機器人輔助手術在消化外科的應用現狀及發展前景

中圖分類號 R656文獻標識碼 A文章編號 2096-7721（2025）04-0601-06

Current status and prospects of robot-assisted gastrointestinal surgery

ZHENG Tianxiang， WANG Dongwang， ZHANG Yongnian， REN Shuangyi， ZHANG Xinsheng

DepartmentofasroitestialSrgerythScondAfiatedHospitalofalianMdicalUversity，Lioing6，ina）

AbstractTheadventofsurgicalrobothastakenminimallinvasivesurgerytoanewlevel.Nowadays，theuseofsurgicalrobotis becoming moreand morecommoninthefieldof digestivesurgery.Compared withtheconventionalaparoscopicandopensurgery， robot-aistedsureryisettratpefomingaatomicaloperaiosiarrospacewithsspullingdamagetotisssadbeer prognosis，hichisnefcialtoeapidcoveyofgastroestialfuctfersurgeryHowtompoveteutooyofsuicalobt anditssuppopteIditaetamcalot communication technology willalow more patients toenjoythe benefits of telesurgery and telemedicine.

KeywordsRobot-assisted Surgery； Gastrointestinal Surgery； Minimally Invasive Surgery

機器人輔助手術經過二十多年的發展，在臨床上逐漸成為一些傳統腹腔鏡手術的替代方法，表現出巨大的應用潛力。目前，世界上使用最廣泛的是達芬奇機器人手術系統，在國內已被普遍應用于婦產科、泌尿外科、胸外科等領域。但是，在推廣機器人輔助手術的過程中出現了諸多問題，比如機器人手術系統體型大、維護費用昂貴、開機準備時間過長等，限制了其進一步發展。另外，當前缺乏多中心、大樣本的隨機對照試驗來證明機器人輔助手術的有效性。不過，現階段的研究顯示，機器人輔助手術總體表現出創傷更小、出血量更少、術后并發癥更少、住院時間更短等優勢，可以實現較快的病房周轉。與此同時，機器人手術系統為術者提供了舒適的手術環境、高清的三維手術影像和在有限的空間內實現精細穩定操作的可能。總的來說，機器人輔助手術的發展將會進一步促進微創消化外科手術的進步。

1機器人輔助手術在食管外科的應用

2002年，MelvinWS等人[1]首次報道了接受機器人輔助微創食管切除術（Robot-assistedMinimallyInvasiveEsophagectomy，RAMIE）和胸內吻合術的病例，術后未出現相關并發癥，這為使用機器人輔助手術治療食管癌提供了可能。目前，RAMIE逐漸成為一種受歡迎的食管癌治療方法。達芬奇手術機器人憑借著7個自由度的機械臂、三維放大視圖、手震顫過濾和動作縮放功能，更擅長在狹窄空間內進行精細的解剖操作，克服了傳統微創食管切除術（Minimally InvasiveEsophagectomy，MIE）的器械活動范圍受限、操作困難等問題，對神經牽拉損傷小，減少了術后并發癥，從而改善了食管癌患者的預后[2]。近期ZHANGYJ等人對RAMIE和MIE的臨床療效進行了Meta分析，納人了18項研究，共計2932例患者。其中1418例接受了RAMIE治療，1514例接受了MIE治療。分析結果顯示，RAMIE組淋巴結清掃數目更多，特別是對腹部和沿左喉返神經走行的淋巴結清掃效果更好，術后肺炎發生率更低，3年無病生存率更高。2022年，YANGY等人[4]的一項前瞻性多中心隨機對照試驗結果顯示，RAMIE可以為接受新輔助治療的食管鱗狀細胞癌患者縮短手術時間，提高淋巴結清掃成功率，同時在手術出血量、轉化率、總體及主要并發癥發生率和實現RO切除等方面與MIE相比無明顯差異。此外，同年的一項回顧性研究報道了機器人輔助IvorLewis食管切除術的遠期療效，其中食管癌患者的1年、3年和5年的總生存期與無病生存期分別為8 1 . 3 % 、 7 5 . 3 % 、 5 9 . 2 % 與 4 2 . 3 % 、 4 9 . 4 % 、 4 4 . 0 % ，這與其他非機器人輔助手術的療效類似[5]。由此可初步得出，機器人輔助手術治療食管癌是安全可行的，并且相對于傳統手術方法表現出獨特的優勢，但是目前仍缺乏前瞻性的高水平臨床證據來支持這一結論。

