達芬奇手術機器人在肝膽外科中的應用

劉忠銘，李佑，龔建平

(1.重慶市九龍坡中醫院，重慶，400050;2.重慶醫科大學附屬第二醫院)

20世紀80年代腹腔鏡技術的應用使外科手術邁入了“微創化”的時代，而目前，傳統腹腔鏡缺乏立體感的二維圖像、有限的操縱空間等局限性限制了微創技術向更復雜外科手術的拓展。為克服腹腔鏡技術的不足，外科手術機器人應運而生，并迅速投入臨床應用，其全新的理念與效果可謂是外科發展史上的一次革命，已逐漸成為微創外科手術的主要潮流。其中，達芬奇(da Vinci)手術機器人作為目前世界上最先進的機器人手術輔助系統，由Intuitive Surgical公司研發，于2000年通過美國FDA認證后投放市場［1］，現已應用于包括肝膽外科在內的多個外科領域。

1 達芬奇手術機器人的概述

1.1 達芬奇手術機器人結構、最新技術及應用現狀“達芬奇”手術機器人實際上是一種“內窺鏡手術器械控制系統”，主要由醫師操控臺、床旁機械臂手術系統、3D成像系統3個子系統組成。手術時，成像系統將手術視野真實清晰地反映在操控臺上，手術醫生在操控臺上進行操作，系統將醫生在患者體外的動作精確傳遞到機械臂，同時轉化為手術器械在患者體內的動作，從而完成外科手術［1］。

目前應用于臨床的主要是第三代達芬奇手術機器人(Da Vinci Si)。2014年4月1日，手術視野更加清晰、操作更加靈活的第四代達芬奇手術機器人(Da Vinci Xi)通過美國FDA認證開始投入使用。同時，微多普勒技術、血管測繪技術、水離技術、微消融技術(CO2激光技術)、共聚焦顯微技術等先進輔助顯微技術發展迅速［2］。根據Intuitive Surgical公司最新數據，截至2013年12月31日，達芬奇系統全球裝機量為2 966臺，其中美國2 083臺，歐洲476臺，亞洲及其他地區407臺。

1.2 優勢與不足相較開腹手術及傳統腹腔鏡手術，達芬奇手術機器人具有很多優點［1-5］:(1)先進的成像技術。高清3D攝像頭及顯像設備的應用使術野完全達到真實三維效果，可將手術野放大10～20倍，并在此范圍內任意放大與縮小。術中利用熒光顯影技術，基于各器官組織對染料的不同嗜性，獲得不同于普通肉眼觀察的判斷能力;微多普勒技術最小可分辨直徑約1 mm的血管;共聚焦顯微技術甚至可在細胞水平上成像等。(2)創新的手腕。機械臂模仿人手的功能，有7個自由度，能旋轉360度，有更加細小的關節，激光定位并可自動計算機械臂的最佳手術狀態;操作臂的運動方向與術者的操作方向一致，手眼協調;術者可控制3～5個操作臂中的2～3個，并隨時切換;更換器械時，由于系統具有記憶功能，可自動使更換的器械準確地到達原來的位置;因而可輔助完成精細復雜的各類高難度手術。(3)操作精細穩定。系統可自動濾除生理震動，排除主刀醫生手顫抖對手術造成的不利影響，提高手術的操控性、精確性、穩定性。(4)創傷小，失血少，康復快。準確精細的操作可減少手術創傷與失血量，減少圍手術期后遺癥及并發癥的發生，從而降低手術痛苦，減少術后止痛藥的使用，并縮短住院時間，提高醫院病床周轉率，使“day surgery”成為可能。(5)容易掌握與學習。達芬奇手術機器人支持雙操控臺，供兩位醫生同時操控?？蓛灮糠质中g步驟，以提高效率，節省手術時間;也可用于經驗豐富的機器人醫生同步帶教新手機器人醫生;同時MIMIC等公司研發了達芬奇手術模擬訓練器供醫生進行模擬訓練，以縮短學習過程，糾正錯誤操作，節省成本。(6)擴大了手術適用范圍。打破了某些常規手術禁忌區域，適當拓寬了年齡的限制;對于肥胖、腹腔重度粘連的患者，手術視野的顯露甚至優于開腹手術。(7)節省人力，術者手術過程更舒適。減少了參加手術的人員，術者不用再擠在手術臺旁;術者坐在操控臺旁進行手術操作，可減少疲勞，集中精力?？傮w而言，達芬奇機器人突破了傳統手術的“四大極限”，即人眼的極限、人手的極限、微創的極限及人力的極限，給外科手術帶來了革命性的變化。

