机器人在食管裂孔疝修补术中的应用研究进展与争议

2023-04-05亚力坤吐尔洪伊尔夏提江艾尼瓦尔买买提依斯热依力克力木阿不都热依木

腹腔镜外科杂志 2023年1期

亚力坤·吐尔洪，伊尔夏提江·艾尼瓦尔，买买提·依斯热依力，克力木·阿不都热依木,3,4

(1.新疆医科大学研究生学院，新疆乌鲁木齐，830054；2.新疆维吾尔自治区人民医院微创、疝和腹壁外科；3.新疆维吾尔自治区人民医院普外微创研究所；4.新疆维吾尔自治区胃食管反流病及减重代谢外科临床研究中心)

食管裂孔疝是消化系统常见的良性疾病[1]，胃或其他内脏器官通过横膈膜上的食管裂孔隆起所形成。横膈膜是帮助呼吸的肌肉结构，有一个开口即食管裂孔，食管与迷走神经由此开口通过并进入腹腔。随着年龄的增长，其周围肌肉柔韧性、弹性的丧失或减弱会导致食管裂孔逐渐扩大，此外，也有研究提出，胶原蛋白、基质金属蛋白酶在食管裂孔疝发生或发展中具有一定作用[2]。在食管裂孔疝中，胃及其周围的软组织通过食管裂孔进入胸腔，影响食管下括约肌的功能从而引起食管下括约肌的松弛。这种松弛的食管下括约肌无法阻止胃内容物与胃酸回流到食管，这是胃食管反流病的主要原因。我国食管裂孔疝的流行病学数据存在地域差异，在新疆，食管裂孔疝的发病率可高达20%，而其他部分地区仅为3%～5%。食管裂孔疝在西欧、北美最常见，其发生率随年龄增长而增加。流行病学调查研究显示，50岁以上的人有55%～60%存在食管裂孔疝，然而仅9%存在相关症状，这取决于食管裂孔疝的类型及大小。目前临床上将食管裂孔疝分为4种类型，Ⅰ型：滑动型食管裂孔疝，胃食管连接处上移至膈肌以上，胃部仍然保持正常形态，我国95%的食管裂孔疝属于这一型；Ⅱ型：食管旁疝，胃食管的连接处保持在正常的解剖位置，一部分胃通过食管裂孔食管旁疝入胸腔内；Ⅲ型：是前两种的混合型，胃食管连接处与胃底均位于膈肌以上；Ⅳ型：除了胃以外，还有腹腔内的其他脏器进入胸腔[3-4]。

较小的食管裂孔疝通常是无症状的，可通过药物治疗。而较大的食管裂孔疝往往伴有胃灼热、烧心、反酸等症状，有症状且药物治疗效果欠佳的患者需要通过手术来缓解症状。目前主要手术方式为腹腔镜食管裂孔疝修补术。随着网络及技术层面的完善，人工智能系统被逐渐应用于外科手术领域中。其中机器人手术操作系统是其重要的代表成果之一，已被广泛应用于各类腹部手术中。目前达芬奇机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术有逐渐替代传统腹腔镜手术的趋势，但关于其安全性、可行性的研究仍存在争议，本文通过对国内外相关文献的综述，为机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术在临床中的应用提供参考依据。

