机器人手术在肺癌外科的现状和展望

袁野 金润森 李鹤成

全球范围内，肺癌的发病率及死亡率均在男性恶性肿瘤中位居第一，在女性中均位居第二，每年新发数量可达200万例，并造成170万名病人死亡[1]。在我国，肺癌同样是最常见的恶性肿瘤，2015年发病例数78.7万，死亡率居首，死亡例数达63.1万[2]。肺癌中非小细胞肺癌(NSCLC)占绝大多数，目前以手术切除治疗为主，同时结合化疗、放疗、靶向治疗及免疫治疗等。手术方式从早期的开胸手术，逐渐发展至以胸腔镜辅助手术为主的微创手术，直到现今迅速崛起的机器人辅助手术。达芬奇机器人手术系统(Da Vinci surgical system)是目前临床广泛应用的机器人手术系统。多项研究显示，机器人手术在肺癌外科的疗效与传统胸腔镜手术相当，并且在手术视野以及操作灵活性等方面更具优势，这使得机器人系统在复杂肺部手术如肺袖式切除术方面表现更佳[3]。

Melfi等[4]首次开展机器人辅助肺癌手术以来，国内外相关研究也随之陆续报道。Anderson等[5]对21例病人进行了回顾性研究，认为机器人手术对于肺恶性肿瘤的治疗可以达到彻底的淋巴结清扫，术后并发症发生率较低，住院时间较短。国内机器人辅助肺癌手术开展较晚，Zhao等[6]首次报道了5例机器人辅助肺叶切除术。Liang等[7]对14项研究共7438例病人进行了Meta分析，进一步论证了机器人手术在肺癌根治方面的安全性及有效性，并且中转开胸率及围术期死亡率均低于传统胸腔镜手术。目前相关研究多为低质量回顾性研究，机器人辅助肺癌手术的远期疗效及成本效率尚有待多中心、大样本、前瞻性的高质量临床研究进一步验证。

现在国内外开展的机器人辅助肺癌手术，根据肿瘤大小及位置不同，结合病人自身情况，有简单到复杂的多种不同术式选择，包括机器人辅助肺叶切除术、机器人辅助肺段切除术、机器人辅助肺楔形切除术及机器人辅助肺袖式切除术等[3]。我们回顾了相关研究并结合本中心的经验，讨论以上术式的手术流程及疗效。由于国内机器人手术费用较昂贵，一般不用于开展肺楔形切除术，故在此不做讨论。

一、机器人辅助肺叶切除术

1.术前评估：病人应接受常规术前检查以评估肿瘤分期及心肺功能，包括胸部薄层CT、心脏超声、心电图及肺通气弥散功能等，必要时行PET-CT。机器人辅助肺叶切除术的绝对禁忌证目前尚无定论，当病人存在血管侵犯、局部浸润的T4期病变和巨大肿瘤(直径>10 cm)等情况时，应综合考虑病人病情及机器人手术系统机能以评估手术根治可能性。

2.病人体位及孔位：常规静脉及吸入复合麻醉，双腔气管插管后健侧单肺通气，将病人置于健侧折刀状卧位。机器人镜头臂置于第8肋间腋中线，放置12 mm Trocar；1号臂置于第5或第6肋间腋前线，放置8 mm Trocar，连接电凝钩；2号臂置于第8肋间，放置8 mm Trocar，连接双极电凝抓钳；3号臂置于第7或第8肋间脊柱上2 cm，放置8 mm Trocar，连接CADIERE抓钳；最后辅助孔置于第7或第8肋间近肋弓处，放置12 mm Trocar。同时注入二氧化碳气体以压迫膈肌并压缩肺组织。

机器人辅助肺叶切除术的机械臂数量及孔位选择与术者习惯以及病人手术区域等相关。目前主流采用上述四臂五孔法，其他方法如Louie等[8]报道了三条机械臂及一个辅助孔的三臂四孔法。辅助孔位置也有不同选择，例如第5肋间等[9]。

