺叶切除加纵隔淋巴结清扫。2010年，解放军总医院胸外科对单操作孔VATSL进行了初步报道，介绍了观察孔及操作孔位置的选择经验，认为单操作孔VATSL适应证相同，可以完成各式肺叶切除及系统淋巴结清扫[14]。2012年，谭群友等[15]发表了单操作孔VATSL治疗早期非小细胞肺癌的围术期效果分析，单操作孔VATSL具有术中出血少、术后疼痛轻的优点，而且并不明显增加手术时间，随着术者经验的不断积累以及手术器械的改进，一些制约该技术发展的障碍将得到解决。2013年，李畅等[16]对比了单操作孔VATSL与传统三孔式手术在手术时间、术后下床活动时间及住院时间、术中出血量、术后总引流量、术后拔管时间、清扫淋巴结数量及术后并发症、术后疼痛等方面的差异，认为单操作孔VATSL可以缩短术后恢复时间，减轻疼痛，同时在手术时间、术中出血、淋巴结清扫数目、术后并发症发生率等方面二者相当，是一种有前途的微创手术方式。但国内外关于单操作孔胸腔镜(Single Utility Port VATS)的报道并不多，因为许多中心将微创前沿直接推向单孔VATS(Single Port Or Uniportal VATS)，不同于单操作孔，单孔VATS只开一个切口(单操作孔实际为双切口)。2004年，Rooco等[17]报道了世界上首例单孔VATS肺楔形切除，在后面的10多年里，单孔VATSL只被应用在胸部简单手术，如气胸、交感神经链切除、脓胸、各类活检术等。直到2011年， Gonzalez[18]完成了世界首例单孔VATS肺叶切除及系统淋巴结清扫。之后，他又陆续报道了各式复杂的单孔VATS肺部手术，如肺段切除、肺叶切除+肺动脉成形、支气管袖式成形肺叶切除、支气管肺动脉双袖式成形肺叶切除等[19-23]。如今，全世界陆续报道了各中心单孔VATSL完成各式肺叶、肺段、支气管袖式切除的案例和经验。2015年，Wang等[24]采用倾向性配对法对比了传统VATS与单孔VATS肺叶与肺段切除围手术期的各项结果，发现两组在住院时间、并发症发生率方面无明显差异。单孔VATS在不明显增加手术时间的情况下，减少了术中出血、术后疼痛和对功能的影响，安全性和近期疗效是可观的。由于所有操作均经一个孔，手术习惯更接近传统开胸手术，并且由于其几何学特点，相比传统三孔式在操作上互有利弊[25]。对于有经验的传统VATSL术者，一般需要10台手术左右即可达到单孔的学习平台期[26]。由于该技术开展不久，有关远期生存率方面的报道尚未查阅到。但从传统VATSL发展经验看，只要不违反肿瘤治疗和胸部手术原则，长期生存率就不会有太大区别。但我们也应该看到该技术的局限：①对器械要求更高，以镜头选择为例，有的习惯于30度镜，而有的习惯于120度镜甚至可弯曲镜头，这限制了其普遍开展；②对于双上肺切除、第七组淋巴结清扫困难较大，手术时间延长；③术后引流管位置较高，对胸液引流是否充分尚存在争议；④手术过程对术者要求过高而对助手要求低，限制了其技术传承。笔者认为，无论是多操作孔、单操作孔还是单孔胸腔镜手术，同属于微创范围，仅仅是一种操作方式，应结合科室传统、技术的可传承性、个人操作习惯等方面综合考虑，开展适合于自己的微创肺部手术方式。

4. 机器人手术，不可阻挡的大潮流：达芬奇机器人手术系统于1997年问世，并于2000年通过FDA认证而应用于临床。其放大10～20倍的3D视野、拥有7个自由度的内腕(Endowrist)打破了传统胸腔镜手术的诸多禁区，使一些位置的精细操作如纵隔淋巴结清扫变得更容易，特别是在重建手术中拥有得天独厚的优势。目前国内外达芬奇机器人手术系统已广泛应用于泌尿外科、妇产科、心脏外科、胸外科、普通外科等领域。但胸腔空间大、大血管密集，手术风险高，重建手术相对少，限制了达芬奇手术系统在胸外科的应用，因而在该领域起步较晚。2002年Melfi等[27]采用达芬奇手术机器人施行了12例肺部手术，其中就包括肺叶切除术。2006年第二代机器人系统的问世使得胸外科机器人手术的发展迎来了机遇，2009年Gharagozloo等[28]发表了连续100例机器人肺叶切除术的经验，接着，世界上相继完成了如袖式切除、肺段切除等难度较大的手术，标志着机器人手术在胸外科不再有禁区[29-30]。2012年，Park等[31]研究认为对于非小细胞肺癌患者，机器人手术效果与VATSL相当。目前，除了需要进行各类重建的手术外，机器人相比胸腔镜并无绝对优势，其装机费用、维护费用、手术费用高昂，术者学习曲线较长，这些都限制了它在一些地区的发展，因此，还需要大量样本的研究来证明它比胸腔镜更具有优势[32]。

