机器人手术在胃癌微创手术中的应用：机遇与挑战

汪未知 徐皓 徐泽宽

20世纪80年代，由腹腔镜开启了外科手术的“微创化”时代，腹腔镜的出现使微创技术的发展取得了明显的进步，与传统的开放式手术相比，腹腔镜手术能缩短恢复时间、痛苦小、粘连少，使病人在术后能拥有更好的生活质量。但是腹腔镜手术也存在很多局限，包括不能感知深度、对相机的控制不强、仪器尖端能自由转动的角度和空间有限、医生手术器械能活动的幅度也受局限。这些局限会导致外科医生在手术过程中要忍受不自然和痛苦的手术姿势，从而容易疲劳,这限制了腹腔镜技术的发展。进入21世纪，由于技术的迅猛发展，研究人员把重点放在另一领域。为克服腹腔镜技术的不足，机器人手术逐渐地成为微创技术发展的主要潮流。手术机器人的研制及应用，以其全新的理念和良好的效果引领了外科发展史上又一次风潮，可能也预示着第三代外科手术时代的来临。在2000年7月通过美国食品药品监督管理局(FDA)市场认证后，“达芬奇”成为世界上首套可以正式在手术室中使用的机器人手术系统，从而使外科手术的精确和技术超越了人类双手的极限，从而拓宽了微创手术的应用。

目前达芬奇机器人系统已经广泛运用于临床外科治疗，尤其在一些复杂的手术像心脏以及前列腺手术，机器人应用已经得到飞速发展。在腹部外科领域，达芬奇机器人系统已被用于胆囊切除术、胃底折叠术、胃旁路术、结肠切除术等多种手术[2]。2002年，日本学者Hashizume等[3]首次报道了机器人辅助胃癌根治术，为胃癌的手术治疗提供了一种新方式。

国内自2006年引入首台达芬奇手术机器人系统以来，在过去的十年间中国大陆地区采用达芬奇手术系统进行的手术数量已经超过了万台，技术已经非常成熟。笔者单位也于近年购入了达芬奇机器人系统，并尝试开展了机器人辅助胃癌根治术。

一、机器人手术的优点

传统腹腔镜的主要技术缺点是：二维(2D)摄像机定位的不稳定性，设备移动自由度的受限性，以及操纵的有限性和体位的不适性，这些都导致了“支点效应”(即需要外科医生向相反的方向移动他/她的手，以将手术器械的伸入腹腔中想到达到的地方)，加剧了外科医生手的生理性震颤，加大了精密操作的难度。

机器人手术系统可以克服一些传统腹腔镜手术的缺点，提高操作性和开阔视野。该系统通过双光电源和双三芯片摄像头提供了放大的三维(3D)高清晰度的图像和立体视觉，同时摄像机装置由主刀外科医生操控的机械臂控制，进一步增强了图像摄取的稳定性。而外科医生则坐在主控制台上，其手部动作通过能除去手部自然震颤计算机软件传输到机器人臂。同时，该系统提供了一个内部关节式内窥镜腕(EndoWristTMSystem)来改善系统的敏捷性，通过180°衔接和540°旋转获得7种自由度，使外科医生到腹部的手部动作以3∶1或5∶1的比例尺度过滤。

在控制出血方面，机器人手术系统比传统腹腔镜更加便捷。外科医生可以直接控制他们的视野，并可以使用三种手术工具夹持和缝合。在此期间，助手可以用海绵，抽吸和冲洗来保持一个清洁的手术视野，传统腹腔镜手术重现相同的工作条件则相当困难。在淋巴结清扫方面，传统腹腔镜手术存在直臂不能到达的部位，胰腺的隆起也往往会对腹腔镜器械造成干扰并妨碍外科医生的操作。机器人手术系统的“内腕”可以帮助外科医生到达这些较深的部位，使清扫淋巴结更容易进行。此外在全胃切除术后消化道重建方面，机器人系统相对于传统腹腔镜可以使消化道重建更加容易。在机器人的辅助下在食管上进行一个手工缝制的荷包缝合更加容易，食管的吻合就可以像开放手术一样用环状吻合器吻合。另一种方式是进行全机器人手工缝合食管-空肠吻合，机器人系统有能力保证外科医生即使在深而窄的空间都能进行精确的缝合，而这对于传统腹腔镜技术而言是十分困难的。

