机器人腹腔镜手术已在全世界开展起来,其在妇科手术领域中也逐步得到推广应用,发展趋势迅猛,微创手术已进入新的时代。现就机器人用于妇科恶性肿瘤的手术治疗现状做一综述。
机器人手术系统的构成和使用安徽省立医院妇产科赵卫东
机器人技术于20世纪80年代应用于外科手术。首次通过美国FDA批准的是名为伊索的机器人。其实质是用机械臂代替手术助手控制腹腔镜,术者通过声控系统或脚踏控制,这很好的克服了助手和术者思想上的不统一现象,但其不能进行独立操作。2000年美国FDA 批准了宙斯和达芬奇两套手术机器人系统的临床应用。二者的区别在于达芬奇手术系统提高了自由度和立体视觉。达芬奇系统是目前应用最广泛的机器人,迄今为止在全球已售出1000多台。现就达芬奇机器人系统为例介绍其构成及使用。
1 达芬奇系统的构成和使用
达芬奇机器人手术系统主要由三个部分组成:手术操作控制台、内镜影像系统和机械臂。
1.1 医师手术操作控制台 该操作台是达芬奇系统的控制核心,由计算机系统、监视器、操作手柄及输出设备等组成。术者坐于控制台前,通过观看控制台上的三维手术监视器观察手术野。术者双手控制操作杆,手部动作通过操作手柄被转换为电信号,再经计算机系统转换为计算机指令,指导器械臂进行同样动作,以完成手术操作。另一方面术者可通过手控、声控或踏板控制腹腔镜及配合完成电切、电凝等相关操作。
1 .2 手术台车 包括2~3只工作臂及1只持镜臂用于术中握持腹腔镜, 另外2~3个机械臂安装EndoWrist仿真机械手。2003年生产的新一代达芬奇机器人有3只工作臂,这更有利于完成复杂的手术操作。
1. 3 EndoWrist仿真机械手 可模拟人手各种操作但比人手小且更灵活,其具有7个方向的活动自由度:即常规器械的5个自由度再加关节腕左右、上下方向的2 个自由度,可做左右、旋转、开合、末端关节弯曲共7种动作,且每个关节活动度均大于90°,手术器械可以从各个角度接近靶组织,尤其适合行深部操作,明显优于开放手术的人手且其配了各类型手术器械,如电凝钳电剪等,现新一代达芬奇机器人还配备了专用超声刀。另其特有的Intuitive控制技术可将手术医师的手部抖动信号过滤,对术者动作幅度进行调整,使手术操作更加稳定精细。
1. 4 In Site vision图像处理系统 传统腹腔镜技术的一个主要弊端在于二维平面成像,术者在监视器中无法辨别组织前后相对关系,只有经过充分练习后才可掌握操作。达芬奇机器人的3D高清影像系统可完全解决腹腔镜二维平面成像所造成的此类问题,为术者提供了立体真实的三维术野。另外,通过该系统的数码放大技术,不用移动腹腔镜即可将手术部位放大6~10倍,更利于精细操作。
进行妇科手术时,患者取截石位,手术台车置于患者两腿间,医师操作平台和图像处理系统分别置于手术床两侧。以根治性子宫切除为例,其手术共有五个进腹路径:首先在脐孔置12 mm直径套管针,与腔镜臂连接,安装腔镜。在两侧腹直肌鞘外缘距脐部水平10 cm,左右各置8mm直径套管针,分别与器械臂连接,可安装手术刀、双极电凝钳、单极电剪、持针器等。另在下腹部右侧距脐孔3cm处置5 mm直径套管针,在左侧距脐孔3cm处置10mm直径套管针。5 mm和10 mm套管针分置入普通腔镜器械,由手术助手协助完成暴露视野、止血等动作。
1998年,Mettler等发表了首个机器人妇科手术的临床报道。后来机器人在妇科领域中逐渐应用于良性疾病手术,如全子宫切除术、子宫肌瘤剔除术、输卵管再通术及盆底手术等,近年来已经拓展到妇科恶性肿瘤的手术中,例如宫颈癌的广泛性全子宫切除+盆腔淋巴清扫术、子宫内膜癌和卵巢癌的分期手术等。
2.1机器人在宫颈癌中的应用
2.1.1 机器人在早期宫颈癌中的应用
Ser和Abeler于2006年报道了首例早期宫颈癌患者的机器人广泛性子宫切除加盆腔淋巴结清扫术。2008年Kim等报道了10例早期宫颈癌机器人手术的病例,所有的术中操作都由机器人完成,无一例中转剖腹手术。平均手术时间为207min,平均失血量355 mL,平均切除淋巴结27枚。没有输尿管损伤或瘘管形成等并发症。这些病例表明了机器人手术系统用于宫颈癌手术的安全可行性。随后Ser和 Abeler发表了早期宫颈癌患者行机器人根治性子宫切除术和腹腔镜手术的对比性研究。术中平均手术时间机器人组为241 min,腹腔镜组为300 min,两组切除的淋巴结数目、切除的宫旁组织及阴道残端等结果相当但机器人组术中出血量更少,住院时间更短。作者认为机器人手术不仅是可行的而且优于传统的腹腔镜手术。
