微創技術國外新進展

微型機器人在微創醫學中的應用

【據Annual Review of Biomedical Engineering 2010年4月報道】題：Microrobots for minimally invasive medicine （作者：Bradley J. Nelson等）

微型機器人的廣泛應用將改變醫學領域的方方面面。在過去的十年里，微型機器人實現了兩個特別重要的進步：達芬奇機器人微創手術的施行和膠囊內鏡機器人的廣泛應用（圖1）。微型機器人可以執行某些困難的或看似不可能完成的任務。這些不受限制、無線控制的設備，將使現有的微創治療和診斷程序出現巨大變化，使患者受益很多，如縮短術后恢復時間、減少并發癥及感染風險等。

圖1 膠囊內鏡機器人示意圖

近年來，膠囊內鏡機器人已經在臨床使用，這些幾厘米的設備能適應胃腸道的大小，接受胃腸道檢查者只需吞服一粒“膠囊”，15分鐘左右即可實現胃部的全面檢查。其主要由磁場精確控制系統、智能膠囊內鏡、便攜記錄儀和膠囊定位器4個部分組成，通過磁場對膠囊在胃部的控制實現輕松舒適的胃部檢查。然而，如果人類制造出幾毫米甚至更小的微型納米機器人，就能以最小的創傷對人體的循環系統、泌尿系統、中樞神經系統的疾病進行診治。

微型機器人在醫學上的應用包括以下幾個方面：（1）靶向治療。靶向給藥在提高治療部位藥物濃度的同時降低其副作用。靶向給藥也針對特定細胞或目標基因，包括靶向放療和靶向熱療等。（2）清除異物。微型機器人可以在近距離攜帶放射性粒子摧毀腫瘤并進行組織消融，如清除血管內壁的脂肪沉積等。微型機器人還可進行超聲消融，使用超聲壓力波摧毀腎結石。活檢或微型切除也可以由機器人承擔。（3）可控結構。微型機器人可以作為支架支持神經、人造器官和血管的再生，也可以阻塞滋養腫瘤的血管。一個無線制導的微型機器人還可作為暫時的或永久的腦刺激電極。（4） 遙測。微型機器人可以從不易獲得信息的特定位置獲取有用信息。當與遙感相結合，其可用于定位人體內未知現象（內出血等）。

總之，毫米級的微型機器人可在整個身體內部執行醫療任務，其中包括對心血管系統、中樞神經系統、泌尿系統、眼科疾病、耳鼻喉疾病及婦產科疾病的診斷及治療。

微型機器人被設計成能工作在人體內充滿流體的軟組織中工作，其運動必須利用適當的方法，主要包括：（1）螺旋推進：微型機器人的運動方向可以簡單地通過改變旋轉方向實現。（2）翼波推進：翼波推進方式在相同驅動力下比螺旋推進器效率更高。（3）混合的方法：利用電力和一個強大的、靜態的應用磁場來實現。磁共振系統能產生巨大的磁場，控制和驅動機器人有序運動。也可以通過X線透視、CT掃描、紅外線輻射跟蹤微型機器人，確定其位置及工作狀態。

微創技術可減少術后疼痛、住院時間、恢復時間、感染風險及成本開支，提高護理質量。微型機器人可作為無線生物醫學應用的短期目標，其設計將基于所需要完成的任務和操作環境的類型。起初微型機器人只能執行簡單的任務，但隨著科學技術的進步，人類能夠設計和制造更為復雜的、能執行更為精密任務的機器人，如靶向給藥、原位活檢取樣和鑒定。人類需始終記住，只要解決了定位和動力問題，微型機器人一定能在人體內得到無限應用。

（王 雁 譯 王錦波 校）

一種新型內窺鏡手術機器人在臨床的應用

【據Hepato-Gastroenterology 2015年6月報道】題：Development of a novel endoscopic manipulation system: The endoscopic operation robot ver.2（作者：Keiichiro Kume等）

隨著醫學技術的發展，疾病診治技術侵襲性最小化是目前微創技術追求的目標。以前使用的內窺鏡手術機器人（endoscopic operation robot，EOR）ver.1系統，雖然可以靈活操作復雜的內窺鏡系統，但是它還有以下局限性：（1）插入體腔內的機械操作部分不易彎曲，無法改變鏡頭的轉矩。（2）內窺鏡是直接安裝在機器人上，在緊急情況下，不能脫離傳統的操作系統。近期，日本學者開發了一種新型EOR ver.2系統，克服了以上兩個不足。并在程序中加入了內鏡培訓模式（六個培訓模式，供不同階段學習使用）。然而，隨著內窺鏡治療范圍的擴大，全機器人操作的內窺鏡操作程序變得日趨復雜，增加了內窺鏡操作醫師的負擔。EOR ver.2系統的全機器人操作是內窺鏡微創治療領域的一大突破。

