达芬奇机器人手术系统结直肠癌根治术的现状和展望

汤思哲 王仆 综述 孔大陆 审校

多年来，以传统腹腔镜技术为代表的微创外科在结直肠外科领域已逐渐得到广泛认可与普及［1］。达芬奇机器人手术系统克服了传统腹腔镜技术的许多局限性，放大10～15倍的高清3D图像和具有动作校正及抖动过滤功能的高自由度器械臂有利于在狭小空间进行复杂、精准的操作，在缩短学习曲线的同时将结直肠手术的精度提升到了新的高度［2］。本文对达芬奇机器人手术系统结直肠癌根治术临床疗效的最新进展和优缺点进行综述。

1 达芬奇机器人手术系统结直肠癌根治术的现状

1.1 术中和围术期效果

达芬奇机器人手术系统结直肠癌手术已经在多个国家和地区得到了开展，其具有一定的安全性和可行性［3］。同时多项研究表明，与传统腹腔镜手术比较，机器人结直肠手术具有术中出血少、中转开腹率低等优点，两者住院时间和术后并发症发生率相近，但是手术时间较长［4］。

Tam 等［5］一项回顾性队列研究比较密歇根外科质量协作组数据库中2 735例择期传统腹腔镜、手辅助腹腔镜和机器人结直肠手术。结果显示，与传统腹腔镜手术比较，机器人手术中转开腹率更低，其中直肠切除术的差异具有统计学意义（结肠切除术9.0%vs. 16.9%，P=0.06；直肠切除术7.8%vs. 21.2%，P＜0.001）。机器人结直肠手术较传统腹腔镜和手辅助腹腔镜手术时间更长。机器人结直肠手术后平均住院时间（4.00天，95%CI：3.63～4.40）较传统腹腔镜（4.41 天，95%CI：4.17～4.66；P=0.04）和手辅助腹腔镜（4.44 天，95%CI：4.13～4.78；P=0.008）更短。术后并发症的组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

Dolejs等［6］统计分析美国外科医师学会的国家外科质量改进计划数据库中25 998例传统腹腔镜结直肠手术（30%为低位前切除术、45%为左侧结肠、25%为右侧结肠）和1 484例机器人结直肠手术（54%为低位前切除术、28%为左侧结肠、18%为右侧结肠）。其中低位前切除术的手术相关死亡率（传统腹腔镜0.3%vs.机器人0.3%），术后并发症发生率（传统腹腔镜21.8%vs.机器人20.5%）和严重并发症率（传统腹腔镜10.8%vs.机器人10.5%）差异无统计学意义（P＞0.05）。传统腹腔镜中转开腹率显著性增高（传统腹腔镜12.8%vs.机器人6.8%，P＜0.001）。机器人组中位数手术时间延长45 min［传统腹腔镜（195±112）minvs. 机器人（240±134）min，P＜0.001］。机器人组住院时间显著性缩短，以四分位间距（interquartile range，IQR）作为指标评测，其组间中位数值相同［传统腹腔镜4天（IQR：3～6天）vs.机器人4天（IQR：3～5天），P＜0.001］。左侧或右侧结肠切除术的手术相关死亡率、术后并发症发生率和严重并发症率的差异无统计学意义（P＞0.05）。机器人右侧结肠切除术中转开腹率较低（传统腹腔镜10.5%vs.机器人6.2%，P=0.03）。机器人左侧结肠切除术中位手术时间延长50 min，右侧结肠切除术则延长40 min。2013年和2014年机器人结肠手术时间总体比较无显著性差异［2013年211 min（IQR：152～282 min）vs.2014年218 min（IQR：165～285 min），P=0.23］。机器人左侧和右侧结肠切除术住院时间显著缩短，虽然左侧结肠切除术中位住院天数相同［传统腹腔镜4天（IQR：3～5天）vs.机器人4天（IQR：3～5天），P＜0.001］，而右侧结肠切除术住院天数缩短1天［传统腹腔镜（IQR：3～6天）vs.机器人3天（IQR：3～5天），P＜0.001］。

1.2 病理学结果

肿瘤根治方面，达芬奇机器人手术系统结直肠癌手术的淋巴结清扫数量、远端切缘（distal resection margin，DRM）、直肠环周切缘（circumferential resection margin，CRM）和直肠系膜完整性与传统腹腔镜和开放手术相似，在降低全直肠系膜切除术（total mesorectal excision，TME）CRM受侵方面具有潜在的优势［7-8］。

