達芬奇手術機器人輔助腹腔鏡技術在泌尿外科的應用

劉 競，邱明星

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院泌尿外科，四川 成都 610072)

達芬奇手術機器人輔助腹腔鏡技術在泌尿外科的應用

劉 競，邱明星

(四川省醫學科學院·四川省人民醫院泌尿外科，四川 成都 610072)

達芬奇機器人手術系統是一種智能化手術平臺，是微創外科手術的飛躍，其突出特點是三維立體視野與具有七個自由度機械手腕設計，精細解剖及精準吻合將有助于完成高難復雜手術。該系統在泌尿外科廣泛應用，最成功的是以前列腺根治術為代表的腫瘤根治術與保留腎單位手術的修復重建手術。本文就達芬奇機器人手術系統在泌尿外科的應用現狀作一綜述。

機器人；腹腔鏡；手術；泌尿外科

腹腔鏡技術開創了微創外科的新時代。因人體解剖結構的復雜性及腹腔鏡技術自身的局限性，復雜精細的微創手術腹腔鏡技術常顯困難。達芬奇機器人手術系統的明顯優勢體現在以下幾方面，首先它突破了人眼的局限，放大10倍以上的直視三維立體操作視野，術者自行調整鏡頭；其次它突破了人手的局限，七自由度的腕式活動機械手能在360°的空間下完成左右、前后、上下、旋轉、緊握等動作，且濾除人手的疲勞顫抖，尤其是在狹窄的解剖區域中，比人手更靈活，這些特點有助于精細解剖，精準吻合，減少創傷，縮短住院時間，有利于患者的康復。泌尿外科因其器官位置深在，且重建手術復雜，故達芬奇機器人手術系統可充分發揮其準確顯露和精細重建的優越性。目前在美國泌尿外科領域，有50%的患者選擇達芬奇機器人手術，國內亦是泌尿外科手術例數最多。目前應用最廣泛、最成功的是前列腺根治術。靈活的機械臂在狹小的骨盆能最大限度減少前列腺附近神經血管束、副交感神經的損傷，更加精細的解剖易于保留神經，保護控尿結構，達到根治腫瘤、保留性功能和理想控尿的效果。美國85%以上的前列腺癌根治術已使用達芬奇手術機器人完成，我國的手術例數也逐年穩步增長。以信息技術為代表的多種技術突飛猛進，機器人外科將微創外科的發展提升到前所未有的高度?，F將該手術系統的特點及在泌尿外科的應用作一綜述。

1 泌尿系腫瘤根治術

因達芬奇機器人手術系統具有精細解剖分離與精準重建的優勢，在泌尿外科尤其實用于以前列腺癌根治術為代表的腫瘤根治術。

1.1 機器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術 前列腺特殊的解剖位置及周邊的解剖結構決定了該手術的操作難度，利用達芬奇機器人系統能有效降低手術操作難度，盡可能地保護控尿功能及性功能，達到解剖、功能的“雙重建”。機器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術(robot-assisted radical prostatectomy，RARP)是泌尿外科達芬奇機器人應用最廣泛的手術，也是與開放和傳統腹腔鏡手術相比最具明顯優勢的微創手術。同時，前列腺癌根治術也已成為推動機器人技術發展的主要手段之一[1，2]。歐美國家前列腺癌發病率較高，RARP幾乎成為治療局限性前列腺癌的金標準。2000年5月在法蘭克福達芬奇機器人系統完成首例RARP[3]，此后手術例數逐漸增加，2009年全球實施RARP就超過6000例，占前列腺根治術的70%。2010年，美國行RARP的比例已達到69%～85%[4]。前列腺解剖位置深在，周圍解剖結構復雜，手術的操作難度極大，腹腔鏡前列腺癌根治術學習曲線較長，一般需50～100例手術才能渡過學習曲線，而RARP僅10～20例即可渡過，RARP能有效降低手術操作難度，縮短學習曲線[5]。與開放和傳統腹腔鏡手術相比，RARP雖手術時間稍長、手術費用較高，但出血及并發癥少、術后恢復快、住院時間短，且可達到相同或更優的腫瘤學及功能學結果[6～8]。RARP患者的失血量、輸血率較恥骨后前列腺癌根治性切除術顯著改善[9]。機器人輔助可更好游離前列腺的神經血管束，降低手術并發癥的同時最大限度保護勃起與控尿功能，他們的手術經驗又稱為Vattikuti Institute前列腺癌根治術(VIP)[10]。RARP的手術適應證與腹腔鏡及開放手術相同，主要是臨床分期 10年等。相對禁忌證包括腹部手術史、放療或內分泌治療史、經尿道或恥骨上前列腺手術史、過度肥胖(BMI > 40 kg/m2)和前列腺體積過大( > 100 g)等。適應證與禁忌證并非絕對，與機器人器械設備的發展及醫生的操作水平密切相關。

