戴勝 白炳君 王飛 黃學(xué)鋒

微創(chuàng)外科是外科發(fā)展的必然趨勢。目前，腹腔鏡手術(shù)已經(jīng)代替開放手術(shù)在各個外科領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，包括結(jié)直腸外科。但是腹腔鏡設(shè)備的內(nèi)在不足限制了其在微創(chuàng)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，直覺外科公司發(fā)明了達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)以用于克服腹腔鏡手術(shù)所面臨的困難。在結(jié)直腸外科領(lǐng)域，其穩(wěn)定的3D圖像及靈活的機械臂更有利于在較深較狹小的空間進(jìn)行靈活精細(xì)的操作[2,3]。作為一套全新的手術(shù)系統(tǒng)，達(dá)芬奇機器人擁有其獨特的學(xué)習(xí)曲線及教學(xué)模式。本文研究了國內(nèi)外相關(guān)進(jìn)展，淺析達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)在結(jié)直腸外科的應(yīng)用及其?？平虒W(xué)的特點。

1 達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)概述

2000 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)在普通外科手術(shù)中的應(yīng)用許可，全面開啟了機器人手術(shù)的時代。隨著20 年的發(fā)展，歐洲、美國等地已經(jīng)廣泛開展機器人手術(shù)，涉及結(jié)直腸外科、泌尿外科、婦產(chǎn)科等多個領(lǐng)域[2]。在中國，達(dá)芬奇機器人手術(shù)也在飛速發(fā)展。截至2018年底，中國大陸共有76臺達(dá)芬奇機器人，比2017年（68臺）增加了11.76%。2018 年全國總共開展了3 198 例機器人輔助結(jié)直腸癌手術(shù)，比2017 年（2 694 例）增加了18.71%。

達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)由醫(yī)生控制系統(tǒng)、床旁機械臂系統(tǒng)、立體成像系統(tǒng)三個部分組成。機器人手術(shù)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于其擁有穩(wěn)定的3D 放大視野、自由靈活的機械臂，可以達(dá)到普通器械無法完成的部位和角度，能夠有效濾過手部運動帶來的震顫。最新的第四代達(dá)芬奇機器人還自帶螢火蟲熒光顯影幫助識別關(guān)鍵解剖部位[4]。當(dāng)然，達(dá)芬奇機器人也有其不足，最主要的問題是目前機器人機械臂無法將操作時的張力反饋給手術(shù)醫(yī)生。如果機械臂施加過度牽引或者快速地移動就很容易發(fā)生組織損傷。因此，外科醫(yī)生必須掌握使用視覺線索來估計施加在組織上的張力，比如在牽拉腸道時就必須非常小心，以免損傷腸壁，以視覺反饋來代替張力反饋。另外，由于機器人系統(tǒng)需要精確的定位以獲得最佳的手術(shù)效果，并避免機械臂之間的碰撞，所以需要一個對接的過程。在多臟器聯(lián)合手術(shù)時（比如直腸癌肝轉(zhuǎn)移聯(lián)合切除時），還需要重復(fù)的對接與分離，雖然第四代達(dá)芬奇機器人的這方面已經(jīng)有所改進(jìn)，但是仍然會延長手術(shù)時間。如果無法及時分離轉(zhuǎn)開放，當(dāng)遇到出血等危急時刻時，這個時間的消耗可能是致命的[5]。不過這些缺點無法掩蓋達(dá)芬奇機器人的優(yōu)點，臨床醫(yī)生通過不斷配合，提高操作熟練程度，也能最大程度地避免這些問題。

2 達(dá)芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)在結(jié)直腸外科的研究進(jìn)展

