“達(dá)芬奇”機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用與展望

“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助內(nèi)鏡外科手術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了外科醫(yī)生的夢(mèng)想— —坐在椅子上做手術(shù)。目前”達(dá)芬奇”系統(tǒng)已被成功地應(yīng)用于一些外科手術(shù)，其中包括泌尿外科手術(shù)和心臟手術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，手術(shù)醫(yī)生在操控臺(tái)上操作，系統(tǒng)將醫(yī)生在病人體外的動(dòng)作精確傳遞到機(jī)械臂，轉(zhuǎn)化為手術(shù)器械在病人體內(nèi)的動(dòng)作，從而完成外科手術(shù)。目前美國(guó)每年有1 700多例機(jī)器人心臟手術(shù)，而且每年以400例的手術(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，系統(tǒng)裝機(jī)總量已超過(guò)1 000臺(tái)。而中國(guó)已有10多家醫(yī)療單位安裝了機(jī)器人手術(shù)操作系統(tǒng)。截止2010年末，中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院完成了18種疾病共370例“達(dá)芬奇”心臟手術(shù)。

1 機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)組成

目前廣泛使用的“達(dá)芬奇”系統(tǒng)主要由四部分組成:①病床旁機(jī)械臂系統(tǒng)，安裝有儀器架、四個(gè)機(jī)器人手臂、雙頭光源以及獨(dú)立的攝像機(jī)械臂;所有部件都通過(guò)電纜聯(lián)系起來(lái)，在外科醫(yī)生的操縱下協(xié)調(diào)整體部件完成手術(shù);②符合人體工程力學(xué)的外科醫(yī)生控制臺(tái)，其中包括手控和腳踏功能，控制臺(tái)可設(shè)置在無(wú)菌區(qū)外，外科醫(yī)生通過(guò)立體三維內(nèi)窺鏡和主控制器進(jìn)行手術(shù);③高清成像系統(tǒng)，由一臺(tái)1 080 p分辨率的數(shù)碼攝像頭構(gòu)成，具有放大、存儲(chǔ)、回放等功能，醫(yī)生通過(guò)該系統(tǒng)可以清楚辨認(rèn)病人解剖結(jié)構(gòu)，提高手術(shù)精確性;④具有7個(gè)自由度的內(nèi)手腕(Endo Wrist)，擁有比真人手腕更加靈活的操作，可進(jìn)行±720°旋轉(zhuǎn)。醫(yī)生只需坐在控制臺(tái)中，結(jié)合放大10倍以上的實(shí)時(shí)三維高清圖像，通過(guò)手指和手腕操縱控制器，就可以做精確手術(shù)。

2 在心胸外科中的應(yīng)用

2.1 二尖瓣修復(fù)術(shù)和冠狀動(dòng)脈重建術(shù) “達(dá)芬奇”系統(tǒng)在心臟手術(shù)中應(yīng)用最為普遍。在很多專科醫(yī)院，這類手術(shù)已經(jīng)有了標(biāo)準(zhǔn)操作程序。1998年Loulmet醫(yī)生利用“達(dá)芬奇”系統(tǒng)在停跳心臟上第一次成功地完成了冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(TECAB)。自此以后，”達(dá)芬奇”系統(tǒng)被大量用于各種冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)或機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)，其中包括停跳心臟和跳動(dòng)心臟。與此同時(shí)，手術(shù)程序時(shí)間和轉(zhuǎn)換率也大大降低。2006年由多個(gè)中心聯(lián)合進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，機(jī)器人完成的冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)無(wú)需再次介入，自此以后“達(dá)芬奇”系統(tǒng)冠狀動(dòng)脈重建術(shù)獲得了FDA的認(rèn)可。除此之外，“達(dá)芬奇”系統(tǒng)在其他心臟手術(shù)中也得到了廣泛的應(yīng)用，如心內(nèi)腫瘤切除術(shù)、心房纖維性顫動(dòng)消融、先天性心臟病及左心室起搏器導(dǎo)線等。

