我国减重代谢外科领域中机器人辅助手术技术的应用与发展

应夏洋，金佳斌，沈柏用

（1.上海交通大学医学院附属瑞金医院a.外科，b.胰腺疾病诊疗中心；2.上海交通大学医学院胰腺疾病研究所，癌基因与相关基因国家重点实验室；3.上海交通大学转化医学研究院；上海 200025）

21世纪以来，随着经济条件的改善和生活方式的逐步改变，肥胖和糖尿病等慢性疾病已成为当前困扰全世界严重的公共健康问题之一[1]。目前，我国肥胖和糖尿病病人数均列世界第一[2]。据世界卫生组织2016年报道，全球范围内已有逾19亿超重成年人，其中＞6.5亿诊断为肥胖。肥胖和超重日益影响身体健康，会引起2型糖尿病、高血压、高血脂，乃至肿瘤等疾病，对生存及生活质量造成十分严重的影响[3]。目前，西方生活方式逐渐普及，使健康饮食和锻炼难以实行。肥胖和2型糖尿病成为极难治疗的慢性病，单纯内科治疗的效果越来越难以使人满意。通过外科手术改变人体消化吸收的模式来治疗肥胖与糖尿病等代谢综合征的技术逐步成为近年来的临床热点[4-5]。减重代谢手术成型于20世纪50年代，经过半个多世纪的发展与改革，非常多的研究已逐步证实手术减重与改善糖代谢的效果优于饮食调整、运动、药物治疗等手段[6]。当下，减重代谢外科手术量呈明显逐年上升趋势，成为严重肥胖及2型糖尿病的首选治疗方案之一。

微创趋势：从腹腔镜到机器人

自第1例全腹腔镜下胃旁路手术应用于减重代谢手术以来[7]，腹腔镜手术就成为减重代谢手术的金标准。减重代谢手术中常用的几种术式几乎均需借助腹腔镜完成。仅极少数特殊情况下，选择开腹手术为减重代谢手术。腹腔镜经数十年发展成为较成熟的手术技术[8]，相较于传统开腹手术，创伤小、恢复快，肥胖和糖尿病病人获益大，极大地缩短术后住院时间，降低切口感染等并发症发生率。

然而，腹腔镜技术存在以下较多原理上的问题。①缺乏视野纵深感和空间感觉，术者在操作过程中缺乏直观感知；②腹腔镜器械使用并非直观，存在“长筷效应”，只能通过腹壁上的支点来活动。器械无关节，活动性极差；③腹腔镜技术壁垒高，存在较长的学习曲线，习惯开腹手术的术者难以直接转换手术模式；④腹腔镜手术对术者的体力消耗较大。以上都是腹腔镜技术自发明以来就较难攻克和解决的，源自此技术特点本身的问题。腹腔镜减重手术病人腹腔空间小、内脏脂肪堆积。此类缺陷和操作上的困难会不同程度地放大。

机器人辅助手术操作系统的出现，一定程度上较完美地解决了上述问题。①机器人术者位置的目镜可获得光学放大10～15倍的高清3D视野，双手操作腹腔内镜头运动；②机器人系统活动范围大，完全模仿人手腕动作的7个自由度，动作呈等比例调整，滤除所有细小抖动，并精细传递至机械臂和手术器械；③操作完全符合开腹手术的直观操作，转换思路方便，学习曲线显著缩短；④术者无需洗手无菌上台，仅需坐姿完成所有操作，极大地降低体力消耗，更专注于手术本身[9-10]。机器人辅助手术技术将进一步促进减重代谢手术微创化。

机器人辅助手术技术在我国减重代谢外科领域的发展历程

1999年1月，美国Intuitive Surgical公司开发完成全球第1台达·芬奇机器人辅助手术系统，并被美国食品药品监督管理局正式批准用于外科手术。从研发至今，该系统已在全世界范围广泛应用于肝胆胰外科、胃肠外科、减重代谢外科、泌尿外科、心胸外科、妇科等。截至2019年底，全球达·芬奇机器人辅助手术系统装机量为5 582台，分布于67个国家。

