張海洋綜述 葛建軍審校

機器人輔助先天性心臟病矯治術的治療進展

張海洋綜述 葛建軍審校

微創(chuàng)心臟外科手術已經(jīng)發(fā)展至機器人手術系統(tǒng)輔助下進行，相比傳統(tǒng)心臟手術方式，機器人輔助手術因具有創(chuàng)傷小、恢復快等諸多優(yōu)點而廣泛地被臨床醫(yī)師和患者所接受，近年來在臨床的應用越來越多，但其手術方式獨特、系統(tǒng)的可操控性和遠期效果評價尚處于探索階段，需要大樣本的案例循證分析?，F(xiàn)簡要綜述機器人輔助先天性心臟病矯治術的治療進展。

機器人；微創(chuàng)手術；先心病

機器人手術系統(tǒng)是目前微創(chuàng)手術設備的典型代表，在其基礎上誕生一系列微創(chuàng)外科手術，其作為一種全新的手術工具，具有操作精細、創(chuàng)傷小、術后恢復快等優(yōu)點，已逐步應用于各微創(chuàng)外科領域。隨著心臟外科手術技術的發(fā)展、外科醫(yī)師手術經(jīng)驗的不斷豐富，大部分心臟外科手術已基本趨于成熟，而患者對于微創(chuàng)及術后美觀的要求越來越高，微創(chuàng)心臟外科已經(jīng)成為各大心臟中心研究的熱點，從小切口心臟手術到傳統(tǒng)腔鏡心臟手術，再到現(xiàn)在的機器人輔助下心臟手術，正在不斷努力以取得更完美的治療效果。目前針對先天性心臟病（簡稱先心?。┑耐饪浦委?，經(jīng)歷了從傳統(tǒng)正中開胸矯治手術到胸腔鏡輔助小切口下矯治術，越來越趨向于微創(chuàng)，現(xiàn)已逐漸應用機器人手術系統(tǒng)進行矯治。因目前機器人手術系統(tǒng)不適宜于嬰幼兒，該文將機器人輔助大齡兒及成年人先心病矯治術做一簡要綜述。

1 機器人手術系統(tǒng)的發(fā)展及先心病的治療進展

1.1 機器人手術系統(tǒng)的發(fā)展機器人外科手術系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三代手術系統(tǒng)的變革：第一代機器人外科手術系統(tǒng)為“伊索”（AESOP）［1］機器人系統(tǒng)，由美國Computer Motion公司在1994年開發(fā)并研制成功。第二代機器人外科手術系統(tǒng)為“宙斯”（ZEUS）機器人系統(tǒng)，是在第一代機器人系統(tǒng)的基礎上于1998年改進研發(fā)，其由術者操作臺、3只機械臂和計算機控制裝置三部分組成，術者通過觀察二維或三維手術圖像控制操作臺來操作手術器械。2000年，由美國Intuitive Surgical公司開發(fā)制造的第三代機器人外科手術系統(tǒng)“達芬奇”（Da Vinci）機器人系統(tǒng)獲批應用于臨床。我國于2005年在香港引進首臺“達芬奇”機器人手術系統(tǒng)，后來國內(nèi)各大心臟中心也主要引進“達芬奇”機器人手術系統(tǒng)應用于外科手術。該系統(tǒng)由三部分組成：高清晰三維視頻成像系統(tǒng)；擁有一個鏡頭臂和3個器械臂組成的四臂床旁機械臂系統(tǒng)；按人體工程學設計的醫(yī)師操作系統(tǒng)［2］。手術醫(yī)師可以直接在操作臺借助三維成像直視心內(nèi)解剖結構，不用靠近手術臺，并通過操控手柄來控制機械臂進行手術。目前大多數(shù)臨床中心所用的為“達芬奇”系統(tǒng)，相對于第一、二代機器人系統(tǒng)，“達芬奇”機器人手術系統(tǒng)因設備的先進及操作更精細等優(yōu)勢，已被廣泛應用于外科手術而得到更好地發(fā)展。

