达芬奇机器人甲状腺外科手术的现状及前景

唐朝贤，龚靖淋，王亚晖，叶果，何云

(重庆大学附属肿瘤医院·重庆市肿瘤研究所·重庆市肿瘤医院，重庆 400038)

甲状腺肿瘤已经成为近年来增长最快的实体肿瘤。根据最新的2017年美国《癌症统计》[1]报道：美国2016年女性甲状腺癌新发病例42 470例病例，占总新发癌症病例5%，居女性恶性肿瘤新发病例第5位，且呈现出年轻化发病趋势。尽管甲状腺癌发病率如此之高，其死亡率却不到1%，尤其是甲状腺乳头状癌，这得益于外科手术的进步。传统的甲状腺外科手术因其颈部切口创面大，颈部手术瘢痕形成等问题，对年轻患者造成一定心理负担，严重影响年轻患者的生活质量。随着现代微创外科手术技术的发展，甲状腺外科技术要在不降低治疗疗效的前提下，达到创伤更小，美容效果更好，并发症更小的效果[2]。而达芬奇机器人手术系统是目前最先进的腔镜手术系统，它比普通的腔镜系统能更好的应用于甲状腺手术狭小的操作空间，能够更加精细、准确地完成甲状腺旁腺和喉返神经的外科操作[3-5]。目前，达芬奇机器人手术系统已经成为甲状腺外科最先进、最佳的辅助设备，是甲状腺微创外科手术的一大进步[6-10]。本文就达芬奇机器人手术系统在甲状腺外科应用进行文献复习，简要阐明达芬奇机器人甲状腺外科手术的现状及前景。

1 达芬奇机器人手术系统简介

目前，机器人手术系统主要指达芬奇手术系统。由美国的Intuitive Surgical公司于1995年设计制造并用于临床外科治疗研究，2000年通过美国FDA安全验证并开始推广应用。该系统主要由控制台、机械臂以及高分辨率的3D影像监视系统构成[6]。操作器械与机械臂相连接，通过Trocar插入体内，外科医生通过控制台操作手术器械。达芬奇影像系统由双摄像机组成，可形成双眼视觉的三维立体图像，并可放大10～15倍。外科医生坐在控制台前控制机器人同时通过双目镜观察3D手术影像。集成计算机合成的手眼配合协调程度完全能达到甚至超过开放手术的效果。

内关节(Endowrist)设计是达芬奇系统中操作器械的关键，其具有7个方向的自由度：外部的机械臂提供前后、旋转、横向运动等3个方向动作，内关节提供上下、横向运动、旋转以及开合等四个自由度。这一仿真手腕式的内关节设计增加了操作的灵活程度，使外科医生的全部动作被实时转化为精确的机械手动作，超越人手关节活动极限，其精细程度超过开放手术。尤其在行深部操作时，由于机械手臂的体积小巧且动作灵活，相比与开放手术实际的人手操作具有显著优势。同时由于机器人具有计算机辅助记忆功能，需要更换器械时可以达到迅速精确回复至更换前位置，具有“即插即用、无缝连接”的特点。

当然，本人认为相对于传统手术而言，机器人手术系统仍有其不足之处：(1)未能改善腔镜手术操作中的触觉反馈减弱，导致缝合打结时断线或钳夹导致组织破裂。但随着时间的推移及经验的增加，大多数外科医生能通过3D影像弥补触觉缺失。(2)达芬奇机器人系统体积庞大，需较大的手术间用于安装设备。机器臂的连接以及无菌封套的准备占用较多的时间。(3)费用昂贵。在采用传统腔镜手术容易完成的腹部外科手术中并无明显优势。

2 达芬奇机器人甲状腺外科手术的学习曲线

运用达芬奇机器人手术系统在甲状腺外科手术技术相比于传统的腔镜手术技术更容易掌握。在达芬奇机器人甲状腺外科手术训练系统中，没有外科基础的新手经过10次左右的训练即可达到与腔镜外科专家相同的成绩[7]。而在对机器人手术与传统腔镜手术比较时，其缝合精度和速度也高于传统手术，在进行较为复杂的操作时采用达芬奇系统明显快于传统腔镜手术。因此，尚未掌握传统腔镜技术的初学者能够很快掌握在机器人腔镜下的缝合和其他操作技术，但腔镜技术已非常熟练的腔镜外科专家开始使用机器人系统进行缝合操作时未能感觉有明显益处。可见，机器手术系统对初学者容易掌握，学习曲线短于传统腔镜手术[8]。