3.淋巴结清扫：机器人辅助肺叶切除术应常规进行N1及N2淋巴结清扫[10]。相较于传统开胸或胸腔镜肺叶切除术，机器人肺叶切除术能够更加有效地清扫肺门及纵隔淋巴结，促进了隐匿性淋巴结转移的发现[11]。但新近也有学者认为，机器人手术与开胸手术的淋巴结升期(nodal upstaging)发生率相似，均高于胸腔镜手术[12]。

清扫淋巴结时，可利用机器人手术系统3号臂向前内侧推压下叶，以解剖第7组淋巴结。若利用3号臂向下推压上叶，在右侧则有利于解剖第2R和第4R组淋巴结，左侧则便于清扫第5和第6组淋巴结。

4.短期疗效及长期生存：2018年我中心开展了一项对比机器人辅助与单孔胸腔镜辅助肺叶切除术短期疗效的回顾性倾向得分匹配(PSM)研究，通过对69对病人进行对比，证实了机器人辅助肺叶切除术对于术中出血的控制和淋巴结的清扫更具优势[13]。O'Sullivan等[14]开展了一项纳入13篇研究的系统回顾及Meta分析，以围术期(30日)死亡率为主要研究目标，同样对机器人辅助、胸腔镜辅助及开胸肺叶切除术的短期疗效进行对比，结果显示，虽然机器人组在手术时间方面较另外两组延长，但围术期死亡率显著低于胸腔镜组和开胸组，且在减少术后并发症发生和缩短住院时间方面优于开胸组。Guo等[15]对14项对比机器人辅助与胸腔镜辅助肺叶切除术研究的Meta分析显示，机器人组在中转开胸、手术时间、住院时间、胸引管留置时间、淋巴结清扫数、术后持续漏气及并发症发生率方面与胸腔镜组均无明显差异。因此可以认为在短期疗效方面机器人辅助肺叶切除术与传统腔镜相当，能够保证安全性及有效性。

距第一例机器人辅助肺叶切除术开展以来已经过十余年时间，近年关于其长期生存的研究许多已有成果报道。2018年Cerfolio等[16]报道了目前世界上规模最大、随访时间最长的机器人辅助肺叶切除术长期生存研究，这项由4家机构协力完成的研究共纳入了1339例病人，总体的5年生存率为77%，不同分期的5年生存率分别为ⅠA期83%，ⅠB期77%，ⅡA期68%，ⅡB期70%，ⅢA期62%(其中122例病人淋巴结分期为N2，5年生存率为73%)，以及ⅢB期31%(无N3期病人)，展示了机器人辅助肺叶切除术治疗NSCLC的长期生存方面振奋人心的结果，尤其是在N2期病人中的表现。Kneuertz等[17]将机器人辅助肺叶切除术的长期生存与胸腔镜及开胸手术进行了对比，其报道的5年生存率为63%，与胸腔镜及开胸手术均无统计学差异。此外，我中心正开展一项机器人辅助对比胸腔镜肺叶切除术对NSCLC疗效的前瞻性随机对照临床试验(NCT03134534)，研究拟纳入300例病人，以3年无病生存期(DFS)与淋巴结清扫情况为主要终点，截至目前研究入组已基本结束，待病人随访结束时将会提供循证等级更高的证据，进一步验证机器人辅助肺叶切除术对NSCLC的长期疗效。

二、机器人辅助肺段切除术

机器人辅助肺段切除术的手术指征与微创肺段切除术一致，适用于可保留的肺组织很少或者因其他严重合并症而不能耐受肺叶切除术的部分选择性病人，肺实质切除边缘距肿瘤应≥2 cm或≥肿瘤大小。术中淋巴结清扫方面，在不显著增加手术风险的情况下应常规对N1和N2组淋巴结进行取样并送冰冻病理，如提示淋巴结转移，则应改行肺叶切除术。此外，肺段切除术还对机器人手术系统提出了新的要求，如精准定位结节并划分其所在靶段及靶血管，以及术中段间平面识别和分离等。