目前，達芬奇手術機器人處于發展階段，仍存有不足之處［1，5-7］:(1)成本高，手術費用昂貴。(2)偽觸覺設備發展尚不成熟，術者手指無觸覺感知，無法準確判斷組織的質地、彈性、有無搏動等性質。(3)體積龐大，需要配置專門的手術室及維護人員，術前安裝時間較長。(4)較長的手術時間延長了麻醉時間。(5)安全性問題:術中控制臺與機械間的無線通訊有受到干擾的可能;有報道稱存在機器人手臂停頓、手臂夾住人體組織無法松脫、損壞人體健康器官及電流觸擊患者的情況(知名自由職業者Timothy Lenoir認為機器人的應用會使外科醫生喪失術中的創作性。但不被主流認同)。

2 達芬奇手術機器人在肝膽外科手術中的應用

達芬奇手術機器人應用于肝膽外科以來，發展迅速，目前已覆蓋肝膽外科的大部分術式。

2.1 肝臟手術肝臟具有復雜、多變的解剖結構及豐富的血供，肝切除術是肝膽外科治療肝臟良惡性腫瘤及嚴重肝膽管結石的主要方法之一。開腹肝切除術腹壁切口長，對于惡性腫瘤，術中對肝臟的擠壓、牽拉較重，可能使腫瘤細胞進入血管，導致術后短時間內復發或遠處轉移，因此腹腔鏡肝切除一直是肝膽外科醫生的夢想［3］。然而目前腹腔鏡肝切除仍是難度大、風險高的手術，僅有少數?？浦行拈_展。達芬奇手術機器人的出現極大地帶動了微創下精準肝切除的開展。應用達芬奇手術機器人行肝相關切除術，已有較多病例報道(表1)。

表1 近年應用達芬奇手術機器人行肝切除術的病例報道

達芬奇手術機器人在肝切除術中的應用是安全、可行的，并具有中轉開腹率低、術中出血少、創傷小、康復快、術后住院時間短等優點，增加了肝臟切除術的范圍(如肝后上段的病灶)，更好地體現了精準肝切除的理念［3］。同時，達芬奇機器人手術系統輔助下肝切除術的日益成熟也為機器人輔助下肝移植術奠定了基礎。2011年，美國Giulianotti等在達芬奇手術機器人系統輔助下完成了世界首例活體右肝移植術。2012年3月，意大利更是全球首次應用達芬奇手術機器人系統單獨完成了部分肝移植手術。2014年2月27日，復旦大學附屬中山醫院也成功完成了亞洲首例達芬奇手術機器人輔助下成人-幼兒肝移植術。可見，機器人肝臟外科已由最初的肝臟左外葉切除，進展至右肝切除、活體肝移植、供肝切取等。

2.2 膽道手術腹腔鏡膽囊切除術已比較成熟，但對于慢性萎縮性結石性膽囊炎、繼發性膽總管結石、有上腹部手術史、體態肥胖、膽囊癌患者，傳統腹腔鏡下完成膽囊切除十分困難。對于惡性膽道疾病(如膽囊癌、肝門部膽管癌、肝內膽管細胞癌等)，由于其治療的復雜性，傳統腹腔鏡的應用更是受到了很大的限制。達芬奇手術機器人系統能清楚辨認膽囊管與膽總管的匯合處，清楚地看到膽囊動脈，甚至膽囊漿膜層微血管，“熒光顯影技術”的應用使解剖結構更加清晰，再結合其靈活精細的機械臂，降低了手術難度。膽道外科另一個重要的手術技術即肝膽管空腸Roux-en-Y術，機器人輔助下行膽總管空腸Roux-en-Y吻合較為簡單，利于復雜膽道手術中進行精細的膽腸吻合［14］。達芬奇手術機器人應用于膽道手術已有大量病例報道(表2)。達芬奇手術機器人輔助下行膽道的各種良惡性疾病手術同樣是安全、可靠、有效的。