二、临床研究结果

大量研究已经证实了机器人胃癌根治术的安全性及可行性[4-5]。近些年关于机器人手术与腹腔镜手术及开腹手术间优劣的研究也逐渐增多。韩国的Kim等[6]首次比较了机器人、腹腔镜及开腹胃癌根治术对早期胃癌病人术后的影响。研究显示机器人手术组尽管手术时间相对较长，但术中出血显著减少，术后住院时间显著缩短，而淋巴结清扫、术后并发症及短期死亡率等与开腹和腹腔镜手术无明显差异。这一结果提示了达芬奇机器人系统的胃癌根治术具有良好的短期效果，但该研究存在样本量较小的局限性。其后，台湾的Huang等[7]将39例机器人胃癌手术与64例腹腔镜和586例开腹手术进行了比较，并得出了类似的结果，同时研究者还强调在机器人手术系统的帮助下，淋巴结的清扫更为简单，可以更为精确地清扫幽门下及胰腺上缘的淋巴结，并减少淋巴结周围细小血管出血导致解剖层面模糊的可能。另一项包含了5 839例病人的大样本研究(436例机器人手术、861例腹腔镜手术和4 542例开腹手术)也显示机器人手术在术后并发症、短期死亡率及再手术率方面与开腹及腹腔镜手术区别不大[8]。然而最新的一项多中心大样本回顾性研究却指出，机器人在耗费了更多手术时间的前提下，并未获得优于腹腔镜手术的疗效，同时两种手术方式的术中出血量也不存在明显差异[9]。所以在淋巴结清扫和手术出血方面，机器人手术与腹腔镜手术相比是否存在优势尚存争议。

然而，淋巴结的清扫是评估手术安全性的重要因素之一，特殊部位淋巴结的清扫与远期疗效密切相关。一些研究表明机器人手术系统在清扫胃癌第二站淋巴结时优于传统腹腔镜手术。Zhou等[4]通过回顾性比较120例机器人手术与394例腹腔镜手术，发现机器人手术除了在控制术中出血方面具有一定优势外，还清扫了更多的淋巴结。另一项包含了87例机器人手术及288例腹腔镜手术的研究，也发现在进行胃癌根治D2淋巴结清扫时，机器人手术具有一定的优势，尤其在清扫脾动脉区域时[10]。Son等[11]的研究结果也认为，同传统腹腔镜手术相比，机器人手术系统可以帮助外科医生在清扫脾血管及脾门区域时，清扫更多的淋巴结。尽管这些结果仍有待进一步验证，但从一定程度上反映了机器人手术系统提供的广阔视野及精准操作可能带来的优势。

通过进一步的荟萃分析[12-14]，不同手术方式似乎并不影响淋巴结清扫的结果，但在控制术中出血方面，机器人手术一致地优于腹腔镜手术及开腹手术；此外在住院天数方面，机器人手术显著优于开腹手术，稍优于腹腔镜手术；但机器人手术并未显著地降低术后并发症的发生率；同时机器人手术需要耗费更多手术时间，这可能归咎于机器人系统较为繁琐的安装过程。令人欣慰的是，近期研究结果表明，随着机器人手术经验的增加，手术时间正在逐渐缩短[15-17]。