Boggess等报道了一例机器人、腹腔镜及开腹根治性子宫切除效果对比的病例对照报告。研究结果显示机器人组术中出血量最少,切除淋巴结数目较另外两组多。腹腔镜组并发症为16.3%,机器人组为7.8%,切开性损伤的并发症在开腹组更常见。但Nezhat等进行了一项回顾性研究认为机器人组和腹腔镜组在术中出血量、手术时间、切除淋巴结数、住院时间等方面没有明显差异。最近,Magrina等人就早期宫颈癌机器人根治性子宫切除术与腹腔镜子宫切除术或开腹手术进行了一系列的对比。该研究对患者进行了41个月的评估。机器人手术、腹腔镜手术及开腹手术的平均时间分别为190、220、167 min。平均出血量分别为133.1、208.4、443.6mL,平均住院天数分别为1.7、2.4和3.6天。三组的术中术后并发症没有明显区别,机器人组和腹腔镜组均没有中转开腹病例。
目前对于机器人宫颈癌手术已有较多病例报告,但与腹腔镜手术或与开腹手术的比较性病例报告还较少,且多是是回顾性的病例对照,所观察的也只是短期疗效指标,缺少对术后的长期生存率、肿瘤复发率等指标的观察,所以还需要随机对照、大样本的比较性研究。
2.1.2机器人根治性宫颈切除术
传统的根治性子宫颈切除术为经阴道或经腹手术。Person等首次报告了2例早期宫颈癌的机器人辅助的根治性宫颈切除术,手术时间分别为387 min和358 min,作者认为时间较长是因为这是一项新的手术方法,另外术中必须等候冰冻切片的结果。两例均无无术中术后并发症。2008年11月美国的Geisle也报告了一例IB1期宫颈腺癌的机器人根治性宫颈切除术,手术时间为172 min,术中出血量为100mL。两作者认为机器人辅助的根治性宫颈切除术是安全可行的,并且机器人系统提供了更清晰的脉管系统和宫旁组织的视野,同时创伤小有利于患者的快速恢复,这为那些要求保留生育功能的早期宫颈癌患者提供了更好的选择。在宫颈癌发病年龄年轻化的趋势下,机器人辅助的腹腔镜根治性宫颈切除将受到更多的关注。
2.1.3机器人晚期子宫颈癌病理分期手术
晚期宫颈癌的淋巴结转移程度缺少敏感的检查方法。有人统计有10%的IB2-IIIB期宫颈癌患者存在腹主动脉旁淋巴结转移而PET和CT检查阴性。腹腔镜已广泛用于子宫颈癌病理分期手术且现一致认为是准确、安全可行的。Vergote 等人近期报到了5例机器人腹膜外宫颈癌分期手术,术中出血量极少,住院时间短,所有的病例机器人手术操作时间都少于1小时,作者认为机器人腹主动脉旁淋巴结取样术是可行的。但现在此类病例的报道尚少,是否优于传统的腹腔镜分期手术有待于大量病例对照、研究及评估。
2.2机器人手术系统在子宫内膜癌中的应用
子宫内膜癌的分期手术包括了筋膜外或广泛性全子宫切除+盆腔淋巴清扫术或(和)腹主动脉旁淋巴清扫术。现已有较多关于用机器人行子宫内膜癌手术分期及子宫切除和淋巴结清扫的手术病例报告。Boggess等报道了一例机器人、经腹及传统腹腔镜术子宫内膜癌分期手术的比较性研究,其中机器人组104例,开腹组138例,腹腔镜组81例。手术平均时间分别为191±36 min、147±49 min、213±106 min;术中出血量分别为101±75 mL、266±185 mL、146±106mL;输血率分别为1%、1.5%、2.5%,术中切除淋巴结数分别为32.9±26.2、14.9±11.3、23.1±11.4枚。住院时间分别为1.0±0.2、4.4±2.0、1.2±0.5天,术后并发症率分别为5.8%、29.7%、13.6%。结果表明, 机器人组除了手术时间稍长于开腹手术外其余指标均优于开腹手术,机器人手术的淋巴结清扫数目是最高的,手术并发症最少,手术时间及术中出血量比传统腹腔镜手术少,机器人组和腹腔镜组的中转开腹率相似。Bell等也报告了一例包括机器人手术及开腹手术各40例、腹腔镜手术30例的子宫内膜癌分期手术的对比性研究,除了显示机器人手术时间近似于腹腔镜外其余结果类似。这说明机器人用于子宫内膜癌手术具有优势。
