机器人在乳腺手术中的困境与挑战

李婷婷 陈莉

达芬奇机器人辅助手术系统有3D可视化,灵活性佳,减少术中震颤等优势,可实现高精度的手术。机器人辅助外科手术切口隐蔽,美容效果好,在乳腺手术中有着明显的优势。但是,机器人辅助乳腺手术仍面临着困境与挑战。机器人辅助手术的首次使用是在1985年,主要用于精细和精确的立体定向神经外科活检[1],后来机器人辅助手术因其可达到震颤消除、七个自由度、3D放大视觉等优势逐渐应用于普外科、妇科、泌尿外科、整形外科、显微外科等外科领域[2-3]。近些年,国内外学者陆续将机器人手术系统用于各种乳腺手术中,主要应用于机器人辅助保留乳头乳晕的乳房切除术(nipple-sparing mastectomy,NSM),机器人辅助背阔肌乳房重建术,机器人辅助腹壁下动脉穿支皮瓣乳房重建术,机器人辅助显微手术等[4]。然而,机器人辅助的乳腺手术仍然存在各种争议,本文重点对机器人乳腺手术面临的困境与挑战进行一定的探讨。

一、机器人辅助乳腺手术与传统腔镜乳腺手术的区别与困境

传统开放手术术后产生明显的手术瘢痕,严重影响美观及病人的生活质量,腔镜辅助的乳腺手术可明显缩小手术瘢痕,美容效果突出,在病人术后心理健康方面有着良好的效果。并且随着技术的进步,腔镜手术可应用于保乳手术,内乳淋巴结清扫、乳房重建等手术中[5-7,10]。机器人辅助手术具有自由度高、消除震颤、3D视觉、提高分辨率等优势,目前已在各个科室迅速应用,机器人乳腺手术也有了积极的探索。与传统腔镜手术相比,机器人辅助手术的术中出血量更少,住院时间更短[11]。传统腔镜手术有着自由度低、支点效应及更高的生理性震颤的劣势,而机器人手术由于手术时间长,价格昂贵以及可能出现机器故障的可能性,部分学者认为机器人乳腺手术与腔镜乳腺手术的优势不明显。但是随着国内外乳腺外科医生对机器人技术的不断学习,国内越来越多医院的乳腺外科逐渐开展了机器人辅助的乳腺手术。

机器人灵活多变的机械臂可以在最小的切口内精确操作,然后伸入狭窄的手术部位,以最小的侵入安全有效地完成大多数手术程序,以减少并发症的发生率,并产生针对病人的美学效果。在背阔肌皮瓣获取时,机器人辅助可克服穿孔内镜的技术限制,更轻松的在小腔隙中获得皮瓣[12-13]。腹壁下动脉穿支皮瓣的手术中神经的保护很重要,机器人辅助手术的精细操作及消除震颤的作用可以在术中最大限度地减少腹直肌前鞘的切口和对腹直肌神经支配的破坏,进而减少腹壁疝的发生率[14]。机器人辅助系统的10倍放大效果为显微外科手术,例如微血管的吻合手术提供了技术支持,没有震颤的机器人辅助手术在显微手术中尤其重要[15],这是传统开放手术及腔镜手术目前无法达到的技术。一项关于91例腔镜NSM与40例机器人辅助NSM后即刻假体乳房重建的临床研究发现,机器人辅助NSM病人对切口满意度高于腔镜NSM手术的病人;与腔镜NSM相比,机器人辅助NSM的手术时间更长,医疗费用更高,但其术中出血更少,且机器人手术的学习曲线更短[16]。该研究发现,两者的乳头缺血坏死及整体术后并发症无明显差异。我们期望机器人辅助手术可以与5G网络相结合,发展安全有效的远程手术及远程指导,突破时间及空间的限制,大大提高手术效率及下级医院的手术水平[17-18]。机器人辅助乳腺手术医疗费用昂贵,远程操作让术者无法近距离判断乳腺皮瓣游离的程度,不能像腔镜手术的术者能及时通过触感及视觉等判断游离的程度及位置。另外,机器人在手术运行过程中突然出现故障,可能会导致周围器官的损伤或其他更严重的问题,我们必须有所干预以减少损伤。

