泌尿外科机器人辅助单孔腹腔镜手术应用现状和展望

点击数：7862015-03-02 14:48:41　来源: 上海美盛医疗器械有限公司

泌尿外科单孔多通道腹腔镜手术是近年来兴起的一项新型微创技术。随着设备的改进和经验的积累，单孔腹腔镜手术学习曲线逐渐缩短，并在国内外得到快速的发展和普及。前瞻性的随机对照研究和文献系统回顾均显示单孔腹腔镜手术在术后疼痛、术后恢复、切口美观等方面较传统腹腔镜手术有优势。

但是单孔腹腔镜手术中器械相互干扰及操作角度小等问题明显增加了手术难度和风险。尽管学者们通过运用可弯、预弯器械等方法试图恢复操作三角，降低手术难度，但是大规模国际多中心研究发现，单孔腹腔镜手术中增加辅助通道的比例和手术中转率分别达23.0%和20.8%。

孙颖浩和吴震杰系统同顾了国内学者发表的泌尿外科单孔腹腔镜手术相关文献，发现单孔腹腔镜精索静脉曲张结扎术和肾囊肿去顶减压术的比例分别达33.6%( 601/1790)和22.8%( 408/1790)。由此可见，器械平行排列操作带来的“筷子效应”以及较难适应交叉操作模式中“左手做右边的事，右手干左边的活”的问题仍是限制单孔腹腔镜手术进一步发展和普及的关键因素。

达芬奇机器人手术系统具有七个自由度的腕式运动，能部分克服传统单孔腹腔镜手术操作中的技术难题，有利于扩大手术适用范围，被认为是单孔腹腔镜手术的发展方向。本文对近年来周内外学者在机器人辅助单孔腹腔镜手术方面的研究和进展进行综述。

一、达芬奇机器人辅助单孔腹腔镜手术

2008年美国克里夫兰医学中心Kaouk等率先报道了R-port经脐机器人辅助单孔腹腔镜下前列腺癌根治术、输尿管松解成形术和根治性肾切除术，手术均顺利完成，未增加任何辅助套管，标志着达芬奇机器人真正运用于单孔腹腔镜手术。国内达芬奇机器人辅助单孔腹腔镜手术起步略晚，2011年杨波等8率先报道了机器人辅助单孔腹腔镜下肾部分切除术和肾盂输尿管成形术的动物实验。2014年，马鑫等报道了3例机器人辅助经脐单孔腹腔镜肾囊肿去顶减压术，手术均顺利完成，短期随访疗效确切。

（一）上尿路手术

2011年，Park等率先报道了经后腹腔途径机器人辅助单孔腹腔镜肾上腺切除术，选取第12肋缘下3 cm横行皮肤切口，使用外科手套自制通道装置，分别置人10 mm机器人窥镜（30°向上放置）和3个5mm机器人机械臂通道，顺利完成手术。

肾切除术（单纯性肾切除术、根治性肾切除术及活体供肾切取术）是泌尿外科传统单孔腹腔镜手术中比例最高的术式。White等详细描述了经脐机器人辅助单孔腹腔镜下根治性肾切除术的手术步骤，并与普通腹腔镜下手术进行配对比较，发现机器人辅助单孔腹腔镜下根治性肾切除术患者术后镇痛药用量减少、术后住院时间缩短。

肾部分切除术、肾盂输尿管癌根治术和输尿管离断成形术因术中需要进行缝合重建，使用单孔腹腔镜完成手术的难度明显增加，手术中转和术后并发症的风险也相应增高。

Kaouk与Coel率先报道了2例机器人单孔腹腔镜下肾部分切除术，肿瘤最大径分别为2.8 c.m和1.1 cm，通过经脐1.8 cm皮肤切口置入单孔专用通道TriPort，使用小儿泌尿外科专用器械完成手术，术中均未阻断肾蒂，术后病理均为肾细胞癌，手术切缘均为阴性，无任何手术并发症。

Han等14随后报道了14例自制通道经脐机器人辅助单孔腹腔镜下肾部分切除术，平均肿瘤大小3.2 cm，平均热缺血时间30 min，平均手术时间233 min，2例中转开放肾部分切除术。2013年一项有关单孔腹腔镜下肾部分切除术的国际多中心研究发现，机器人辅助单孔腹腔镜手术占37.4%，多因素分析发现采用机器人辅助单孔腹腔镜技术是无术后并发症的独立预测因子。

