單孔機器人技術在兒童中的應用

張文 李庚 駱明雙

單孔及單部位腹腔鏡技術早于單孔機器人之前出現,2007年Podolsky等[1]完成了首例成人經臍單部位腹腔鏡膽囊切除術。2008年Li等[2]通過經臍單部位腹腔鏡技術完成了兒童高位隱睪下降固定術。單孔及單部位腹腔鏡技術目前已在小兒泌尿外科、小兒普通外科、新生兒外科等領域中廣泛應用。2001年兒童機器人手術首次報道用于胃底折疊術[3]。有學者嘗試將單孔腹腔鏡技術應用于達芬奇機器人,2013年Tobis等[4]報道了達芬奇Si系統輔助首例兒童單孔腹腔鏡腎盂成形術。隨后,單孔機器人達芬奇SP系統問世,2014年Kaouk報道利用達芬奇SP原型機999完成了19例成人泌外手術。2018年最新一代達芬奇SP系統批準用于臨床,單孔機器人在成人手術中廣泛應用。兒童因其群體的特殊性,目前報道較少,Kang等[5]報道了兒童首例達芬奇機器人SP系統輔助腹腔鏡腎盂成形術。2022年國內學者應用達芬奇Xi系統經臍單孔完成兒童腎盂成形術和卵巢良性腫瘤剔除術等手術,術后無明顯并發癥且切口隱匿[6-7]。切口“無痕化”是手術醫生追求的目標之一,經臍單部位切口在愈合后可完美隱匿于臍部。目前達芬奇SP系統已開始在兒童中應用,但在嬰幼兒中的應用仍存在一些限制,達芬奇Xi系統是目前有可能在兒童中最適宜更廣泛運用單孔技術的機器人系統,國內已有學者在小兒泌尿生殖系統及普通外科中進行嘗試并取得了一定成果。

一、單孔機器人在小兒泌尿外科中的應用

1.腎盂成形術:腎盂輸尿管連接部梗阻是小兒腎盂積水常見原因,主要手術方式是腎盂成形術。2013年達芬奇Si系統輔助單孔腹腔鏡下兒童腎盂成形術便有報道[4],達芬奇機器人SP手術系統上市后,Kang等[5]報道了首例兒童SP單孔機器人腎盂成形術,2021年該學者將SP單孔機器人與常規多孔機器人輔助腹腔鏡下腎盂成形術進行了比較,證明了單孔SP機器人腎盂成形術在兒童中是可行的。Parikh等[8]報道了6例兒童SP單孔機器人腎盂成形術,最小年齡為23個月,發現在手術過程中機械臂的活動空間太過局限,切口在下腹部才能順利完成手術,比大齡兒童操作更難。Liu等[9]報道了1例7個月齡達芬奇Xi系統輔助經臍單孔腎盂成形術,隨訪9個月,腎盂積水較前明顯減輕,且切口無明顯瘢痕。同年國內報道了出生僅53天的兒童達芬奇Xi系統輔助下經臍單孔腎盂成形術,術中通過懸吊腎盂及輸尿管可減少吻合的難度,使用不同顏色的縫合線在狹小的空間中更有辨識度,提高手術精確度[6]。

2.輸尿管膀胱再植術:Peters等[10]報道了24例兒童機器人輔助下輸尿管膀胱再植術,機器人手術的成功率為88%。單孔機器人用于復雜輸尿管膀胱再植術在技術上是可行的,目前已有兒童達芬奇Xi系統輔助經臍單孔腹腔鏡下輸尿管膀胱再植術完成,特別是進行Lich-Gregoir術式時,機器人高清視野下可更精確的切開肌層,保護黏膜。

3.輸尿管輸尿管吻合術:輸尿管輸尿管吻合術常應用于重復腎患兒,2008年已有應用達芬奇機器人的報道,目前尚無單孔機器人手術的報道,類似于腎盂成形術,但目標距離臍部更遠,理論上單孔機器人操作空間更大,目前已有國內多位學者成功嘗試,其中年齡最小為新生兒。