腫瘤控制是癌癥手術的第一目標，目前對RARP術的腫瘤根治效果評價主要以切緣陽性率及前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)生化復發為評價指標。研究報道LRP病例組中T2 期病灶切緣陽性率約為17%～36%，T3期在50%左右[11]。Patel等[12]報道RALP術后切緣陽性率T2期為2.5%。O’Malley等報道在完成RARP學習曲線后，與開放手術時間無明顯差別，但RARP在出血、輸血及術后疼痛及住院時間方面占優，達芬奇機器人有助于前列腺尖部的精細解剖與分離，能降低切緣陽性率[13，6]。對比研究RARP與腹腔鏡前列腺癌根治術(laparoscopy radical prostatectomy，LRP)及開放前列腺癌根治術(open radical prostatectomy，ORP)的生化復發情況(以PSA為觀測指標)，5年復發率分別為10.4%、11.9%、12.2%，差異無統計學意義[14]。亞洲的研究報道T2期前列腺癌患者行RARP，術后切緣陽性率為9.8%～24%，術后6個月內尿失禁恢復率為75%～94%[15]。Menon等[16]認為LRP、ORP、RARP三者相比，RARP在手術時間、出血量、術后疼痛、前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)生化復發、術后尿控及性功能恢復方面最優，同時RARP也可降低切緣陽性率，而LRP在RLRP與ORP之間。研究發現相同病理分級的兩種術式患者3年無生化復發生存率差異無統計學意義[17]。尿控是評估前列腺切除術后功能恢復的重要指標。RARP術后3月內恢復尿控達47%～93%[18]。Krambeck等[19]報道RRP與RARP組間尿控差異無統計學意義。Rocco等的研究提示RARP、LRP后1年尿控比率分別為97%、88%[20]。術后性功能恢復是泌尿外科醫生與患者共同關注的問題之一。Tewari等認為RARP術后能更快恢復勃起功能，RARP與RRP術后恢復勃起的平均時間分別為180天和440天[21]。Box 等報道RARP術后3個月內性功能恢復達46%～54%，12個月內恢復達70%～80%[18]。對<65歲的62例RARP進行2年的隨訪，約90%的患者恢復了性交能力[22]。

因機器人輔助手術解剖更清晰，有助于尿道膜部和神經血管束的保護，有利于尿控能力和性功能的保留，但切緣陽性率如此低是否意味著5年生化無復發率優于LRP，這一點有待進一步的研究。

1.2 機器人輔助腹腔鏡膀胱癌根治術 膀胱根治性切除術是治療肌層浸潤性膀胱癌的金標準，但該手術復雜、難度大、耗時長、并發癥發生率高，臨床應用受到一定程度的限制，據統計主要并發癥發生率10%～20%，死亡率達2%～3%。機器人輔助膀胱根治性切除術(robotic-assisted radical cystectomy，RARC)可充分發揮其在尿路及腸道重建方面的優勢，臨床正逐步開展。2003年Menon等[23]首次報道RARC，采用體外尿流改道，其中全膀胱切除、回腸代膀胱及原位新膀胱術的手術時間分別為140、120和168 min，術中平均失血量小于150 ml，淋巴結清除4～27枚，均優于開放膀胱根治性切除術(open radical cystectomy，ORC)。相對于ORC，RARC失血量減少，疼痛減輕及住院時間縮短，逐漸成為肌層浸潤性膀胱癌的一種治療方式[24，25]。與RARP相比，RARC發展稍慢，但多項研究已表明RARC是治療膀胱癌安全、微創、重復性好的方法，中短期的腫瘤學結果和患者生存期也與ORC無明顯差別。Nix等比較了21例RARC 和20例ORC，前者術中平均失血量(258 ml)、恢復腸蠕動時間(3.2 d)優于后者的575 ml 、4.3 d，認為RARC具有手術創傷小、手術視野暴露清晰、術中出血少、術后恢復快等明顯優勢，且腫瘤治療效果與開放手術無明顯差異[26]。Ng等[27]對比研究187例膀胱癌(104例ORC，83例RARC)術后并發癥發生率，發現術后30d和90d兩者差異均有統計學意義。ORC較RARC(31% vs 17%)并發癥發生率明顯增高，進一步回歸分析表明，RARC 對術后并發癥具有獨立預測價值。Khan等[28]報道了52例ORC，58例腹腔鏡膀胱癌根治性切除術(laproscopy radical cystectomy，LRC)和48例RARC 膀胱癌患者手術結果，在圍術期用血量、并發癥發生率和住院天數RARC 組低于ORC 及LRC 組，但是手術時間RARC 組長于ORC 及LRC 組。Hellenthal等[29]對2003～2009年全球15個醫療中心實施的513例RARC進行了薈萃分析，顯示RARC的術后切緣陽性率與開放手術相比無明顯差別。513例患者中35例(6.8%)術后切緣陽性，切緣陽性率與患者年齡、腫瘤病理分期和淋巴結陽性與否密切相關。包括962例RARC患者的系統綜述顯示盡管在手術時間上RARC較ORC 長，但前者較后者明顯縮短住院時間、減少輸血量、增加淋巴結清掃數量以及降低并發癥發生率[30]。