1.2 先心病矯治術的治療進展心血管外科是外科領域中的新興學科，國際上從20世紀30年代開始才逐步發(fā)展起來，此后先心病的外科矯治逐漸開展。1944年我國首例動脈導管未閉結扎手術成功，標志著我國心血管外科的開端。1953年Lewis應用低溫及阻斷上下腔靜脈的技術直視下修補房間隔缺損成功［3］，這一技術一直沿用至今。此后各心臟外科中心已相繼完成各類先心病手術。隨著外科技術的不斷發(fā)展，手術方式逐漸由正中開胸直視手術到胸骨下段小切口手術，再到右側腋下經(jīng)肋間小切口手術及全胸腔鏡下手術至現(xiàn)今的機器人手術。在體外循環(huán)方面也由傳統(tǒng)上、下腔靜脈及升主動脈插管建立體外循環(huán)，至后來通過右腋下經(jīng)肋間隙進胸行升主動脈插管及外周股動靜脈插管建立體外循環(huán)?！伴]式體外循環(huán)”［3－4］的出現(xiàn)以及內(nèi)鏡設備和技術的快速發(fā)展，微創(chuàng)心臟手術實現(xiàn)經(jīng)外周建立體外循環(huán)，借助機器人不開胸完成心臟手術。循環(huán)輔助方式也由體外循環(huán)下發(fā)展至體外循環(huán)下心臟不停搏手術。2003年，程云閣等［4］報道首例完全內(nèi)窺鏡下的房室間隔缺損修補術獲得成功，由此微創(chuàng)心臟外科得以更快的進步。Torraca et al［5］和Wimmer－Greinecker et al［6］分別于2001和2003年報道了在機器人手術系統(tǒng)輔助下進行房缺修補術并獲得成功的病例。高長青等［7］于2007年首次在大陸開展機器人輔助心臟手術，其報道不開胸連續(xù)完成房缺修補術3例，手術均獲成功，且各項數(shù)據(jù)顯示術后恢復快，出血減少明顯，無相關并發(fā)癥發(fā)生。此外，機器人系統(tǒng)的手術時間長短取決于外科醫(yī)師技術水平和對系統(tǒng)操作的熟練程度。Bonaros et al［8］統(tǒng)計分析得出，機器人先心病矯治術學習曲線陡峭，隨著手術例數(shù)的增加，手術時間明顯縮短。

2 機器人輔助先心病矯治術技術

2.1 手術前準備術前患者進入手術室后，一般準備完畢后，作麻醉前穿刺置管，首先穿刺左側橈動脈置管，監(jiān)測動脈血壓。穿刺右側頸內(nèi)靜脈置入雙腔靜脈導管，監(jiān)測中心靜脈壓。麻醉后則氣管插管插人雙腔管，在纖支鏡輔助證實其在氣管內(nèi)的位置后固定?；颊唧w位上，因手術要求右側胸部則整體抬高30°左右、半垂位固定右上肢。在胸背部貼除顫電極板，置食管超聲探頭。機械通氣進行左側單肺通氣，在右側胸壁打孔：在第2、6肋間與腋前線交匯處分別開1 cm左右小孔置入左、右機械手臂；在第4或5肋間與腋前線交匯處開1 cm左右的孔并置入內(nèi)窺鏡；于第5肋間與右鎖骨中線旁置入第4機械手臂于胸腔中。術側胸腔內(nèi)穩(wěn)定流量不間斷充入CO2，流量為3～6 L／min；在第4肋間水平與腋中線交點開2 cm左右工作孔并置入Chitwood主動脈阻斷鉗。手術開孔的位置可根據(jù)手術具體要求和患者體型做相應調(diào)整，以更好地適應術者操作手術［9］。

2.2 體外循環(huán)輔助技術“閉式體外循環(huán)”使微創(chuàng)心臟手術實現(xiàn)經(jīng)外周建立體外循環(huán)，在經(jīng)食管超聲（transesophageal echocardiography，TEE）及B超定位的輔助下，經(jīng)股動、靜脈及頸內(nèi)靜脈插管建立體外循環(huán)。相對于傳統(tǒng)模式，“閉式體外循環(huán)”為機器人手術提供了技術保障。但對于合并嚴重主動脈或髂股動脈或腹主動脈粥樣硬化的患者，因不適宜行經(jīng)周圍動脈插管的體外循環(huán)術，故不建議采用機器人輔助的手術方式［10］。近年來國際上有在TEE引導下行多孔肺動脈插管放置于肺動脈進行靜脈引流，并將股動脈插管置于髂動脈或遠端腹主動脈。體外循環(huán)建立后，縱行切開心包，用阻斷鉗阻斷升主動脈。灌注停搏液，其方式可順行灌注、逆行灌注或二者結合的方式。手術中采用較多的是順行灌注，為經(jīng)胸骨旁右側穿刺插入灌注針，在超聲引導下順行灌注停搏液，過程相對較為簡單［9］。而逆行灌注則較為復雜，其為在超聲引導下經(jīng)右側頸內(nèi)靜脈置管至冠狀竇逆行灌注停搏液。在使心臟停搏后，即操作機械臂行手術修補。

