機(jī)器人結(jié)直腸癌手術(shù)

許劍民

隨著腹腔鏡微創(chuàng)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，目前除低位直腸癌和橫結(jié)腸癌根治術(shù)外，腹腔鏡輔助結(jié)直腸癌根治手術(shù)已納入美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network，NCCN)治療指南。近年來(lái)微創(chuàng)領(lǐng)域又引入了達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)，雖然就其發(fā)展而言尚待時(shí)日觀察，但帶結(jié)直腸外科的革命性變化已初見(jiàn)端倪。

一、機(jī)器人手術(shù)技術(shù)的發(fā)展

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)起始于20世紀(jì)90年代，雖然曾有過(guò)IBM公司的Robdoc系統(tǒng)，但由于該系統(tǒng)幾乎沒(méi)有實(shí)際臨床應(yīng)用，因此只能算是啟蒙階段。最早具有現(xiàn)代意義的機(jī)器人操作系統(tǒng)是Computer motion公司發(fā)明的AESOP(伊索)機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)。伊索機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)是由醫(yī)師通過(guò)語(yǔ)言或腳踏板來(lái)控制鏡頭來(lái)調(diào)整視角與視野，主要優(yōu)點(diǎn)在于克服了扶鏡手疲勞所帶來(lái)的鏡頭不穩(wěn)定因素，但是其功能單一，未能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手進(jìn)入手術(shù)區(qū)域操作。國(guó)內(nèi)包括復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院曾購(gòu)買該系統(tǒng)但僅應(yīng)用于心臟外科。1998年Computer motion公司研發(fā)的Zeus(宙斯)操作系統(tǒng)，具有獨(dú)立的外科操作平臺(tái)以及手術(shù)操作用機(jī)械臂，成為具有現(xiàn)代意義的機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)最有名的臨床應(yīng)用是2001年Marescaux使用宙斯系統(tǒng)在紐約遠(yuǎn)程操作為遠(yuǎn)在法國(guó)的患者實(shí)行了膽囊切除術(shù)。國(guó)內(nèi)有數(shù)家單位也曾引進(jìn)該系統(tǒng)[1-2]。目前接近成熟且已得到廣泛臨床應(yīng)用的是2001年由Intuitive Surgical公司收購(gòu)Computer motion公司后，在宙斯系統(tǒng)基礎(chǔ)上研制成功的Da Vinci(達(dá)芬奇)手術(shù)操作系統(tǒng)[3]。

二、達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成：(1)醫(yī)師操作平臺(tái)(surgeon console)：所有的操作控制在這個(gè)操作平臺(tái)完成；(2)床旁機(jī)械臂塔(patient cart)：它由仿真機(jī)械手臂組成，共有4個(gè)臂，包括了3支具有7個(gè)自由度交互功能的仿真機(jī)械臂和1支扶鏡臂(就是持著一個(gè)高精度的3DHD(3-Dimensional High Definition ,立體音效技術(shù))視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)械臂)。

該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：(1)圖像清晰性：借助于高清三維立體成像提供三維高清的手術(shù)視野，術(shù)者通過(guò)雙眼接受來(lái)自不同攝像機(jī)傳來(lái)的完整圖像，觀察術(shù)野的實(shí)際三維立體圖，克服了腹腔鏡手術(shù)只有二維平面視野的缺點(diǎn)。同時(shí)，由于5∶1的放大倍數(shù)，在高清基礎(chǔ)上放大視野，能更細(xì)致與精確地移動(dòng)機(jī)械手臂進(jìn)行操作。扶鏡臂保證鏡頭固定，畫(huà)面不會(huì)抖動(dòng)。(2)操作準(zhǔn)確性：達(dá)芬奇機(jī)器人機(jī)械臂具有7個(gè)方向活動(dòng)的自由度，在操作范圍內(nèi)可以任意改變角度進(jìn)行操作，即便是在狹小的空間里也能通過(guò)機(jī)械臂頭端的轉(zhuǎn)向活動(dòng)就能完成相應(yīng)的操作，具有腹腔鏡所缺乏的靈活性。術(shù)者雙手控制操作桿，將手部的動(dòng)作準(zhǔn)確地傳達(dá)到機(jī)械臂，完成手術(shù)操作。設(shè)計(jì)中它過(guò)濾了人手的正常生理顫動(dòng)，從而確保操作的準(zhǔn)確性。同時(shí)還具有動(dòng)作定標(biāo)系統(tǒng)，保證更換器械時(shí)原操作位置不會(huì)移動(dòng)。(3)操作便利性：術(shù)者除了手部動(dòng)作外，可以通過(guò)各種腳踏開(kāi)關(guān)分別控制鏡頭、電凝和超聲刀等器械。器械選擇方面，它提供了幾乎所有現(xiàn)有手術(shù)器械的機(jī)械手版本作為備用選擇，術(shù)者可以根據(jù)不同的手術(shù)需求選擇相應(yīng)的手術(shù)器械。(4)遠(yuǎn)程可操作性：通過(guò)光纜信號(hào)傳送等高科技設(shè)備，使得圖像信號(hào)及時(shí)傳送，是一種新穎的遠(yuǎn)距離操作模式。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)完全改變了術(shù)者站在手術(shù)臺(tái)旁進(jìn)行操作的傳統(tǒng)模式，由主刀醫(yī)師坐在醫(yī)師操作平臺(tái)前完成手術(shù)全過(guò)程，符合人體工程學(xué)原理，適合于長(zhǎng)時(shí)間復(fù)雜手術(shù)。