4.其他相關泌尿外科手術:目前,隱睪、精索靜脈曲張、腎囊腫和發育不良腎等手術均有大量單孔腹腔鏡手術的報道,機器人系統的高倍視野及靈活的機械臂理論上更具優勢,但因其價格較高及機器人系統對接耗時較長的原因,目前并未廣泛開展。2019年有學者報道了運用達芬奇Si系統治療多發尿路結石,同樣單孔機器人技術也能成功應用。前列腺囊患兒因其反復發作附睪炎需行手術切除,國內已有學者于2019年報道了17例兒童達芬奇Xi機器人輔助前列腺囊切除術[11],目前已有學者使用單孔技術在達芬奇Xi系統中成功嘗試,效果還需長期隨訪。也有少量報道應用達芬奇SP系統完成兒童膀胱造口術,盆腔手術空間較大,更有利于精細操作。單孔機器人輔助技術在小兒泌尿生殖系統中前景樂觀,是小兒泌尿生殖系統復雜重建手術的理想選擇。

二、單孔機器人在小兒普通外科的應用

1.肝膽手術:膽總管囊腫是兒童常見的先天性膽道畸形,其手術需要精細的膽道重建。Woo等[12]首次報道了兒童機器人膽總管囊腫根治術(robot-assisted surgery for choledochal cysts,RACC),機器人輔助系統使得膽腸吻合更具優勢。2012年國內學者首次報道了兒童膽總管囊腫單孔腹腔鏡手術。2021林珊等[13]報道了10例兒童“單孔+1”機器人輔助下膽總管囊腫根治術,可達到常規多孔機器人相同手術效果,且“單孔+1”手術的切口更加隱蔽美觀,但具有一定技術門檻。純單孔機器人目前雖未有報道,但從技術上是可行的,已有學者成功開展該手術,6月齡以下患兒也能順利完成手術。

目前膽道閉鎖的相關機器人手術報道較少,2007年Meehan等[14]首次報道了兒童機器人膽道閉鎖Kasai手術(最小年齡為1.5個月)。2023年Zhang等[15]報道了25例兒童機器人Kasai手術的療效分析,說明了機器人Kasai手術治療膽道閉鎖效果良好。機器人器械對于剝除纖維板更有優勢,膽道閉鎖手術與小嬰兒膽總管囊腫手術難度相仿,單孔機器人手術行膽道閉鎖手術前景可觀。

Jones[16]用達芬奇Si系統單孔腹腔鏡技術完成兒童膽囊切除術。SP系統及達芬奇Xi系統單孔腹腔鏡膽囊切除術也有報道。膽囊切除術難度不高,無復雜的重建過程,但機器人在分離膽囊時仍能提供一定的優勢,機器人系統廣泛普及后,有望成為常規術式。

2.胃腸手術:小兒普外科機器人手術開展最早的是胃底折疊術,報道于2001年[3]。2011年Muenster等[17]報道了兒童單孔腹腔鏡下胃底折疊術(最小年齡為3個月),證明了單孔腹腔鏡技術安全可行,且手術具有良好的抗反流效果和術后美容效果。SP單孔機器人技術和達芬奇Xi系統輔助下單孔技術用于胃底折疊術均可行,手術本身的安全性好。

2011年Lesher報道了嬰兒機器人輔助下巨結腸根治術(最小年齡為6周)。2013年有學者報道了兒童單孔腹腔鏡下結腸次全切治療先天性巨結腸和巨結腸同源病,證明了在先天性巨結腸或巨結腸同源病患兒中,單孔腹腔鏡下結腸次全切除術可安全進行[18],單孔機器人優勢將會更大。

腹股溝疝、闌尾及梅克爾憩室手術不作為常規機器人開展手術,因機器人費用較高,且手術本身較容易,無需進行復雜重建手術,一般作為伴隨手術在機器人下完成。

3.其他相關普外科手術:2003年Luebbe報道了兒童機器人輔助下先天性膈疝修補術,發現比傳統的腹腔鏡手術更有優勢,缺點是穿刺套管較大、手術時間較長、無觸覺反饋和操作空間有限。Meehan等[19]報道了6天的新生兒機器人輔助下膈疝修補術。2009年Deugarte等報道了1例3歲兒童機器人食管裂孔疝修補術,手術中應用了5mm機器人器械,發現在使用機器人技術時,術者必須要考慮儀器尺寸和成本[20]。2021年Klazura等[21]在1例5歲兒童中應用SP單孔機器人成功完成脾切除術。2014年便有學者完成了新生兒經臍單部位腹腔鏡Ladd手術,療效肯定[22]。這些手術均可通過單孔機器人技術完成,國內已有學者利用達芬奇Xi系統完成此類手術,特別是Ladd手術優勢明顯,機器人更加精細的操作可使創傷最小化,加上切口的隱匿,是今后發展的趨勢之一。