二、机器人辅助乳腺手术Trocar孔的困境

机器人辅助手术与传统开放手术相比,创伤更小,术区瘢痕更不明显,更美观。Toesca等[19]首先将机器人手术应用在NSM中。具体方法:在腋窝处作长约2.5 cm单切口,在直视下用电刀分离约切口周围3 cm皮下组织,然后置入一个单一端口,建立机器人操作的单孔通道,然后分离乳房。Lai等[20-21]也报道了单孔机器人辅助NSM及即刻乳房假体重建手术,具体方法与上述类似,只有1例病人术后腋窝伤口延迟愈合,3例(13%)有-过性乳头缺血改变,保守治疗后好转,未见完全性乳头-乳晕复合体坏死病例。术后几乎所有病人对瘢痕外观、创面长度和创面位置都很满意。Sanson等[22]在乳房外侧作三个0.8 cm的切口作为插入Trocar的操作孔,腺体切除后,将三个切口中的2～3个切口连接扩大切口用作取出腺体及置入假体,乳房切除术后的美容结果大多是非常满意的,生活质量不受影响。

机器人辅助背阔肌的获取自2012年就被Selber等[13]首次报道应用于临床,作者将腋下切口延长2～3 cm,在取前哨淋巴结的同时可以分离背阔肌血管蒂,该切口后续可作为机器人12 mm的trocar的置放孔,另外在腋下取2个5 mm的Trocar孔(其中一个孔在下皱襞水平,两个孔之间宽度>8 cm)用作机器人取背阔肌皮瓣。该手术方式术后背部没有明显瘢痕,手术瘢痕小且隐蔽。Lai等[23]在机器人腋窝单孔分离乳房的基础上即刻乳房重建,在腋下另作2个Trocar孔用作取背阔肌皮瓣,并将这2个Trocar孔作为后续的引流口,与传统背阔肌的获取相比,机器人背阔肌获取美容效果更佳,减少了创面相关并发症,但仍有皮下积液的形成,仍需反复抽吸。Chung等[24]采用无CO2充气式机器人手术,减少CO2充气对皮肤的损伤,该术式在腋窝切口使用铰接式长牵开器,并用提升装置将其牵起,在腋窝口下方作2个8 mm的Trocar孔用作取瓣,如有需要还可在肩胛骨尖端区域再作一额外的切口。总体来说,除了细微的差别,机器人取背阔肌大多采用三孔模式,并将下方孔作为引流孔,术后病人对切口的美容效果满意。

我们团队从2018年开始开展机器人辅助NSM,本团队早期选择三孔入路,具体方法:先在腋窝处作长约3 cm切口,取前哨淋巴结,以此切口置入大的Trocar,然后在乳房下皱襞及腋前线乳房外侧位置分别作长约0.5 cm切口分别置入两个小Trocar。三孔操作的空间大,与单孔相比器械不易相互干扰,操作更方便。另外,下皱襞及乳房外侧Trocar孔在术后可置放引流管,不需另外再作切口引流,并且达到了低位引流,使引流更加充分,术后出现术区积液及血肿形成的可能性低。技术成熟后,我们团队也尝试了两孔及单孔入路进行NSM操作,两孔入路是在除腋窝切口外,在腋前线再作一个0.5 cm切口操作;单孔入路只需用到腋窝切口。三种方法术后手术瘢痕均小,病人满意度高。但是,机器人单孔操作存在空间小,机器人操作臂较粗大,操作臂之间容易出现碰撞干扰的情况,影响术者操作。两孔和三孔的操作更加流畅,但是会增加切口瘢痕的数量。