在結(jié)直腸領(lǐng)域，達(dá)芬奇機器人有其獨特的優(yōu)勢，尤其是在直腸癌的手術(shù)上體現(xiàn)得更加明顯。1982 年，Heald 等[6]首次描述了直腸系膜與直腸癌擴散的相關(guān)性，提出了全直腸系膜切除的概念，奠定了直腸癌根治術(shù)的范圍。從外科的角度來看，通常認(rèn)為直腸起始于骶岬水平，向下穿過骨盆通過肛提肌延伸為肛管。在解剖過程中，必須始終謹(jǐn)慎考慮直腸與鄰近器官、神經(jīng)和血管系統(tǒng)的解剖關(guān)系。作為盆腔內(nèi)的固定器官，在直腸解剖過程中，手術(shù)視野可能在視覺和空間上都受到限制，在肥胖或骨盆狹窄的男性患者中尤其明顯。而機器人的器械更加靈活，有利于術(shù)者更好地游離直腸以及對腹下神經(jīng)、盆腔神經(jīng)叢和骶前血管等重要結(jié)構(gòu)的識別和保護(hù)。

目前研究認(rèn)為，機器人手術(shù)在某些方面優(yōu)于腹腔鏡手術(shù)，如泌尿生殖系統(tǒng)功能的保護(hù)，降低轉(zhuǎn)開放的比例等，但結(jié)果可能還存在爭議。Panteleimonitis 等[7]調(diào)查了126 例患者（78 例接受腹腔鏡手術(shù)、48 例接受機器人手術(shù)）術(shù)后泌尿生殖系統(tǒng)功能的影響，結(jié)果顯示對于男性患者，機器人手術(shù)可以顯著提高對泌尿生殖功能的保護(hù)；對于女性患者，機器人手術(shù)的優(yōu)勢則不明顯。一項國際多中心、前瞻性、隨機對照研究比較了機器人和腹腔鏡轉(zhuǎn)開放手術(shù)的風(fēng)險，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，機器人較腹腔鏡降低了轉(zhuǎn)開放的比例（8.1% vs 12.2%），但是結(jié)果沒有統(tǒng)計學(xué)差異[8]。Corrigan等[9]結(jié)果顯示，參與臨床研究的外科醫(yī)生是腹腔鏡手術(shù)的專家，但其中一些外科醫(yī)生仍處于機器人手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線階段，這個因素可能影響了試驗的結(jié)論。另外結(jié)果還顯示機器人組與腹腔鏡組在術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥、環(huán)周切緣陽性比例、腫瘤學(xué)預(yù)后等指標(biāo)組間無統(tǒng)計學(xué)差異。除了直腸癌手術(shù)，機器人手術(shù)還可以用于盆腔臟器脫垂的治療。一項臨床研究結(jié)果證明機器人手術(shù)治療直腸脫垂是安全有效的，功能恢復(fù)和復(fù)發(fā)率都在可接受范圍內(nèi)，具有較低的復(fù)發(fā)率[10]。不過后續(xù)的薈萃分析顯示機器人手術(shù)的治療效果與腹腔鏡并無顯著差異[11]。

目前，機器人手術(shù)在結(jié)腸切除術(shù)中的應(yīng)用也逐漸開展。針對結(jié)腸癌根治術(shù)，Hohenberger 等[12]提出了全結(jié)腸系膜切除術(shù)的概念，全結(jié)腸系膜切除術(shù)的原則是直視下銳性游離臟壁層間筋膜間隙，保持臟層筋膜完整性，血管根部充分暴露并結(jié)扎，這可以最大限度減少腫瘤播散和保證淋巴結(jié)清掃，以達(dá)到更好的生存獲益。但是這可能會增加微創(chuàng)手術(shù)的技術(shù)難度，特別是在處理右半結(jié)腸癌時。此時，達(dá)芬奇機器人的器械可能更有利于完成這些困難的步驟。但是最新的研究發(fā)現(xiàn)，機器人右半結(jié)腸手術(shù)相較于腹腔鏡手術(shù)無明顯優(yōu)勢，除了減少中轉(zhuǎn)開放比例以及術(shù)后住院時間，在術(shù)后并發(fā)癥、淋巴結(jié)清掃等方面無統(tǒng)計學(xué)差異[13]。一項納入更多患者隨訪時間更長的研究也得出了和上述類似的結(jié)論，同時認(rèn)為機器人和腹腔鏡在5 年生存率和無病生存率方面也無顯著差異，但是該研究認(rèn)可了機器人手術(shù)對于右半結(jié)腸切除腹腔內(nèi)吻合的優(yōu)勢[14]。Kelley 等[15]專門對機器人輔助右半結(jié)腸切除行腹腔內(nèi)吻合的患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示在術(shù)后并發(fā)癥、術(shù)后住院時間、腸道功能恢復(fù)方面都有比較好的結(jié)果。不過到目前為止，關(guān)于機器人右半結(jié)腸切除術(shù)的數(shù)據(jù)仍然缺乏。有待于后續(xù)多中心的大樣本研究將提供更有說服力的證據(jù)。