我国第1台达·芬奇手术机器人在2006年，由北京解放军总医院引进。至2013年，我国装机量为17台，此后逐步增长。2019年全年装机量59台。2020年至今已装机32台。截至目前，我国大陆达·芬奇机器人总装机量为167台。多家医院或机构有≥2台的机器人辅助手术系统。我国机器人手术基础和资源较充沛。

1999年，比利时Cadiere等[11]完成了世界第1例机器人辅助减重代谢手术，为可调节胃绑带术。此后机器人减重代谢手术量激增，随着机器人辅助系统的熟知而逐渐推广。2003年，美国11位外科医师共完成107例机器人减重代谢手术。术式涉及可调节式胃绑带术、Roux-en-Y胃旁路术、胆胰转流术等[12]。

2014年，金佳斌等[13]报道我国第1例机器人辅助胃旁路术治疗2型糖尿病，手术安全性及治疗效果较理想。2016年，刘升平等[14]报道机器人辅助Roux-en-Y胃旁路术治疗2型糖尿病。2018年，赵宁等[15]报道28例机器人辅助袖状胃切除术。结果显示机器人组住院时间明显短于腹腔镜组，而在手术时间、术中和术后并发症发生率、术后半年内随访结果等方面两组差异均无统计学意义。

我国减重代谢领域的诸多领军者和探索者在拥抱新技术，研究未来减重代谢手术发展和走向方面积极主动。由于高端仪器设备普及的限制，以及机器人辅助手术的高额费用、医疗保险限制等因素，当前我国仅数家医院仍持续尝试机器人减重代谢手术。因此必须承认，该技术在我国尚处于起步阶段，但未来会逐步成为主流[16]。

机器人辅助减重代谢：主要手术方式及进展

一、机器人辅助袖状胃切除术

2017年，美国共完成减重手术22万余例，其中袖状胃切除术近60%，占所有减重代谢手术的大部分。该术式限制胃容积以限制食物摄取，且追求完整切除胃底，调节食欲、消化相关激素水平，具有操作相对简单、手术安全性高、并发症发生率较低等优点。近年来该手术开展增长极快，近期至中期效果显著，不输于其他复杂术式[17]。这一术式的腹腔镜手术可基本满足操作需求，机器人辅助手术系统的优势体现不明显。因此结合成本及病人需求等，选择开展机器人辅助袖状胃切除术的中心较少。

机器人辅助袖状胃切除术包括胃大弯侧解剖和切除、残胃切缘加固。①设计观察孔trocar位置时，应综合考虑与解剖区的距离及病人躯干长度，以镜头不过远又有充足的活动空间为宜。除镜头臂外，常用2个机械臂，立于镜头臂左、右侧。根据术中情况可设立1个辅助孔，助手通过辅助孔协助操作。机械臂孔和观察孔距离为8～10 cm，避免术中臂和臂之间的干扰影响操作。②胃底游离切除是袖状胃切除的关键操作。肥胖病人腹腔内空间狭小，因此良好的观察视野十分重要，是避免出血和损伤脾脏的关键[18-19]，体现机器人辅助手术系统的优越性。同时机器人在缝合和打结上具有极大优势，可完成残面的纯手工加固缝合。大网膜固定和重建为近年来较热门的手术步骤，在机器人辅助手术中实现亦极方便。但需注意的是，机器人操作器械无直接的力反馈，过度牵拉脾脏等易导致撕裂出血，需术者熟练掌握视觉力反馈。

二、机器人辅助胃旁路术

腹腔镜胃旁路术一直被认为外科治疗2型糖尿病的首选[20-21]。自2000年首次应用达·芬奇机器人辅助胃旁路手术后[22]，一段时间内出现较多的机器人辅助手术系统与腹腔镜配合使用的胃旁路手术。2006年，Mohr等[23]报道首例全机器人胃旁路术。自此，随着机器人辅助手术技术的推广，机器人辅助胃旁路术在世界范围内得到迅猛发展。胃旁路手术的技术难度较袖状胃切除术大，胃小囊处理的区域位置较深，视野受限，操作空间狭小。机器人系统凭借其放大10～15倍的高清3D双镜，可获得更清晰的手术视野，从而防止术中损伤。术中需大量、不同部位的手工缝合打结。机器人辅助技术的优势在胃旁路术中得到充分体现。例如，所有吻合口可行双层纯手工吻合[13]，与腹腔镜胃旁路手术有本质的不同，安全性得到极大提高，操作难度大幅降低，学习曲线显著缩短。

