机器人在结直肠癌手术中的应用

2000年6月,达芬奇机器人手术系统在美国获FDA批准上市，原有手术模式随着机器人系统的推广，正在发生改变。2001年，Weber等[1]首次开展结肠良性疾病的机器人手术，2002年，Hashizume等[2]将机器人手术拓展至结肠恶性疾病，2006年起，Pigazzi等[3]开始开展直肠癌TME手术。十余年来，机器人手术系统因其先进的技术优势,在结直肠癌手术中的应用愈加广泛[4]。2008年7月，该系统通过了中国SFDA认证，落户至今，结直肠癌的机器人手术约占总我国机器人手术总量的10%，是普通外科领域开展最为广泛的机器人手术[5]。结合自身在机器人结直肠癌手术（Robotic Surgery for Colon and Rectal Cancer，RSCRC）中的临床实践，笔者将从其手术特点、手术技术的探索、手术可行性与根治性等方面对机器人结直肠癌手术的应用展开探讨。

1 机器人手术的特点

1.1 机器人结直肠癌手术的优势

由美国Intuitive Surgical公司推出的达芬奇机器人手术系统,主要由医生操作主控台、机械臂塔以及三维成像视频系统组成[6]。从目前报道RSCRC的实践来看，它的学习曲线非常短，以Park等[7-8]为代表开展了大量研究，结果显示RSCRC的学习曲线为25～44例，对于没有腔镜基础的医师同样容易学习，这主要归因于机器人系统的精准操作优势。首先，它能为术者提供清晰、协调、稳定、自主的三维视野：高清影像系统呈现手术野，可放大10～15倍，图像清晰；视野控制和操作手柄在同一方向，符合正常的手眼协调；机械臂控制镜头，避免画面抖动，保持稳定；术者自主调整镜头，直接看想看的范围[9]。其次，操作灵活、稳定、同向控制：仿真手腕（EndoWrist）设计，提供7个自由度，自由旋转；系统自动消除人手震颤，操作较传统手术更稳定；不同于腔镜中的镜面反向操作，仿真手腕完全模仿术者操作，实现同向控制[10]。再者，术者坐着完成手术，不同于腔镜手术带来的违背人体工学的诸多不适，这样的设计减低了术者的疲劳程度，利于完成更复杂、持续时间更长的手术[3]。这些设计都保证了RSCRC中的精准操作能顺利完成。

1.2 机器人结直肠癌手术的缺点

缺少触觉反馈和力反馈，这是机器人在解剖操作中的极大缺陷，初学者易造成腹腔脏器损伤。术者仅能依靠视觉判断传统手术中“手感”，增加了手术难度，尤其是在病灶较小或内镜治疗后的补救手术中，由于缺少触感难于术中对病灶定位。这要求术者提高手眼配合，熟悉机械臂力度，并结合眼睛对组织的观察来校正触觉，形成“视觉力反馈”。此外，机器人结直肠癌手术前的装机时间，从10～60 min不等，耗时随着次数增加自然减少，但术中机位的调整依然会浪费时间，当出现出血等需要紧急中转的情况，机械塔臂的拆除增加了中转时间。当然，随着医护的磨合，这样的耗时也会有所改善[11-12]。另外，当机械臂集中于狭小的空间，相互易于碰撞，带来机械故障，同时也会阻碍手腕到达特定区域，影响操作[13]。此外，机器人较高的费用限制了它在部分结直肠癌患者中的应用，文献[4]资料显示，机器人系统售价45 000～1 875 000欧元，每年的维护费用75 000～127 500欧元，在不考虑售价和维护成本的情况下，单次开机的成本达1 425～3 900欧元。韩国Park等[8]学者的统计资料显示，机器人直肠癌手术费用是腹腔镜手术的2.34倍。

1.3 机器人结肠与直肠手术的差异

虽然直肠癌手术和结肠癌手术几乎同时引入机器人系统,但它在这两类手术间的发展并不平衡。机器人的技术特点决定其非常适合手术空间狭小、解剖复杂、操作困难的盆腔内规范的TME操作，它的视觉系统也有助于辨识解剖层次，很好的保留盆腔自主神经，因而，它在直肠癌根治术中推广迅速。Panteleimonitis等[14]研究显示，直肠癌术后机器人组比腹腔镜组的泌尿生殖功能评分差异有统计学意义（P=0.003），机器人直肠癌手术可改善泌尿与性功能的恢复。Xu等[15]发表的Meta分析显示，较腹腔镜，机器人右半结肠癌根治术手术时间差异有统计学意义（MD=48.24，95% CI=28.82～67.66，P＜0.00001），他们归因为结肠手术的术野变化多，增加了手术难度与调整机位的时间。此外，对于需要游离结肠脾曲的病例，术中改变体位，调整术野，需要人机分离，重新调整机位，增加手术难度[9]。

