達芬奇機器人在肺癌根治術中的應用進展

劉新+陳力

肺癌是嚴重威脅人類健康的疾病，其發病率和死亡率高居惡性腫瘤之首[1]。外科手術是早期肺癌患者有效的治療手段，其標準術式為解剖肺葉切除及系統性淋巴結清掃。肺癌手術包括常規開胸手術和胸腔鏡微創手術，前者創傷和風險較大而后者具有術后疼痛輕，創傷小，胸管留置時間及住院時間較短等諸多優點[2]。盡管如此，胸腔鏡微創手術的遠期療效與常規開胸手術相似，胸腔鏡單鏡頭二維成像缺乏立體感，其準確性和協調性在復雜的手術操作中也不盡人意[3-4]。隨著醫學技術的發展，外科手術中醫生的手臂被機器人取代，醫生在電腦終端區操作即可將體內手臂的活動轉化成計算機輔助-微型儀器準確、精細的操作，達芬奇手術系統（da Vinci surgical system）應運而生[5]。自2001年美國食品和藥品管理局（FDA）批準達芬奇手術系統可用于胸腔鏡手術以來，全球裝機量已超過3000臺[6]。鑒于達芬奇手術系統的諸多優勢，本文就系統的構成、在肺癌根治術中的應用現狀進行綜述。

1 系統組成

達芬奇手術系統主要由醫生控制系統、床旁機械臂系統和高清影像系統構成。

1.1醫生控制系統醫生控制系統是核心，以攝像控制器在術中快速定位病灶的視覺位置、以移動度量和消除震顫裝置控制手術中的精度、準確度和手術過程中流程的維護[7]。主刀醫生通過主控制器將手上動作傳遞給機械手臂，轉換成在患者體內進行的精確、實時的機器手臂動作。患者身體需3～4個微型切口，用于插入手術機械手臂和攝像頭，以輔助主刀醫生的手腕、手和手指的運動來控制機器手臂[8]。

1.2床旁機械臂系統為外科手術機器人的操作部件，由載有攝像機械臂、2～3只"內腕"機械臂和底座的平車構成，易于術中位置調整和機器人入位[9-10]。輔助手術醫生借助床旁機械臂系統更換器械和內窺鏡，協助主刀醫生完成手術。此外，操作系統中EndoWrist仿真機械手可模擬人手各種操作，包括臂關節上下、前后、左右運動與機械手的左右、旋轉、開合、末端關節彎曲共7種動作。機械手動作靈活、體積小、可滿足抓持、鉗夾、縫合等各項操作要求。同時，機械臂具有計算機輔助位置記憶功能，更換器械后機械臂可迅速精確回復至更換前位置、具有"即插即用、無縫連接"的特點[11]。新一代達芬奇機器人采用直覺式控制技術可減少醫生手部抖動信號從而增加了控制手術的精準度。

1.3高清影像系統傳統的腹腔鏡技術主要弊端在于二維平面成像，手術者在監視器中無法辨別組織的空間關系。達芬奇機器人的3D高清影像系統可將組織器官放大10倍，以三維畫面呈現給醫生高清、立體、直觀、準確的術野，易于縫合、打結等精細操作，提高了手術的精準度[12]。

2 達芬奇手術系統在肺癌手術中的應用現狀

2.1麻醉、體位及切口位置采用達芬奇機器人系統進行肺葉切除是肺癌微創治療的新手段，醫生在三維顯像系統下利用接近人手活動度的機械臂進行手術操作。常采用全身麻醉、雙腔管氣管內插管，健側臥位，下胸部墊高，健側單肺通氣，雙手屈曲抱枕于頭前，折刀位。左側腋后線第8肋間切口置入直徑12 mm套管做進鏡孔、肩胛下線第8肋間及腋前線第5肋間分別切口置入直徑8 mm套管做器械入口，連接器械臂，腋中線第7肋間切口長約3～4 cm并于切口內置入一次性切口保護器做輔助操作口[13]。

2.2國外達芬奇手術系統在肺癌中的應用現狀意大利Melfi等首次采用第一代達芬奇機器用于原發性肺癌的切除，12例患者均順利完成手術且術后患者切口小、疼痛輕，恢復時間較短。2006年，隨著高分辨率和3D成像功能的二代達芬奇機器人的出現，大量肺癌患者接受達芬奇機器手術，為該技術積累了大量的經驗[14]。Gharagozloo等[15]報道機器人輔助胸腔鏡肺葉切除術100例，其中1列患者（1%）轉化為開胸手術且沒有病例在醫院或圍手術期死亡。100例患者中，出現21例（21%）并發癥，平均手術時間為216 min，效果較理想。Flores等[16]回顧性評價了機器人輔助胸腔鏡肺葉切除的效果，表明機器人技術是一種較為有效的外科手術。2011～2016年國外可檢索的文獻表明，達芬奇機器人用于肺癌手術的平均時間為89.4（107～277）min，手術中轉率為4.76%（0～10%），平均住院時間為4.2（2～5）d，死亡率為0.51%（0～3%），效果較理想，見表1。

2.3國內達芬奇手術系統在肺癌中的應用現狀我國最早于2006年12月由中國人民解放軍總醫院率先引進第一臺達芬奇機器人手術系統。截止2013年12月31日，我國達芬奇機器人手術系統已有14家醫院18臺儀器投入使用，完成胸外科手術607例[24]。國內可檢索的文獻（2011～2016年）表明，達芬奇機器人用于肺癌手術的平均時間為60～745 min，開胸手術中轉率為0%～33.3%，出血量（少量～500ml），死亡率均為零（表2）。由于國內文獻報道的數量相對較少、結局指標差異也較大，遠期療效報道較少。因此，尚不能得出達芬奇手術系統在國內肺癌手術中效果理想的結論。

3 達芬奇手術系統在肺癌手術中的應用展望

達芬奇手術系統已成功用于肺癌手術，但肺癌根治術中的有效性、安全性和療效等也倍受關注。李鴻浩[29]等認為，有效性、安全性、經濟學主要包括術區疼痛、復發率、并發癥、圍手術期死亡、術中出血、功能影響的改善、隨訪生存時間、住院費用、耗材損耗、術后住院時間、拔除胸腔引流管時間、下床活動時間等。李鴻浩等[29]指出，達芬奇手術系統在胸心外科臨床應用相對安全、有效，但研究質量有待提升，在胸心外科臨床應用的經濟性也有待進一步開展。2016年Agzarian[30]等對達芬奇手術系統和機器人輔助胸腔鏡肺葉切除術進行Meta分析，該報道指出達芬奇手術系統用于肺葉切除術的時間更長但不會增加中轉率，兩者對肺切除患者功能影響的改善、住院時間、術后生存時間均無顯著差異但達芬奇手術系統平臺的成本更高。目前，尚無達芬奇手術系統和機器人輔助胸腔鏡肺癌切除的Meta分析，故達芬奇手術系統在肺癌切除術中應用的諸多問題還需大樣本深入研究。

綜上所述，達芬奇手術系統在肺癌切除術中已積累了一定的經驗，該系統作為微創技術的較高階段，必定在系統的有效性、安全性、成本-經濟效益和人性化服務等方面不懈努力，以實現對肺癌患者的精準根治手術。

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