二、组织切除多少的变迁

1895年，Macewen用热凝固法完成了世界上第1例全肺切除术，之后至1931年，全世界仅报告了6例肺癌外科切除的病例，肺依旧是外科医生无法踏足的禁区。1933年，Graham完成了世界上第1例解剖性全肺切除，正式开启了肺癌外科治疗的大幕[33]。受制于当时对解剖的认识，他在JAMA上是这样描述手术过程的：“先用一根橡皮管掏过左侧肺门，远端用止血钳夹闭整个肺门……随后用电灼刀切除了整个肺组织，残端以两道铬肠线进行了结扎。”该患者术后病理为左上肺1 cm鳞癌，纵隔淋巴结未见转移。尽管术后恢复缓慢，但该患者最终康复出院。令人惊奇的是，该患者术后存活了29年，且最终死于其他疾病。为了一个1 cm的早期鳞癌牺牲整个左肺是否合适尚值得商榷，但肿瘤切除有两大原则，最大限度地切除肿瘤和最大限度地保留健肺组织。早在1939年，Churchill[34]就为支气管扩张患者完成了肺叶和肺段切除。Graham的成功使得一段时间内全肺切除成了肺癌外科治疗的主流。全肺切除风险大、死亡率高、术后患者生活质量差、难以耐受进一步放化疗，使很多医生放弃首选该术式，并且随着外科技术的成熟，至20世纪60年代，肺叶切除加系统淋巴结清扫成了肺癌外科治疗的首选标准术式[35]。之后的一段时间里，对于早期NSCLC，肺叶切除和亚肺叶切除(包括肺段切除与局部切除)呈现鼎足之势。1995年，肺癌研究组进行了一项前瞻性随机临床实验的研究，对比了临床分期T1N0M0的肺癌患者肺叶切除与亚肺叶切除(包括肺段切除与局部切除)的疗效对比[36]。发现两组5年生存率并无统计学差异，但亚肺叶切除术组的局部复发率明显高于肺叶切除组，该研究彻底巩固了肺叶切除术作为肺癌外科治疗标准术式的地位。1997年Landreneau[37]对比了局部切除(楔形切除)与肺叶切除术，发现肺叶切除术患者生存率高于局部切除，可能与局部切除的高复发率有关，因此提出局部切除只能作为无法进行肺叶切除的生理代偿较差患者的一种妥协术式，并且认为对这类患者可以尝试肺段切除。2001年，Okada等[38]对于病理分期T1N0M0的患者，就进行肺叶切除与扩大肺段切除(即肺段切除基础上多切一点肺实质)进行了分组研究，在该研究中，两组生存率无差异，并且在扩大切除组中没有局部复发。 肺段切除术后患者生活质量相比肺叶切除术有明显的提升[39]。2005年Martin等[40]针对术前肺功能较差、风险较高的Ⅰ期NSCLC患者就肺叶切除与肺段切除进行了一项研究，发现肺段切除患者提升了术后生活质量，生存率与肺叶切除相当，因此提出针对这类患者肺段切除加系统淋巴结清扫是可行的。由此可见，对于两种术式的不同见解分歧仍然较大。目前美国和日本正在开展2项大型多中心临床试验，旨在对比肿瘤小于2 cm的早期NSCLC患者行肺叶切除术与肺段切除术OS、DFS、局部复发率、住院时间等方面的差异，相信该研究完成后，两种术式孰优孰劣可见分晓。目前， NCCN定义的非小细胞肺癌行亚肺叶切除(肺段或楔形)指征是：①肺功能差或合并其他重症不能行肺叶切除；②周围结节直径小于等于2 cm并且符合以下标准一项：组织学类型为单纯细支气管肺泡癌，CT检查显示结节≥50%毛玻璃成分；影像学检查证实肿瘤倍增时间较长(大于400 d)。

从肺部外科历史的发展过程来看，经历了全肺切除、肺叶切除、肺段切除甚至亚肺段切除的发展历程，肺叶切除仍旧是目前的主流术式，但是相信随着经济及科技的快速发展、CT技术的提高以及体检意识的提升，越来越多的肺小结节被发现，这其中很大一部分为磨玻璃结节，肺段或者亚肺段切除手术在肺部手术中的比重将越来越高，甚至在不远的将来，可能会演变为标准术式。

三、趋势与挑战

目前，VATS与机器人手术开展比例逐年上升，早在2009年，美国VATS就由原来仅占16%快速增到49%，而开胸肺叶切除术则由原来的81%下降到42%[41]。如今在一些中心，VATS手术占到了全部肺部手术的90%以上。毋庸置疑，外以腔镜为主要辅助工具，内以精准切除为主要术式的微创肺部手术时代已经来临。微创手术正不断发展，现今，单孔机器人呼之欲出，这种机器人只需要一个切口，就可以将操作臂和观察臂灵活置入胸腔，完成一系列复杂操作。这是微创时代的缩影，相信未来会有更多新式装备来帮助外科医师践行微创手术，并使患者受益。

此外，微创的定义也应当是与时俱进的，一系列研究已经表明，全身麻醉会抑制机体免疫，造成术中肿瘤播散，与肿瘤复发相关，同时，麻醉时间过长同样会造成机体一系列不可逆创伤[42-43]。因此，一味追求小切口而过分延长了手术时间不能称之为真正意义上微创，同样，机器人手术高昂的费用对于经济条件一般的家庭何尝不是另外一种“创伤”？这些都值得我们深思，在精准医学大潮下，微创也必然是精准的，即以最合理的经济代价、最小的创伤达到最佳的治疗效果。

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(本文编辑：张大春)

刘阳. 肺部微创手术的历史、现状及趋势[J/CD]. 中华肺部疾病杂志(电子版)， 2017， 10(4)： 385-390.

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2017.04.001

国家自然科学基金资助项目(81573026)

100853 北京，中国人民解放军总医院胸外科

R563

A

2017-05-24)