达芬奇机器人在结直肠癌手术中的应用现状＊

以腹腔镜为技术平台的外科手术开创了微创外科的新时代，使结直肠癌手术在技术层面取得长足进步，2000年达芬奇手术机器人问世，为微创外科的发展再添新活力［1］。尽管目前达芬奇手术机器人大量装备在北美、欧洲、日本和韩国，中国大陆仅装备70余台，但是中国大陆机器人辅助手术的数量增长趋势强劲。据达芬奇手术机器人中国代理商“美中互利医疗”统计，中国大陆平均每台机器人开展的手术量遥遥领先于世界平均水平，是世界平均利用率的两倍。达芬奇机器人手术在结直肠外科领域广泛开展以来，除展现其立体视野、操作灵活、视野稳定等优势外，也显示了部分不足之处，如手术成本较高、视野范围受限等。现就达芬奇手术机器人在结直肠癌领域的应用现状综述如下。

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1 达芬奇手术机器人的特点

达芬奇机器人是医疗辅助机器人，主要由医师部分（操作台）、患者部分（机械臂）和影像部分这三部分组成，通过光缆将三者链接起来形成一个整体。医师通过操作台对链接于机械臂并插入机体的手术器械进行准确、实时操控，完成手术程序，机械臂没有自主识别、行动的功能。摄像系统实时为术者反馈手术器械活动的范围及手术视野的变化。三部分之间实时、准确的数据传输是达芬奇机器人辅助完成手术的根本保证。达芬奇手术机器人是通过高度精密的人机配合，准确、高效地完成手术操作，医生的技术水平决定了达芬奇机器人手术效果。

2 达芬奇手术机器人在结直肠癌中的应用

2.1 达芬奇手术机器人的优势

2.1.1 明显降低了手术医师的体力消耗 机器人辅助手术主刀医师坐在操作台上根据摄像系统反馈的图像对机器手机械臂进行操作，无需长时间站立，抓持组织的力量与手指所使的力度无关，切割、缝合、打结等所有操作都由机器手完成，手术过程中主刀医师可以随时停下操作，并使手术视野保持在原位。这样就可以大大降低主刀医师的体力消耗，使长时间手术成为可能。而且机器人辅助手术的绝大多数操作由主刀一人完成，助手负责牵拉、暴露和施放血管夹、闭合器等操作，主刀医师的工作强度明显低于较开腹和腹腔镜手术。

2.1.2 操作更精细、容易掌控 达芬奇机器人手术的放大倍数达到10～15倍，使术野更清晰，尤其容易辨认上腹下神经丛、腹下神经丛、盆壁神经丛等细微结构，使得结直肠手术的保留植物神经等操作更准确可靠［2］。机器人具有独特的、按比例缩小的人手运动与机械臂活动幅度比例 （人手与机械臂的活动幅度比例为1:1.5～1:3），使得机械臂操作更精细、更稳妥、更流畅。较大的放大倍数和可灵活转弯的手术器械，使达芬奇手术器械在狭小空间里进行操作亦具有一定的优势［3］。达芬奇手术机器人小巧的器械头部设计，避免了对组织进行大块钳夹等操作，可以缩小手术创伤范围。达芬奇手术机器人稳妥、精细的操作优势，也使得没有腹腔镜手术操作经验的医生有可能直接进行机器人辅助手术操作［4-5］。

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2.2.1 装机时间较长 由于达芬奇机器人机械臂必需放置在规定的位置和角度、术中不能自由移动以及手术器械的专用性和戳卡安置的要求等原因，手术开始前的装机时间相对较长、平均时间近1 h，而熟练的医护配合可使装机时间缩短。

2.1.5 达到了对结直肠癌的根治性操作要求 根治性是评价肿瘤外科技术平台最重要的指标。Jayne等［8］对比研究了腹腔镜与达芬奇机器人手术对结直肠癌手术的安全性和根治性，结果表明两种技术平台的手术在中转开腹率、手术并发症发生率、环周切缘阳性率、术后性功能和排尿功能障碍发生率等方面均没有明显的差异。尚有观点认为［9］，达芬奇手术机器人对局部进展期直肠癌的手术操作和根治性方面具有一定的优势。