RARC能否徹底清掃盆腔淋巴結是泌尿外科醫生及患者關注的焦點。Guru等[31]報道67例應用機器人輔助腹腔鏡行膀胱切除及盆腔淋巴結清掃，結果顯示機器人技術進行膀胱全切的同時，能安全有效地清掃盆腔淋巴結，達到治療腫瘤的預期目標。Pruthi等[32]從術中出血量、手術時間、恢復腸蠕動時間、住院時間、腫瘤治療效果、圍手術期并發癥方面報道100例RARC，術中平均出血271 ml，手術時間4.6 h，恢復腸蠕動時間2.8 d，住院時間4.9 d，淋巴結清除19枚，無一例切緣陽性病例，36例出現并發癥，包括直腸損傷l例，漏尿l例，深靜脈血栓3例，急性腎功能衰竭3例。

腫瘤學預后是腫瘤根治術效果的重要評價指標。文獻報道，RARC術后1～2年的總生存率為90%～96%[33]，但遠期腫瘤學結果仍不能確定，長期的隨訪觀察對于判斷RARC的預后是十分必要。Martin等[34]對59例RARC患者的術后進行了平均25(6～49)個月的隨訪，結果發現術后12和36個月時總的生存率分別為82%和69%，疾病特異性生存率分別為82%和72%，這些結果與開放手術類似。多項研究均表明RARC是治療膀胱癌安全、微創、重復性好的方法，在術后并發癥發生率、失血量、住院天數、輸血量、淋巴清掃的廣度、生活質量的恢復等方面均優于ORC[35，36，30]，切緣陽性率、生存率也和ORC相近[34]。

RARC可以較好地保留神經血管，有利于術后排尿功能和性功能的恢復，并可與各種膀胱替代術或尿流改道術結合進行。目前RARC多采用體外建立新膀胱或尿流改道。隨著技術的進步和器械的更新，特別是吻合器裝置的改進，體內完成新膀胱的建立或尿流改道是完全可行的，然而最后的治療結果還將取決于腫瘤學和功能的轉歸。Fergany和Gill[37]認為與LRC相比，單純行切除手術，達芬奇系統并無明確優勢，但由于達芬奇系統在重建及腔內縫合方面的優勢，在尿流改道中采用體內回腸通道或原位新膀胱時具有優勢。幾個中心最近報道了完全腹腔鏡下機器人輔助膀胱根治性切除并尿流改道術[38]，結果顯示基線人口、并發癥發生率和腫瘤學結果數據與先前發表的ORC及RARC并尿流改道術相當。在經驗豐富的機器人中心，早期的研究也顯示在淋巴結數目、切緣陽性率及并發癥發生率方面有類似的結果。而且，操作時間和患者的住院時間持續改善，提示學習曲線超出之前的預期。通常與微創手術相關的失血量減少和住院時間的益處也能夠看到。完全體內化行RARC術相關手術報道逐漸增多[39～41]。