自2001年以來，關于機器人食管裂孔疝修補術（RoboticHiatalHerniaRepair，RHHR）和抗反流手術的報道越來越多。2021年的一項回顧性分析表明，機器人與腹腔鏡食管裂孔疝修補術（LaparoscopicHiatalHerniaRepair，LHHR）后的短期結果沒有明顯差異[6]。但是，MALY等人的一項Meta分析納入了7項研究共計10078例患者，結果顯示，與LHHR相比，RHHR組術后并發癥發生率更低，住院時間更短。這也與之前SolimanBG等人的分析結果相似，表明機器人輔助手術可以改善患者預后。2022年，BigolinAV等人[7]報道了一例通過機器人手術修復食管切除術后食管裂孔疝的患者，在術后第6個月隨訪時，CT掃描顯示該患者無疝氣復發的跡象，表現出機器人在處理復雜解剖結構時的技術優勢。另外，在處理大型和巨型食管裂孔疝時，機器人可以提高外科醫生工作舒適度，其鉸接式結構使得手術操作更加精細和靈活，從而使術者在面對緊急和具有挑戰性的情況時更加從容[11-12]。

2 機器人輔助手術在胃外科的應用

機器人胃切除術（RoboticGastrectomy，RG）由HashizumeM等人[13]于2002年首次報道，自此，機器人輔助手術在胃癌領域的應用拉開了序幕。2020年的一項Meta分析納入了40項對比機器人與腹腔鏡胃切除術（Laparoscopic Gastrectomy，LG）的回顧性研究，共計17712例患者，結果顯示機器人手術術中失血量更少，并發癥發生率更低，淋巴結清掃數目更多[14]。這與2022年的一項研究結果相似，除此之外，后者還發現RG在縮短術后首次進食和住院時間方面存在優勢[15]。近期Loureiro P等人[16]對比了8154例RG和17367例LG的短期臨床效果，其中機器人組術中平均失血量較少，手術并發癥發生率低，術后首次排氣、進食以及住院時間均縮短。但與此同時，機器人輔助手術花費了更多的費用，設備運行時間也更長，這可能會在一定程度上限制其進一步推廣和應用。在遠期療效方面，有研究顯示，接受RG和LG患者的3年總生存期和3年無復發生存期無顯著差異[17]。遺憾的是，此類分析所納入的絕大多數為回顧性、觀察性研究，缺乏大樣本隨機對照試驗提供強有力佐證。

有些學者逐漸意識到這一點，開始進一步研究并取得了初步成果。比如，2021年OjimaT等人[18]發表了一項前瞻性隨機對照研究，結果顯示，與LG組相比，RG組總體及嚴重并發癥的發生率更低，術后首次排氣的中位時間更短，這可能與術中機器人穩定靈活的操作有關，避免了對組織的過度牽拉和傷害，使得術后患者的胃腸道蠕動快速恢復。同年發表的另一項針對機器人與腹腔鏡遠端胃切除術的隨機對照試驗結果表明，機器人組患者胃外區域（站7-9、11p和12a）淋巴結清掃數目更多，術后恢復更快，炎癥反應更輕，術后發病率更低[19]。其中值得注意的是，除了手術費用外，機器人組的住院、實驗室檢查、放射檢查、藥物和注射等費用均低于腹腔鏡組。2022年，CHENQY等人[20]的一項前瞻性研究比較了治療晚期胃癌的機器人和腹腔鏡全胃切除術的臨床療效，結果顯示機器人組具有術中平均錯誤次數更少、失血量更少、術后恢復更快、總體淋巴結清掃不符合率更低等優勢。與前一項研究結果類似的是，機器人手術的總直接成本低于腹腔鏡手術，這可能與患者預后良好使得術后護理治療與檢查費用降低有關。