1.三维重建及结节定位：由于肺段切除术对于解剖定位的更高要求，通常需要在胸部CT扫描的同时进行三维重建，以准确定位肿瘤，并明确其与肺部血管及支气管走行的相对位置关系，此外，需要警惕不同病人的解剖变异。2018年Baste等[18]利用术前三维重建结合术中虚拟现实(VR)技术及超声气管镜亚甲蓝染色，成功为114例病人进行了机器人辅助肺段切除术，术中解剖准确性达100%。除亚甲蓝外，也有使用吲哚菁绿染色定位结节的研究报道，定位准确率达86%[19]。Zhou等[20]在2017年报道了另一种使用术中超声定位结节的方法，在机器人肺段切除术中其定位准确率为87.5%，显著高于依据术者解剖经验定位的对照组(20.0%)。

2.段间平面处理：在肺段手术中，为保证肿瘤和相应肺段的完整切除，准确识别段间平面十分重要。段间平面的错误识别将导致肿瘤距切缘距离过短，从而影响肿瘤学疗效。目前机器人手术中常用膨胀萎陷法识别段间平面，然而少部分病人由于肺段间的侧支通气，导致段间平面显示不良，同时膨胀萎陷法将一定程度影响手术视野，限制手术操作。近年来，多种新式段间平面识别方法得到成功应用，包括选择性肺段膨胀及支气管内染料注射等。Pischik等[21]利用吲哚菁绿静脉注射结合近红外荧光成像用于段间平面识别，该方法识别准确率可达95.6%。2009年，近红外荧光成像技术被引入达芬奇Si机器人手术系统，使得机器人手术中应用荧光成像技术识别段间平面成为现实。

识别段间平面后，另一个问题在于段间平面的分离，主流方法包括能量器械如电刀，以及切割缝合器等。本中心于2020年发表的一项随机对照临床试验结果显示，在机器人辅助等微创肺段切除术中，使用切割缝合器分离段间平面可显著减少术后并发症发生率，同时在术后肺功能和住院费用方面与能量器械组无显著差异[22]。研究过程中，我们发现使用机器人手术系统操作电凝钩等能量器械分离段间平面时，其切割准确性较高，对正常肺组织损伤较小，术后漏气等并发症发生率也随之下降。

3.机器人辅助联合肺段切除术：既往研究结果证实，肺段切除相比于肺叶切除能够保留更多的肺功能，且肿瘤学结果相当[23]，而超过33%的T1期NSCLC涉及到多个肺段[24]，为了保证足够的切缘，同时最大限度地保留病人的肺功能，联合肺段切除术在临床中逐步得到应用。关于联合肺段切除的研究报道较少，传统胸腔镜的二维视野和手术器械之间的相互干扰，使得胸腔镜下进行联合肺段切除难度较高，同时，已有研究证实机器人手术在肺段切除方面安全有效且具优势[25]，因此，机器人联合肺段切除术(Combined anatomic pulmonary subsegmentectomy，CAS)开始逐步得到应用。我中心最先报道了16例CAS的详细手术过程及围手术期结果，包括右肺上叶(S2b+S3a、S1b+S3b、S3+S1b、S2+S1a、S2+S3a)，左肺上叶(S1+2+S3c)和右肺下叶(S9+S8b)联合肺段切除术，结论提示机器人CAS在直径<2 cm的肺部肿瘤中是安全有效的，机器人术式可以使复杂而具有挑战性的CAS操作更加方便，但在早期的技能学习阶段手术时间较长。同时，尽管机器人CAS相比于单纯肺段切除过程更加复杂，但两组的短期结果并无差异，也提示机器人手术在CAS中的优势[26]。

4.短期疗效及长期生存：机器人辅助肺段切除术围手术期的安全性已被多项研究证实。在一项2019年发表的研究中，Terra等[27]回顾性分析了49例接受机器人辅助肺段切除术的病人资料，结果显示，其中位手术时间为160分钟，未发生中转胸腔镜或开放手术的情况，术后并发症发生率18.3%。Rinieri等[28]对比了32例胸腔镜肺段切除术和16例机器人肺段切除术，发现这两种术式短期疗效结果类似，无明显差异。近期本中心联合国内多家单位共同发表了多中心、回顾性临床研究，对比机器人和胸腔镜肺段手术的短期疗效，其中机器人组298例，胸腔镜组476例。结果显示，两组间的手术时间、术中出血量、围手术期并发症发生率等短期疗效指标无明显差异，而机器人组在N1淋巴结清扫方面更具优势[29]。此外，我中心还对机器人辅助肺段切除术的学习曲线进行了探究，提示术者至少需要40例该术式手术的积累才能达到稳定可靠的围手术期效果[30]。