三、單孔技術在小兒心胸外科中的應用

機器人輔助技術在小兒心胸外科手術中的應用近年來逐漸增多,特別是肺葉切除術和動脈導管未閉手術[23],證實了在小兒心胸外科的運用是安全可行的。單孔機器人技術理論上可以在小兒心胸外科手術中運用,但只是減少了手術戳孔和瘢痕,并沒有完美地隱藏切口,未來需要適合兒童器械和專用的機器人技術。

四、單孔技術在新生兒外科和小兒腫瘤外科的應用

1.新生兒外科:新生兒期外科處理的疾病主要是食管閉鎖、腸閉鎖、腸狹窄以及先天性肛門閉鎖等。2022年Ferrero等[24]論述了兒童機器人技術在食道手術中的應用潛力,涉及了食管重復手術、食管閉鎖手術、海勒肌切開術,食管成形術,發現機器人輔助胸腔鏡下手術對于體重超過5 kg的兒童是可行的,但這種手術在兒童中仍較難開展,主要原因是兒童體重小,器械的大小和患兒肋間隙的大小不兼容。2007年Meehan[25]首次報道了機器人輔助腹腔鏡手術治療先天性腸閉鎖。2010年Alqahtani等[26]在展望小兒外科機器人手術應用時,報道了4例兒童機器人輔助下肛門成形術治療肛門閉鎖,證明了機器人輔助技術是安全可行的。目前年齡及體重已不是機器人手術的絕對限制條件,已有學者完成體重低于2 kg的新生兒手術,結果暫未發表。新生兒體型較小,經臍單部位機器人手術或許是目前最適合新生兒機器人手術的方法,且傷口更加美觀,已有學者成功完成新生兒膽總管囊腫、十二指腸梗阻等手術。

2.小兒腫瘤外科:目前機器人輔助技術已用于小兒腫瘤的手術包括淋巴管瘤、卵巢腫瘤、腹膜后腫瘤、腎上腺腫瘤、腎母細胞瘤、肝母細胞瘤、膀胱腫瘤、胰腺腫瘤、縱隔腫瘤等[23]。目前,有兒童機器人Xi輔助下單孔腹腔鏡卵巢良性腫瘤剔除術的報道,術后患兒恢復良好,證明了單孔機器人手術具有切口創傷小、術后恢復快和傷口瘢痕美觀的優點,用于治療兒童卵巢良性腫瘤安全可行[7]。單孔機器人技術適用于小范圍內精細操作,為保證切緣完整及避免腫瘤播散,對于范圍較局限的惡性腫瘤如腎上腺腫瘤,以及良性腫瘤或囊腫,無論大小,均可嘗試單孔機器人切除。

五、總結與展望

單孔機器人在小兒外科中的應用尚在起步階段,目前已在小兒泌尿外科、小兒普通外科、新生兒外科、小兒腫瘤外科中開展,主要是達芬奇SP系統及達芬奇Xi系統,單孔機器人以其切口美觀優勢在小兒外科中前景可觀。經臍緣切口是最佳隱藏切口的方法,愈合后可實現傷口“無痕化”。

達芬奇SP及同類機器人系統在未來前景更大,其更符合力學原理,操控更便捷,因SP系統需距離目標位置約10 cm,對于低齡兒童操作難度大,無法完全經臍切口。國內SP系統應用于兒童的安全性還需臨床試驗驗證,國產單孔機器人系統目前已逐漸在開展臨床試驗,但僅限于成人,達芬奇Xi系統單孔技術僅僅是縮短了戳孔之間的距離,其安全性更高,操作習慣與常規多孔機器人類似,暫時是低齡或低體重兒童的最佳選擇,且可完成單孔手術種類更多。若SP系統器械更纖細,目標與器械之間所需的最短操作距離越小,則在小嬰兒及新生兒中應用更廣。同樣的,常規多孔機器人若能將器械做得更加精巧及纖細,傷口瘢痕更小,也是未來小兒機器人發展趨勢之一,目前Senhance手術機器人已有3 mm手術器械,并逐漸在臨床應用。目前,我國機器人手術設備并未廣泛普及,隨著其成本下降,機器人手術將代替腹腔鏡成為常規術式,單孔機器人技術將更有利于兒童微創技術的發展。