機器人系統及其輔助治療肺癌的研究進展

王永洪 宋劍非

摘要：肺癌發病率在很多國家都居于惡性腫瘤之首，外科手術仍然是其主要的治療方式。機器人技術是20世紀偉大的發明之一，電視胸腔鏡輔助胸外科和機器人輔助胸外科同屬于微創手術，但兩者在肺癌治療中效果的一直存在爭議。全文主要就機器人手術的應用現狀、優劣勢和圍手術期效果進行闡述，同時對達芬奇機器人的未來發展進行展望。

關鍵詞：肺癌;機器人;電視胸腔鏡

中圖分類號：R734.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.23.014

文章編號：1006-1959（2020）23-0045-04

Abstract：The incidence rate of lung cancer is the leading cause of malignancies in China and even in many countries around the world. Surgery is still the main treatment. Robotic technology is one of the great inventions of the 20th century. Video-assisted thoracic surgery and robot-assisted thoracic surgery are both minimally invasive surgery， but their effectiveness in the treatment of lung cancer has always been controversial. The full text mainly discusses the application status， advantages and disadvantages and perioperative effects of robotic surgery， and also prospects the future development of Da Vinci robot.

Key words：Lung cancer;Robot;Video-assisted thoracoscope

肺癌（lung cancer）是發生于氣管、肺泡上皮細胞的惡性腫瘤，隨著生活環境的改變和檢查技術的革新，肺癌發病率日漸增長。據統計，2014年我國新增肺癌患者約78萬，死亡約63萬人，是男性發病率最高的惡性腫瘤，在女性中僅次于乳腺癌，而死亡率皆位居首位[1]。肺癌有全身化療、放療等多模式治療，但手術切除后病檢是診治、分期的標準，是其公認的首選治療方案[2，3]。近年來肺癌的外科治療方式發生了一些變化，一是切除范圍的金標準從全肺切除到肺葉切除，特定條件下（部分老年人或肺儲備能力有限的患者）可行肺段切除術[4]，有研究報導在初期非小細胞肺癌（NSCLC）的醫治中，肺段切除術與肺葉切除術療效相似，且能保存更多的肺功效[5，6];二是手術方式已經從傳統的開胸手術發展到微創胸腔鏡技術[7]。傳統開胸手術切口長，肌肉損傷大，術后并發癥多，患者恢復較慢，生活質量差，而微創手術通過減少手術創傷，不僅達到了美觀的效果，還具有減輕切口疼痛，下降并發癥發生率，加速術后病愈等優點。根據美國國家綜合癌癥網絡（national comprehensive cancer network，NCCN）指南，若患者無手術禁忌證，不違反腫瘤學原則，推薦微創手術[8]，微創手術已經被確立為治療肺癌的金標準[9]。微創手術分電視胸腔鏡輔助胸外科（video assisted thoracic surgery，VATS）和機器人輔助胸外科（robotic-assisted thoracic surgery，RATS）兩種，VATS醫治肺癌的肺葉切除術于1992年初次提出，并在世界范圍內被寬泛采納。2006年，NCCN將VATS作為醫治初期肺癌的標準術式[10]。隨著VATS應用的普及，其視野呈二維平面，操作器械無活動關節等缺點，在一定程度增加了手術難度及風險。研究顯示[11-13]，RATS的應用較VATS更具優勢，但目前仍存在爭議，本文從機器人優勢、爭議點、圍手術期效果等方面進行闡述，旨在為改技術的臨床應用提供參考。

1達芬奇機器人系統發展歷程和使用情況

機器人手術系統于2000年被美國食品和藥物管理局（FDA）準許應用于臨床，2002年時，Melfi FM等報導了全世界首例機器人輔助肺切除術，因其操作精細微創，很快應用于泌尿外科（如前列腺切除術），婦科（如子宮切除術），胃腸外科（如結直腸手術，疝修補術），肝膽外科（如膽囊切除術），心胸外科手術（如二尖瓣修復，胸外科）等外殼領域[14，15]。我國于2006年引入機器人系統并應用于心臟外科，于2009年在上海胸科醫院完成中國首例機器人輔助肺切除術[16]。

據統計，在2011～2015年，美國開放肺葉切除術減少了11.5%，VATS肺葉切除術增加了1.5%，機器人肺葉切除術增加了10%，同期，全世界使用機器人輔助肺葉切除術的醫療中心增加了90%[17，18]。至2017年7月，我國內地共有66臺達芬奇機器人系統，香港擁有11臺，總計77臺[19]。到2018年年底時，全球已有66個國家在使用達芬奇機器人系統，共安裝4814臺，其中美國擁有3110臺，我國擁有81臺[20]，安裝和使用數量都逐年增加。

2達芬奇機器人系統所具有的優勢

達芬奇機器人體系主要由3個部分構成：成像系統、醫師控制臺和床旁機械手臂系統。三維高分辨率成像加上10倍以上的視野放大效果，使術者更精確感知各種組織在空間的位置和深淺，極大加強了術者手眼協調性和手術安全感。醫師控制臺的設計無需術者手術臺，只需坐在控制臺前進行各種操作，避免了像傳統手術中長時間站立導致的大量體力和精力消耗的發生;手術過程中只需術者1人，無需助手的配合，從而不會因各種配合不洽導致的副損傷增加。機器仿真手臂系統，克服了人手腕關節僅有的5個自由活動范圍局限，具有進出、外收展、內收展、外屈伸、內屈伸、旋轉、抓持等7個活動度[21]，使得操作者可以在狹小的空間進行縫合、結扎、切割等多種精細操作。此外，機器人系統還具有濾除人手自然顫動和按比例（5∶1或3∶1）縮減術者動作幅度的功能，極大提高了手術的穩定性和安全性。