单孔腹腔镜输尿管离断成形术因术中缝合难度较大，往往需要增加辅助套管完成确切缝合，早期经验报道前10例手术并发症发生率高达50%。 

Olweny等比较了同一术者完成的10例机器人辅助单孔腹腔镜输尿管离断成形术和10例传统单孔腹腔镜输尿管离断成形术患者的临床资料，结果显示传统单孔腹腔镜输尿管离断成形术中均需增加套管辅助缝合，并有2例中转普通腹腔镜手术，而机器人辅助手术组均无增加辅助套管和手术中转，但该组机器人手术中采用了器械交叉操作的方式和GeIPoint通道，以获得较大的操作空间。

关于单孔腹腔镜下肾盂输尿管癌根治术，2013年一项国际多中心研究显示，采用机器人辅助单孔腹腔镜技术的比例为25.7%。

（二）下尿路手术

单孔腹腔镜下尿路手术主要包括根治性前列腺切除术、膀胱癌根治术+尿流改道术以及前列腺剜除术等，由于缝合重建要求高、操作空间小，手术难度非常大。2008年，Kaouk等率先报道了4例经脐传统单孔腹腔镜下根治性前列腺切除术（经腹腔途径），手术均顺利完成，但前列腺切除和尿道膀胱颈缝合的平均时间分别为3.25 h和1.1 h，他们认为传统单孔腹腔镜下根治性前列腺切除术中器械操作角度小、效率低，十分有必要借助机器人腹腔镜技术。

Kaouk等7随后报道了1例经脐机器人辅助单孔腹腔镜下保留神经血管束的根治性前列腺切除术，12 mm机器人窥镜臂和5 mm机器人操作臂经R-port通道置入，另一5 mm或8 mm机器人操作臂经R-port旁同一皮肤切口内置人，45 min完成尿道膀胱颈吻合，患者术后36 h出院，2周后拔除导尿管，术后第3周随访时患者每天需用6片尿垫，但可维持正常勃起并获得性高潮。

Barret等以及Leewansangtong等也先后报道了机器人辅助单孔腹腔镜下根治性前列腺切除术的经验，一致认为因机械臂外部结构较大，床旁助手配合操作的空间明硅减小，而且机械臂在操作时彼此间夹角很小，容易相互干扰，尤其在转换手术视野时需要观察镜、双机械臂同时移动。

2010年美国克里夫兰医学中心White等报道了20例经脐机器人辅助单孔腹腔镜下根治性前列腺切除术，取脐内3.0-4.5 t．m皮肤切口，12 mm机器人窥镜臂经SILS通道置入，通道两侧分别置入5 mm小儿手术机械臂或8mm机械臂，其中12例进行盆腔淋巴结清扫，3例保留神经血管束，1例巾转标准机器人辅助腹腔镜下根治性前列腺切除术，2例增加一切口外8 mm辅助套管，手术切缘阳性4例。术后平均随访5.9个月，无患者出现生化复发。

2010年Desai等”率先报道了使用QuadPort单孔专用通道完成1例机器人辅助单孔腹腔镜下前列腺剜除术。2012年，Fareed等报道了9例机器人辅助单孔腹腔镜下前列腺剜除术，1例中转开放手术，平均手术时间3.9 h，平均剜除腺体重量78 g，平均留置尿管时间11 d，术后1个月随访最大尿流率和平均尿流率均提高3-4倍；但有3例( 37.5%)出现了较严重的手术并发症，1例为急性心肌梗死，1例为下肢深静脉血栓和膀胱填塞行膀胱镜下血块清除术，还有1例为急性肾衰竭和膀胱填塞行膀胱镜下血块清除术。

(三)大宗病例报道

2012年White等报道了 50例泌尿外科机器人辅助单孔腹腔镜手术，其中上尿路手术24例、下尿路手术26例。14例术中出现明显器械碰撞，7例术中出现明显漏气，4例中转标准机器人腹腔镜手术，6例增加切口外辅助套管。术中直肠损伤（膀胱癌根治术）1例，8例患者出现不同程度的术后并发症。

此外，韩同延世大学Won Lee等报道了68例泌尿外科机器人辅助单孔腹腔镜手术，其中肾部分切除术51例、肾输尿管切除术12例、根治性肾切除术2例、肾上腺切除术2例、单纯性肾切除术1例，手术均采用7号外科手套自制通道完成，3例中转开放手术完成（肾部分切除术2例，根治性肾切除术1例），肾部分切除术平均热缺血时间27 min，作者认为外科手套自制通道活动度好，可提高操作灵活性。