2.3 胰腺手術胰腺手術被公認為是微創外科領域最難攻克的堡壘之一:(1)胰十二指腸切除術:切除范圍包括部分胰腺、鄰近的十二指腸、膽管下端、部分胃及空腸上端，并且需行膽總管、胰管、胃與空腸的吻合。自1994年Gagner施行了首例腹腔鏡胰十二指腸切除術以來，因其中轉開腹率高、過程繁瑣、手術時間長、術后并發癥發生率高等原因，使胰十二指腸切除術在微創領域的發展滯后。(2)胰中段切除術:要求在保留部分胰腺的情況下完全切除病灶，傳統腹腔鏡下施術難度大，鮮有報道。(3)胰體尾切除術:對于胰體尾病變邊界清楚、脾動靜脈未受累、良性病變者，考慮保留脾臟。而傳統腹腔鏡技術保留脾臟的胰體尾切除術容易引起大出血，導致中轉開腹。(4)Beger術:要求完全切除胰頭的同時需保留、保護膽總管與十二指腸的血供，以免發生術后并發癥，手術操作難度大，要求高。

達芬奇手術機器人使胰腺手術的一些步驟更容易在微創下完成，主要包括胰腺的分離，淋巴結的清掃，鉤突部的游離切除，血管的游離、保護及選擇性結扎的操作，消化道的重建(胰腸、膽腸、胃腸吻合口)等。達芬奇手術機器人行胰腺手術同樣已有多篇報道(表3)。

表2 近年應用達芬奇手術機器人行膽道手術的病例報道

表3 近年應用達芬奇手術機器人行胰腺手術的病例報道

括號內數字代表中轉開腹例數。a:所統計胰腺手術中意大利有10例中轉開腹，美國有3例。

達芬奇手術機器人輔助下行胰腺手術是安全、可行的，具有術中出血量少、術后恢復時間、住院時間較短等優點。Boggi等更是在達芬奇手術機器人輔助下首次成功完成了胰腺移植術，使達芬奇手術機器人的應用覆蓋了胰腺手術的所有術式。但不難看出，機器人輔助行胰腺手術仍有較高的中轉開腹率、手術時間明顯延遲、術后并發癥發生率與開腹相當等不足，因此選擇達芬奇手術機器人開展胰腺手術時，應慎重選擇患者，術前充分評估［6］。達芬奇手術機器人開展胰腺手術的應用效果在不斷完善基礎設備并提高操作技術的同時仍需大量臨床隨機對照研究驗證。

2.4 脾臟手術自1991年Delaitre等報道首例腹腔鏡脾切除術(laparoscopic splenectomy，LS)以來，LS在臨床上得到廣泛應用。傳統LS具有一定的局限性:(1)存在遺漏副脾的潛在風險;(2)脾大增加了手術難度等。Giulianotti等［22］認為，達芬奇手術機器人以更好的視野、更精準的操作等優點在微創脾切除術中較傳統腹腔鏡手術更具優勢，是安全、可行的;在傳統LS風險較大時，達芬奇手術機器人行脾切除術是特別有利的。但Gelmini等［7］及Maeso等［5］的研究得出，達芬奇手術機器人行脾切除術相較傳統LS，在中轉開腹率、拔除引流管時間、食物攝取、術后并發癥發生率方面兩者無顯著差異，但手術時間更長、手術費用更貴，因此認為目前應用達芬奇手術機器人切脾無明顯臨床益處，傳統LS仍是目前臨床行脾切除術的金標準。因此，哪種手術更具優越性，尚需大量臨床研究證實。

3 結語

由于肝膽胰復雜的解剖結構、特殊的解剖位置及常規腹腔鏡器械、技術的局限，使復雜肝膽外科手術微創化遭遇了瓶頸。達芬奇手術機器人突破了現已成型的腹腔鏡技術的瓶頸，極大地拓展了肝膽外科在微創領域的范疇。

達芬奇手術機器人仍處于發展階段，尤其在我國，病例經驗積累較少，缺乏大樣本的臨床對照研究，不能代替所有傳統腹腔鏡手術及開腹手術。但可以預見，隨著達芬奇手術機器人系統設備的不斷完善及技術的不斷成熟，其現有的不足將不斷被克服，推動微創外科技術向更高難度、更復雜手術發展。同時，達芬奇手術機器人為遠程手術提供了條件。2001年Marescaux與IRCAD的一個團隊合作，應用異步傳輸模式及宙斯遙控系統，在平均155 ms的延遲下首次成功完成了橫跨大西洋的外科手術，成為全球外科醫療的一個里程碑。達芬奇手術機器人的發展將加速遠程醫療的進步，為各國醫療相互幫助、交流、合作提供新的平臺。此外，據報道，獨立完成外科手術的手術機器人的研究已提上日程。相信隨著技術的發展，手術機器人可獨立完成較簡單的外科手術。

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