為了進一步證實RG的安全性和有效性，部分學者著眼于多中心研究，獲得了更具普遍性和代表性的醫學證據。LIZY等人[21]收集并分析了7個中心接受過RG或LG的胃癌患者的數據，結果表明，RG組總體并發癥的發生率更低，失血量更少，淋巴結清掃總數和胰腺上緣區域的淋巴結清掃數目更多。除此之外，兩組患者的長期腫瘤學結果，以及3年和5年的無病生存率與總生存率均無顯著差異。近期的另一項多中心回顧性隊列研究也取得了相似的結果[22]。這些為RG可能是傳統LG安全有效的替代手術治療方法提供了有力佐證。

隨著胃外科手術量逐漸增多，人們漸漸將機器人手術系統應用于其他各種復雜術式，并取得了良好的效果。比較典型的有機器人輔助保留幽門和迷走神經的胃切除術[23]、機器人輔助袖狀胃切除術和Roux-en-Y胃旁路手術[24]、機器人保留胰腺的全十二指腸切除術[25]等。其中，針對殘胃癌的全胃切除術和根治性淋巴結清掃術對技術要求很高。AlhossainiRM等人[26]比較了通過機器人輔助手術和傳統腹腔鏡完成殘胃癌手術的療效，結果顯示，雖然機器人組的手術時間較長，但是對患者的損傷更小，中轉開腹率更低，并且在估計失血量、淋巴結清掃數目、術后并發癥發生率等方面與腹腔鏡組相當。此外，目前機器人手術系統在減重外科領域也很受歡迎，并且有研究表明，機器人與腹腔鏡減肥手術的圍術期結果并無顯著差異[27-28]。

3 機器人輔助手術在結直腸外科的應用

經過二十多年的發展，機器人輔助結直腸手術越來越普遍。2002年，WeberPA等人[29]首次報道了機器人輔助乙狀結腸切除術和右半結腸切除術各1例。2例均為良性疾病，經過不斷研究，人們逐步將機器人手術系統應用在結直腸癌的治療當中。2022年的一項Meta分析比較了機器人輔助和腹腔鏡在結腸癌切除術的短期結局，機器人組在吻合口瘺發生率、手術轉化率、總體并發癥發生率和常規進食時間方面均表現出優勢，但是手術時間長于腹腔鏡組，這可能與設備啟動連接的時間較長和學習曲線有關[30]。遺憾的是，這項分析納入的研究中僅有一項是隨機對照試驗，證據水平非常低。然而，HUANGZL等人[31]分析了11項對比機器人與腹腔鏡輔助結直腸手術的隨機對照研究，共3415例患者，其中機器人組1656例，腹腔鏡組1759例，結果顯示機器人輔助手術具有中轉率低、出血量少、遠端切除邊緣長、再手術率低、并發癥發生率低以及術后住院時間短的優勢。這進一步表明，機器人輔助手術可以獲得更好的短期結局。另外，FENGQY等人[32]針對中低位直腸癌手術的多中心隨機對照研究（REAL）結果表明，與傳統腹腔鏡手術相比，機器人輔助手術在提高腫瘤切除質量方面更具優勢，術中并發癥和估計失血量較少，手術創傷更小，術后患者胃腸道功能恢復更好，住院時間更短。但是，2023年ParkJS等人[33]的一項的多中心隨機對照研究（COLRAR）結果顯示，對于治療中低位直腸癌的全直腸系膜切除術，機器人輔助手術在環周切緣陽性率、淋巴結清掃數目和術后并發癥發生率方面，與傳統腹腔鏡手術相比沒有明顯差異。盡管目前已有分析顯示，機器人輔助手術可以達到與傳統腹腔鏡手術相當的短期和長期結局[34]，但我們仍需要繼續尋找高水平的醫學證據來證明機器人輔助手術的效益，特別是其在遠期療效方面的優勢。