另一方面，尽管已开展多年，机器人辅助肺段切除术的长期生存数据仍鲜有报道。我们认为这与该术式的适应证有关，即接受肺段切除术的病人多为早期肺癌，获得长期生存的可能性更高，这从一定程度上增加了这类研究的时间跨度和随访难度。Casiraghi等[31]统计了一个意大利中心长达10年的机器人胸外科手术数据，其中肺段切除术的5年生存率为96.2%。由此可见，机器人辅助肺段切除术对NSCLC病人肿瘤学疗效较为可观，但仍需大规模的前瞻性临床试验进一步证实。

三、机器人辅助肺袖式切除术

全肺切除术既往广泛应用于可切除的中央性肺癌，随着肺袖式切除手术的开展，中央型肺癌病例得以在保留更多肺组织的同时取得相似肿瘤学疗效。胸腔镜手术受限于视野、器械灵活性等原因，在肺袖式切除手术中应用较少。机器人手术系统的高清三维视野、灵活的机械臂等技术优势，有利于断端的吻合等操作，可以降低学习曲线，使微创肺袖式切除术的广泛应用成为可能。

2018年本中心报道了3例机器人辅助肺袖式切除术，其中右上肺、左上肺以及舌段各1例，相较于开胸或胸腔镜手术，机器人系统的灵活操作更加适合进行支气管吻合，使得吻合时间缩短并取得更满意的吻合效果[32]。此外，目前有多篇回顾性研究报道了机器人辅助肺袖式切除的手术技巧、围手术期情况和治疗效果[33-34]。Jiao等[33]报道了67例机器人肺袖式切除的队列研究，结果显示，这一术式的平均手术时间166.5分钟，平均术中出血量98.8 ml，没有出现中转开胸病例，围手术期并发症相对可控。Gu等[34]对比了机器人辅助肺袖式切除和开放手术的围手术期情况和远期疗效，其中机器人组17例，开放组86例。两组病人的手术时间、围手术期并发症和生存时间没有明显差异。以上结果均提示，机器人辅助肺袖式切除术安全可行，疗效良好。然而，目前尚无前瞻性临床研究结果报道。

四、展望

经过十余年的发展，机器人手术在肺癌外科得到了逐步的推广及应用。多项研究显示，机器人辅助肺癌手术与胸腔镜辅助肺癌手术的肿瘤学疗效相似，围术期死亡率及并发症发生率相当，在淋巴结清扫等方面有一定优势[23，27]。然而，在肺癌外科领域，机器人手术相关研究多为回顾性研究或基于前瞻性数据库开展的研究，仍然缺少前瞻性临床试验来进一步证实其远期疗效，并提供更高等级循证医学证据。自2014年起，全球多个中心相继开展机器人辅助胸外科手术相关前瞻性临床试验，如意大利的“ROMAN”试验(NCT02804893)及我中心正开展的对比机器人与胸腔镜辅助肺叶切除术的随机对照临床试验(NCT03134534)。随着这些前瞻性研究的进展和结果报道，机器人手术在肺癌外科的安全性和有效性将得到进一步确认。

不容忽视的是，机器人手术系统本身还有些许不足，如缺少触觉反馈，将一定程度影响术者的操作，机器人相关耗材价格较高昂等。更新一代的机器人系统正在逐步做出改善，同时在精准和微创方面进一步提升，如单孔机器人手术系统等。机器人手术的未来革新方向之一，是通过增强现实(AR)技术，将术前影像学信息与术中实时获得的解剖信息相结合，利用人工智能技术进行匹配，从而达到真正智能的机器人辅助肺癌外科手术。