3 達(dá)芬奇機器人輔助結(jié)直腸手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線

雖然機器人手術(shù)系統(tǒng)在結(jié)直腸外科有一定的優(yōu)勢，但是和任何新技術(shù)一樣，掌握機器人輔助的結(jié)直腸手術(shù)也需要學(xué)習(xí)曲線。了解學(xué)習(xí)曲線是開展機器人結(jié)直腸外科?？平逃苤匾沫h(huán)節(jié)。一般認(rèn)為，機器人結(jié)直腸切除術(shù)的學(xué)習(xí)包括兩個方面。第一個方面是必須熟悉手術(shù)機器人系統(tǒng)的操作，例如機械臂對接、操控臺操作等。此外，與腹腔鏡手術(shù)相比，外科醫(yī)生必須適應(yīng)略微不同的手術(shù)環(huán)境，比如在機器人手術(shù)中完全失去觸覺反饋，取而代之的視覺反饋，可能會發(fā)生機械臂的外部碰撞等。攝像機視野之外的器械必須正確定位，避免造成醫(yī)源性傷害。第二個方面是掌握手術(shù)步驟，這與普通的開放、腹腔鏡手術(shù)類似，需要掌握解剖知識，正確識別無血管平面，保護(hù)自主神經(jīng)，并遵守全系膜切除的原則。大部分研究認(rèn)為機器人直腸癌的學(xué)習(xí)曲線包括三個階段[16]，第一階段：技術(shù)習(xí)得；第二階段：技術(shù)鞏固；第三階段：技術(shù)掌握。大量研究分析了機器人輔助直腸癌手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，認(rèn)為在進(jìn)行15～35 例機器人手術(shù)后即可完成學(xué)習(xí)曲線[16,17]，這個數(shù)字明顯低于傳統(tǒng)腹腔鏡直腸癌手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線所需的病例數(shù)（30～70 例）[18]，這可能得益于機器人固有的設(shè)備優(yōu)勢。然而，一些學(xué)者指出，上述研究所納入的病例數(shù)量較少（每個少于50 例），這可能導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏倚。另外一些納入了更多病例的研究使用了相同方法分析機器人輔助直腸癌手術(shù)的學(xué)習(xí)曲線，結(jié)果顯示完成學(xué)習(xí)曲線預(yù)計需要41～43 例手術(shù)，這與腹腔鏡手術(shù)相似[19]。

隨著手術(shù)機器人的不斷普及，研究其在初學(xué)者中的學(xué)習(xí)曲線非常有意義。但是，目前能獲得的證據(jù)非常有限，因為大多數(shù)中心已經(jīng)廣泛開展腹腔鏡手術(shù)，年輕的結(jié)直腸外科醫(yī)生可能沒有機會進(jìn)行開腹的結(jié)直腸手術(shù)，而是在一開始就接受了腹腔鏡的培訓(xùn)。Kim等[20]報道了一位擁有20年結(jié)直腸手術(shù)經(jīng)驗的外科醫(yī)生，雖然擅長開腹手術(shù)，但腹腔鏡手術(shù)經(jīng)驗非常有限，結(jié)果顯示在完成20 例機器人直腸手術(shù)后，就可以熟練掌握機器人手術(shù)技巧。Foo 等[21]評估了一位在低位直腸手術(shù)方面（不論開腹還是腹腔鏡）經(jīng)驗有限的外科醫(yī)生，分析其連續(xù)主刀的39臺機器人低位直腸手術(shù)，結(jié)果顯示完成學(xué)習(xí)曲線為25 例，與已經(jīng)掌握腹腔鏡或開放手術(shù)的人相當(dāng)。雖然以上證據(jù)證明，在開展機器人結(jié)直腸手術(shù)之前，腹腔鏡手術(shù)的經(jīng)驗并不是必須的，但是如果外科醫(yī)生擁有腹腔鏡經(jīng)驗，將有助于更好地識別解剖結(jié)構(gòu)，應(yīng)對手術(shù)中各種可能的情況。