2.1.4 改进了腹腔镜下缝合、打结较困难的不足同样是由于腹腔镜手术器械前端不能转弯的弊端，使得腹腔镜下缝合打结对多数医生而言是个不易逾越的技术瓶颈，而达芬奇机器人随意活动的器械头端使镜下缝合变得异常灵活、简单，这也可能是达芬奇机器人在泌尿外科应用更广泛的原因之一［7］。在机器人结直肠手术方面，可以对直肠残端、吻合口、出血点等进行准确、灵活、快速的缝合操作，有效改进了腹腔镜手术所存在缝合、打结困难的不足。

2.2 达芬奇手术机器人的不足之处及改进措施

2.2.2 机械臂缺乏力度反馈 达芬奇手术机器人主刀医师的操作信号通过电缆传输给机械臂，医师的手感觉不到机械手臂及手术器械的力度，容易造成误伤。操作者必须通过视觉感知手术器械对组织的挤压、牵拉程度，切割速度等信息来弥补缺乏力度反馈的不足，以避免不必要的损伤。

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2.1.3 对侧方操作的优势 常规腹腔镜手术器械呈直杆状，操作范围主要在手术器械的前方，而达芬奇机器人的手术器械头端灵活的关节设计，使其能够进行540°的旋转，可以对手术器械侧方进行灵活、准确的解剖操作，克服了腹腔镜直杆器械对侧方操作时的“相对死角”。特别是在对位于盆腔侧壁的侧方淋巴结进行清扫、盆壁神经进行准确分离、或是对直杆器械可视而不可及的部位进行操作时，达芬奇机器人展示出其一定的优势［6］。

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2.2.3 机械臂活动范围受限 达芬奇手术机器人机械臂的前后活动范围有限、机器人的患者部分不易灵活移动以及镜头臂和器械臂不能互换等原因，使得机器人手术的术野范围受到一定的限制，特别是机器人全结肠切除手术受到限制。目前应用于临床的达芬奇手术机器人多数是da Vinci Si级机器人，最新研制da Vinci Xi级机器人部分改进了此项不足［10-11］。

2.2.4 费用明显增加 达芬奇手术机器人成本较高，多数手术器械为专用耗材并设定了固定寿命，所以机器人手术的费用明显增加［12］。增加辅助孔、减少机器人手术戳卡、减少术中器械的更换以及手术前先用普通腹腔镜探查等措施或可避免不必要的探查和减少手术费用［13］。当然，随着达芬奇手术机器人专利期的结束，其他公司手术机器人的上市，有望降低机器人手术费用，使其得到更广泛的普及，惠及更多的医生和患者。

2.2.5 机械故障 达芬奇机器人结直肠手术的适应证与并发症和传统腹腔镜手术相似，由于其机械设备的特殊性，机器人手术可能发生其特殊的风险，如：机械臂失控或不灵活、组织嵌入手术器械关节、“热剪”保护套破裂，导致意外灼烧、手术器械无法到达目标区域、医师控制台与机械臂系统之间的数据质量不佳等。故对于操作者而言，熟练的操作技术及良好的应急应变能力是需要具备的。

3 小结与展望

达芬奇机器人手术是医师在计算机辅助下通过操作柄控制手术器械来完成手术，并非机器人自主进行手术操作，故认为医师的技术水平决定了达芬奇机器人的手术效果。若欲实现手术机器人进行全自动操作，实现自动分离、切割、缝合而不需医生的干预，这不仅仅是技术层面的问题，更主要的是安全层面的问题，还有伦理层面的问题。随着手术经验的积累，更多疑难复杂手术或都可以利用机器人辅助进行［6,14］，进一步减轻外科医师的疲劳程度，有望延长外科医师的执业时间。此外，相信随着手术机器人的不断更新换代，其不足之处将会得到卓有成效的改进。

参考文献

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