1 机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术的发展历程

腹腔镜下食管裂孔疝修补术的应用已有三十年的历史。2002至2012年，腹腔镜在食道旁疝修复术中的应用迅速增加，占比由9.8%增加至79.6%[5]。随着外科医生操作技术越来越成熟、手术成本的降低、术中出血量及开腹次数减少，腹腔镜食管裂孔疝修补术成为治疗食管裂孔疝的标准术式[6-7]。然而食管裂孔疝修补术仍是一项复杂的技术挑战。纵隔通常被认为是人体难以接近的部分之一，由胸腔包围，包含心脏与大血管。虽然目前公认术中为了适当移动及延长腹腔内食管长度，需要在纵隔高位解剖食管，但由于腹腔镜器械的灵活性远低于机器人手臂，因此这一系列操作在腹腔镜下的完成难度及对术者的技术要求较高[8]。此外，术中在基底膜区引入的缝合线存在渗漏风险，而这与手术相关并发症有关，包括严重的胃反流症状及术后吞咽困难[9]。高纵隔剥离、低张力裂孔重建是食管裂孔疝修补术成功的重要因素，但传统腹腔镜难以完成[10]。与腹腔镜手术相比，机器人手术系统具有更宽阔且高清的3D视野，可在狭小的空间内完成一系列复杂的手术操作。此外，达芬奇机器人机械臂持针系统旋转角度可达到360°，有助于术者通过切换固定好优势手操作机械臂，可非常从容地使用机械臂夹持关节进行超范围的绕线打结，其缠绕幅度甚至优于人体腕关节活动度，这对纵隔等复杂部位的解剖分离更具有优势[11]。此外，大多数研究指出，食管裂孔疝修补是技术要求很高的手术，具有显著的学习曲线。患者本身的因素、发病过程的复杂性、对手术的技术要求等对学习曲线起着重要作用，这些因素可能影响手术的长期疗效[12]。2004年，国际上首次报道了机器人辅助下食管裂孔疝修补术的临床研究。此后，陆续出现该方面的病例报道。我国机器人食管裂孔疝修补术开展较晚，中国人民解放军总医院田文教授团队于2015年成功完成了我国首例机器人辅助食管裂孔疝修补术[13]。2021年，我国新疆地区开展了首例机器人食管裂孔疝修补术联合Dor胃底折叠术。2021年4月至2022年4月新疆自治区人民医院微创、疝和腹壁外科共完成80例食管裂孔疝修补术，其中机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术56例，传统腹腔镜食管裂孔疝修补术24例，两组手术均顺利完成，机器人组手术比例明显高于传统腹腔镜组(70% vs. 30%)。

2 机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术硬件优势及争议

微创外科手术的引入导致了手术医学的革命性变化。然而，传统腹腔镜存在一定的局限性，如摄像平台的稳定性较差、二维成像及腹腔镜器械的旋转活动度受限等[14]。近年，随着全球达芬奇机器人系统的不断增加，其在我国开始兴起并得到推广。达芬奇机器人手术以全新的微创理念及技术优势成为继开放手术、腔镜手术后的第三代手术技术。与传统腹腔镜相比，达芬奇手术系统具有以下优点：(1)机器人手术系统采用裸眼三维立体成像系统，一方面弥补了传统2D腹腔镜缺乏层次感的缺陷，另一方面缓解了3D腹腔镜长时间佩戴眼镜导致的视觉疲劳及眩晕感，并使得术区放大10倍，大大增加了术区解剖结构的辨识度，使得术者操作更为精细[15]。(2)机器人手术采用仿人手模拟系统，模仿了人手腕关节的7个自由度，具备360°的活动角度，最大限度地延展了机器人机械臂的活动范围，能以不同角度在狭小的术区操作，从而完成复杂、高难度的精细解剖及缝合[16]。(3)虽然机器人手术系统采用了人手模拟系统，但它能自动过滤因人手颤抖及操作杆不稳定导致的震颤，使得术者操作更为稳定，提高手术安全性及精度，尤其对高难度、精细度要求更高的手术至关重要[15]。(4)与传统腹腔镜相比，机器人辅助的急诊食管旁疝修补术在外科医生的舒适度、精确性方面更具优势，这在急诊手术中可能是独一无二的。其使用主要取决于设备的可用性及手术团队的经验[17]。(5)机器人手术的另一个潜在优势是能减少中转开腹的几率。如果是再次食管裂孔疝修补术，不仅增加了手术时间，而且还增加了中转开腹的几率[18-19]。除上述优点外，机器人手术与腹腔镜手术相比也存在一定的缺点：(1)触觉的丧失会导致相应组织或缝合部位的撕裂[20]；(2)由于机器人手术系统的初始投资、每次手术的消耗品、年度维修及其他可重复使用的设备占机器人平台总运营成本的很大一部分，因此与传统腹腔镜手术相比进一步增加了患者的负担[21]；(3)Del Val等[22]对130例接受达芬奇机器人食管裂孔疝修补术的患者进行研究分析，发现在目前的技术下，与腹腔镜相比，凝血、更换手术器械等受到限制。根据美国胃肠及内窥镜外科医生微创机器人协会机器人手术共识，机器人手术最适合于局限于腹部某一象限的手术，尤其需要精细解剖、显微缝合或重建的手术[23]。

