机器人辅助腹腔镜肝切除术的应用现状

王 磊，刘康伟，段玉灵，李鑫垚，彭慈军

遵义医科大学附属医院 肝胆胰外科，贵州 遵义 563000

微创肝脏手术历经了近30年的发展，其中以传统的腹腔镜下肝切除术(laparoscopic hepatectomy，LH)与机器人辅助腹腔镜肝切除术(robot-assisted laparoscopy hepatectomy，RALH)尤为突出。与传统的开腹手术相比，LH具有出血少、术后疼痛少、住院时间短等优点[1]，被认为是治疗肝脏良恶性疾病的一种安全可行的方式[2]。但目前LH仍然受到其固有的局限性，如活动范围有限、生理性震颤放大、可视化效果不佳、难以在某些部位缝合以及学习曲线陡峭等[3]。机器人手术系统于1999年在欧洲发布，并于2000年获得美国食品药物管理局的批准。2003年，Giulianotti等[4]首次报道了RALH后，来自几个国家的多份报告[5-9]描述了他们自己的RALH经验。但该领域处于持续发展中，直到2018年才发表了第一份关于RALH的国际共识声明[10]，RALH的出现弥补了LH的缺陷，其通过三维视觉实现了视野改善、视觉放大、震颤抑制，以及提升了器械的灵活性和灵巧性[11]，使得各种外科手术中都有了精确的手术技术。根据现有证据，RALH为微创复杂及特殊部位肝脏肿瘤提供了一种替代传统LH的选择，虽然关于RALH的报道很少，但其在出血量、病死率和住院时间等方面似乎与传统的LH相似[12]。但RALH仍然有几个局限性，包括缺少触觉反馈、手术持续时间延长和成本较高[13]，其在临床常规应用中存在争议且仍在讨论中。本文就近年来RALH的相关研究作一综述。

1 RALH的适应证

随着手术经验的积累、技术的创新和仪器的发展，RALH的适应证不断扩大，与LH基本相似[14]，包括：原发性肿瘤(肝细胞癌和肝内胆管细胞癌)、结直肠癌和乳腺癌的转移性病变、良性肿瘤(血管瘤、局灶性结节增生)、其他病变(囊肿和脓肿)。研究[15]表明，肝细胞癌已成为RALH的首选适应证，并且LH难以切除的部位目前逐渐受益于RALH。Magistri等[16]进行的一项前瞻性研究，对261例RALH进行分析，其中12例行左肝切除术，10例行右肝切除术。左肝切除术组中位手术时间383 min，中位失血量300 ml，住院时间中位数3 d；右肝切除术组中位手术时间为490 min，失血量中位数为725 ml，住院时间中位数为5 d，这与以往LH的效果相当。尽管微创手术的优点之一是通过保留薄壁组织的策略获得根治性切除，但需要大面积肝切除的患者可能会受益于RALH，术后效果良好。Zhao等[17]最近回顾性分析了尾状叶切除术的7例患者资料，所有患者均行左侧入路的尾状叶切开术，无剖腹手术，无Clavien-DindoⅢ级或以上并发症，平均肿瘤直径(65.00±10.61)mm，平均手术时间(212.00±74.53)min，中位出血量100 ml，术后平均住院时间(8.71±4.89)d，原发性肝癌4例，术后5个月复发1例，无复发3例，并且所有患者在最后一次随访时都存活，表明了RALH应用于高难度手术的安全性及可行性。已有研究[18]表明RALH的适应证已达到与LH相近且超出其范围，但是基于目前的证据只能说明RALH更多适用于复杂及特殊部位的肝脏良恶性肿瘤,如1、4a、7、8段。近年来，通过肝胆外科医生的努力、肝切除设备的开发和手术方法的创新，LH不能克服的复杂肝段肿瘤逐一被RALH所攻克，同时也表明RALH也渐渐会成为LH的替代方案[19]。

