达芬奇机器人在病理学领域研究应用与进展

乔丽葵 天津市第四中心医院病理科 （天津 300140）

内容提要：手术是临床上常用的一种治疗方式，随着医学技术的进步，达芬奇机器人手术逐渐出现并应用于临床。对于微创手术来说，达芬奇机器人将手术的准确性提高到一个全新的水平，在国外，它早已被广泛用于骨科、肿瘤科等疾病的治疗中，国内多家医院也已开始使用达芬奇机器人，效果良好。这一新型微创术式有可提高精确度的震颤过滤系统、操作灵活的机械腕、放大的三维立体术野等。当前不少医院逐渐将达芬奇机器人应用于外科手术治疗中。文章主要从分析达芬奇机器人的构成与特点入手，并对其在临床上的应用与进展展开综述。

减少对患者的手术创伤一直是现代医学的主要目标之一。早在20世纪80年代，腹腔镜就开辟了微创手术的时代，但腹腔镜具有一定的局限性，手术器械的旋转角度受到限制，这会在手术中造成一些盲点，并且只能为外科医生提供二维的手术视野。这些因素限制了腹腔镜技术向更复杂的外科手术的发展，并且已成为当前腹腔镜技术发展的“瓶颈”。在21世纪，为克服腹腔镜技术的不足，外科手术机器人逐渐成为微创技术的主流，外科手术机器人的发展和临床应用被认为是具有新概念和新效果的外科手术发展史上的一场革命，预示着第三代外科手术时代的到来。近年来，基于微创手术的手术机器人技术的出现，通过将手术的准确性和有效性提高到一个全新的水平，引起了学术界的广泛关注，有人预测以手术机器人为代表，以信息处理为代表，外科手术的新时代已经开始。目前，国外的外科手术机器人在骨科、泌尿外科、妇产科和肿瘤科领域逐渐普及，并且国内的许多医疗机构都在迅速使用达芬奇外科手术机器人，这代表了目前外科手术机器人的最高水平。

1.达芬奇机器人的构成与特点

达芬奇手术机器人是由美国发明的一种提供手术治疗服务的医疗器械，目前我国主要引入的手术机器人为第三代达芬奇机器人，作为一种现代医疗器械，它的主要构成包括了、机械臂和影音设备。我国引入的达芬奇机器人主要用于腹腔镜微创手术的治疗中，达芬奇外科手术机器人的使用不仅具有传统的腹腔镜微创手术的伤口小和快速手术等优势，而且还能有效地弥补因机械自由度带来的操作不便方面的缺陷。历史上最早的外科手术发生在1783年。人类第一次通过打开胸腔的方式进行治疗，由此人类并进入了外科手术的治疗时代，医疗技术的发展使外科手术在今天变得非常重要。腹腔镜手术在20世纪80年代的成功标志着微创手术时代的到来，以达芬奇外科手术机器人为代表的外科手术治疗已逐渐开始在社会上得到推广和认可，这也意味着机器人外科手术治疗时代的到来[1]。

2.达芬奇机器人的临床应用

2.1 达芬奇机器人在肺癌根治术中的应用

肺癌是临床出现率较高且病死率较高的一类恶性肿瘤，早期肺癌主要治疗方式为外科手术，由于医学技术的进步，胸腔镜微创手术慢慢替代传统开胸手术用于肺癌患者治疗中。美国的医院在2010年之前利用达芬奇机器人进行肺叶切除的比重仅在1%左右，之后这一比重不断升高，当前已经达到10%以上。我国临床手术中应用达芬奇机器人最早是在21世纪初，到2010年之后，我国借助达芬奇机器人进行手术的案例数超过400例，且一直呈逐渐升高趋势。

早期的一项报道显示达芬奇机器人的应用术式包括肺大泡切除、肿块切除以及肺叶切除，之后，肺叶切除术成为应用比较多的一种术式，当前由于不断的发展技术比较完善[2]。由于达芬奇机器人具备3D术野、震颤过滤技术，所以能够更准确地实施肺部手术，也使得袖式切除术、解剖性肺段切除术的实施成为可能。我国肺部手术中应用达芬奇机器人的时间较晚，基于技术可行性考虑以及为了保证手术安全性，我国达芬奇机器人手术更多用于早期Ⅰ、Ⅱ期的非小细胞肺癌治疗中[3]。近些年随着技术的逐渐完善、成熟，也逐渐有医生在局部进展期肺癌患者治疗中辅助应用达芬奇机器人进行手术。