有研究[9]显示，通过采用不同腔镜系统进行甲状腺癌手术的对照研究发现，达芬奇机器人腔镜系统除了在手术时间、甲状腺切除的彻底性、淋巴结清扫个数上有明显优势外，学习曲线也比传统腔镜手术有明显有明显缩短，传统腔镜手术经过55～60例的实践后才能使手术时间趋于稳定，而机器人手术经35～40例后手术时间就可明显缩短。这主要是由于3-D视野、稳定图像、可弯曲操作器械以及两手操作的高度协调，使机器人手术在深而小的空间内进行喉返神经和甲状旁腺显露以及淋巴结清扫等操作比统腔镜手术有更多的优势。但由于术者在参与此项研究之前已有80例以上的传统甲状腺腔镜手术的经验，因此所得结论可能有一定偏差。如果受试者为没有腔镜手术经验的术者，可能会显示出机器人腔镜手术更为明显的优势。机器人系统本身设备复杂，价格昂贵。为了能够减少器械损耗，缩短学习曲线，提高初学者手术效率，采用机器人进行人体手术之前需要到专门的机器人手术培训中心进行培训，熟悉系统本身的构造，先用模型进行手术练习，达到培训要求，取得资格证书后才能进行相应的机器人手术。此外，由于机器人腔镜甲状腺手术的入路从甲状腺侧方或下方进入，不同于开放手术时的前方入路，要求外科医生有娴熟的甲状腺开放手术经验，熟知甲状腺及其周围的解剖结构，以避免新技术设备应用导致大血管、神经损伤等严重并发症的发生[10]。

3 达芬奇机器人手术系统在甲状腺外科中的应用

3.1 达芬奇机器人手术系统与传统腔镜系统的对比

传统腔镜手术能够完成甲状腺良性结节的切除、甲状腺部分切除或甲状腺全切，甚至甲状腺癌的淋巴结清扫[11]。但由于甲状腺腔镜手术没有像腹腔那样的自然腔隙，人工建立的操作空间相对狭小，镜下二维图像以及不能弯曲的长直器械使操作技术难度增大，学习曲线延长，而甲状腺手术过程中如因技术不熟练或操作不慎会增加喉返神经损伤或甲状旁腺损伤的机会。因此，传统腔镜手术在甲状腺外科的应用仍未普及。有报道采用达芬奇手术系统进行了甲状腺旁腺切除、甲状腺叶切除和纵隔内异位甲状腺肿切除术，结果表明，机器人手术系统的应用增加了手术操作的灵活度，放大的三维视野使重要的解剖结构如甲状旁腺和喉返神经更易辨认，常规腔镜手术不易操作的部位在机器人辅助下变得简便易行[12-19]。但由于机器人手术设备复杂，术前准备工作繁琐，总的手术时间比传统甲状腺腔镜手术明显延长[20]，因此，在甲状腺良性疾病并无明显优势。而甲状腺癌的淋巴结清扫术由于手术程序复杂，操作空间有限，至今采用传统腔镜手术进行甲状腺癌颈淋巴结清扫的文献及其完成的例数均较少[21-22]。而采用机器人腔镜手术进行甲状腺癌手术则优势明显，内关节设计的分离和提抓器械有利于狭小空间内的精细解剖，胸骨上窝的淋巴结清扫也能通过可弯曲的器械顺利完成，而在传统腔镜下对此处的分离操作则非常困难。因此，机器人腔镜手术系统不但可完成甲状腺全切、中央区淋巴结清扫，而且能够完成侧颈区淋巴结清扫术，手术效果与开放手术一致，却避免了巨大的手术切口。

3.2 达芬奇机器人手术系统在良性甲状腺疾病中的应用

在我国，贺青卿等[3]回顾性报道了在2014年2月至2015年5月75例甲状腺患者达芬奇机器人手术患者的临床资料，其中甲状腺乳头状癌患者45例行甲状腺全切+中央淋巴结清扫术，剩余22例结节性甲状腺肿、3例桥本氏甲状腺炎、5例甲状腺滤泡状瘤患者均行甲状腺腺叶+峡部切除术。术中平均出血量(10±2.8)mL，术后患者痛视觉类比评分(2.9±1.4)，引流天数(3.9±1.5)d，术后住院天数(4.1±1.2)d。所有患者均无喉返神经和甲状腺旁腺损伤。