2011年发表的一项有关泌尿外科单孔腹腔镜手术的国际多中心研究中，机器人辅助单孔腹腔镜手术占13%，而且2009 - 2010年比例较2007 - 2008年明显增高(15. 4%和5.5%，P<0.001)。

二、达芬奇单孔机器人腹腔镜手术系统

使用达芬奇机器人手术系统完成单孔腹腔镜手术时，由于器械平行排列操作也会出现类似传统单孔腹腔镜手术中的“筷子效应”，机械臂体外碰撞尤其明显。Joseph等率先定义了机器人单孔腹腔镜“筷子手术”，即机械操作臂在腹壁穿刺孔的位置进行左右交叉，从而减轻机械臂之间的碰撞，并完成了机器人单孔腹腔镜下胆囊切除术和肾切除术的猪动物实验。

与传统单孔腹腔镜手术中的交叉操作不同，机器人辅助单孔腹腔镜手术中主刀医生是在操控台用左手操作视野右侧器械，用右手控制视野左侧器械，可能会给操作医生带来视觉和心理上的混乱。因此，十分有必要研发达芬奇机器人手术系统专用的单孔腹腔镜手术平台和相关器械，称之为单孔机器人腹腔镜手术系统。

达芬奇机器人手术系统生产商美国Intuitive Surgical公司研发了一系列基于da Vinci Si平台完成单孔腹腔镜手术的专用器械，也称VeSPA机器人手术器械，通过修改内置软件编码，实现机械臂交叉操作时，操控台与机器臂的信号交叉传导，最终同归左手操作左侧术野、右手控制右侧术野的正常人机工程学效果。

该单孔机器人腹腔镜手术平台的主要优点是减小了体内外器械的碰撞，不足之处是机器人预弯操作器械末端没有灵活的腕式运动功能。Haber等率先运用该单孔机器人腹腔镜手术系统完成了16例动物实验肾脏手术，手术均顺利完成，未增加任何辅助套管。

2012年Kaouk等报道了运用第二代单孔机器人腹腔镜手术专用器械完成尸体手术的经验。第二代单孔机器人腹腔镜手术专用器械的主要改进是：①半硬质的预弯机械臂穿刺套管长度由之前的55 mm缩至35 mm；②床旁助手的5 mm操作孔道变为12 mm孔道。

他们顺利完成尸体手术肾部分切除术、肾切除术和输尿管成形术各1例，术巾无明显漏气和单孔多通道平台撕裂等问题，并认为该系统操作空间较大、更换器械方便，主要不足是床旁助手器械操作空间小、机械臂末端仍没有灵活的腕式运动功能。

第二代达芬奇单孔机器人腹腔镜手术系统的临床应用中，胆囊切除术报道较多。在泌尿外科领域，2012年，Cestari等”报道了9例经脐单孔机器人辅助腹腔镜下输尿管成形术，术中只有1例增加一个3 mm套管辅助牵引肝脏。2014年，Buffi等报道了30例单孔机器人辅助腹腔镜下输尿管成形术的随访结果，中位随访13个月，28例(93.3%)症状消失，且影像学检查提示无进一步的肾功能损害。

目前达芬奇单孔机器人腹腔镜手术平台的主要缺陷在于器械干扰明显和机械臂末端没有腕式运动功能，大大降低了操作的灵活性和自由度。

为此，学者们试图研发各种新型的机器人手术器械，以克服单孔机器人辅助腹腔镜手术巾的技术难题。Wortrnan等及D colghi等研发了可将机械臂完全置人体内的微型机器人，并完成了胆囊切除术、结肠切除术、腹腔探查术等动物实验。手术视野暴露更好且操作更确切、更灵活的新型机器人正在进一步研制中，我们有理由相信人工智能的微创时代终会到来。

综上所述，目前达芬奇机器人辅助单孔腹腔镜手术主要是通过机器人标准手术器械完成的，在缝合重建方面具有明显优势，但体内外器械干扰明显、手术操作空间狭小和第四臂没有空问进行利用是其主要局限。

虽然已研发出可在daVinci Si平台上完成单孔腹腔镜手术的专用器械，一定程度上解决了操作空间狭小和器械相互干扰的问题，但机械臂末端没有灵活的腕式运动功能是其主要的技术瓶颈。目前尚无真正意义上的单孔机器人手术系统，有待器械工业和信息技术的进一步发展和结合。

文章摘自《中华泌尿外科杂志》2014年12月第35卷第12期P945-947