作為一種復雜的大手術，RARC存在一定的學習曲線，應該循序漸進，從相對簡單的手術做起。然而RARC成本高昂，眾多因素中手術時間和住院天數對醫療費用影響最大，在手術花費上RARC 比ORC高16%，但因住院天數減少，RARC 整體花費比ORC 低38%[42]，盡管如此還需要大規模的對照試驗來進行費用成本分析[43]。解決這些疑問及熱點問題，有助于該術式的推廣應用。

2 泌尿系重建手術

因重建類手術不僅要達到解剖重建，還要達到功能重建，故手術操作精細、手術難度高。微創手術的優勢對于腎盂成形術患者是明顯的，離斷式腎盂成形術是治療腎盂輸尿管連接處梗阻(UPJO)的“金標準”，成功率超過90%[44]。體內重建的復雜性制約了腹腔鏡腎盂成形術的廣泛應用，而達芬奇外科機器人卻縮短了學習曲線，療效和康復情況與腹腔鏡腎盂成形術相當[45]。達芬奇外科機器人操作靈活、視野清晰、減輕術者疲勞、縮短學習曲線，使得機器人輔助腎盂成形術(robot-assisted pyeloplasty，RAP)成為治療UPJO的重要方法。

2002年Gettman等報道了第一例RAP[46]，結果表明RAP具有可行性、有效性和安全性，借助機器人腎盂成形術可取得良好效果。RAP在總的手術時間及腎盂輸尿管吻合時間上明顯優于常規腹腔鏡，達芬奇系統輔助的11個病例中，未發生術中并發癥，無轉為開放手術病例，出血量少，1年后成功率達100%。Peschel等[47]對49例應用達芬奇系統進行腎盂成形術的病例總結后認為，達芬奇系統可以有效地應用于離斷或非離斷的腎盂成形術，所有病例中除一例因尿漏需進行開放手術修補外，均獲得良好的手術效果，平均隨訪7.4月后，腎圖掃描或靜脈腎盂造影均未發現梗阻表現。Gupta等[48]評估了85例RAP，吻合時間為47分鐘，平均隨訪13.6個月，影像評估結果顯示總體成功率為97%。而Bird等[49]比較了98例RAP和74例腹腔鏡腎盂成形術，總手術時間、吻合時間、術中并發癥、術后并發癥等差異均無統計學意義。Singh等[50]對25項研究740例RAP的薈萃分析得到類似的結果。

后腹腔RAP研究也有報道[51]，手術時間為175分鐘，出現了較小的并發癥。其優勢是后腹腔途徑可以直接暴露腎盂輸尿管連接部，缺點是操作空間有限。Cestari等[52]報道經腹腔RAP和后腹腔RAP術的平均手術時間、住院時間、并發癥發生率差異無統計學意義。

3 其它類型手術

與腎切除術相比，腎部分切除術需要進行更為復雜的分離及體內縫合。手術的關鍵在于徹底切除腫瘤，并在最短缺血時間內確切地關閉集合系統和血管殘端。若創面縫合不確切，則會增加術后出血及漏尿的風險；若手術時間較長導致熱缺血時間較長，則影響腎功能的保護。由于機器人輔助腹腔鏡手術的獨特優勢，腹腔鏡下腎部分切除術(robot assisted laparoscopic partial nephrectomy，RAPN)徹底、完整切除腎臟腫瘤同時，能最大限度地保留正常腎臟組織，輕松實現腎臟深層髓質和淺層皮質的“雙層關閉”。腹腔鏡腎部分切除術(laparoscopic partial nephrectomy，LPN)是治療局限性腎腫瘤的重要方法，但LPN技術難度較大，學習曲線較長。達芬奇機器人手術系統在腎部分切除手術方面有明顯優勢，如10～15倍的三維立體視野、關節器械的多個自由度、縮放動作、震顫過濾、第四機械手臂的輔助，這些均有益于克服LPN的技術難題，使RAPN更有效地進行腫瘤切除和腎臟重建，并在完成此操作的同時擁有<30 min的安全熱缺血時間(warm ischemia time，WIT)，最大限度保護腎功。