為了能確保系統(tǒng)手術(shù)的成功和提高安全性，“達(dá)芬奇”系統(tǒng)的麻醉和灌流技術(shù)與其他手術(shù)有所不同。系統(tǒng)常使用右頸內(nèi)靜脈套管使靜脈回流增大。如果使用了主動(dòng)脈內(nèi)蔽塞裝置，則需要雙側(cè)動(dòng)脈導(dǎo)管來(lái)檢測(cè)球囊導(dǎo)管的放置情況。在機(jī)器人心臟手術(shù)中，由于切口小，故不能使用內(nèi)部導(dǎo)聯(lián)開(kāi)關(guān)而需要使用去顫墊。機(jī)器人心臟手術(shù)中最好采用單肺通氣，但是要特別注意心輸出量的減少、缺氧、高碳酸血癥以及肺動(dòng)脈阻力增大。

股動(dòng)脈管是做心肺轉(zhuǎn)流術(shù)最常用的通道，而外周動(dòng)脈粥樣硬化病人則更適合通過(guò)經(jīng)胸廓主動(dòng)脈或腋動(dòng)脈管。如果股動(dòng)脈管有問(wèn)題，如動(dòng)脈閉塞、局部動(dòng)脈損傷和主動(dòng)脈夾層，就會(huì)對(duì)心臟手術(shù)有重大的影響。因而術(shù)前需要做外周血管疾病檢查(如無(wú)創(chuàng)傷體積描記術(shù)、計(jì)算機(jī)斷層照相法或選擇性血管造影術(shù))，以避免上述并發(fā)癥。心臟手術(shù)中通過(guò)經(jīng)胸廓主動(dòng)脈阻斷或主動(dòng)脈內(nèi)球囊導(dǎo)管來(lái)阻斷主動(dòng)脈血流。在大多數(shù)微創(chuàng)心臟病手術(shù)中，經(jīng)常使用經(jīng)胸廓奇特伍德鉗，以避免對(duì)肺動(dòng)脈或左心耳的損傷。在使用主動(dòng)脈球囊導(dǎo)管時(shí)，要特別注意避免無(wú)名動(dòng)脈的閉塞，防止球囊心室脫垂或主動(dòng)脈閉塞不全。

2.2 縱隔腫瘤與胸腺切除 通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)靈活的內(nèi)手腕和高清成像系統(tǒng)，術(shù)中僅需3個(gè)1.5 cm的胸壁切口，就能夠?qū)⑿叵俸驼麄€(gè)前縱隔清晰地顯露，可讓患者取不同體位完成前、中、后縱隔腫瘤的切除，切除范圍與胸骨正中切口手術(shù)大體一致;與普通電視胸腔鏡輔助系統(tǒng)相比，他能明顯地降低手術(shù)難度，保證手術(shù)的精確性，從而縮短手術(shù)時(shí)間。

3 在泌尿外科中的應(yīng)用

3.1 前列腺癌根治術(shù)或膀胱切除術(shù) 美國(guó)Menon等于2003年首次報(bào)道17例機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助的全膀胱切除+雙側(cè)淋巴結(jié)清掃+尿流改道術(shù)，其中根治性膀胱切除術(shù)的時(shí)間為140 min，回腸代膀胱術(shù)120 min，原位新膀胱術(shù)168 min;平均出血量＜150 mL，手術(shù)時(shí)間為150 min，均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的開(kāi)放手術(shù)。Beecken等比較了37例開(kāi)放性手術(shù)與機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助腹腔鏡膀胱癌根治術(shù)的患者，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)的術(shù)中失血量較開(kāi)放手術(shù)少，且住院時(shí)問(wèn)短，但手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)。而瑞典卡洛林斯卡醫(yī)院截止2004年6月已完成約100例“達(dá)芬奇”機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助腹腔鏡下前列腺癌根治手術(shù)，所有病例的手術(shù)時(shí)間均在120 min之內(nèi)。

在國(guó)內(nèi)，解放軍總醫(yī)院泌尿外科高江平等于2007年10月12日成功完成首例“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)，患者為72歲前列腺癌患者。截止2008年1月31日，已成功完成“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)11例，其中前列腺癌根治性切除術(shù)8例，患者均恢復(fù)良好，術(shù)后病理報(bào)告提示切緣均為陰性。

3.2 腎切除術(shù) 法國(guó)Guillonneau等于2001年首次報(bào)道4例機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助腹腔鏡下腎切除術(shù)，平均手術(shù)時(shí)間為(106.3±16.3)min，術(shù)中中位失血量為56 mL，與普通腹腔鏡手術(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)尚不明顯。