3 不同種類先心病矯治的手術效果

3.1 房室間隔缺損修補機器人房室缺修補術相比于傳統(tǒng)修補術，在術中精細操作及術后恢復方面均具有一定的優(yōu)勢。趙強［11］于2005年在國內(nèi)最早行10例機器人外科手術系統(tǒng)輔助房缺修補術，無手術死亡病例或發(fā)生并發(fā)癥，術后超聲示無殘余分流，術后隨訪2～10個月生活質(zhì)量良好。2007年，高長青等［12］報道15例機器人房缺修補術，全組手術均獲成功，平均體外循環(huán)時間109.5 min，無術中手術方式的改變，術中及術后出血明顯減少，在監(jiān)護室僅觀察1 d，術后恢復時間明顯減少，術后復查無殘余分流等的發(fā)生；隨后其團隊于2012年再次報道單中心機器人成功進行先心病矯治術160例，其中有76例房缺是在心臟不停跳下完成，全組手術均獲成功，術后隨訪1月～5年，未見殘余分流及惡性心律失常等并發(fā)癥的發(fā)生［13－14］。魏來等［15］報道5例機器人輔助房缺修補術獲得成功，手術時間平均240.5 min，術后引流量平均80.4 m l，ICU觀察時間平均12.2 h，術后未輸注血液及血制品等。近來，徐學增等［16］報道了成功改良機器人手術方式行房缺修補術22例，病例均接受機器人房缺修補術或三尖瓣成形＋房缺修補術，手術時間平均2.3 h，術后呼吸機平均輔助時間5.8 h，術后住院時間平均5.6 d，均恢復良好順利出院，出院后隨訪結果滿意。而國外早年在2001年報道了由Torracca et al［5］完成6例全機器人房缺修補術獲得成功。隨后又有多家心臟中心［17－18］報道了機器人房室缺矯治，根據(jù)報道，除手術時間稍長，僅有少數(shù)病例需要轉(zhuǎn)為正中開胸外，在修補效果、降低術后并發(fā)癥及死亡率等方面均取得了良好的效果。近年來Iion et al［19］報道了1例機器人完全性右位心的患者房間隔缺損修補術取得成功，患者術后恢復良好。因此對于稍復雜的房缺修補術，機器人手術系統(tǒng)仍然適用。

3.2 動脈導管未閉結扎或縫閉及血管環(huán)切除動脈導管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）結扎及血管環(huán)切除的報道也不少。Suematsu et al［20］報道，使用“達芬奇”機器人成功矯治15例PDA或血管環(huán)或瓣膜成形術患者，年齡在3～18歲，除l例在術中因胸膜嚴重粘連轉(zhuǎn)變?yōu)檎虚_胸手術，其余手術均獲成功，患者均在術后當天即拔除氣管插管，住院時間平均1.5 d，無術后并發(fā)癥的發(fā)生，術后恢復良好，較常規(guī)手術相比手術時間雖稍有延長，但術后恢復明顯加快及并發(fā)癥減少。Le Bret et al［21］報道機器人PDA結扎術28例，并作出與常規(guī)腔鏡下PDA結扎術對比分析。結果顯示，除手術時間相對較長外，氣管插管時間、術后引流量、住院時間及相關并發(fā)癥等發(fā)生與常規(guī)腔鏡手術無顯著差異。