Gettman等[53]于2004首次報道RAPN，平均手術時間4 h，出血240 ml，腎缺血時間26 min。Michli等[54]報道20例RAPN，平均手術時間142 min，術中出血263 ml，腎缺血時間28 min，1例中轉開放手術，l例腎周膿腫，l例肺栓塞。Wang等[55]比較40例RAPN與62例LPN的結果，提示兩組之間的失血量、集合系統修復及切緣陽性率方面差異無統計學意義，但RAPN組的平均手術時間、WIT顯著降低，手術時間分別為140、150 min；腎缺血時間分別為19、25 min；在并發癥方面單純腹腔鏡比機器人輔助略高。Ho等報道了50余例主要經腹途徑的RAPN，未出現腸道損傷及腸梗阻等并發癥，RAPN相較LPN的手術時間及WIT明顯縮短。WIT從LPN的平均30.7 min降至21.5 min，出血量平均為189 ml，明顯少于LPN，隨訪1年，腫瘤病例未出現復發[56]。Benway等[57]比較了129例RAPN和118例LPN，二者在手術時間(189 min和174 min)、集合系統侵犯率(47%和54%)、腫瘤直徑(2.8 cm和2.5 cm)、切緣陽性率(3.9%和1.0%)等方面差異無統計學意義。但RAPN的術中出血較少(155 ml和196 ml，P= 0.03)、術后住院較短(2.4 d和2.7 d，P< 0.01)，更有意義的是術中WIT明顯縮短(19.7 min和28.4 min，P< 0.01)，WIT的縮短對保留腎臟具有重要意義。Haber等[58]卻發現RAPN與LPN的平均手術時間、WIT無明顯的區別。大宗病例研究提示RAPN較LPN手術時間(169.9 min 和191.7 min)及WIT(17.9 min 和25.2 min)明顯縮短。Khalifeh A等的研究提示術中(2.6% 和5.6%)及術后(24.53% 和32.03%)并發癥降低，切緣陽性率(2.9% 和5.6%)明顯降低[59]。

有研究對RAPN的安全性和有效性進行了評價[60]，結果顯示主要并發癥的發生率為8.2%。隨訪26個月，沒有患者復發，腎功能無顯著變化。此外，RPN適應證明顯擴大到復雜腎腫瘤患者[61]。有學者回顧了67例中度或高度復雜腎評分(≥7分)的患者，平均隨訪10個月，無復發發生[62]。這表明RPN對高度復雜的腎臟腫瘤是安全、可行的手術方式。然而，目前的研究均為回顧性，且隨訪時間較短，因此RAPN 的臨床效果還有待于多中心大規模長期隨訪研究。

RAPN的開展，已經突破了T1a期及腫瘤位于兩極的限制，且已有探索在腎動脈不阻斷(稱零熱缺血)的情況下行腎部分切除手術。對于有經驗的泌尿外科醫生，4 cm以上的腎腫瘤行RAPN并不增加手術的風險[63]。腎門部的腫瘤行保留腎單位的手術往往是普通腹腔鏡的相對禁忌證，而機器人手術系統對血管的暴露十分清晰，通過動靜脈的雙阻斷，腎門部位的RAPN是相當安全的[64]。

總之，隨著科技的進步，醫學與數字化信息技術、智能化工程機械技術的完美結合，機器人輔助外科手術系統將更加完備，更多患者將獲益。

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Application of the daVinci robot assisted laparoscopic technique in urinary surgery

LIUJing，QIUMing-xing

(DepartmentofUrology，SichuanAcademyofMedicalSciences&SichuanProvincialPeople’sHospital，Chengdu610072，China)

QIUMing-xing

The daVinci Robotic Surgical System is an intelligent surgical platform and represents a leap of minimal invasive surgery.Its prominent features are a 3D-vision and a designation of 7 degree-of-freedom of wrists.Fine anatomy and precise anastomosis help to finish highly difficult complex operations.This system has been generally applied in urinary surgery.The most successful application was robotic assisted radical prostatectomy and repairmen and reconstruction of nephron sparing operation.Its present application status in urinary surgery is reviewed in this paper.

Robot；Laparoscopy；Operation；Urinary surgery

邱明星，男，主任醫師，碩士生導師。中國醫師協會中西醫結合分會泌尿外科專家委員會副主任委員，中華醫學會及中國中西醫結合學會泌尿外科分會全國委員，四川省衛生廳學術與技術帶頭人，四川省甲級重點學科(泌尿外科)負責人，四川省中西醫結合泌尿外科專委會主任委員，四川省、成都市泌尿外科專委會副主任委員，四川省、成都市及軍區醫療事故鑒定專家庫成員。研究方向：泌尿外科腫瘤、微創及女性泌尿。

R69

A

1672-6170(2015)01-0026-06

2014-10-23)