在國(guó)內(nèi)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院何威等于2010年3至10月首次成功應(yīng)用“達(dá)芬奇”機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助腹腔鏡下行腎臟及腎上腺手術(shù)4例。其中左腎上腺腫瘤切除術(shù)、左腎囊腫切除術(shù)、右腎盂整形術(shù)、左腎根治性切除術(shù)各1例，平均手術(shù)時(shí)間為(106.3±16.3)min，機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)定位的平均時(shí)間為(10.3 ±1.3)min，術(shù)中中位失血量為 56 mL，術(shù)后中位住院天數(shù)為4.5 d。所有患者術(shù)后均無(wú)繼發(fā)性出血、尿漏等并發(fā)癥發(fā)生。

4 在消化外科中的應(yīng)用

4.1 復(fù)雜圍肝門(mén)區(qū)手術(shù) 解放軍第二炮兵總醫(yī)院周寧新等于2011年7月在全球首次報(bào)道了64例復(fù)雜圍肝門(mén)區(qū)手術(shù)的成功案例，其中包括肝門(mén)膽管癌36例、膽囊癌10例、肝門(mén)膽管內(nèi)囊腺瘤1例、復(fù)雜肝內(nèi)膽管結(jié)石12例、醫(yī)源性膽管損傷5例。手術(shù)中讓患者處于頭高腳低體位，胃腸部自然下垂，置入人工氣腹促使上腹部牽動(dòng)肝圓韌帶，從而讓肝門(mén)區(qū)被充分打開(kāi);機(jī)器人視頻探頭自下而上到達(dá)肝門(mén)區(qū)，分開(kāi)肝門(mén)部膽管，便可清晰地看到2級(jí)或3級(jí)膽管分支。

4.2 胰腺手術(shù) 美國(guó)Melvin等于2003年報(bào)道了全球第1例機(jī)器人胰腺癌切除術(shù)，認(rèn)為處理胰腺鉤突、淋巴結(jié)清掃以及消化道重建是手術(shù)的難點(diǎn)。美國(guó)Giulianoti等于2010年報(bào)道60例機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助下胰十二指腸切除術(shù)，胰瘺發(fā)生率為31.3%;機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助下胰體尾切除術(shù)43例，胰瘺發(fā)生率為20.9%;機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)輔助下胰腺中段切除術(shù)3例，胰瘺發(fā)生率為33.3%。在國(guó)內(nèi)，解放軍第二炮兵總醫(yī)院周寧新等報(bào)道了44例“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助下完成胰腺外科手術(shù)的案例，其中胰十二指腸切除術(shù)16例、胰體尾切除術(shù)6例、胰腺中段切除術(shù)1例、胰腺假性囊腫－空腸吻合術(shù)1例和姑息性手術(shù)20例，出現(xiàn)并發(fā)癥2例，無(wú)圍手術(shù)期死亡病例。

4.3 胃腸切除術(shù) 美國(guó)Mohr等通過(guò)臨床手術(shù)分組對(duì)比了“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和傳統(tǒng)腹腔鏡行Rouxen-Y吻合術(shù)在手術(shù)時(shí)間與術(shù)后患者體質(zhì)指標(biāo)的差異，機(jī)器人系統(tǒng)均優(yōu)于傳統(tǒng)腹腔鏡術(shù)，但并發(fā)癥發(fā)生率兩組無(wú)顯著差異。日本Song等在“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)輔助下完成了100例胃切除術(shù)，術(shù)后發(fā)生并發(fā)癥13例，1例死亡。在國(guó)內(nèi)，第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院余佩武等于2010年3月應(yīng)用“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)成功完成第1例胃癌根治性全胃切除術(shù)，手術(shù)時(shí)間為270 min，術(shù)中出血量約60 mL，患者于術(shù)后第9天順利出院。上海復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院劉鳳林等應(yīng)用“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)行胃癌手術(shù)9例，其中全胃切除5例，遠(yuǎn)端胃切除2例、近端胃切除1例、胃楔形切除1例，手術(shù)均順利完成，無(wú)中轉(zhuǎn)開(kāi)放手術(shù)或普通腹腔鏡手術(shù)者。解放軍第二炮兵總醫(yī)院周寧新等也在“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)輔助下完成22例胃腸切除術(shù)，其中根治性近端胃大部切除術(shù)3例、根治性遠(yuǎn)端胃大部切除術(shù)2例、結(jié)直腸癌根治術(shù)5例、脾切除術(shù)3例、腹腔粘連松解+腹膜后淋巴結(jié)切除術(shù)3例;其他胃壁平滑肌瘤、十二指腸水平部癌、粘連性腸梗阻、胃壁平滑肌瘤、肺癌合并腹壁疝和甲狀腺腺瘤各1例，無(wú)中轉(zhuǎn)開(kāi)腹病例;1例出現(xiàn)并發(fā)癥，為脾切除術(shù)后發(fā)生胰瘺，無(wú)圍手術(shù)期死亡病例。