對于聯合性的復雜手術而言，機器人輔助手術的優勢更為明顯。2021年，MachairasN等人5發表了一篇系統評價，證明了機器人輔助手術治療結直腸癌和同步性肝轉移的安全性和可行性。2023年，CHANGWJ等人的單中心隨機對照試驗結果顯示，相較于直腸癌和肝轉移瘤的開放同步切除術，機器人輔助手術的失血量更少，總體及主要并發癥發生率更低，術后腸道功能恢復更快，住院時間更短。與此同時，兩組之間的腫瘤學結果、3年無病生存率及總體生存率差異均無統計學意義。這讓我們看到了機器人在聯合手術中的應用潛力。

隨著研究的深人，人們發現并不是所有患者都能從機器人輔助手術中獲益。2021年發表的一篇Meta分析比較了直腸癌患者經機器人和腹腔鏡手術后的泌尿和生殖功能狀況，結果發現，男性患者在接受機器人輔助手術后泌尿和生殖功能更好，而這在女性患者中卻沒有體現，這可能與機器人更擅長在男性狹窄的骨盆中實現組織的精確解剖有關[37]。此外，針對結直腸癌患者進行的另一項回顧性傾向評分匹配分析結果表明，機器人輔助手術與腹腔鏡手術相比，其在右結腸切除術和左結腸切除術中可以提高教科書式結局的發生率，但在低位前切除術（LowAnteriorResection，LAR）中卻沒有發現這一現象，甚至機器人輔助LAR增加了術后并發癥的發生風險[38]。與此同時，手術時間的延長和費用的增加也是機器人手術的減分項。這提醒術者在術前應該做好充分的討論和評估工作，與患者積極解釋和交流，爭取找到更適合當前病例的手術方式，提倡個性化治療，才能真正地使患者享受到科技進步所帶來的健康效益。

4機器人在消化外科手術領域的新動向

目前流行的達芬奇手術機器人沒有自主性，只是起到輔助手術的作用，外科醫生掌握絕對的控制權。在手術過程中，機器人的每一個動作都是由主刀醫生通過控制臺進行遠程操作。所以，如何提高自主性，是現在乃至未來很長時間內手術機器人的一個研究方向。2022年，SaeidiH團隊[39]報道了自主機器人系統STAR獨立在模型豬體內進行了腹腔鏡腸吻合手術。其中利用腸道假體組織進行的端端吻合術實驗結果顯示，與手動腹腔鏡和機器人輔助手術相比，STAR的平均每針縫合猶豫次數更少，縫合間距和咬合深度的一致性更好，并且三維流場圖像表明，STAR能夠更好地重建組織。給予機器人手術系統更多的自主權，在一定程度上能夠消除外科醫生的經驗不足和疲勞對手術結果帶來的影響，使手術操作更加規范。

近年來，對于機器人手術系統成像技術的改進研究從未停止。2020年，EslamianS等人[40]提出了達芬奇機器人手術系統的一種控制相機的自動化算法，實現了相機簡單的自主移動，它能將手術工具安全地保持在視圖內，并且在效率、視點生成質量和用戶所感知到的工作量方面優于傳統控制方法，這為今后更先進的相機控制技術的研發提供了可能。同年，另一種達芬奇機器人手術系統攝像的手眼校準方法被提出，通過這種方法，能夠精確引導機器人進行視覺定位，同時支持術中視圖的校準更新[41]。除此之外，2022年，LIN等人[42]提出了一種非接觸式經腹部驅動的無線插人式手術攝像機器人s-CAM，這種機器人的侵人性更小，使用起來更加靈活，適用于單孔腹腔鏡成像。