Kim等［7］对2 644例机器人辅助结直肠手术的69项研究进行系统评价，结果显示其中19项研究的955例结直肠癌手术平均淋巴结清扫为17.8枚。机器人辅助与传统腹腔镜手术相比，5项研究清扫更多淋巴结，5 项更少和5 项数量相似。除1 项研究表明较传统腹腔镜清扫更少淋巴结，组间差异均无统计学意义。与开放手术相比，3项研究表明清扫了更多淋巴结，其中1 项的组间差异具有统计学意义。1 项研究清扫了相似数量的淋巴结，组间差异无统计学意义，而另一项研究则更少，组间差异也无统计学意义。17 项研究比较了DRM 长度。与传统腹腔镜手术相比，4 项研究报道了较长的DRM，其中1 项的组间差异具有统计学意义。另外3项研究的DRM较短，6项研究报道了相似的DRM长度或者仅DRM阴性，组间差异均无统计学意义。与开放手术相比，2项研究的DRM 较长，组间差异具统计学意义，而2 项相似和1项较短DRM 的研究，组间差异无统计学意义。12 项研究报道了CRM 阳性率。与传统腹腔镜手术相比，其中2项结果更好，4项结果相似和2项结果更差，组间差异无统计学意义。与开放手术相比，1项结果相似，其组间差异无统计学意义，而3 项结果更好的研究中仅1 项的组间差异具统计学意义。1项研究的肉眼直肠系膜的完整性较传统腹腔镜更好，组间差异具有统计学意义。

直肠癌TME手术可完整切除直肠系膜及其包围的肿瘤细胞和淋巴区域，从而降低肿瘤复发率，改善患者预后。de Jesus等［9］报道单中心300例开放、传统腹腔镜和机器人辅助局部进展期中、低位直肠癌TME手术，结果显示肉眼或镜下CRM受侵33例，其中开放手术20例、传统腹腔镜4例和机器人辅助9例，组间差异无统计学意义。整体平均CRM为0.6 cm，其中开放手术0.6 cm、传统腹腔镜0.7 cm和机器人辅助0.6厘米，组间差异无统计学意义。整体平均清扫淋巴结14枚，其中开放手术16枚、传统腹腔镜13枚和机器人辅助10枚，组间差异无统计学意义。平均阳性淋巴结为1枚，组间差异无统计学意义。治疗更具挑战性的男性、局部进展期的中、低位直肠癌，特别是肥胖症患者，机器人手术系统具有更好的前景。

而Allemann 等［10］单中心回顾性病例-对照研究显示机器人辅助TME质量较传统腹腔镜更好。同时显示机器人辅助具有更低CRM阳性率的趋势。Aselmann 等［11］的回顾性研究比较41 例传统腹腔镜TME和44 例机器人辅助TME 后发现，更多患者接受术前新辅助放化疗的前提下，机器人辅助的TME 质量显著优于传统腹腔镜。机器人辅助组的环周切缘阳性率表现出更低的倾向，但组间差异无统计学意义。

除了少数几项研究和荟萃分析显示机器人辅助的直肠系膜完整性或环周切缘优于传统腹腔镜，其他多数研究和荟萃分析不支持机器人辅助的TME质量优于传统腹腔镜［12］。同时目前尚缺乏证据表明使用机器人辅助手术能将更好的TME质量转化为更好的术后生存［10，13］。

全结肠系膜切除（complete mesocolic excision，CME）并高位血管结扎（central vascular ligation，CVL）要求：直视下锐性分离、保持脏层筋膜的完整性和根部高位结扎营养血管。因此，CME 技术可以清扫更多数量的淋巴结和切除更大面积的结肠系膜。

精准的腹腔镜右半结肠癌CME手术对术者技术要求高，尤其是肿瘤位于升结肠远端或横结肠近端。D'Annibale 等［14］认为由于稳定的3D高清视野和灵活的器械臂可以完成复杂精细操作，使用机器人手术系统易于辨认结肠血管，同时沿肠系膜上血管平面可以安全并精准地清扫淋巴结与高位结扎血管。Trastulli 等［15-16］与上述观点一致，并且认为机器人手术系统可使肥胖症患者获益，且适合进行扩大淋巴结清扫，如位于结肠肝曲或近段横结肠的肿瘤。使用机器人能更好地控制淋巴结清扫时发生的出血，特别是在解剖学上具有挑战性的手术部位，如邻近肠系膜上静脉、胰头区域或幽门下区。Trastulli等［17］的荟萃分析显示，机器人右半结肠切除术清扫淋巴结数量显著多于传统腹腔镜（MD=-1.58，95%CI：-3.09～-0.07；P=0.04），各研究间无异质性（χ2=5.26，I2=5%）。仅有2项研究报道左半结肠切除术，组间差异无统计学意义（MD=0.75，95%CI：-6.60～8.10；P=0.84）且各研究间异质性高。然而，目前尚缺乏证据显示使用机器人手术系统能改善肿瘤的复发率或生存率。且多项研究认为机器人手术系统在右半结肠癌治疗方面并无优势［18］。