病人术后的长期生存状况是评估手术优劣的重要因素。Pugliese等[18]评估了70例接受微创治疗病人的长期预后状况，其中18例接受了机器人手术治疗，52例接受了腹腔镜手术治疗，两组病人术后3年的生存率差异无统计学意义。Coratti等[19]随访了98例接受机器人手术治疗的胃癌病人，其平均随访时间为46.9个月，最终这些病人的5年生存率为73.3%。近期，日本学者Nakauchi等[20]回顾性比较了84例机器人手术病人与437例腹腔镜手术病人术后3年的总生存率及无复发生存率，结果显示两种手术方式间无明显差异(3年总生存率：机器人 86.9%，腹腔镜 88.8%；3年无复发生存率：机器人86.9%，腹腔镜86.3%)。随访时间最长的研究来自于韩国学者Son等，该研究的中位随访时间为70个月，最终机器人手术组的5年总生存率为89.5%，无病生存率为90.2%；腹腔镜手术组的5年总生存率为91.1%，无病生存率为91.2%，两组间差异无统计学意义[11]。

术后并发症的发生率和中转开腹发生率是评价手术技术安全性及手术质量的重要指标，其发生直接影响病人住院时间和费用，甚至影响病人生存质量。机器人微创手术是传统腹腔镜技术的延伸及发展，其从本质上来说是高级的腹腔镜技术，也会存在诸如腹腔出血、吻合口出血、吻合口瘘、十二指肠残端瘘等相关并发症，其预防和处理方式基本与传统腹腔镜手术相同。近些年大量回顾性研究证实机器人手术安全性、可行性及其术后并发症发生率与传统腹腔镜手术相比无明显差异，然而机器人手术与传统腹腔镜手术和开腹手术在手术并发症方面的比较尚需高质量的多中心、大样本量、前瞻性的随机对照研究以及长期随访证实。

总的来说，以上这些研究一定程度上说明了机器人手术的安全性及可行性，但仍缺乏多中心大样本的随机对照研究来进一步证实机器人手术系统的优势。

三、机器人系统的缺陷及不足

尽管机器人手术系统在治疗胃癌方面具有许多独特的优势，但作为一项新技术仍存在着一些缺陷阻碍了其广泛的应用。高昂的使用费用是阻碍该技术进一步推广的重要原因，其设备本身昂贵的价格以及单次使用和定期维护的较高成本均大大增加了手术的费用。多项研究提示病人在接受机器人手术治疗后，其住院期间的花费远远高于腹腔镜手术[9,16]。此外，对于病人来说在承担了高额的治疗费用后，机器人手术的治疗效果却并未明显优于腹腔镜手术，同时机器人手术需要耗费更多时间的问题也未得到很好的解决。而对于医务工作者来说，机器人系统有时局部视野放大效应过于明显，可能会影响术者对整体解剖结构的判断。机器人系统也未配备力反馈功能，故操作时术者无法感知器械操作的真实力度，容易因用力过度导致组织损伤[21]。

四、总结

近些年来，微创外科得到长足的发展，并正在迅速取代传统开放手术。而微创技术也从普通腹腔镜发展到达芬奇机器人系统。在多种外科领域中，机器人的应用已经得到飞速发展。机器人作为一个更为先进的手术平台，其可以克服一些相对于腔镜技术的限制，因而具有更广泛的适用性。在胃癌微创手术中，传统腹腔镜手术的技术难点主要集中于D2淋巴结清扫以及腔镜下消化道重建，在这些方面机器人系统都表现出了潜在的优势。但根据目前的研究结果，接受了机器人手术的胃癌病人并未明显获益，其短期及长期预后均未明显优于接受腹腔镜手术的病人。此外近年来关于机器人系统在胃癌中应用的研究都提及了其较长的手术时间，尽管有研究认为相对较长的手术时间并不能掩盖病人的获益，但手术时间长短对病人预后的影响仍存在着争议。由于缺乏多中心、大样本的随机对照研究，机器人系统的使用适应证及其真实优劣性仍有待进一步评估。而作为一项尚处于发展初步阶段的新技术，其必然存在着不足与缺陷，但该技术已经突破了目前腹腔镜技术的瓶颈，为外科医生利用微创技术实施大型疑难手术提供了新的技术基础，这是现代外科史上的一次巨大的飞跃。我们相信随着技术的进步以及操作者经验的增加，最终机器人系统理论上的技术优势将被转化为病人切实的获益。