3 机器人手术系统治疗食管裂孔疝合并胃食管反流病临床效果及争议

目前，食管裂孔疝修补术联合胃底折叠术是食管裂孔疝的主要治疗方式。Wang等[24]的Mate分析对机器人、腹腔镜两种方式治疗食管裂孔疝的疗效进行了评估，发现机器人辅助腹腔镜胃底折叠术的临床结果与传统腹腔镜胃底折叠术疗效接近，但机器人辅助腹腔镜食管裂孔疝修补术联合胃底折叠术手术时间较长。朱萍[25]将55例食管裂孔疝患者随机分为机器人组与腹腔镜组，对比分析两种术式的疗效，结果显示对于巨大食管裂孔疝、复发性食管裂孔疝，机器人组具有手术时间短、术中出血量少等优势。此外，一项小样本研究表明，机器人辅助腹腔镜食管旁疝修补术相较传统腹腔镜手术具有多种优势，包括减少术后疼痛、降低复发率、缩短住院时间等[26-29]。

休斯顿卫理公会研究所Soliman等[30]为151例患者行传统腹腔镜修补术、142例患者行机器人辅助食管裂孔疝修补术，结果显示，机器人组术后并发症发生率低于腹腔镜组(6.3% vs. 19.2%，P=0.001)。在此研究中最常见的并发症是肺部并发症，其中腹腔镜组12例(7.9%)，机器人组2例(1.4%)。腹腔镜组与机器人组30 d再入院率(4.0% vs. 3.5%，P=0.84)、死亡率差异无统计学意义，而且此研究首次纳入较大样本直接比较两种手术方式的短期疗效。他们还发现，机器人组的复发性食管裂孔疝占比有所增加，这也表明在再次手术领域中所遇到的复杂解剖分离，机器人手术系统更具优势。

4 机器人手术系统治疗食管裂孔疝合并胃食管反流病的安全性及可行性争议

机器人手术系统所体现出的硬件设施优势在术中及术后康复中具有重要作用，目前关于机器人辅助的腔镜外科治疗食管裂孔疝的研究关注点仍主要集中在手术时间、术中出血量、术后并发症发生率、手术成本、再入院及术后等方面，这一系列因素是评估手术安全性、可行性的重要指标。

随着机器人平台使用率的增加，遇到了相关的挑战，包括外科医生陡峭的学习曲线、增加的手术时间及成本[31]。EINakadi等[32]报道机器人辅助下胃底折叠术的总时间长于传统腹腔镜Nissen胃底折叠术[(137±12)min vs. (96±5)min，P=0.01]。相反Gehrig及他的团队[33]发现，机器人辅助手术组手术时间与传统腹腔镜手术组相近，机器人组术后并发症发生率明显低于开放手术组，但与传统腹腔镜组相近。值得注意的是，机器人组中1例患者术后出血，且需剖腹探查明确原因并止血。此外，此患者术后合并肺部并发症，因此，住院时间延长至19 d。传统腹腔镜组中2例患者术后胃排空延迟，仅需保守治疗，无需再手术。Müller-Stich等[34]已证明了学习曲线的效果，他们采用机器人辅助的方式进行了复发性食管裂孔疝修补术，并报告操作时间由316 min减至195 min。Gerull等[35]的研究发现，机器人组(n=166)与腹腔镜组(n=190)的术中设备费用基本相似[(2 147±312.5)美元vs. (2 058±345.5)美元，P=0.012]。在其他领域，如泌尿科、妇科、腹壁疝修补等，越来越多的数据表明，随着外科医生机器人手术经验的增加，手术时间、手术成本可降低至腹腔镜手术的水平[34]。