嵇 武 李 寧 黎介壽

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院解放軍普通外科研究所，南京 210002)

進入21世紀，以da Vinci外科手術系統(tǒng)(da Vinci surgical system，DVSS)為代表的手術機器人以其全新的理念和技術優(yōu)勢，克服了腹腔鏡技術的不足，在國外得到越來越廣泛的應用，并取得了良好的效果［1，2］。近年來，國內(nèi)少數(shù)醫(yī)院也相繼引進DVSS，開展了多種手術機器人手術，并已在一些領域形成了一定的特色和優(yōu)勢，但在整體上與國外仍有不小的差距。

1 DVSS國外應用進展

DVSS 2000年被美國FDA批準應用于臨床，目前全世界已有近1000家醫(yī)院開展了DVSS手術，DVSS主要分布于歐美等國家，截止2011年6月，全球已安裝近2000臺，其中美國擁有1400余臺。DVSS 已成為完成復雜大手術的最佳選擇［3，4］:①DVSS可以不破壞胸廓完整性，更精準地完成心胸外科微創(chuàng)手術，如全腔內(nèi)心臟搭橋、瓣膜成形與置換、房間隔缺損修補、心臟腫瘤切除、食管癌切除等。其中全腔內(nèi)心臟搭橋和二尖瓣瓣膜成形是其代表手術，臨床應用表明DVSS手術效果明顯好于開放式手術和胸腔鏡手術。②DVSS以其獨特的深部操作和精細操作的技術優(yōu)勢，廣泛用于前列腺癌根治手術，在保證腫瘤切除效果的前提下，最大程度地減少手術對患者性生活的影響，降低術后尿失禁的發(fā)生率。在北歐，已有超過一半以上的前列腺癌根治手術由DVSS完成，在美國，有報道這一比例更高達90%。③DVSS用于宮頸癌根治等婦科手術，結果表明DVSS手術具有更高的精確性，更好的操控性，能在狹小的骨盆中完成精細的操作，有利于功能的重建和盆腔淋巴結清掃。④DVSS用于腹部外科大手術中，如半肝以上肝臟切除和復雜的膽道重建手術、胃旁路減重手術、胃癌根治術、結直腸癌根治術、胰腺體尾部切除術、胰十二指腸切除術、內(nèi)臟動脈瘤切除吻合術等，取得理想的手術效果。⑤在韓國，DVSS被越來越廣泛地應用于甲狀腺手術，最近，Lee等［5］報道了1043例甲狀腺癌DVSS輔助的甲狀腺切除手術，包括366例甲狀腺全切除和677例甲狀腺次全切除，聯(lián)合淋巴結清掃手術，手術并發(fā)癥發(fā)生率低(1%)，術后患者頸部不適減輕，美容效果好。

2 手術機器人在國內(nèi)的應用

解放軍總醫(yī)院于2006年底最早引進DVSS，2009年后，解放軍第二炮兵總醫(yī)院、北京天壇醫(yī)院、上海胸科醫(yī)院、瑞金醫(yī)院、華山醫(yī)院、華東醫(yī)院、長海醫(yī)院、重慶西南醫(yī)院、南京軍區(qū)總醫(yī)院、沈陽軍區(qū)總醫(yī)院等陸續(xù)安裝。目前，國內(nèi)已投入運用的DVSS共11臺，經(jīng)專門技術培訓具有手術操作資格的外科醫(yī)生100余名。高長青等［6］2007年1月 ～2011年9月共完成470例DVSS心臟手術，包括冠狀動脈粥樣硬化性疾病178例，心臟瓣膜性疾病95例，先天性心臟病140例，心房黏液瘤32例，心包疾病25例，DVSS完成469例，中轉手術1例，再次手術1例，死亡1例。這是迄今國內(nèi)外最大一組DVSS心臟手術的報道。Ji等［7］2009年4月～2011年11月完成20例DVSS精準肝切除，其中半肝以上肝切除13例，左外葉肝切除6例，Ⅴ+Ⅳb段肝切除1例，均采用鞘內(nèi)解剖選擇性入肝血流阻斷下的解剖性肝切除，結果證實DVSS有利于肝門解剖和鏡下縫合，適合用于精準肝切除手術。周寧新等［8］2009年1月～2010年10月完成180例DVSS腹部手術，其中肝門部手術63例，胰腺手術44例，肝臟手術19例，胃腸手術12例，其他腹部手術42例，結果表明DVSS適合在腹部大手術中應用，對復雜疑難的肝膽胰手術更有實際意義。瑞金醫(yī)院沈柏用等［9］2010年3月～2011年9月完成33例DVSS胰腺手術，其中胰十二指腸切除術11例，胰體尾切除術10例(保留脾臟5例)，胰腺中段切除術7例，Berger術4例，胰腺腫瘤切除術1例，所有手術均順利完成，術后隨訪表明DVSS胰腺手術并發(fā)癥減少，術后恢復快，短期療效好。余佩武等［10］2010年3月～2011年6月完成DVSS胃癌根治術23例，包括根治性全胃切除9例，根治性遠端胃大部切除14例，認為DVSS胃癌根治術有利于特殊部位淋巴結的清掃，對于提高胃癌總體療效有意義。丁超等［11］2010年6月～2011年10月完成70例DVSS直腸癌根治術，手術順利完成，手術時間、術后并發(fā)癥、術后胃腸功能恢復時間、清掃淋巴結數(shù)等與腹腔鏡手術相似，認為DVSS直腸癌根治術的意義在于對神經(jīng)和性功能的保護，提高患者術后生活質(zhì)量。

