机器人手术系统在血管外科中的应用与展望

1.机器人手术系统临床应用

  1.1机器人手术系统临床应用概述
  自21世纪初外科手术机器人开始在临床中得到应用,微创外科逐步步入机器人手术时代。机器人手术系统超越了传统开放手术与腹腔镜手术的局限,将手术精度和难度提升到了新的高度,在泌尿外科、普外科、心胸外科、妇科等学科已开始逐渐应用[1-5]。中国大陆地区自2006年解放军总医院引进首台达芬奇机器人以来,截止2019年3月共拥有达芬奇机器人手术系统82台,开展各类机器人手术10万余台次,其中泌尿外科手术49000余台次,占45.0%,其次是胃结直肠外科,共开展18000余台次,占17.1%,位居各类机器人手术第二位。但是机器人手术系统在血管外科应用很少,只是在心脏外科开展一些冠状动脉搭桥手术,以及个别中心在行腹部肿瘤手术时,肿瘤侵及下腔静脉行腔静脉部分切除修补手术。应用机器人手术系统行腹主动脉手术以及主髂、髂股或主股动脉旁路手术尚未见报道。我们中心于2019年3月尝试应用达芬奇机器人手术系统施行髂静脉-股静脉自体大隐静脉旁路移植手术,获得成功,开创了机器人手术系统在血管外科应用的先河[6]。


  1.2机器人手术系统在冠脉搭桥中的应用
  如果单纯从机器人吻合血管的技术层面来说,应用机器人手术系统开展血管外科相关手术是从心脏外科的冠脉搭桥手术开始的。1998年Loulmet等[7]首次报道机器人冠状动脉旁路移植术( totally robotic coronary artery bypass,TECAB),术中先游离左内乳动脉,心脏停跳后行内乳动脉到前降支的吻合。Bonaros等[8]报道500例机器人冠脉搭桥术,其中78%接受了心脏停跳下TECAB,22%行心脏不停跳下TECAB; 成功率为80%,安全率95%,转换为开胸手术的占10%,随手术例数的增加,术式转化率逐步下降,也未出现同术式转化相关的并发症。

2. 机器人手术系统在国外血管外科的应用


  2.1宙斯机器人手术系统在血管外科的应用
  Wisselink等[9]于2002年率先报道了机器人辅助下行2例主动脉-股动脉旁路移植手术,这是国际上首次报道机器人在血管外科的应用。他采用的是宙斯机器人手术系统(Zeus, Computer Motion, Santa Barbara, Calif),病人呈平卧位,腹壁偏左侧建立8个戳卡孔,使用3个机械手臂,其中1个为摄像头,另外2个为操作臂。其余5个戳卡孔用来协助暴露腹主动脉。手术时间分别为290min和260min,主动脉吻合时间分别为48min和37min,失血量在2例均少于200ml,术后第2天即恢复正常饮食,术后第4天和第6天出院,没有严重并发症发生。2004年德国Kolvenbach等[10]报道了50例腹腔镜和机器人腹主动脉瘤手术,其中10例行机器人腹主动脉的吻合,机器人吻合血管的时间明显短于腹腔镜组,分别为40.8±4.1min和52.7±9.0min,但机器人组手术时间长于腹腔镜组,分别为242.5 ±40.5min和227.8 ±34.0min。这可能与机器人手术系统复杂以及操作不熟练有关。有3例病人发生并发症,其中腹腔镜组1例发生肠梗阻,机器人手术组1例术后发生肾功能不全,2周后行血液透析。还有1例吻合术后发生股动脉血栓形成,行取栓术。这个研究证明机器人手术在血管吻合方面较腹腔镜手术具有明显优势。