机器人胃旁路术的具体操作过程与腹腔镜胃旁路术类似。超声刀解剖胃小弯，从第1、2支胃左分支血管间解剖胃后隧道[20-21]，达胃食管角。切割吻合器制作胃小囊。Treiz韧带下60 cm处离断空肠，远端空肠上提与胃小囊手工吻合，Vicryl 3-0线连续双层吻合。近端空肠再与食物襻120 cm处吻合[24]，关闭系膜孔。手术涉及区域较大，设计trocar位置时需充分考虑可能的操作范围，避免机械臂相互干扰。

Snyder等[25]报道，249例机器人辅助胃旁路术和356例腹腔镜胃旁路术吻合口漏的发生率分别为0和1.7%，差异有统计学意义。Tieu等[26]报道1 100例机器人辅助胃旁路术，仅1例胃肠吻合口漏。机器人辅助胃旁路术的优势得到极大体现。

三、机器人辅助胆胰分流-十二指肠转位术

该术式各方面效果极佳，但手术操作复杂[27]，术后并发症发生严重且难以处理。目前在减重代谢手术中所占比例较低，多用于极重度肥胖病人，且大多仍采用开腹手术。目前有少数中心尝试使用机器人手术系统完成该手术。单中心报道，59例病人行全机器人胆胰分流十二指肠转位术，术中无中转开腹，术后无吻合口漏和出血发生[28]。相信随着机器人技术逐步成熟，复杂但安全、有效的手术占比将越来越高。

四、机器人辅助修正手术

减重代谢术后，当病人出现手术效果不佳、体重反弹、并发症发生等问题，而又难以通过保守治疗控制时[29]，修正手术能给符合手术指征的病人带来极大益处[30]。2018年发表的《肥胖代谢外科修正手术东亚专家共识》[31]将修正手术分为修理手术、修改手术、复原手术。修正手术成为减重代谢外科新的关注热点。前次手术造成的广泛粘连与消化道生理结构的改变是手术实施过程中最大的困难和挑战。与传统手术方式相比，机器人操作系统施行修正手术体现其视野及操作方面的优势，术后的减重效果较好。

五、机器人辅助单孔减重代谢手术

单孔腹腔镜袖状胃切除术等新技术在术后疼痛、恢复、切口美观等较传统腹腔镜手术有优势[32]，但实际操作难度较腹腔镜显著增加。单孔达·芬奇机器人辅助手术部分克服传统单孔腹腔镜手术操作中的技术难题，被认为是单孔微创手术的发展方向，但目前暂无达·芬奇机器人辅助单孔在减重代谢手术方面的报道。

总结和展望

机器人辅助手术尚处于摸索前进阶段，而想象和创造永远是技术前进的原动力。从减重代谢手术诞生至今，肥胖引起内脏脂肪堆积，进而导致空间狭小、腹壁过度增厚等，这些一直是减重代谢手术的难题之一。如何安全高效又尽量减少手术创伤，一直是外科医师思考与改变的重点。达·芬奇机器人辅助系统的优势是在狭窄有限的空间内完成极其复杂的动作，并进行纯手工缝合，操作直观可靠，学习曲线极短[33]。随着达·芬奇机器人手术系统在减重代谢外科的应用日趋广泛，目前机器人手术的安全性和可行性已得到公认，减少手术中转以及降低住院时间等方面甚至优于传统腹腔镜手术。然而费用昂贵，装机时间冗长，目前普及率尚不高等，为这项新技术不可忽视的局限和缺陷[34]。

机器人辅助手术系统作为一项手术技术，代表目前微创外科的最高水平。其是手、眼的延伸，更是超越。我国目前的减重代谢外科正在飞速发展并逐渐普及，顶尖的新技术和全新的手术方式相结合，必将惠及越来越多的严重肥胖及代谢病病人。