2016年中国医师协会外科医师分会甲状腺外科医师委员会和中国研究型医院学会甲状腺疾病专业委员会联合发布的《机器人手术系统辅助甲状腺和甲状腺旁腺手术专家共识》中明确提出机器人手术系统辅助甲状腺良性疾病的手术适应证[23]：符合手术指征的直径≤5 cm 的甲状腺腺瘤和结节性甲状腺肿或伴囊性病变；Ⅰ～Ⅱ度肿大的原发性或继发性甲状腺功能亢进。禁忌症：(1)颈部手术或颈部有放疗史；拒绝实施机器人甲状腺手术病人；妊娠期或哺乳期妇女。(2)颈部短平、胸廓畸形等患者。(3)胸骨后甲状腺肿。(4)良性甲状腺肿块直径>5 cm。(5)原发性、继发性甲状旁腺功能亢进病人，术前定位甲状旁腺位于颈部以外的部位。(6)伴有严重凝血功能障碍、心肺功能障碍，不能耐受全身麻醉和手术者。

同时，对于拟行达芬奇机器人手术的甲状腺疾病患者，《专家共识》推荐在术前因行高分辨率CT或者发射型计算机断层现象(ECT)，用于判断有无颈部以外的甲状腺旁腺存在，术前影像学检查有助于术中寻找及保护甲状腺旁。

3.3 达芬奇机器人手术系统在恶性甲状腺疾病中的应用

有研究报道在2007年至2008年利用达芬奇手术系统完成甲状腺癌手术338例，是迄今为止采用机器人手术治疗甲状腺癌病例数最多的报道[24]。术者采用腋窝和乳晕入路，通过牵拉法建立操作空间，顺利完成了腔镜下甲状腺切除和中央区淋巴结清扫，手术时间平均144 min (69～374 min)。去除建立操空间和器械准备时间，用于腔镜操作的时间仅(59.1±25.7)min。平均清扫淋巴结数为5.00±3.66。除了1例因肿瘤侵及喉返神经外，仅有2例术后出现永久性喉返神经损伤。由于甲状腺癌颈淋巴结清扫的复杂性，甲状腺腔镜手术主要被用于无明显淋巴结转移的低危甲状腺癌患者的甲状腺切除和预防性中央区淋巴结清扫。而机器人腔镜手术系统在甲状腺癌的应用扩展了腔镜手术的适应范围，对于侧颈部淋巴结清扫也能达到开放手术同样的效果。

同时，Lang等[25]还利用达芬奇手术系统为33例甲状腺癌进行了机器人辅助下的改良根治手术，手术范围包括甲状腺全切、中央区淋巴结清扫和侧颈部淋巴结清扫术，手术时间为(281±41)min，无1例发生喉返神经损伤或甲状旁腺功能低下等严重并发症。手术过程中达芬奇系统中操作器的内腕设计使颈内静脉与锁骨下静脉连接处(Ⅳ区)以及Ⅱ区等靠常规腔镜器械难以处理的区域达到彻底的清扫，增加了手术的彻底性。

有学者[26]总结了4个研究中心的1 043例低危的分化型甲状腺癌的手术资料，结果表明，采用机器人辅助的腋窝入路进行甲状腺的全切或次全切加颈淋巴结清扫，平均手术时间分别为132.4 min和63.9 min，平均肿瘤大小为0.8 cm(0.1～6.0 cm)，清扫的中央区淋巴结数目为5.1±3.8(0～26)，与常规开放手术的清扫结果类似。而手术后较大的并发症的发生率仅为1%，包括5例永久性喉返神经损伤、3例气管损伤、1例术后出血再次手术止血和1例Horner’s 综合征。并发症的发生率与开放手术类似。结果表明，机器人辅助腔镜甲状腺手术不仅克服了传统腔镜手术的技术限制，而且技术安全可行。随着机器人技术的应用经验增加，将显示出更大的优越性。