與此同時，國內(nèi)也加強了對手術機器人技術的宣傳與推廣，二炮總院創(chuàng)辦了雙語版的手術機器人外科雜志，南京軍區(qū)總醫(yī)院建立了中文版的手術機器人專業(yè)網(wǎng)站，在外科各專業(yè)的全國性大會上多次進行了DVSS手術現(xiàn)場演示、錄像展播，引起很大反響。近年來，國內(nèi)單位積極開展與國外學術交流，尤其是與國際著名的Giulianotti團隊密切合作，多次邀請來華訪問講學、示范手術，對國內(nèi)手術機器人的開展起到了積極的推動作用。在2010年美國芝加哥舉行的國際臨床手術機器人外科大會上，高長青、周寧新、嵇武、沈柏用應邀做大會發(fā)言，分別介紹了國內(nèi)手術機器人在心臟外科、肝膽外科、胃腸外科、胰腺外科的應用，得到國外同行的認同。

國內(nèi)的研究院所與醫(yī)院合作，積極研發(fā)醫(yī)用手術機器人及輔助設施。北京航空航天大學、清華大學、海軍總醫(yī)院開發(fā)的“黎元”機器人系統(tǒng)，是國內(nèi)第1個具有自主控制、視覺定位和遠程交互功能的新一代神經(jīng)微創(chuàng)外科機器人輔助手術系統(tǒng)，已完成研發(fā)和臨床應用，并通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了遠程操作。天津大學、南開大學和天津總醫(yī)院共同開發(fā)的“妙手”機器人輔助手術系統(tǒng)，主要針對腹部手術，采用主從控制方式，主操作臂有7個自由度，已完成動物試驗。此外，還有北京航空航天大學研發(fā)的胸腹外科手術機器人、南開大學研發(fā)的脊柱外科機器人、第三軍醫(yī)大學研發(fā)的脊柱微創(chuàng)外科機器人、天津大學研發(fā)的喉部手術機器人等。

3 開展機器人手術的意義

18世紀80年代，醫(yī)學先驅(qū)Billroth打開了病人的腹腔，完成了人類歷史上首例腹部外科手術，這種傳統(tǒng)的開腹(開胸)手術被稱為第1代外科手術，一直沿用至今。20世紀80年代，以腹腔鏡技術為標志的微創(chuàng)手術取得突破性進展，在許多外科領域取代傳統(tǒng)手術，被稱為第2代外科手術，在取得了良好臨床效果的同時，也發(fā)現(xiàn)其存在一些局限性:①術野為二維平面成像，降低了術者操作的手眼協(xié)調(diào);②手術器械的活動自由度少，加之對抗直覺的反向器械操作，完成精細分離、縫合、吻合等操作難度大;③復雜手術的學習曲線長等。這些因素限制了腹腔鏡技術向更復雜外科手術的拓展應用，也成為當前腹腔鏡技術發(fā)展的“瓶頸”。DVSS的設計正是針對腹腔鏡技術的不足，體現(xiàn)出明顯的技術優(yōu)勢:①高分辨率的三維圖像處理設備，超越了人眼的極限，有利于術者清晰地進行組織辨認和操作;②系統(tǒng)末端手術器械上的仿真手腕具有多個活動自由度，比人手更加靈活，保證在狹小空間準確操作;③術中可自動濾除人手的顫動，提高了手術的精度;④術者可采取坐姿進行系統(tǒng)操作，利于完成長時間復雜的手術。DVSS的臨床應用被認為是外科發(fā)展史上的又一次革命，有學者認為這預示著第3代外科手術時代的來臨［12］。