三、机器人辅助乳腺手术适应证

在尚未确定机器人辅助乳房切除术治疗或预防乳腺癌的安全性和有效性的情况下,达芬奇手术系统的使用尚未获得美国食品和药物管理局(FDA)的批准[25]。尽管有几项研究表明,机器人辅助NSM是一种可行的手术,但只有少数专业外科医生进行[26]。此外,关于其肿瘤预后的数据报道很少。近期,FDA警告称机器人乳房手术只能由专业外科医生进行,并建议与病人讨论所有可用治疗方案的益处、风险和替代方案。为了获得高水平的安全性证据,有研究者设计了前瞻性探索性队列研究探索乳房切除术后重建(包括机器人乳腺手术)的研究[25,27],研究获得FDA批准的研究器械豁免。该团队前期80例机器人辅助NSM病例的回顾性多中心研究的初步结果表明,对于早期乳腺癌病人,机器人辅助NSM联合即刻乳房重建是安全可行的[27],无机器人转开放的病例,仅有1例乳头坏死需要再次手术(1.2%),乳头乳晕复合体(nipple-areolar complex,NAC)缺血是最常见和最令人关注的并发症,这一比率是可以接受的。另一项国际多中心研究数据表明,机器人NSM组术后30天并发症、乳头坏死和术后Ⅲ级并发症发生率明显低于传统NSM组[28]。在假体重建中,需要手术清创的皮肤坏死传统组(8.0%)比机器人辅助组(2.0%)发生的频率明显更高,在6～12个月时,与传统乳房重建相比,机器人辅助乳房重建的性健康评分更高[29]。 为了机器人乳腺手术的安全性,我们对机器人乳腺手术的适应证更进一步细化:(1)乳房中-小体积(乳房罩杯≤ Bra C,最好A/B);(2)年轻致密腺体,与皮肤层次分明,腺体退化不能太明显;(3)早期乳腺癌;(4)肿瘤-乳头距离>2.0 cm;(5)无临床和影像学证据证明肿瘤侵犯皮肤、胸壁,病灶距离皮肤>1.0 cm;(6) NAC未受肿瘤侵犯。

四、机器人辅助乳腺手术的挑战

机器人辅助手术技术具有三维可视化、震颤消除等优点,但是仍面临着系统技术的挑战。手术医师依靠内窥镜相机的视觉反馈来观察表面解剖结构并评估手术视野,虽然表面解剖可以很容易看到,但隐藏在表面以下的解剖结构,比如腺体内部肿瘤的位置,由于设备的局限性,在术中难以评估。如何在术中精准通过系统定位识别肿瘤的具体位置,这具有一定的挑战性。有术者将术中光声成像集成到达芬奇机器人手术系统,通过光声成像的高穿透性和高光学对比度,手术机器人可以为手术医生提供术中神经血管指导,提醒他们存在肉眼看不见的重要底物解剖结构,防止出血和瘫痪等并发症[30]。该研究描述了实现机器人与图像系统同步和通信的系统架构,展示了实时光声成像和三维重建的功能。进一步说明远期可实现达芬奇机器人手术系统可与影像成像结合的可能性,手术系统与影像学的结合在机器人乳腺手术过程中自动识别肿瘤的精确位置,将为完整且安全切除肿瘤区域提供更大的可能性,这也是机器人辅助系统面临的挑战。

五、展望

机器人辅助的乳腺手术提供的不仅仅是微创手术,更使显微外科和超显微外科的益处最大化。机器人手术的美观、安全等优势使得其在乳房重建、皮瓣转移、显微手术等手术领域中逐渐应用成熟。目前,国产机器人辅助系统已逐渐应用于临床,病人所耗费的经济成本也将有所减少,相信未来有更多的病人从中受益。随着5G互联网技术的发展及应用,未来机器人系统辅助手术不仅能应用于远程手术,而且在系统技术方面也会有明显的进步。