1.3 排尿功能及性功能结果

达芬奇机器人手术系统具有狭小的空间中灵活操作和高清视野的优势，一直被认为能在低位直肠癌TME 手术中达到保护盆腔自主神经的效果，进而改善术后排尿功能和性功能结果［19-20］。

盆腔自主神经损伤造成排尿功能和性功能障碍可通过国际前列腺症状评分（IPSS）、国际勃起功能指数（IIEF）和女性性功能指数（FSFI）问卷调查评估。Kim 等［21］比较了机器人辅助与传统腹腔镜TME 术后排尿功能和男性功能，发现前者IPSS评分术后3个月恢复正常，后者则为术后6 个月；IIEF 评分恢复正常分别为术后6 个月和术后12 个月。Park 等［22］报道机器人辅助男性低位直肠癌直肠癌括约肌间切除术（intersphincteric resection，ISR）术后3 个月和6 个月评价勃起功能的IIEF-5 评分较传统腹腔镜显著升高。D'Annibale 等［23］报道直肠癌TME 术后1 个月男性勃起功能显著降低，术后1年接受机器人辅助TME的患者均恢复正常（100%），而传统腹腔镜仅部分患者恢复（43%），组间差异具有统计学意义（P=0.045）。Park 等［24］报道机器人辅助TME 较传统腹腔镜术后6 个月男性IIEF-5 评分显著升高，而IIEF-5评分与基线评分的间距和勃起功能障碍患者比例显著降低。Broholm等［25］荟萃分析了上述4项机器人辅助与传统腹腔镜直肠手术后排尿功能和性功能比较的研究。对4 项术后排尿功能比较研究［21-24］合并估计表明机器人辅助手术后3 个月及1年IPSS 评分显著优于传统腹腔镜（MD=-1.58，95%CI：-3.1～0；P=0.04 和MD=-0.90，95%CI：-1.81～-0.02；P=0.05）。对3项术后性功能比较研究［21-22，24］合并估计显示机器人辅助手术后3 个月和6 个月男性患者的勃起功能更好（MD=-2.59，95%CI：-4.25～-0.94；P=0.002 和MD=-3.06，95%CI：-4.53～-1.59；P=0.000 1）。

虽然仍需大样本前瞻性随机对照研究证实，对比传统腹腔镜手术，机器人辅助直肠癌TME 术后排尿和性功能恢复更早更好是必然趋势［26-29］。

1.4 远期结果

目前尚缺乏数据及研究结果表明达芬奇机器人手术系统辅助直肠癌手术的肿瘤远期疗效优于传统腹腔镜手术。直肠癌TME手术质量评价包括直肠系膜的完整性和足够的环周切缘，两者均为机器人手术系统的主要优势。因此可以预期机器人手术系统将提供更好的远期疗效。然而，有研究表明机器人辅助直肠癌手术的远期疗效与传统腹腔镜手术相似［26］。

Park等［13］回顾性分析217例直肠癌患者临床资料，结果显示机器人辅助直肠癌低位前切除术与传统腹腔镜相比5年总生存率、无瘤生存率和局部复发率的差异均无统计学意义。机器人辅助手术5年总生存率和无瘤生存率分别为92.8%和81.9%。机器人辅助和传统腹腔镜的局部复发率相似（2.3%vs.1.2%，P=0.649）。Cho等［30］进行了一项病例对照研究，显示机器人辅助TME的5年总生存率、无瘤生存率和局部复发率分别为93.1%、79.6%和3.9%，与传统腹腔镜TME相比，组间差异均无统计学意义。Lim等［31］比较中、低位直肠癌接受新辅助放化疗的74例机器人辅助和64例传统腹腔镜TME的远期疗效。两组相比，5年总生存率（93.3%vs.90%，P=0.424）、5年无瘤生存率（76%vs.76.8%，P=0.834）、5年局部复发率（6.3%vs.2.7%，P=0.308）、5年远处转移率（15.6%vs.18.9%，P=0.644）均相似。而Kim等［32］则使用倾向性得分匹配方法进行远期生存分析，结果表明5年总生存率分别为91%、78%，无瘤生存率分别为73%、68%。多变量分析显示机器人辅助手术是总生存和肿瘤特异性生存的显著性预后因素（P=0.004 0，HR=0.333；