另外肥胖是子宫内膜癌的高危因素,肥胖患者的传统开腹手术存在术后切口感染及切口难以愈合的风险;同样肥胖也是加大腹腔镜手术难度的常见因素,因为肥胖影响人工呼吸及气腹的视野暴露。现认为对于肥胖患者而言机器人手术是很好的选择。Gehrig对一系列肥胖患者进行宫颈癌手术分期的病例进行了报道。其中体重指数在30到30.9之间者有36例,大于40的有13例,平均手术时间为189min (111C263), 平均术中出血量为50mL(25C300),平均切除淋巴结数为31.4枚 (6C73),所有患者住院时间均为1到2天。该作者也就该组和肥胖患者腹腔镜手术进行了回顾性对比研究,认为机器人手术优于传统腹腔镜手术。这进一步显示了机器人用于子宫内膜癌分期手术的优势
2.3机器人在卵巢癌中的应用
现关于机器人卵巢癌手术的病例报道还较少。机器人卵巢癌分期手术和机器人子宫内膜癌分期手术相当,但术中要避免肿瘤破溃而造成的种植转移。晚期卵巢癌对于机器人手术具有一定的挑战性,因为手术范围波及整个腹腔的四个象限。Christina等的经验是旋转手术台车在患者的头部重新安装机械臂,这样可以切除达肾血管水平的淋巴结的及上腹部的转移灶,且如果存在横结肠转移可以行肠切除术。最近美国Mayo医学中心报道了2006年至2008年的共21例机器人卵巢癌分期手术。手术切除了子宫、盆腔淋巴结、大网膜,、乙状结肠、小肠及横膈转移瘤。手术时间为103~454 min,出血量不超过300 mL。围手术期并发症极少。
机器人系统的优缺点
机器人的优点有:1.手术野图像清晰稳定:In Site vision图像处理系统的应用使术野完全达到真实三维效果,另外其放大6~10倍功能使精细操作时视野更清晰,能够令术者更加精细地辨认手术野的组织结构。2.有利于精细操作:达芬奇机器人机械手体积较人手小,高度灵活,这为在狭小局限的盆腔中进行精细操作提供了方便,且计算机辅助系统可滤除生理震颤,调整人手动作幅度比例,使手术更加精细。3.机器人手术的学习曲线比腹腔镜手术短:腹腔镜学习曲线较长,这也是阻碍腹腔镜广泛普及的原因之一。而机器人手术学习曲线较短,即使是对于腹腔镜技术不熟练的人也能很快掌握如缝合打结等技术。4. 减轻了术者疲劳:手术机器人使术者不再站在手术台而是坐于主控台前操作,其手臂可以置于托架上,这减轻了术者疲劳,特别对于妇科肿瘤方面的复杂的、耗时较长的手术非常有利,从而也减少了因疲劳而出现差错的几率,增强了手术的安全性。5.机器人可进行远程遥控手术,这可促进国内外的学术交流与合作,可以实现劳动资源共享。
机器人的主要缺点有两点:1.术者对器官组织无触觉反馈从而无触觉感知,无法判断组织的质地、弹性、有无搏动等性质,这对于某些复杂的肿瘤根治手术尤为不利。现有研究设想用核磁共振技术用于术中组织性质的识别,这将对于恶性肿瘤手术极为有利。2.机器人的价格昂贵,难以广泛普及,这也是影响机器人手术在我国广泛普及主要原因。全世界仅有不足三百家医院可实施机器人手术。现一台达芬奇机器人手术系统售价在150万美元左右,而每台手术平均约耗费950到1400美元。但国外也有人认为机器人相对于开腹手术因为其减少了住院时间从而减少了相应费用,故其费用并不明显多于开腹手术。随着机器人市场的竞争的出现,机器人的价格将变得合理,更容易为人们所接受。
结语
机器人手术日益受到广大妇科肿瘤学家的关注,已显示出诱人的应用前景。现有越来越多的报道证实了机器人辅助腹腔镜用于宫颈癌和子宫内膜癌手术治疗的可行性,但还没有对机器人、传统腹腔镜和开腹手术的大量、随机化的临床对比性研究报告,现国外已有妇科机构在做相关研究。机器人系统尚有许多技术问题有待解决和完善,此外其适应症和手术效果还需要大量的临床探索,以对这项新技术作出全面的评价。
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