3達芬奇機器人系統的爭議

3.1成本和手術費用高 ?RATS的高昂成本一直是主要的爭論點，據報道[22]，達芬奇機器人系統售價在150～250萬美元，每年服務費在10～17萬美元，此外，該系統的一次性儀器和附件每個程序要額外花費700～3200美元。王述民教授也談到[23]，國內每臺機器售價約2000萬，維修費約150萬/年。對醫療機構來說，是一筆巨大的開銷，也是影響機器人手術系統在全國醫療中心開展的一個重要原因。成本的增加必然導致高昂的手術費用，胡英杰等[24]統計了2014～2015年所在醫院機器人和胸腔鏡輔助肺切除手術費用的情況，RATS vs VATS（3.8萬 vs 1.9萬），而杜寧彬等[25]統計所在醫院2016～2017年兩者手術費用情況為，RATS vs VATS（9.76萬 vs 6.34萬）。此外，機器人手術費用未納入醫保范圍，多數患者難以承擔，但也有學者認為RATS較高的成本能通過改善患者預后和由此帶來的社會經濟效益的潛力所抵消[26]，因此該技術的應用目前仍存在爭議。

3.2手術時間長 ?手術時間較長是除成本之外的另一爭議點[27]，手術時間可獨立地增加感染并發癥的可能性及延長住院時間[28]。朱泳樵[29]、韓露[30]等的研究顯示，RATS較VATS手術時間更長，可能與手術時間計算標準不統一或術者經驗不同有關，機器人手術系統的學習曲線在20例左右[31]，在學習曲線的陡峭階段，手術時間明顯偏長。而手術室時間（包括術前、術中和術后），與成本和預后存在一定的關系[32]，也可通過制定一個系統的計劃，確定計劃中每個步驟所需的時間以及優化洞孔（port）位置等方式來縮短手術室總時間。

4達芬奇機器人系統的圍手術期效果

4.1淋巴結清掃情況 ?淋巴結掃除是初期肺癌根治術的基礎，是評估達芬奇機器人在肺癌手術中可行性的一個關鍵指標。歐洲胸科醫師協會（ESTS）發布的一份指南[33]指出，無論采用何種手術方式，都應對可切除的非小細胞肺癌進行系統的淋巴結清掃。一方面，徹底清掃淋巴結可降低腫瘤復發轉移率，改善預后[34];另一方面，徹底清掃縱膈和肺門淋巴結可以明確病理分期，這影響著后續輔助化療方案的選擇。有研究指出，適當的輔助治療可以帶來8.6%至15%的生存收益[35，36]。部分文獻報道RATS和VATS在淋巴結清掃方面是沒有差異的[37，38]，但更多數的研究卻證明機器人更具優勢[25，30，39-42]。

4.2中轉開胸率和術后并發癥情況 ?血管破裂、淋巴結阻礙是中轉開胸最常見的原因[43]，達芬奇機器人在淋巴結清掃上雖有一定優勢，但因為其缺乏觸覺反饋系統，不能感知血管張力的變化，易造成血管破裂出血。但Li JT 等[37]、Demir A等[44]、Mahieu J等[45]、Yang HX等[46]的研究指出，中轉開胸率和術后并發癥（包括肺部、心血管等并發癥）在RATS和VATS之間并無統計學差異，說明機器人手術具有足夠的安全性。術者總能善用各種技巧來克服新技術的某些弊端，Kim MP等[47]就報道，在機器人系統上安置血管吻合器后，中轉開胸的比例就從18.6%降到了4.7%。中轉開胸和術后并發癥的發生會影響總費用，而機器人系統本身具有微創、靈活、精細的優點，隨著手術技巧和器械的不斷改進，將會有更好的安全性能，通過改善患者術后生活質量來彌補前期的高額成本。

4.3術中出血量、術后第1天引流量情況 ?這兩項指標一定程度上反應了機器人手術的安全性和微創程度，對肺組織、血管、胸膜等的刺激越小，出血量和術后第1天引流量也就越少。有研究顯示[48]，術后第1引流量大于265 ml時，肺部并發癥發生機率將明顯增加。另有研究顯示RATS術中出血量、術后第1天引流量更少[19，30，39，41，42，49]，因此仍有待進一步研究。

5總結及展望

達芬奇機器人系統是目前世界上最先進的外科機器系統，其設計的初衷是能以更微創的方式完成各種復雜手術。該系統雖然節省了人力成本，改變了外科醫生洗手上臺的手術模式，但成本高、手術時間長是它目前最主要的爭議點。機器人手術和胸腔鏡手術在中轉開胸率和術后并發癥發生率相似，但機器人組在淋巴結清掃、術中出血量和術后第1天引流量的比較上更具優勢，故認為機器人手術可以改善預后，而且這將隨著術者熟練度的增加而進一步改善。

達芬奇機器人系統擁有很大的發展潛力，但仍需要進一步完善。機器人手術的術式有待規范，比如器械洞口的選擇尚有很多討論，需要完善并建立一套技術標準，以減少手術時間和改善術后結果;機械手臂孔體表直徑在8～10 mm，期待未來進一步將機械手臂微型化，實現單孔操作，并安裝觸覺反饋系統，使其可以真正感知溫度、壓力，從而提高手術安全、微創性能，并且有利于患者術后心理健康的改善和長期生活質量的提高。因達芬奇機器系統由美國生產，成本及維修費用均較高，在國內的普及受到很大限制，因此需要創建更多的機器人培訓機構，以期實現機器人國產化，更好地發展機器人技術，使更多患者受益。

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收稿日期：2020-08-11;修回日期：2020-08-24

編輯/肖婷婷