此外，軟體機器人也是目前機器人研究的一個熱門方向。軟體機器人具有一定的靈巧性，可以實現自身體積、形狀和剛度的自由調節，操作時可減少患者的疼痛和創傷，可接受性強[43]。2019年，ZHANGBY等人[44]介紹了一種能夠在復雜管狀環境中操作的蠕蟲狀軟體機器人，據推測，未來可應用于自然腔道的內鏡手術。2023年， K i m H 等人[45]提出了一種可以在大腸中進行內窺鏡手術的機器人結腸鏡檢查系統K-COLON，它可以輕松插入結腸，找到目標病灶，為外科醫生提供穩定的手術環境。軟體機器人既可用于胃腸道病理診斷，又可進行干預手術。

自機器人手術系統在國內各大醫院廣泛應用以來，國產手術機器人也開始突飛猛進地發展。近兩年，康多機器人、精鋒多孔腔鏡手術機器人、威高妙手S三臂手術機器人系統和圖邁腔鏡手術機器人相繼獲得了國家藥品監督管理局的批準。最近的一項前瞻性隊列研究結果顯示，康多手術機器人與達芬奇Si手術系統進行根治性結腸癌手術的成功率均為 100 % ，并且均未轉為常規腹腔鏡或開腹手術，兩組之間的不良事件和并發癥發生率以及腫瘤學結果均無顯著差異[46]。在單孔手術機器人領域，術銳和精鋒的腹腔內窺鏡單孔手術系統的先后獲批填補了國產單孔手術機器人這一空白，相信未來其將會在臨床多個學科得到廣泛應用。

2019年，我國研究人員采用國產MicroHand手術機器人，通過5G無線網絡連接，在貴州省安順市和山東省青島市之間開展了5G超遠程機器人輔助腹腔鏡手術，成功在模型豬上完成了左腎切除、肝部分切除、膽囊切除、膀胱切除等4例遠程手術[47]。2021年3月—10月，青島一家三級醫院使用MicroHandS機器人系統對8家基層醫院的29例患者進行了遠程機器人輔助腹腔鏡腎癌根治術，術后所有患者隨訪6個月以上，預后良好[48]。這表明機器人手術系統與5G結合使得遠程手術治療成為可能，相信這項技術也會應用于遠距離消化道手術。遠程醫療可以讓患者在基層醫院就能得到重大疾病的及時救治，為患者獲得高水平的醫療服務提供了便利，節省了時間成本，在一定程度上可以改善目前醫療資源分布不均衡的情況，使更多患者享受到機器人手術帶來的效益。

5 展望

機器人輔助手術在一定程度上突破了一些傳統腹腔鏡手術和開放手術的技術限制，使手術操作更加穩定、精細和靈活，進一步降低并發癥發生和感染的風險，有利于改善預后。但是由于缺乏大量高水平的循證醫學證據，以及機器人手術系統本身的缺陷，比如觸覺反饋的缺失、開機設定時間較長、設備體型龐大、購置維護成本高昂等，使得機器人輔助手術飽受爭議。未來臨床研究應聚焦大樣本多中心隨機對照研究，關注機器人輔助手術的遠期療效，另外對多孔和單孔機器人輔助手術的治療效果進行分析比較。近年來DRG醫保支付方式的推行，使醫生在一定程度上更傾向于采用傳統保守的手術方式為患者治療，這可能不利于新興手術機器人的應用和推廣。不過令人鼓舞的是，國產手術機器人的出現和發展將會打破達芬奇手術機器人的壟斷局面，機器人手術相關成本也會隨著技術革新和產業競爭而下調。此外，國產手術機器人與信息技術相結合，表現出機器人手術在遠程醫療應用的巨大潛力。不久的將來，機器人技術的使用一定會使微創消化外科手術的發展邁上新臺階。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻聲明：鄭天祥負責設計論文框架，文獻資料收集與整理；王東旺、張永年負責起草并修改論文；張新生、任雙義負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。

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收稿日期：2024-03-18編輯：崔明璠