2 学习曲线

RALH作为一种高风险手术，必须培养精通机器人手术的外科医生。研究[20]表明，RALH要比LH的学习周期短，这主要归功于该技术的固有特性，如稳定的摄像机、多自由度的扭动器械、3D视图、震颤抑制和气腹的稳定性等。同时，学习过程要简单很多，因为最新型号的机器人，如达芬奇Xi®，配备了双控制台和虚拟现实模拟器[21]。“双控制台”的设置使外科医生能够克服该手术培训的许多缺点。在双控制台设置下，主刀医生和助手分别坐在主控制台和副控制台。双控制台允许主刀医生在任何时候立即交换对机器人的控制，虚拟现实模拟器是双控制台的另一个有助于外科训练的有用工具[22]。但是，熟练掌握一种新的外科技术在外科医生学习曲线的一开始就可能给患者带来潜在的伤害。故使用机器人进行外科手术的第一次尝试之前都应该经过广泛的模拟培训，其中基本技能可以通过动物模型的实践获得，但进一步的临床训练需要慎重。一些研究已经调查了学习曲线对出血量、手术时间和住院时间等参数的影响，Chen等[23]的研究结果表明，RALH的机器人学习曲线可分为初期(15例患者)、中期(25例患者)和成熟期(52例患者)三个阶段，克服初期后，手术时间和住院时间呈现延长趋势，达到中期及以后会逐渐减少。同样Magistri等[24]进行大样本中心研究也表明，至少需要达到30例RALH，其手术时间、术中出血量、术后住院时间才会逐渐减少。研究[25]表明，在开始RALH之前，传统LH的经验很有帮助，也很必要。也许不久的将来，我国将建立一个系统的、基于RALH学习曲线的培训课程，将模拟培训、动物肝切除和专家指导的临床肝切除相结合以达到最佳的效果。

3 RALH的优势

随着技术的发展，RALH目前具有几大优势，包括：为典型的上、后肝段复杂肿瘤(1、4a、7、8段)提供微创手术、减少外科医生的疲劳感、3D视图的卓越可视化效果、便于使用吲哚青绿(ICG)成像、术中导航的能力、增强的缝合能力等[18]。研究[26]表明，传统的腹腔镜器械有一定的局限性，因为它们是刚性的，并且没有扭曲的动作，同时传统腹腔镜器械的活动有限性被认为会使肝脏后上部的切除变得明显困难，因此不适合微创手术。Lee等[27]和Teo等[28]都证实了传统腹腔镜的后、上段切除术更具挑战性。由于机器人系统可以增加器械的移动性，故RALH有助于手术切除上段和后段的肿瘤，术中还能极大的减少外科医生的疲劳感。RALH的另一个优点是能够使用ICG的近红外荧光成像，这种方法可以帮助识别肝脏血管、胆道解剖结构以及肝肿瘤。ICG通过静脉给药，在偏振光刺激下观察到其走行，主刀医生可以通过使用同步的脚部和手部控制器轻松地在白光和近红外线视觉之间切换，在注射2.5 mg的ICG后，该试剂迅速与白蛋白结合，以这种方式突出血管系统，半衰期为2～5 min[29]，随后ICG被肝细胞选择性摄取，然后原封不动地排泄到胆汁中。进一步研究[30]表明，与肝脏实质相比，ICG也优先被原发性肝肿瘤摄取和保留。将ICG成像与术前CT、MRI、术中触诊和术中超声进行比较的研究[31]表明，ICG可以比其他方法发现更多更小的转移性肿瘤。然而RALH更多的优势还远不如此，肝脏手术中导航工具的最终目标是向外科医生提供主要血管系统和肝肿瘤横断线位置的反馈，这一目标旨在降低切缘阳性的可能性以及降低血管损伤的风险，同时加强术中缝合的能力，并增加保存的正常肝实质的体积。为了实现这些目标，手术过程中还必须追踪器械，以确保相应解剖的位置。目前在术中导航技术方面，已经开发了各种光学和电磁方法来跟踪仪器，这些方法具有可变的精度，并且需要大量的附加设备[32]。但机器人平台的使用消除了这个问题，因为机器人仪器在术中的确切位置一直都是已知的。随着机器人平台的发展，其独特的增强显示技术有可能将3D肝胆图像重建与术中导航的结合提升到一个新的水平。Soler等[33]描述了一种使用IRCAD(法国消化道癌研究机构)开发的VR-Render软件创建3D肝脏模型的方法，其通过在手术前使用机器人平台在腹腔镜下观察肝脏时，首先将虚拟肝脏模型投射到患者的腹部皮肤上，以帮助放置器械端口，然后手动将腹腔镜图像与手术前获得的3D重建图像比对，以便于识别肿瘤和周围相关解剖。但是，这项技术在很大程度上还处于初级阶段，在成熟之前需要更多前瞻性的临床评估。