4 達(dá)芬奇機器人結(jié)直腸手術(shù)的教學(xué)模式

結(jié)直腸外科?？漆t(yī)生如何順利開展機器人手術(shù)，需要合適的教學(xué)計劃。制定并遵循結(jié)構(gòu)化教學(xué)是學(xué)習(xí)復(fù)雜技術(shù)的關(guān)鍵手段。結(jié)構(gòu)化教學(xué)應(yīng)包括基礎(chǔ)知識教學(xué)、多平臺模擬課程和各種不同難度和漸進(jìn)難度的實踐操作，同時要注重對結(jié)果的即時反饋。此外，學(xué)員必須有機會在課程中重復(fù)和改進(jìn)他們的表現(xiàn)。培訓(xùn)后需對能力進(jìn)行評估，外科實踐要求相關(guān)機構(gòu)的認(rèn)證。如果沒有達(dá)到相應(yīng)的課程要求，任何課程參與者則需要重修。對于結(jié)構(gòu)化教學(xué)，一些中心貢獻(xiàn)了自己的教學(xué)經(jīng)驗，例如澳大利亞卡布里尼醫(yī)院針對機器人結(jié)直腸手術(shù)提出了一個教學(xué)和評價體系[22]，他們認(rèn)為學(xué)習(xí)機器人結(jié)直腸手術(shù)的外科醫(yī)生需要50 例腹腔鏡手術(shù)的經(jīng)驗，教學(xué)流程包括：①完成線上訓(xùn)練模塊；②達(dá)芬奇機器人模擬器的訓(xùn)練；③在指定培訓(xùn)機構(gòu)完成達(dá)芬奇機器人培訓(xùn)；④臨床實踐并評估術(shù)后并發(fā)癥。愛爾蘭的一所醫(yī)院根據(jù)歐洲機器人結(jié)直腸外科學(xué)會制定的結(jié)構(gòu)化培訓(xùn)體系開展教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容包括理論及病例學(xué)習(xí)、機器人系統(tǒng)及解剖培訓(xùn)、臨床訓(xùn)練、能力評估及認(rèn)可[23]。每個部分教學(xué)詳細(xì)開展都會涉及到非常多的內(nèi)容，比如關(guān)于機器人的模擬訓(xùn)練。除了使用模擬軟件，最新一代達(dá)芬奇機器人還配有雙操控臺。第二操控臺可以擁有和主刀一樣的視野。初學(xué)者可以借此更好的學(xué)習(xí)解剖結(jié)構(gòu)及手術(shù)流程。Melich 等[24]開發(fā)了一套特定的直腸切除模擬設(shè)備，并使用正常運行的達(dá)芬奇機器人系統(tǒng)在一個由硅和海綿制成的盆腔模型上進(jìn)行手術(shù)操作。這種模擬訓(xùn)練更加接近真實狀況，在確保安全的前提下達(dá)到最佳的訓(xùn)練效果。教學(xué)評估是判斷外科醫(yī)生是否真正掌握機器人輔助結(jié)直腸手術(shù)的關(guān)鍵，常利用全球評分表來評估機器人單孔直腸切除的教學(xué)效果。該評分表分四個模塊：機器人對接、結(jié)腸解剖、全直腸系膜切除、切除與吻合，每個模塊又包含若干評分點，評分越高表示每個部分的完成度越好。評估后結(jié)果顯示，如果嚴(yán)格地按照教學(xué)計劃學(xué)習(xí)，專科醫(yī)生可以順利完成機器人結(jié)直腸手術(shù)，術(shù)后的各項指標(biāo)如術(shù)后住院時間、吻合口漏等其他并發(fā)癥等都可以控制在合理范圍內(nèi)。