P=0.016 1，HR=0.367）。

目前，关于达芬奇机器人手术系统右半结肠癌CME或D3术后长期疗效的研究较少［33］。Spinoglio等［34］比较机器人辅助和传统腹腔镜右半结肠癌CME手术的远期疗效。两组相比，5年总生存率（77%vs.73%，P=0.64）、5年肿瘤特异性生存率（90%vs.85%，P=0.36）、5年无瘤生存率（85%vs.83%，P=0.58）均相似。对于Ⅲ期患者，机器人辅助可提高5年无瘤生存率，但组间差异无统计学意义。

2 达芬奇机器人手术系统结直肠癌根治术面临的问题与分歧

达芬奇机器人手术系统辅助直肠癌手术技术已较为成熟，而右半结肠癌手术尚在发展。从手术效果而言，达芬奇机器人手术系统的安全性与可行性得到了肯定，与传统腹腔镜手术相比的主要优势是降低中转手术率和缩短学习曲线，但高昂的建设成本和使用维护成本，触觉反馈缺失容易造成术中组织损伤，巨大的机械臂造成装配费力费时和彼此之间相互干扰，手术时间延长等劣势限制了该手术系统的普及。

既往研究［5-6］认为较低的中转手术率是达芬奇机器人手术系统的主要优势，而国际多中心前瞻性随机对照临床试验ROLARR研究比较了机器人辅助和传统腹腔镜直肠癌手术的中转开腹风险差异，结果表明对于根治性直肠癌手术机器人辅助不能显著降低中转开腹发生率，同时相对于传统腹腔镜手术达芬奇机器人手术系统并未显示出显著优势［35］。当前达芬奇机器人系统辅助结直肠癌外科研究多为单中心经验，尚缺乏大样本前瞻性随机对照研究为其广泛开展提供循证医学证据。

3 达芬奇机器人手术系统结直肠癌根治术的挑战和展望

目前达芬奇机器人手术系统存在不足之处，但其全新的理念已经被认为是外科技术发展史上的重大进步，仍处于其发展成长期。达芬奇机器人手术系统不仅适合男性、肥胖症、盆腔狭窄和接受放化疗后手术难度大的保留神经的中低位直肠癌TME 根治术，而且可以安全进行直肠癌扩大根治术，如机器人辅助腹腔镜侧方淋巴结清扫和全盆腔脏器切除术等［36］。

随着达芬奇机器人手术系统临床应用的不断增加，其大多数不足之处已经被发现。针对这些暂时性问题，许多研究团队已经开发了多种新一代机器人手术平台克服现有机器人手术平台的缺点［37］。如目前临床应用的第4代达芬奇Xi系统的机械臂和数字内窥镜已经大幅小型化。而Senhance手术机器人系统是第一个提供压力触觉反馈的机器人平台，能够测量手术器械施加到手术组织上的力，使其具有真实的触觉感知能力。同时，与之前在手术中需要停下来移动摄像机视角相比，Senhance系统可以通过手术医生移动自己的双眼，经过眼球追踪功能，实现无时差控制手术摄像机的视角。准备上市的单孔手术机器人达芬奇SP（Single Port）系统，仅有1根机械臂，其前端具有蛇形柔性3D高清摄像头和3根器械臂，已获得美国食品与药品监督管理局（FDA）认证。

未来不同领域的新科技将不断与机器人技术相结合。在人机交互界面方面，以荧光成像为代表的影像引导技术开始临床应用。虚拟现实（VR）技术可以同时整合多个数据源和创造拥有多个手术单位的协作场景。若将来人工智能的发展使系统具有认知能力，机器人手术系统则能够感知具体的手术场景并做出相应反应。

4 结语

达芬奇机器人手术系统代表了微创外科在结直肠癌治疗的最新进展和发展趋势。其克服了传统腹腔镜技术的诸多缺陷，但高昂的建设成本和使用维护成本是制约其广泛开展的重要原因。新一代机器人系统的出现为未来各领域技术发展的整合集成提供平台的同时，也可促进开展更多的国际多中心随机对照临床试验，为机器人技术在结直肠肿瘤手术治疗的临床应用提供有利的循证医学证据。