4 RALH的局限性

截至目前，已经报道了关于RALH的几个局限性问题。包括：缺乏触觉反馈、需要额外的助手、大标本取出可能丧失微创优势、费用昂贵、氩气血管栓塞的可能性。相关研究[34]表明，理论上由于缺乏肝脏的触觉反馈，而导致无法切除真正的肝脏肿瘤，以及使手术难度增加，但是目前对缺乏触觉反馈而导致的手术风险还需要更多的前瞻性临床数据来支持。值得指出的是RALH需要额外的一名助手属于潜在的劣势，这在文献中往往被忽略掉，因其容易受到研究者们对其专业水平的质疑[35]。在微创手术中，大切口取出相应标本可能会丧失其微创的优势，因切口的大小往往是术后恢复好坏的关键，尤其适用于右半肝切除术和扩大的右半肝切除术，但目前相应文献的报道中往往忽略了这一点[36]；值得注意的是，目前最小的机器人切口为8 mm，其比最小的传统腹腔镜切口5 mm要大，故未来有待改进。RALH中氩束凝固器因其独特的凝固特性，在肝脏外科手术中经常被使用，但由于氩气在血液中的不溶性，有可能发生氩气血管栓塞从而导致不良的后果[37]，尽管大多数关于这种罕见并发症的报道都是在开放手术下形成的，但笔者认为还是应该提高警惕。与上述几大局限性相比，RALH最大的局限性还在于其高昂的费用。考虑到机器人设备的购买费用和维护费用，传统LH的成本要低得多[38]，故在成本效益方面，机器人辅助技术目前只有在较大医疗中心才能取得令人满意的结果。相关研究[39]报道，与传统LH相比，RALH的成本增加了13%，主要原因在于昂贵的消耗性手术用品。但是，有研究[40]指出RALH使得住院时间缩短，并发症减少，最终导致总体成本与LH相似或更低，但这仅仅是回顾性分析。除此之外，第二次国际肝切除共识会议[41]指出，可用于RALH的器械范围小于传统LH或开腹技术。主要的限制似乎是实质横切范围，在目前的系统下，机器人系统的超声刀仍存在肝深部大血管部分损伤的潜在危险，对控制中等大小的门静脉出血和胆管愈合作用有限，另一个限制是右肝后侧的视野和接触受限。尽管Casciola等[42]在左侧体位下证明了后上段切除的可行性和安全性，但右肝切除或全肝切除时可出现局限性。如果横隔膜有严重的黏连或肿瘤侵袭，很难从横隔膜上分离出右肝，因为机器人系统提供了刚性的镜下视野。为了克服这些限制，应该发展更加柔性和更灵活的仪器。2018年关于机器人肝切除术的国际共识声明强调了现有数据的局限性[13]，故未来还需要更多的前瞻性数据来了解其局限性。

5 围手术期结果及经验探索

近年来，还没有随机对照试验来比较RALH和LH。通过查阅文献，有几个高质量的非随机研究对它们进行了分析。2019年，Guan等[43]报道了一项13篇研究的Meta分析，其中包括被诊断为局灶性良性或恶性肿瘤的患者，包括肝细胞癌、肝内胆管癌、局灶性结节增生、海绵状血管瘤等，其中包括938例患者(435例RALH与503例LH)。与LH组相比，RALH组术中出血量平均减少69.9 ml(95%CI：27.1～112.7，P<0.001)，手术时间平均延长65.5 min(95%CI：42.0～89.0，P<0.000 01)，手术费用平均增加4240美元(95%CI：3080～5390，P<0.000 01)，其他围手术期转归，包括术中输血率、并发症发生率、中转开腹率和住院时间等，两组间差异均无统计学意义(P值均>0.05)。随后，Zhang等[44]在此基础上进行了二次研究，纳入了28篇文献，涉及3544例患者(1312例RALH与2232例LH)，与LH组相比，RALH组手术时间长(P<0.001)、中转率低(P=0.005)、输血率高(P<0.001)、总费用高(P<0.001)、恶性病变率较高(P<0.001)。其中小范围肝切除的亚组分析显示，RALH与较长的手术时间(P=0.003)、较长的住院时间(P=0.04)和较高的总费用(P<0.001)相关。而大范围肝切除的亚组分析显示，RALH与较少的术中失血量相关(P<0.001)。此Meta分析的结果比之前更为可靠，因为其中纳入了更多高质量的研究。而且，首次揭示了与LH相比，RALH在大范围肝切除术中具有一定的优势，同时值得注意的是，与LH组相比，RALH组的中转开腹率显著降低，手术时间、术中输血率和总费用显著增加，这些结果与其他相关的Meta分析[5,26,43]并不完全一致。但此后可以让外科医生更有可能使用RALH进行更加复杂且大范围的肝脏手术。近期Fruscione等[45]对173例肝切除术(57例RALH和116例LH)患者进行的回顾性分析显示，行RALH患者术后入ICU的频率(43.9% vs 61.2%，P=0.043)和90 d再住院的频率(7.0% vs 28.5%，P=0.001)均有所改善，但两组在术中失血量、手术时间和住院时间方面没有显著差异(P值均>0.05)，分析表明，由于机器人手术目前只是腹腔镜手术的延伸，大量围手术期结果差异存在争议，肝胆外科专家进行两种不同方式手术的结果相似，故二者的围手术期结果未来有待进一步进行大样本量的随机对照试验验证，并进行长期随访，以解决这些争议。目前荷兰的经验[14]表明，RALH与低发病率和快速恢复有关。韩国的Choi等[46]2008年发表的报告指出，3例初始患者均在RALH下接受左外侧段切除术，术后表现良好。这是韩国的第一个关于RALH的病例报告，也是世界上关于RALH的主要文章之一。但是，第一个患者在术后3个月的恢复中预后不佳，影像学显示肿瘤复发。2012年，他们又发表了30例患者的RALH结果报告[47]，其中有20例接受大规模半肝切除术，包括6例右肝切除术，14例左肝切除术。21例发生恶性肿瘤，其中13例肝癌，3例肝内胆管癌，5例肝转移。2例患者(6.7%)转为开放性手术。总体并发症发生率为43.3%，但III级并发症发生率为20%，初步经验表明，机器人半肝切除术和小肝切除术是一种可行和安全的手术，RALH与腹腔镜的手术时间、术中出血、术后并发症和住院时间结果相似。我国的Lee等[48]在香港威尔士亲王医院对2003年11月—2015年1月66例腹腔镜切除术和70例RALH进行了分析，初步经验表明机器人组具有更长的手术时间，其余结局指标均与腹腔镜组相似，但目前还没有正式的RALH培训计划，它的推广也受到成本、机器人系统数量的限制，因此未来有待进一步的经验探索RALH的可靠性与可行性。