肺叶或肺段切除术加淋巴结清扫是肺癌外科治疗的主要术式，3臂、4臂的达芬奇机器人在肺叶切除术中的应用较多，3臂机器人的应用相对更早[4]。研究报道了3臂机器人用于肺叶切除术中的经验，在机器人手术中应用胸腔镜的切口以及手术技术，术中经前向后进行肺门的分离，研究显示，3臂机器人肺叶切除术具有可行性，且安全性有保证[5]。但之后有研究提出4臂机器人能够使术野得到更大程度暴露，能够使胸腔内操作范围增大，同时能够更彻底清扫淋巴结。在手术切口的选择上，研究认为操作孔、镜头之间保持9cm距离能够使4臂机器人各机械臂的干扰减少，并且有研究发现在第七肋间做全部的切口能够成功切除全部的肺叶[6]。在肺段切除术上对于达芬奇机器人的应用的报道不多，研究对17例患者利用3臂实施肺段切除术，对21例患者利用4臂机器人实施肺段切除术，并且实施淋巴结清扫，结果发现手术可行且安全[7]。在20世纪90年代之前，临床对于早期肺癌的治疗一直以胸廓切开行肺叶切除术为标准术式，相较于传统开胸手术，达芬奇机器人手术在临床上应用时间较短，临床病例数不多，所以手术实施的效果以及安全性必须进行更多的研究。一项对比研究发现，相较于传统开胸手术，机器人肺叶切除术后的住院时间明显缩短，且术后出现肺部并发症、漏气以及房颤的比重与开胸手术差异不明显[8]。另外一项研究显示，机器人肺叶切除术能够使患者术后并发症明显减少，并且术后住院时间、胸部引流管留置时间均能够明显缩短。在缩短住院时间以及减少围术期并发症方面，其他研究也证实了机器人肺叶切除术的优势。

一项回顾性分析显示，相较于胸腔镜肺叶切除术，机器人肺叶切除术的围术期疗效比较接近，且相比之下，机器人肺叶切除术的安全性更高，术中中转开胸率更低，术中无法控制的出血量更低[9]。研究进行对比发现，胸腔镜肺叶切除术与达芬奇机器人手术时间、住院时间、主要术后并发症、术中出血量等方面的差异不明显，而相较之下达芬奇机器人手术能够减轻患者术后疼痛程度，且能够使患者术后日常活动能力更迅速恢复。另外一项多中心研究显示，120例接受达芬奇机器人手术治疗的患者与接受胸腔镜手术治疗的4000多例患者在术中并发症发生率、术后并发症发生率方面差异不明显[10]。另外一项大规模分析，针对临床分期Ⅰ、Ⅱ期非小细胞癌患者利用胸腔镜手术以及达芬奇机器人手术治疗，结果发现在术后并发症发生率差异不明显，住院时间差异不明显，术后一个月的病死率差异也不明显。

2.2 达芬奇机器人在PFNA内固定治疗股骨粗隆间骨折中的应用

股骨粗隆间骨折是一类易愈合但也易出现髋内翻的骨科疾病，常见于老年人且多由外力作用引起。临床治疗主要根据患者病情实际确定，一般可分为保守治疗和手术治疗，前者多采用皮牵引或外固定方式治疗，后者则主要包括半侵入式外固定支架、人工假体置换及股骨近端防旋髓内钉（PFNA）内固定等方式。其中以PFNA为主流，以往临床行该手术治疗时多依赖于术中反复透视，随着医疗器械技术的发展，机器人辅助技术的出现，不仅极大提高了内固定准确率，也使手术越发趋于精准、微创。

有相关研究表明，在达芬奇机器人辅助下行股骨近端防旋髓内钉内固定治疗股骨粗隆间骨折的临床应用效果显著[11-13]。该篇文章将纳入的患者分为了对照组与观察组2组，对照组患者给予透视下PFNA内固定治疗，观察组患者则给予达芬奇机器人辅助下PFNA内固定治疗，并于侧髂前上棘置入光学示踪器，通过髋关节处C臂正侧位摄片情况，确定机器人主控系统导入至术前数字化设计预设位置，并于定位处做一导入切口，将机器人微调后通过切口沿套筒将导针置入髓腔，透视髓腔内情况，根据患者病情实际于近端处扩髓并置入主钉，再将导针置入股骨颈，在远端瞄准器显示下于远端置入螺钉，固定，切口逐层缝合。结果提示，该篇报道中研究组患者的手术时间明显更短，且术后髋关节功能评分也明显更优。由此可知，在达芬奇机器人辅助下PFNA内固定在模拟螺钉位置后精准置钉不仅可有效缩减置钉时间，且更有利于准确置钉，减少手术重复性操作。研究发现，股骨粗隆间骨折应用PFNA内固定治疗可实现较理想的临床疗效，且术后关节恢复情况与其手术创伤程度具有一定相关性，术中精准操作可明显减少手术创伤，更好促进患者康复，使其在临床疗效方面获得明显提升[14-18]。

3.讨论与展望

虽然临床实践显示达芬奇机器人有比较突出的应用优势，不过其也存在一些不足，具体体现在手术操作者不能准确感受到热感、振动感、压力、张力，所以在往后的应用研究中，应该尝试将机器人系统结合一定的设备软件，保证手术医生在操作机器人系统时可以有实时且持续的触觉反馈，以保证机器人手术实施的简便性，同时提升手术的安全性[19,20]。并且应该注意提升机器人系统的精确运动缩放功能，保证能够实施一些高精度的细微操作。另外还应该建立清晰度非常高的三维立体影像系统及人机交互平台，使医生能够观察到更高清、更真实的术野结构，提升手术进行顺利性以及安全性。当前的达芬奇机器人手术系统的操作器械大部分都是8mm，机器人镜头直径是12mm，同时床旁机械臂也比较笨重，所以在未来的研究发展中应该不断缩小床旁机械臂，提升操作的准确性以及灵活性，减少术前在床旁安装机器人系统所需的精力和时间。另外还应该注重增加机器人的激光、射频、冷冻等定向治疗功能，实现机器人手术的微创化。