手術機器人的應用首先直接表現(xiàn)為手術器械和手術方式的改進，從目前的應用結果分析，手術機器人確實在很大程度上突破了腹腔鏡技術發(fā)展中的一些限制，在微創(chuàng)的前提下使復雜手術的可行性、精確性得到顯著提高，使腹腔鏡技術得到更高的傳承，有力地推動了微創(chuàng)外科的發(fā)展。更為重要的是，其對外科手術理念和手術模式轉變的影響，手術機器人實施手術時，術者并不與病人直接接觸，而是在操作主控臺采用主從操作模式控制置于病人體內(nèi)的機械手臂，通過手臂前端安裝的特殊手術器械，完成手術操作。這種全新手術方式借助高分辨率數(shù)字信號的傳輸技術，使遠程手術成為可能。事實上，早在2001年第1例通過手術機器人的跨大西洋遠程手術就已經(jīng)完成，只是由于手術信號傳導過程中的時間延遲等問題至今還沒有滿意的解決方案，使這一極具發(fā)展前景的技術至今未能推廣應用。隨著信息傳輸技術的進步，加之手術機器人自身的發(fā)展，在不久的將來可能通過某種形式，將全球的DVSS聯(lián)系起來，形成一個局域網(wǎng)絡系統(tǒng)，先在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)遠程學習、觀摩、會診，再逐步向遠程手術過渡。將來，通過加強手術機器人與影像學資料的兼容性，在現(xiàn)有的“數(shù)字人體”的基礎上，通過設計的專門程序，可能由手術機器人主動識別疾病，自行制定手術方案，經(jīng)手術醫(yī)生審定后，自動完成手術操作，實現(xiàn)疾病診斷、手術的“全機器人化”。這是手術機器人研究領域的最大挑戰(zhàn)，將有可能徹底改變?nèi)祟惣膊≡\斷和治療的模式。手術機器人代表了21世紀外科手術學前進的一個重要方向，其對外科發(fā)展的意義可能在將來逐步顯現(xiàn)。

4 我國機器人手術的困難與對策

5年來，國內(nèi)已陸續(xù)開展心胸外科、肝膽外科、胰腺外科、胃腸外科等手術機器人手術1000余例，在心臟外科等領域達到了國際先進水平。目前，面臨的最大問題是手術機器人的普及率遠低于歐美，也不及亞洲日本、韓國等近鄰。主要原因是國內(nèi)手術機器人的使用成本昂貴，性價比優(yōu)勢不明顯，這與我國現(xiàn)階段的基本國情和醫(yī)療體制改革的目標不相符合。手術機器人使用成本高表現(xiàn)在購置費用高、手術成本高、維護費用高，而造成這一現(xiàn)象的主要原因是生產(chǎn)商的技術壟斷。在國外，盡管機器人手術的直接費用有所提高，但術后病人在重癥監(jiān)護室和普通病房的住院時間縮短，術后用藥量減少，并發(fā)癥發(fā)生率降低，這必然會降低相關的治療費用。事實上，美國單臺DVSS手術的費用與傳統(tǒng)手術已基本持平，但國內(nèi)醫(yī)療收費的構成與國外不同，導致目前DVSS手術比傳統(tǒng)手術費用高20 000～50 000元［13］。為保證健康、有序、可持續(xù)發(fā)展，國家衛(wèi)生部已先期介入干預，加強管理和引導，2010年初更明確表示近年內(nèi)原則上不再審批引進新的DVSS。

目前，國內(nèi)外研究人員正在加緊研制各種手術機器人及其輔助設備、耗材。從長遠看，現(xiàn)已存在的手術機器人技術和市場的壟斷地位可能被打破，手術機器人使用成本的下降是必然趨勢。在此過程中，國內(nèi)已經(jīng)開展的單位要緊跟外科技術發(fā)展的潮流，不斷積累經(jīng)驗，并探索適合在我國應用的手術適應證和推廣路徑，著重提高手術的性價比。有條件但尚未開展的單位要積極做好各方面的準備工作，只待條件成熟，適時介入這一領域。我們建議衛(wèi)生主管部門在調(diào)控的同時，也應積極應對外科技術發(fā)展的新形勢，在審慎評估醫(yī)院綜合資質(zhì)的基礎上，逐步放開DVSS的引進?？梢圆扇∨漕~制的形式，先放開區(qū)域性大型醫(yī)院的準入，在一段時間內(nèi)形成50～100臺的規(guī)模。同時，加強學術組織的建設和操作人員的培訓，在中華醫(yī)學會和中國醫(yī)師協(xié)會內(nèi)成立手術機器人外科學組，加強學術交流與推廣，設立國內(nèi)培訓基地，把關手術資格認證。在國外，手術機器人即將進入爆炸式發(fā)展階段，我國目前還處于發(fā)展初期，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ覀兿嘈攀中g機器人在國內(nèi)一定會蓬勃發(fā)展，擁有美好的未來。

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