6 展望

机器人技术在国内外领域中的优势已经突显，但从经济学角度考虑到因其价格昂贵，限制了在我国的推广[49]。故在未来机器人技术的发展中，在对其价格调控的基础上，对其设备不断深入的掌握，外科微创手术的适应证将可能在原基础上进一步的扩展[50]，机器人的临床应用占比也将不断得到提升。相关研究[51-52]表明，RALH已经成为腹腔镜和开腹手术的替代方法，因其提供了小切口、更好的可视化，克服了腹腔镜和开腹肝脏手术的缺点。RALH在未来的应用和临床价值将在很大程度上取决于其相对于传统腹腔镜手术或开腹手术的优势。笔者不鼓励没有做好充分准备并且没有夯实专业知识培训下的外科医生在患者中开展RALH。一名合格的肝脏外科机器人手术医生具备的基本要素应包括[53]：(1)熟悉肝脏解剖学；(2)有开腹肝脏手术和处理紧急情况的经验；(3)有足够的腹腔镜手术培训；(4)有足够的机器人手术培训。因知识和实践技能相结合是肝脏手术所必需的，不能被更新的机器人工具所取代。机器人是一个数字平台，未来有关虚拟仿真手术和实时导航功能可以进一步开发并结合到机器人辅助手术中。德国一项研究[54]表明，许多医疗中心已经计划在未来建立机器人肝脏手术，将促进RALH的进一步发展。在不久的将来，机器人将改变整个外科手术局面，除了手术器械、成像和术中癌症检测的技术改进外，数据处理技术的发展，包括新的计算机接口等，将影响未来的RALH发展[55]。RALH的下一个挑战是其操作的标准化和对年轻肝胆外科医生的系统培训，为了进一步推广这一手术操作，近期必须建立相关培训体系。此外，随着计算机技术、光学、机械制造、材料科学等学科的发展，实时三维图像重建、触觉反馈系统有望应用于RALH中，以提高手术的安全性和有效性。

7 总结

随着RALH在肝脏肿瘤中的应用急剧增加，其维护费用和日常仪器费用不断增加。如何尽可能地降低RALH的成本是目前最具有争议的话题。相关研究[56]表示，可以通过来自制造商之间的竞争和广泛的技术传播来解决。笔者认为尽管RALH的使用增加了一系列成本，但根据目前相关围手术期结果显示，减少了患者住院时间、术后并发症等，总体上反而缩短了患者的总成本费用。故在未来进行肝脏肿瘤的微创手术时，对于选择RALH或LH时，有必要进行成本效益的分析并建立一套合理的评估系统。

总而言之，只要手术计划的启动得到很好的协调，RALH可以安全和相对容易地开展。目前来看，RALH的安全性已基本证实，其主要的不足之处是高昂的费用，相比传统LH有明显的差距，因此在现阶段仍应以推广传统LH为主，但RALH似乎是一种在复杂及特殊部位肝脏肿瘤上可用于替代LH的方法。然而，由于目前可获得的临床证据有限，需要多中心随机前瞻性试验来验证机器人手术在肝脏肿瘤患者治疗中的确切作用。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：王磊负责课题设计，撰写论文；刘康伟参与修改论文；彭慈军负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。