2 机器人结直肠癌手术技术的探索

2.1 不同手术方式的应用

目前主流的RSCRC手术方式有：机器人辅助和腹腔镜结合的“杂交”手术，全机器人手术，“反杂交”手术、经自然腔道取标本手术（NOSE）等。“杂交”手术指在直肠癌手术中先腔镜下处理肠系膜下血管，再由机器人系统完成规范的TME操作。“反杂交”方式，先由机器人完成盆腔内操作，再由腔镜经原有戳孔游离脾曲。这两种方式在遇到需要处理脾曲的情况时，均由腔镜完成脾曲游离，术中无需再调整患者体位及移位塔臂；对于腔镜先行的“杂交”方式，有时由腹腔镜完成必要的游离还可方便机械臂的置入[16]。全机器人技术也主要针对直肠癌手术，因为结肠手术需变换术野，调整机位。Choi等[17-18]研究显示，全机器人直肠癌手术检出淋巴结数量（20.6±10.0）枚，完全超过所标准要求的检出淋巴结数；Tamhankar等[18]的研究同样证实了全机器人手术的可行性。然而Baik等[19]回顾了239例全机器人与131例杂交直肠癌手术，通过比较发现，全机器人的手术时间比杂交手术更长[（363.3±94.8）min vs.（215.0±69.7）min，P＜0.001]，全机器人的检出淋巴结数比杂交手术少[（14.8±8.7）枚vs.（17.1±9.6）枚，P=0.022]，全机器人的吻合口瘘发生率比杂交手术更高（10.3% vs. 4.5%，P=0.015）。机器人NOSE的应用，优势在于无需扩展腹部戳孔，方便取出标本，因此需要注意筛选标本易经阴道或肛门取出的病例，避免选择肿块较大的病例，Choi等[20]的实践证实了机器人辅助NOSE的安全可行。

2.2 新技术的探索与尝试

为辅助辨识腔内组织，机器人系统加入的近红外荧光显像定位影像系统（intraoperative nearinfrared fluorescence imaging system，INIF）（FireflyTM，Intuitive Surgical Inc.）用于实时识别血管及淋巴管道，INIF使用红外技术观察吲哚菁绿在不同组织的染色分布,当术者从正常视野切换到INIF界面可以更好的辨识血管和淋巴结。Bae等[21]报道，荧光成像技术有利于于识别左结肠血管，更精准的完成TME操作。机器人在狭窄盆腔内精准操作的优势有利于肛提肌外腹会阴联合直肠切除术（extralevator abdominoperineal resection，ELAPAR）的开展，该术式要求遵循TME原则并游离至盆底，同时切除部分肛提肌。Park等[8]报道了12例机器人ELAPAR手术，平均手术时间（258.8±58.0）min，平均检出淋巴结数（17.4±10.9）枚，仅1例Clavien-Dindo-3级并发症，证实了机器人ELAPAR手术的可行；Bae等[22-23]认为机器人有助于肛提肌群切除及盆底重建的手术操作，Shin等[23]则率先开展了针对局部进展期直肠癌的机器人辅助盆腔清扫术。近期单孔机器人直肠癌手术、减孔根治性左半结肠切除术均有报道，正是这些新技术的不断开展，促进了机器人在结直肠癌手术领域的推广应用[24]。

3 机器人结直肠癌手术的可行性

3.1 围术期的安全性

目前关于RSCRC短期预后的研究均显示机器人系统在结直肠癌手术中的应用具有安全可行性。在手术时间方面，多数研究显示RSCRC费时更长。Cho等[25]对278例机器人直肠癌手术的配对研究显示，机器人组手术时间较腹腔镜组长[（361.6± 91.9）min vs.（272.4±83.8）min，P＜0.001]。Yoo等[26]回顾了44例机器人括约肌间切除术与26例腔镜手术的差异，结果同样显示机器人组手术时间更长[（316.43±65.11）min vs.（286.77±51.46）min，P=0.038)。部分学者认为，RSCRC手术时间长主要归因于目前尚处于机器人技术学习的初期，另有学者认为在部分采用杂交手术的研究中，时间并无差异，而重新调整机位则是全机器人手术中费时的关键。在术中出血方面，Xiong等[27]发表的Meta分析共收录有554例机器人直肠癌手术与675例腔镜直肠癌手术，术中出血量相近，差异没有统计学意义（P=0.34）。就住院天数而言，大量研究[6,11]显示RSCRC与腔镜手术患者的住院时间相近或更短，平均5～7 d，RSCRC术后肠道功能恢复也往往更快，平均2 d左右排气。Feinberg等[12, 16]的研究显示，RSCRC的中转开腹率在0～7.3%，与腔镜相似或更少，影响中转的主要因素有：高BMI、术中出血、粘连、解剖异常及肠道扩张等。吻合口瘘是RSCRC最常见的术后并发症，发生率在5%～11%[11, 26]。