以上研究的结果表明，机器人辅助腔镜手术系统能够同开放手术一样完成精细的颈淋巴结清扫术，同时又具有传统腔镜手术一样的美容效果。但由于机器人手术过程中缺乏触觉反馈和张力反馈，因此甲状腺切除或颈淋巴结清扫的过程中如在视野范围外进行操作，强有力的机械臂可能导致气管、血管以及神经等结构的过度牵拉或意外破坏，对经验不足的术者即使在视野内用超声刀在气管前方操作时也容易造成气管的损伤。但这些缺陷可通过3D影像下熟练操作加以弥补。

4 达芬奇机器人手术系统在甲状腺外科中的应用前景

从2005年达芬奇机器人腔镜系统用于甲状腺肿的腺叶切除术[27-29]，到现在已经完全将该技术应用于甲状腺癌的颈淋巴结清扫术。研究结果[30-33]显示，机器人手术系统比传统腔镜手术有明显的优势，在根治切除以及淋巴结清扫的同时能为甲状腺癌患者避免颈部巨大切口，最大限度改善颈部外观。但由于设备昂贵以及传统技术应用熟练后人们对新技术接受有一定的滞后性，机器人手术在大部分地区的普及尚有待时日，传统腔镜手术在目前仍将内占据腔镜外科的主导地位。随着设备技术的改进，机器人系统的不足如触觉和张力反馈弱化、系统体积庞大以及高昂的价格等缺陷得以逐步改善后，腔镜手术作为腔镜外科发展过程中的一项崭新技术，可能会得到进一步的发展和应用，值得外科医师关注。本人认为，治疗理念、手术方式和手术设备进步是外科发展的三大要素。新型装备推动外科发展是科技现代化对医学的重要贡献之一；腔镜技术的运用，将传统的巨创甲状腺外科逐渐转换为微创甲状腺外科，而达芬奇机器人手术系统在甲状腺外科中的应用进一步将微创甲状腺外科带入了智能甲状腺外科时代，代表了当前最先进的手术理念和技术发展，是重大突破性技术进步，正在改变现代甲状腺外科的面貌。

[1] Siegel RL，Miller KD，Jemal A. Cancer statistics,2017[J].CA Cancer J Clin，2017,67(1):7-30.

[2] Wang YC，Liu K，Xiong JJ，etal.Robotic thyroidectomy versus conventional open thyroidectomy for differentiated thyroid cancer:meta-analysis[J].J Laryngol Otol,2015,129(6):558-567.

[3] 贺青卿，朱见，范子义，等.达芬奇机器人腋乳径路与传统开放手术治疗甲状腺微小癌的对照研究[J].中华外科杂志，2016，54(1):51-55.

[4] 倪高峰，朱见，庄大勇，等.达芬奇机器人在甲状腺手术中的应用体会[J].医学与哲学，2015，537(36):47-50.

[5] 贺青卿，周鹏，庄大勇，等.经腋窝与胸前径路da Vinci Si 机器人甲状腺腺叶切除二例[J].国际外科学杂志，2014，41(2):104-107.

[6] Kim WW，Jung JH，Park HY，etal.A single surgeon’s experience and surgical outcomes of 300 robotic thyroid surgeries usinga bilateral axillo-breast approach[J].J Surg Oncol，2015，111(2):135-140.

[7] Kang SW，Jeong JJ，Yun JS，etal.Robot-assisted endoscopic surgery for thyroid cancer:experience with the first 100 patients[J].Surg Endosc，2009，23(11):2399-2406.

[8] Sharma A，Albergotti WG，Duvvuri U.Applications of evolving robotic technology for head and neck surgery[J].Ann Otol Rhinol Laryngol，2016，125(3):207-212.

[9] Ji YB，Song CM，Bang HS，etal.Long-term cosmetic outcomes after robotic/endoscopic thyroidectomy by a gasless unilateral axillo-breast or axillary approach[J].Laparoendosc Adv Surg Tech A，2014，24(4):248-253.

[10] He QQ，Zhu J，Zhuang DY，etal.Robotic total parathyroidectomy by the axillo-bilateral-breast approach for secondary hyperparathyroidism:A feasilbility study[J].J Laparoendosc Adv SurgTech A，2015，25(4):311-313.

[11] Herron DM，Marohn M.SAGES-MIRA Robotic Surgery Consensus Group.A consensus document on robotic surgery[J]．Surg Endosc,2008，22(2):313-325

[12] Bae JS,Park WC,Song BJ,etal.Endoscopic thyroidectomy and sentinel lymph node biopsy via an anterior chest approach for papillary thyroid cancer[J].Surg Today 2009,39(2):178-181.