3.3 先天性瓣膜病糾治先天性瓣膜病包括先天性二尖瓣狹窄或關閉不全，三尖瓣閉鎖，Ebstein畸形等，因其病程惡化進程快，自然預后差。二尖瓣修復成型術是目前治療此病較為理想的方法，二尖瓣成形術可以更好地保留瓣葉及瓣下結構，減少術后抗凝及其栓塞或出血等并發(fā)癥；另外該術式能更好地保護左室功能，手術的死亡率也明顯下降，遠期預后較好。但對嚴重瓣膜畸形的病例，不得不選用瓣膜置換術。Raju et al［22］報道了機器人輔助修復先天性二尖瓣關閉不全手術獲得成功的案例，手術效果滿意。Seder et al［23］報道成功利用機器人輔助以標準成形技術修復三尖瓣瓣葉脫垂。Mandal et al［24］回顧性分析了大樣本量的二尖瓣手術，其中包括先天性瓣膜病和獲得性瓣膜病，其中的機器人手術和傳統(tǒng)手術相比，結果顯示兩組間的死亡率等無顯著差異。此外，該報道中體外循環(huán)時間在后期手術縮短近一半，即隨著手術例數(shù)和手術熟練度的增加，手術時間將會大大縮短，則可減少因手術時間延長而加重對患者的創(chuàng)傷。機器人手術減少患者住院時間，加快患者恢復進度，使其更早地回歸正常生活及工作，使患者從手術治療中受益。Mihaljevic et al［25］基于對機器人輔助二尖瓣手術的術后護理及治療費用代價作出研究，可以從術后最低成本方面和最快恢復至臨床工作中獲益，類似于常規(guī)手術方法值，可實現(xiàn)在大的心臟中心開展。

3.4 心臟腫瘤摘除及其他手術2005年，Murphy et al［26］報道了成功進行“達芬奇”機器人輔助下左房黏液瘤切除術，手術中腫瘤切除造成的隔膜缺損以自體心包修補，手術均成功，術后住院時間僅為4 d，術后半月即可進行正常日?；顒樱S訪均未見明顯異常，生活質(zhì)量滿意。Seguchi et al［27］于2011年報道機器人輔助切除無癥狀右心房腔內(nèi)脂肪瘤案例的報告，手術在心臟不停跳下操作完成，手術時間為214 min，較傳統(tǒng)手術具有較大優(yōu)勢。Murphy［28］報道機器人主動脈瓣乳頭狀彈性纖維瘤切除伴迷宮手術獲得成功，術后效果滿意。相對于傳統(tǒng)開胸體外循環(huán)手術，機器人手術均可取得滿意效果。

4 結語

傳統(tǒng)先心病的矯治術已基本成熟，其效果已被臨床實踐所證實，并發(fā)癥及死亡率也在不斷的下降，是機器人心臟手術良好的對比標準。短期內(nèi)機器人手術雖具有低創(chuàng)傷，住院時間短，術后并發(fā)癥少，輸注血制品少，術后生活質(zhì)量提高等優(yōu)點，但目前尚缺乏長期的臨床資料證實其遠期預后的優(yōu)越性；況且機器人手術尚存在缺乏觸覺，缺乏對組織韌度的分辨，缺乏壓力與握力反饋機制，不能識別溫度差異及手術成本高昂等不足之處，機器人手術的優(yōu)勢則需要更長周期、更加嚴格的臨床隨機對照研究予以證實。從近年來不斷增多的機器人手術實踐可以看出，機器人手術矯治先心病是安全、有效的；雖然其目前在先心病矯治的應用中尚存在局限，部分復雜先心病、重癥先心病、危重先天性瓣膜病、大血管嚴重畸形病例的治療尚不能通過機器人開展，但隨著對機器人技術的不斷研發(fā)，如新型牽開器、無線吻合器及新術式等，機器人技術將會在不同種類的臨床手術治療中得到更廣泛的應用；并且伴隨著外科醫(yī)師手術技術的不斷成熟，相信機器人手術將會被更廣泛地應用到先心病的矯治中，是未來先心病微創(chuàng)治療的發(fā)展方向。

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R 654.2

A

1000－1492（2015）08－1203－04

2015－04－24接收

安徽省高校省級自然科學研究項目（編號：KJ2010A161）作者單位：安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心臟外科，合肥 230022

張海洋，男，碩士研究生；

葛建軍，男，教授，主任醫(yī)師，博士生導師，責任作者，E-mail：aygejianjun＠163.com