三、達(dá)芬奇機(jī)器人在結(jié)直腸癌手術(shù)中的應(yīng)用

早在伊索機(jī)器人時(shí)代就有使用機(jī)器人系統(tǒng)輔助外科手術(shù)的嘗試，隨著技術(shù)相對(duì)完美的達(dá)芬奇機(jī)器人的問(wèn)世，機(jī)器人輔助手術(shù)被廣泛使用在泌尿科、婦產(chǎn)科、心外科、胸外科、普外科等多個(gè)學(xué)科[4]。而達(dá)芬奇機(jī)器人問(wèn)世后不久就在結(jié)直腸手術(shù)得到了應(yīng)用[5]。

目前全球達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)總數(shù)超過(guò)2000臺(tái)，國(guó)內(nèi)11臺(tái)，達(dá)芬奇機(jī)器人輔助下的結(jié)直腸癌手術(shù)已經(jīng)在全球各個(gè)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，在結(jié)腸癌和直腸癌根治術(shù)均有機(jī)器人手術(shù)應(yīng)用報(bào)道[6]。D′Annibale等[7]報(bào)道的一組右半結(jié)腸癌根治術(shù)50例的大宗報(bào)道中，手術(shù)相關(guān)死亡率為2%，平均淋巴結(jié)清掃數(shù)14個(gè)，無(wú)一例中轉(zhuǎn)開(kāi)腹，短期生存率達(dá)92%，但平均手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)223 min，明顯長(zhǎng)于開(kāi)腹或腹腔鏡右半結(jié)腸癌根治術(shù)所需時(shí)間。在低位直腸癌根治術(shù)中，機(jī)器人手臂在狹小的空間里更能發(fā)揮作用，因此有較多成功的報(bào)道。Choi等[8]同樣一組50例的直腸癌報(bào)道中，無(wú)手術(shù)死亡率，平均淋巴結(jié)清掃數(shù)為20個(gè)，無(wú)一例中轉(zhuǎn)開(kāi)腹，吻合口瘺發(fā)生率為8.3%，環(huán)周切緣陽(yáng)性率為2%，與開(kāi)腹或腹腔鏡手術(shù)效果相似。但平均手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)304 min，也明顯長(zhǎng)于開(kāi)腹或腹腔鏡直腸癌根治手術(shù)。低位結(jié)直腸癌腹腔鏡手術(shù)效果沒(méi)有證實(shí)，因此在NCCN的指南中沒(méi)有獲得推薦。但是由于在機(jī)器人手術(shù)中可以得到靈活便利的操作和清晰的視野，已有不少單位開(kāi)展。近期的效果明顯，遠(yuǎn)期的效果仍然有待病例數(shù)的增加以及隨訪的觀察[9-10]。另外，文獻(xiàn)報(bào)道了機(jī)器人手術(shù)輔助肛管癌根治術(shù)，也獲得了良好效果[11]。針對(duì)腸癌肝轉(zhuǎn)移，也有文獻(xiàn)報(bào)道了伴有可切除肝轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌病例進(jìn)行同期手術(shù)的病例，結(jié)果也獲得成功[12]。全球開(kāi)展機(jī)器人手術(shù)病例眾多，2010年總共有27萬(wàn)例手術(shù)，但是未能獲得各類手術(shù)的具體例數(shù)。從達(dá)芬奇的實(shí)踐過(guò)程中可以看到它的學(xué)習(xí)曲線非常短，更接近于開(kāi)腹手術(shù)，對(duì)于沒(méi)有腹腔鏡技術(shù)基礎(chǔ)的醫(yī)師同樣非常容易學(xué)習(xí)。

從目前的手術(shù)效果看，機(jī)器人手術(shù)的安全性與可行性得到了全面的肯定，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間與腹腔鏡手術(shù)相似，同時(shí)對(duì)比腹腔鏡手術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于中轉(zhuǎn)開(kāi)腹率較低。當(dāng)然病例數(shù)的不足、費(fèi)用昂貴而使得術(shù)者在選擇病例方面有傾向性等原因會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的偏差，所以機(jī)器人手術(shù)的更大益處有待于廣泛地開(kāi)展后才能發(fā)現(xiàn)。同樣由于達(dá)芬奇機(jī)器人問(wèn)世時(shí)間僅有10年左右，對(duì)于手術(shù)病例缺乏足夠長(zhǎng)的隨訪時(shí)間，從而缺乏長(zhǎng)期療效方面的報(bào)道。目前在臨床試驗(yàn)登記的前瞻性隨機(jī)對(duì)照臨床研究中達(dá)芬奇結(jié)直腸癌手術(shù)僅有兩項(xiàng)：一項(xiàng)是右半結(jié)腸癌達(dá)芬奇手術(shù)與腹腔鏡手術(shù)的效果比較，另一項(xiàng)是低位結(jié)直腸癌達(dá)芬奇手術(shù)效果的比較。兩項(xiàng)研究都是從2010開(kāi)始入組病例，目前還處在錄入病例階段，因此達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)結(jié)直腸癌手術(shù)的遠(yuǎn)期效益尚有待時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。目前發(fā)展的單孔腹腔鏡技術(shù)對(duì)達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)提出了挑戰(zhàn)，進(jìn)一步的發(fā)展就是利用達(dá)芬奇機(jī)器人在單孔的情況下來(lái)完成結(jié)直腸手術(shù)，同樣這方面的發(fā)展也給了Intuitive Surgical公司提出了發(fā)展下一代達(dá)芬奇機(jī)器人的藍(lán)圖。雖然相對(duì)于腹腔鏡手術(shù)而言，達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)突出，如圖像的清晰立體，操作的便捷順利和人員的專業(yè)化，但是同樣它也存在突出的缺點(diǎn)。