[13] Kim SJ,Lee KE,Choe JH,etal.Endoscopic completion thyroidectomy by the bilateral axillo-breast approach[J].Surg Laparosc Endosc Percutan Tech，2010，20(5):312-316.

[14] Tae K,Ji YB,Cho SH,etal.Early surgical outcomes of robotic thyroidectomy by a gasless unilateral axillo-breast or axillary approach for papillary thyroid carcinoma:2 years’experience[J].Head Neck，2012，34(5)：617-625.

[15] Kim WW,Kim JS,Hur SM,etal.Is robotic surgery superior to endoscopic and open surgeries in thyroid cancer?[J].World J Surg， 2011，35(4):779-784.

[16] Camarillo DB,Krummel TM,Salisbury JK.Robotic technology in surgery:past,present, and future[J].Am J Surg，2004，188(4A Suppl):2S-15S.

[17] 高力．改良Miccoli术式内镜甲状腺手术[J]．腹腔镜外科杂志，2011，16(8)：583-589．

[18] Shimizu K，Akira S，Jasmi AY，etal．Video-assisted neck surgery：endoscopic resection of thyroid tumors with avery minimal neck wound[J]．J Am Coil Surg，1999，188(6)：697-703．

[19] Miccoli P，Biricotti M，Matteucci V，etal．Minimally invasive video-assisted thyroidectomy：reflections after more than 2400 cases performed[J]．Surg Endosc，2016，30(6)：2489-2495．

[20] Lee KE,Rao J,Youn YK.Endoscopic thyroidectomy with the da Vinci robot system using the bilateral axillary breast approach (BABA) technique:our initial experience[J].Surg Laparosc Endosc Percutan Tech.2009,19(3):e71-e75.

[21] Ikeda Y，Takami H，Sasaki Y，etal.Endoscopic neck surgery by the axillary approach[J].J Am Coll Surg，2000,191(3)：336-340．

[22] Landry CS,Grubbs EG,Stephen MG,etal.Robot assisted transaxillary surgery (RATS) for the removal of thyroid and parathyroid glands.Surgery,2011,149(4):549-555.

[23] Kuppersmith RB,Holsinger FC.Robotic thyroid surgery:an initial experience with North American patients[J].Laryngoscope.2011,121(3):521-526.

[24] Lobe TE,Wright SK.The transaxillary,totally endoscopic approach for head and neck endocrine surgery in children[J].J Laparoendosc Adv Surg Tech A.2011,21(1):97-100.

[25] Lang BH.Minimally invasive thyroid and parathyroid operations:surgical techniques and pearls[J].Adv Surg.2010,44(1):185-198.

[26] Tae K,Ji YB,Jeong JH,etal.Robotic thyroidectomy by a gasless unilateral axillo-breast or axillary approach:our early experiences[J].Surg Endosc,2011,25(1):221-228.

[27] Bae JS,Park WC,Song BJ,etal.Endoscopic Thyroidectomy and Sentinel Lymph Node Biopsy Via an Anterior Chest Approach for Papillary Thyroid Cancer[J].Surg Today,2009,39(2):178-181.

[28] 中国医师协会外科医师分会甲状腺外科医师委员会,中国研究型医院学会甲状腺疾病专业委员会.机器人手术系统辅助甲状腺和甲状旁腺手术专家共识[J].中国实用外科杂志，2016,36(11)：1165-1170.

[29] Miyano G,Lobe TE,Wright SK. Bilateral transaxillary endoscopic total thyroidectomy[J].J Pediatr Surg 2008,43(2):299-303.

[30] Landry CS,Grubbs EG,Morris GS,etal.Robot assisted transaxillary surgery (RATS) for the removal of thyroid and parathyroid glands[J].Surgery，2011,149(4):549-555.

[31] Kuppersmith RB,Holsinger FC.Robotic thyroid surgery:an initial experience with North American patients[J].Laryngoscope,2011,121(3):521-526.

[32] Lang BH,Lo CY.Technological innovations in surgical approach for thyroid cancer[J].J Oncol,2010(2010):1-6.

[33] Lobe TE,Wright SK,Irish MS.Novel uses of surgical robotics in head and neck surgery[J].J Laparoendosc Adv Surg Tech A,2005,15(6):647-652.