5 機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的展望

5.1 遠(yuǎn)程點(diǎn)對(duì)點(diǎn)手術(shù) 由于“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助內(nèi)鏡外科手術(shù)系統(tǒng)機(jī)械手臂的手術(shù)動(dòng)作并不是傳統(tǒng)的單純?nèi)斯ちΦ臋C(jī)械傳動(dòng)，即通過(guò)外科醫(yī)生將具體三維坐標(biāo)等各種數(shù)值輸入系統(tǒng)后，通過(guò)數(shù)字計(jì)算轉(zhuǎn)換，由機(jī)器人進(jìn)行外科手術(shù);這對(duì)于計(jì)算機(jī)的計(jì)算響應(yīng)時(shí)間有較大的要求。隨著今后科技的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)光纖傳輸速度的革命性變化，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)響應(yīng)時(shí)間小于或等于本地響應(yīng)時(shí)間的時(shí)候，機(jī)器人遠(yuǎn)程外科手術(shù)就能實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)在千里之外的外科醫(yī)生，仍然可以即時(shí)操縱機(jī)器人系統(tǒng)順利地完成手術(shù)。

5.2 適應(yīng)證的增加 目前，“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助內(nèi)鏡外科手術(shù)系統(tǒng)在心胸外科的應(yīng)用較為廣泛，隨著多種診斷系統(tǒng)的不斷改進(jìn)與整合，一套集成CT、MRI、血管造影、血?dú)馊詣?dòng)分析的機(jī)器人系統(tǒng)有望面世，這就不僅是完成心胸外科手術(shù)，如顱內(nèi)腫瘤、顱腦血腫、腹腔腫瘤、消化道腫瘤的切除或清掃也可以完成。

5.3 醫(yī)學(xué)院校實(shí)習(xí)的新平臺(tái) 由于“達(dá)芬奇”機(jī)器人輔助內(nèi)鏡外科手術(shù)系統(tǒng)具有手術(shù)全過(guò)程的多角度、高分辨率的記錄以及回放功能，一個(gè)無(wú)腔鏡基礎(chǔ)的外科醫(yī)生可在10多個(gè)學(xué)時(shí)的培訓(xùn)后掌握要點(diǎn)并熟練完成相關(guān)臨床手術(shù)。此外，就如培訓(xùn)飛行員起飛降落的全仿真飛行駕駛艙，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)也能提供逼真的臨床外科手術(shù)訓(xùn)練，通過(guò)輸入預(yù)設(shè)的各種手術(shù)方案數(shù)據(jù)，能夠?qū)?shí)習(xí)醫(yī)生在處理不同手術(shù)時(shí)進(jìn)行多次考核，還能為主刀醫(yī)生在術(shù)前模擬各種手術(shù)方案的結(jié)局，便于選擇最佳手術(shù)方案。

綜上所述，目前機(jī)器人系統(tǒng)費(fèi)用昂貴，且技術(shù)處于壟斷時(shí)期;但因?yàn)槠涔δ軓?qiáng)大，操作方便，國(guó)內(nèi)多家科研院所已將其納入國(guó)家高新技術(shù)發(fā)展的研究對(duì)象，隨著國(guó)產(chǎn)化及技術(shù)壟斷的打破，經(jīng)過(guò)大量的推廣普及使用后，所需費(fèi)用將會(huì)大幅度下降。