  2.1达芬奇机器人手术系统在血管外科的应用
  前述较早应用机器人手术系统进行血管吻合的报道都是采用宙斯机器人手术系统,2004年之后开始采用达芬奇机器人手术系统The da Vincie Surgical System (Intuitive Surgical Inc., Sunnyvale, CA)。P. Desgranges[11]最早报道采用达芬奇手术系统行主动脉和股动脉旁路手术。5例病人中,3例采用6 cm小切口暴露主动脉,2例是在机器人下暴露主动脉的,但5例均是在机器人下完成主动脉和人工血管的吻合,平均手术时间是188 min。没有机器人相关并发症发生,6周后复查旁路血管的通畅率为100%。作者认为机器人行血管吻合的最大优势是3D放大的视野和灵活的机械手腕,认为行机器人手术吻合无需先行腹腔镜技术的培训,但应用机器人手术系统行主动脉-股动脉旁路移植手术的潜在价值还需要更多的临床研究来证实。之后,越来越多的关于机器人手术系统在血管外科应用的报道,2008年P. Stadler[12]报道介绍了100例机器人辅助主动脉重建治疗闭塞性疾病及动脉瘤的临床经验。其中,动脉闭塞性疾病(AOD)90例,腹主动脉瘤(AAA)7例,髂总动脉瘤(CIAA)2例,CIAA和AOD联合治疗1例。结果:100例手术中,97例(97%)成功完成,3例(3%)需行中转。手术时间中位数为235分钟(150~360分钟),血管阻断时间中位数为42分钟(范围为25至120分钟)。中位吻合时间29 min (12~60 min),中位出血量430 ml (50~1500 ml)。重症监护病房住院天数中位数为1.7天,住院时间中位数为5.1天。平均2.4天后恢复正常的口服饮食。术后30天生存率100%,术后无致死性并发症3例 (3%)。结论:机器人主髂动脉外科手术安全,技术成功率高,手术时间和成功率与传统开放手术相当。主髂动脉吻合术比常规腹腔镜技术更快、更准确。2016年P. Stádler[13]报道了迄今为止最大宗的机器人血管外科手术310例。224例患者诊断为闭塞性疾病,61例腹主动脉瘤,4例髂总动脉瘤,4例脾动脉瘤,1例内乳动脉瘤。在这些病例中有5例是腔内介入治疗失败后转为杂交手术,2例为中位弓状韧带松解术,9例为EVAR术后的endoleakⅡ治疗。结果:298例(96.1%)应用机器人手术系统完成手术。10例(3.2%)需要转换成开放手术。术后30天死亡率为0.3%,其中2例(0.6%)出现晚期移植物感染。机器人髂-股动脉旁路术、主动脉-股动脉旁路术或主动脉-髂动脉内膜切除人工血管植入术手术时间为194 (范围为127至315)分钟,机器人主动脉-髂动脉瘤手术组,253 (范围为185至360分钟)分钟。结论:从实际应用的角度看,机器人辅助手术的最大优点是血管吻合的速度快和相对简单性。机器人辅助手术的经验证明该技术在血管外科应用的可行性。


3.机器人手术系统的优势和劣势


  3.1机器人手术系统的优势
  实际上机器人手术系统在血管外科的应用有它特有的优势:一是血管外科手术多数是血管重建手术,需要进行血管吻合,手术精细度高。传统开放手术术者需要借助放大镜才能清晰辨认吻合血管断端的细微结构。而机器人手术系统的摄像头是双镜头结构,术者看到的手术视野是三维立体结构,且放大10-15倍,比裸眼直视下还要清晰,可以清晰的辨认血管的微细结构。二是机器人手术系统的机械臂仿真手腕具有7个自由度,可以进行540度旋转操作,比人手还要灵活,借助于精细的手术器械,特别适用于狭小空间的操作。三是机器人手术系统的震颤滤过功能,使机械手臂的操作十分稳定,而人手在进行精细操作时都有细微颤抖的现象。四是血管外科手术多数为重建手术、且为良性病变居多,所以无需担心气腹导致的肿瘤细胞播散,术后也无需在腹壁制造切口取标本。五是目前血管腔内介入手术的耗材都很昂贵,尤其是植入体内的支架系统比人造血管要贵上几倍,所以,应用机器人行血管外科手术在有些病种方面具有价格优势。


  3.2机器人手术系统的劣势
  纵使机器人手术系统在行血管外科手术方面具有很多优势,但仍然有一些不足需要改进,比如机械手臂操作时的触觉反馈消失的问题,比如术前准备时间长以及需要中转时转换时间长的问题,以及腔内阻断主动脉、髂动脉等的安全性问题,都需要在临床实践中不断发现问题,与器械研发团队合作解决这些问题。


4.未来展望


  机器人手术系统将来需要在智能手术机器人和远程手术机器人方面做出突破。虽然,现在有利用5G网络实施远程手术的报道,但还局限于比较简单的手术。相信随着无线网络的发展,将来一定会解决远程手术过程中时间延搁的问题。在大数据时代,智能机器人已经离我们越来越近了,机器人手术系统会调取国人人体解剖数据库的数据,准确地判断出患者的组织器官位置,并予以精准实施手术。


  关于机器人手术系统在血管外科的应用才刚刚起步,需要不断地积累经验,逐步建立起操作规范和标准流程,并适时开展与开腹手术或腹腔镜手术的临床对比研究,从而得出令人信服的临床结果,以推动机器人手术系统在血管外科的应用和发展。


参考文献:略


    2019/6/24 18:52:57     访问数:329
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