結(jié)合不同醫(yī)療中心的教學(xué)經(jīng)驗，筆者建議準(zhǔn)備開展機器人結(jié)直腸手術(shù)的機構(gòu)遵循三個模塊開展教學(xué)：基本模塊、高級模塊、臨床實踐模塊。以學(xué)習(xí)目標(biāo)為導(dǎo)向，以評價系統(tǒng)為標(biāo)準(zhǔn)的模式制定教學(xué)計劃。基本模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)包括了解機器人平臺功能、機器人對接、不同結(jié)直腸手術(shù)（右半結(jié)腸切除術(shù)、左半結(jié)腸切除術(shù)、直腸切除術(shù)）的Trocar 孔布置，如何避免機械臂碰撞以及如何協(xié)調(diào)各個操作部件的理論原理。基本模塊以虛擬模擬器為主要教學(xué)方式，學(xué)習(xí)成像系統(tǒng)原理、第三臂使用、雙手協(xié)調(diào)、仿真手腕器械使用技術(shù)、打結(jié)與縫合、能量平臺使用等。高級模塊的目標(biāo)是獲得執(zhí)行手術(shù)步驟的能力：血管分離、腸段切除、腔內(nèi)吻合等。推薦的教學(xué)方法包括與專家的理論討論、模擬教程和實體實踐（如動物）。臨床實踐模塊應(yīng)該根據(jù)手術(shù)的難度按如下順序進(jìn)行：較為簡單的乙狀結(jié)腸以及高位直腸切除術(shù)、左半結(jié)腸切除術(shù)，較為復(fù)雜的右半結(jié)腸及低位直腸手術(shù)。根據(jù)以上每一個學(xué)習(xí)目標(biāo)，制定評估量表，評價教學(xué)效果。以上教學(xué)模式也適用于年輕的結(jié)直腸外科住院醫(yī)師。只不過相對于經(jīng)驗豐富的主刀醫(yī)師，住院醫(yī)師需要花費更多的時間進(jìn)行訓(xùn)練才能完成課程，尤其是模擬實踐到臨床實踐的過程，需要大量病例的積累。總之，機器人系統(tǒng)的應(yīng)用能在一定程度上縮短學(xué)習(xí)曲線。相較于既往通過開放手術(shù)學(xué)習(xí)，機器人系統(tǒng)的3D視野以及第二操控臺的使用更有利于學(xué)員觀察腹盆腔的解剖結(jié)構(gòu)以及手術(shù)操作步驟，讓住院醫(yī)師感受到沉浸式的教學(xué)體驗，在書本知識的基礎(chǔ)上對結(jié)直腸的解剖及結(jié)直腸手術(shù)有更直觀、清晰的認(rèn)識。

5 總結(jié)

達(dá)芬奇機器人作為最新的微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)，擁有更靈巧的器械、更穩(wěn)定的成像系統(tǒng)。相較于腹腔鏡，機器人在結(jié)直腸外科的應(yīng)用有不同程度的優(yōu)勢。對于經(jīng)驗有限的醫(yī)療機構(gòu)，想要順利地開展機器人結(jié)直腸手術(shù)，需要了解機器人系統(tǒng)及其教學(xué)模式的特點。機器人結(jié)直腸手術(shù)的教學(xué)內(nèi)容包括機器人系統(tǒng)的教學(xué)、結(jié)直腸手術(shù)的教學(xué)以及評價體系。在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)計劃下，經(jīng)過培訓(xùn)的外科醫(yī)生可以順利地開展機器人結(jié)直腸手術(shù)。