3.2 直肠癌术后泌尿生殖功能的保留

伴随着直肠癌治疗预后的改善，提高患者生活质量成为外科医师关心的问题。研究显示，机器人系统较腹腔镜，对直肠癌患者术后的泌尿生殖功能恢复有明显优势。D'Annibale等[28]采用国际前列腺症状（International Prostate Symptom Score，IPSS）评分和国际勃起功能（International Index of Erectile Function，IIEF）评分评价50例机器人直肠癌手术与50例腔镜手术，结果显示：在泌尿功能方面，机器人组和腹腔镜组均在术后1个月就有所改善，1年后均恢复正常；而性功能在术后1个月均有影响，但机器人组1年后完全恢复，腹腔镜组仅部分恢复。Kim等[29]回顾了30例机器人直肠癌TME手术病例与39例腹腔镜术后病例，机器人组术后1个月IPSS评分改善，术后3个月恢复正常，而腔镜组则需要6个月；机器人组IIEF 评分在术后6个月恢复正常,而腹腔镜组则需要12个月。虽然仍需要进一步的RCT研究证实机器人系统在保留泌尿生殖功能手术中的价值，但多数研究者均把这些功能的改善归因于机器人系统在狭小盆腔内精准解剖的优势，以及先进的影像系统方便重要组织的辨别，从而显著减少了盆腔自主神经的损伤[14, 28]。

4 机器人结直肠癌手术的根治性

结直肠癌手术不同于一般良性疾病的治疗，了解机器人系统在结直肠癌手术中的肿瘤根治性，对于评价手术机器人在结直肠肿瘤外科的价值，进一步推广机器人系统在结直肠癌中的应用有重要的临床意义。

虽然机器人有更先进的技术优势，但目前研究均显示RSCRC与腔镜手术的肿瘤预后没有明显差异。Baek等[11]对RSCRC术后随访的结果显示：平均随访时间20.2个月，术后3年生存率为96.2%，无病生存率为73.7%。Park等[8]对133例机器人直肠癌低位前切除术与84例腔镜手术开展了前瞻性对比研究，结果显示，中位随访时间5 8个月，机器人组5年生存率与腔镜组相似（92.8% vs. 93.5%，P=0.829)；机器人组与腔镜组5年无病生存率分别为8 1.9%与7 8.7%（P=0.547）；局部复发率分别为2.3%与1.2%，差异同样无统计学意义（P=0.649）。目前正在进行一项机器人与腹腔镜直肠癌手术的多中心、随机、前瞻、平行对照研究（Robotic Versus Laparoscopic Resection for Rectal Cancer，ROLARR），共入组471例患者，初步结果显示机器人组与腹腔镜组相比，在中转率、环周切缘阳性率、围术期相关短期预后等方面差异无统计学意义[4,30]。这项研究的最终结果将为机器人直肠癌手术的应用提供I类证据。在国内，据《机器人结直肠癌手术专家共识（2015）》，机器人手术的检出淋巴结、局部复发以及远期生存与腔镜、开腹手术相似，它还具有降低环周切缘阳性率的潜在优势[31]。

5 总结与展望

随着机器人系统的广泛应用，机器人结直肠癌手术的开展也会日渐增多，机器人系统因解剖精准、视野清晰、操作灵活、学习曲线较短以及符合人体工学的先进设计，正逐步改善结直肠癌原有的手术模式，实现更快的术后恢复，更完整的自主神经保护。但RSCRC也伴有自身的缺点，比如装机费时、费用昂贵、机械臂打架、手术时间较长等问题。机器人手术系统需要时间和更先进的技术来完善自己，机器人结直肠癌手术的技术也会随着系统的进步，加上外科医生的经验积累，逐步前进。在我国，机器人结直肠癌手术尚处于起步阶段，我们应该进一步探索和完善，提出更高级别的循证医学证据，全面客观的评价机器人在结直肠癌手术方面的肿瘤根治性，实现RSCRC的广泛认可和应用，使广大患者受益。

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