比較EOR ver.1和EOR ver.2兩個系統進行結腸鏡檢查的結果：兩組完成檢查的成功率均為100%；EOR ver.1系統完成時間為（17.20±3.92） min，EOR ver.2系統的完成時間為（9.30±2.13） min，兩組比較差異有統計學意義（P＜0.05），說明新的操作系統在操作時間上有明顯優勢。

目前EOR ver.2系統面臨的主要問題是熟悉內窺鏡操作的困難和如何進行內窺鏡標準化的培訓。EOR ver.2的遠程操縱桿是完全不同于傳統系統的人工操縱，即使一個技術很嫻熟的內窺鏡師也會發現適應EOR理念是一件很困難的事情。另外，常規內窺鏡檢查是手動操作，內窺鏡鏡頭運動是通過手接觸與主機的內窺鏡來完成，而缺乏人體的感覺反饋，可能會增加患者疼痛和穿孔的風險。因此，未來的系統應考慮加入人體感覺反饋功能，進一步提高操作成功率。

（張曉輝 譯 王錦波 校）

經自然腔道腹腔鏡手術治療外科急腹癥

【據British Journal of Surgery 2014年1月報道】題：Natural orifice transluminal endoscopic surgery for intra-abdominal emergency conditions（作者：J. Bingener等）

以最小的創傷完成對疾病的最佳治療是外科醫師的永恒追求。經自然腔道腹腔鏡手術（natural orifice transluminal endoscopic surgery, NOTES）是指將內窺鏡通過人體自然腔道（胃腸道或女性陰道）來完成腹腔內的手術，相對于傳統腹腔鏡手術，NOTES提供了微創手術入路，避免了腹壁切口。尤其對于身體虛弱或免疫力低下的患者，疾病的進程和治療一般不會對其造成致命后果，但緊急外科手術卻可能會給其帶來很大創傷。目前腹腔內NOTES主要應用于急性闌尾炎、消化道潰瘍穿孔、胰腺壞死及經皮內鏡下胃腸造瘺等患者。

急性闌尾炎 目前，闌尾切除的幾種成功內鏡方法主要經由胃、結腸、陰道、膀胱路徑，任何一種路徑都可以采用單純的NOTES操作或將其與腹腔鏡混合應用。NOTES方法路徑的選擇主要取決于所入腔道是否安全封閉、感染并發癥的風險及是否便于標本取出。與經陰道闌尾切除術相比，經胃和結腸途徑對手術器械提出了更高要求，需要其更加靈活及更廣闊的操作范圍。此外，有研究提出經肛門路徑作為男性代替陰道路徑的一種方法，這也是經腸道入路的一種。關于NOTES方法闌尾切除術的術后并發癥因手術路徑的不同而有所差異，總體的術后并發癥發生率為0%～11.9%，其中經陰道路徑的發生率較高，最常見的是腹腔內膿腫和尿潴留。目前，尚無經陰道NOTES方法對患者性功能產生影響的報道，但這一結論仍需大規模的研究論證。

胃腸造瘺術中導管的更換與消化性潰瘍穿孔 當胃腸造瘺的導管需要更換時，傳統方法是急行剖腹探查，而NOTES方法的引入使患者免于遭受全身麻醉和腹腔鏡而直接更換。對于消化性潰瘍穿孔，微創手術中引入NOTES關閉潰瘍的理念與開放性手術和腹腔鏡手術相同，但其可行性仍在論證。目前只有血流動力學穩定的疑似潰瘍穿孔患者可能適合該術式，若患者有大網膜切除術、上消化道手術史或潰瘍巨大，則應放棄該方法。同時，NOTES方法證明對于疑似潰瘍穿孔患者，食管胃十二指腸鏡檢查不一定是絕對禁忌的。

胰腺壞死 開放性外科手術是治療感染壞死性胰腺炎的標準術式，傳統方法是將壞死灶刺破并放置引流。感染壞死的處理自2000年首次通過內窺鏡方法實現以來，在引入NOTES概念后獲得更多的發展動力，外科醫師可在直視下清除壞死組織以杜絕敗血癥的發生。盡管內鏡下病灶清除術是一個緩慢的過程，但它能在保持腹壁完整的情況下清晰地呈現清創過程，有效地避免間隔綜合征的發生。類似的方法同樣適用于醫源性穿孔、術后漏、憩室炎穿孔手術。

在過去的十年中，NOTES方法在臨床上已經單獨或聯合應用于傳統腹腔鏡手術中，但尚未完全取而代之。對于腹部有緊急情況的患者，選用侵襲性較小的技術能夠提高臨床療效。相信隨著科技的進步及外科醫師對NOTES方法的熟練，NOTES方法將不斷進步并在臨床廣泛采用。