四、達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的缺憾

1.觸覺(jué)反饋體系的缺失：達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)無(wú)法提供觸覺(jué)反饋，因此術(shù)者只能通過(guò)視覺(jué)來(lái)彌補(bǔ)觸覺(jué)反饋的不足。這一特點(diǎn)在進(jìn)行達(dá)芬奇手術(shù)人員培訓(xùn)中受到極大的重視，培訓(xùn)師通過(guò)反復(fù)強(qiáng)調(diào)來(lái)達(dá)到加深印象，切實(shí)避免觸覺(jué)反饋體系的缺失引起的不足。由于無(wú)法通過(guò)反饋來(lái)明確抓持和牽拉的力量，因此必須通過(guò)培訓(xùn)來(lái)確保術(shù)者在術(shù)中避免由于器械之間的相互碰撞所造成器械的破壞以及不當(dāng)?shù)臓坷斐傻慕M織損傷。另外對(duì)于較小的腫瘤，特別是沒(méi)有侵犯漿膜的腫瘤，術(shù)中難以定位，且沒(méi)有腹腔鏡的觸覺(jué)反饋，因此除了術(shù)中腸鏡定位以外，公司還設(shè)計(jì)了顯影方法，幫助在術(shù)中找到病灶。目前該方法在國(guó)內(nèi)尚無(wú)報(bào)道，公司方面也還在進(jìn)行臨床研究，期待對(duì)手術(shù)有所幫助。

2.系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性：雖然目前還沒(méi)有在使用過(guò)程中發(fā)生機(jī)械故障導(dǎo)致危險(xiǎn)的報(bào)道，但是一個(gè)龐大系統(tǒng)本身就會(huì)帶來(lái)潛在的機(jī)械問(wèn)題。其發(fā)生故障的幾率遠(yuǎn)大于一般的內(nèi)窺鏡手術(shù)系統(tǒng)，醫(yī)師與設(shè)備的配合同樣需要一定時(shí)間的學(xué)習(xí)。

3.手術(shù)前及手術(shù)中的規(guī)劃和準(zhǔn)備耗時(shí)較長(zhǎng)：在各類手術(shù)中都需要預(yù)先裝配機(jī)器人，裝配時(shí)間是30～45 min，將傳統(tǒng)手術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間提高很多，導(dǎo)致整個(gè)手術(shù)的時(shí)間被延長(zhǎng)，由于手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)所導(dǎo)致的創(chuàng)傷應(yīng)激的時(shí)長(zhǎng)增加。

4.達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)的特殊性決定了只有特定的醫(yī)生才能操作器械。因此可能對(duì)其使用率造成一定的影響。

5.費(fèi)用問(wèn)題：一是使用成本昂貴，每臺(tái)機(jī)器的售價(jià)1700萬(wàn)元，而每次使用的器械及無(wú)菌套的費(fèi)用是500美元/把，在機(jī)器的折舊費(fèi)未包括的情況下，每臺(tái)手術(shù)器械的費(fèi)用就增加了2萬(wàn)元左右，使得常規(guī)手術(shù)的成本增加；二是維修費(fèi)用昂貴，為防止達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，每4個(gè)月進(jìn)行一次預(yù)防性維修，維修保養(yǎng)費(fèi)每年約是購(gòu)置費(fèi)用的10%。

6.作為先進(jìn)的技術(shù)而言，目前我國(guó)的主流趨勢(shì)是先進(jìn)性加上適用性，更注重高的臨床價(jià)值，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)與我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情并不完全相符。因此衛(wèi)生部在經(jīng)過(guò)專家認(rèn)證后暫停了達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)的審批工作。

五、總結(jié)

雖然目前達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)治療在全球開(kāi)展，但迄今為止沒(méi)有任何國(guó)家的醫(yī)療管理機(jī)構(gòu)發(fā)布相關(guān)的臨床應(yīng)用指南，原因在于達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)與常規(guī)手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)相比較，其優(yōu)勢(shì)尚待時(shí)日觀察。對(duì)于復(fù)雜、困難的手術(shù)還是首選傳統(tǒng)手術(shù)。

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