當前醫療器械工業的發展使得臨床實踐手段發生了日新月異的變化，各種前沿技術的融合與雜交在疾病的診斷和治療過程中發揮著越來越重要的作用，特別是三通道多鏡技術雜交在早期肺癌一體化診療中深度融合的趨勢已經越來越明顯。本文將著重闡述三通道多鏡機器人的技術進步并展望其在早期肺癌診療中雜交融合的應用。
引用本文： 潘亮, 何天煜, 呂望, 馬洪海, 胡堅. 早期肺癌三通道多鏡機器人雜交診療及前景展望. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2022, 29(4): 411-416. doi: 10.7507/1007-4848.202111058 復制
肺癌是一種分布于支氣管內外局限或彌漫的肺組織惡性病變，根據解剖位置可以分為中央型和外周型。對于早期肺癌病變，由于病灶較小，術前和術中需要精準定位和切除。但是，肺外周病變通常在末端支氣管周圍，支氣管直徑較小，目前支氣管鏡難以到達；另外，整個肺組織隨呼吸運動而動態變化，操作有時需要實時影像學支持等，所有這些早期肺癌的臨床特征導致了其診療過程具有“進不去，找不到，抓不準”的難點。
早期肺癌三通道多鏡機器人診療平臺是一種利用氣管和胸壁兩條路徑，通過經皮、經氣管以及經胸腔鏡三個通道，利用射頻、微波、冷凍、激光、放射、手術機器人等治療手段對早期肺癌實現早診早治的一體化診療平臺。正因如此，隨著早期肺癌發病率和檢出率不斷攀升，以及患者對診療技術的要求越來越高，早期肺癌的臨床診療對肺部三通道多鏡機器人診療的應用需要越來越迫切。
隨著現代化診療技術的不斷進步和提高，肺部疾病診療技術迭代越來越快。目前，以LungCare醫療、VERAN以及Medtronic等為代表的醫療器械公司對多通道多鏡雜交及智能化應用的研發投入不斷加大。可以預見, 在不久的將來一體化復合雜交技術是外科重要的發展方向，早期肺癌三通道多鏡機器人將會逐步走向臨床。
1 早期肺癌三通道多鏡機器人雜交診療的優勢
在以往早期肺癌的診療中，內科以檢查、診斷、介入治療為主線，外科則從傳統開放手術向越來越微創化的手術治療方式轉變。如果能將兩者結合，這種一體化復合雜交技術則不僅可以實現早期肺癌患者的早診早治，還可以實現早期肺癌患者的個體化精準診療。同時，作為聯動診療一體化的重要載體，早期肺癌三通道多鏡機器人具有多項優勢，包括經皮和經胸腔鏡下病灶定位、全肺無盲區獲取肺組織進行病理診斷以及利用手術/射頻/微波/放射等多種治療方式進行早期肺癌的同步治療。當然，這些功能的實現離不開多功能手術床、胸腹腔鏡、磁導航、數字減影技術、計算機斷層掃描、磁共振、麻醉機、吊塔、體外循環系統等多種設備以及手術主刀、助手、介入醫生、麻醉師、超聲醫生、手術護士等團隊的通力協作。
1.1 定位
在早期肺癌的診療過程中，肺結節的術前精準定位是困擾胸外科醫生臨床工作的重要問題。如何實現結節的精準定位，保證肺結節的精準切除是胸外科醫生一直探索的重要臨床課題。有學者[1-2]比較了經皮胸腔鏡和經支氣管鏡兩種入路進行近紅外標記肺內小結節，其結果表明兩種方式都是安全有效的，但是經支氣管鏡方式對于多發病灶的危險系數更小。如果將兩種方式進行整合，那效果是否更好？Ujiie等[3]的研究表明，將手術機器人的機械臂和磁導航支氣管鏡定位結合，可以實現早期肺癌病灶的精準定位。在實際操作中，手術機器人的機械臂通過超聲、X線、近紅外線、染色標記物等識別早期肺癌病灶，而磁導航支氣管鏡定位系統則具有實時導航優勢，通過對患者解剖結構分析到路徑規劃，以及可視化實時導航輔助機械臂精準定位與切除。這種“里應外合”技術使肺結節定位準確率近100%[4]。
1.2 診斷
根據早期肺癌的解剖位置不同，臨床上行術前病理診斷的方式也有區別。對于病灶在肺外周靠近胸膜的早期肺腺癌，臨床醫生通常采用直接經皮穿刺來獲取病灶組織標本，例如臨床常用的CT引導下經皮肺穿刺。而對于中央型早期肺癌，電磁導航下纖維支氣管鏡則是獲取組織標本的首選方式。當然隨著技術進步，對于部分外周肺癌也可以在電磁導航下使用纖維支氣管鏡到達病灶周圍，然后通過“打隧道”的穿刺支氣管進入周圍病灶。而對于部分中央型淺表的肺癌，電磁導航下自體熒光支氣管鏡這種新的無創診斷技術也發揮重要作用[5-7]。不斷有研究[8-9]指出自體熒光支氣管鏡在淺表支氣管肺癌中診斷效果突出。當然兩種方式也存在一定缺點，例如經皮穿刺屬于有創操作，只適用靠近胸膜病灶，且存在氣胸、腫瘤針道轉移的風險以及不能雙肺穿刺的限制。電磁導航纖維支氣管鏡經自然腔道操作，屬于無創操作，但是也存在無法到達肺部深處的缺點。如果兩者結合，三通道多鏡設備則完全可以克服解剖位置變化對術前病理采樣的限制，同時對于多病灶的早期肺癌或者雙側肺癌也可以實現一次取樣。
Shahriari等[10]將CT與圖像傳感系統融合進細針穿刺機器人系統，并取得了不錯的臨床效果。特別是對于直徑<5 mm的結節，這種穿刺診斷機器人系統的并發癥發生率依然很低。隨后，Hiraki等[11]進行了一項前瞻性的人體試驗，旨在評估在CT透視引導的人體活檢過程中使用機器人插入活檢導引針的可行性和安全性。結果表明在所有患者中機器人插入導引針都是可行的，能夠進行病理診斷，而且在穿刺診斷過程中并沒有出現與機器相關的故障。呼吸運動一直是肺穿刺過程中重要的影響因素。肺臟隨著呼吸運動起伏，穿刺的針道就有偏離路徑和腫瘤隨血運轉移的風險。而Zhou等[12]早在2013年就進行了一項研究評估呼吸運動對CT引導下穿刺機器人進行肺穿刺的影響，從結果可以看出穿刺活檢機器人對于多位置的小結節實現了精準穿刺。另外，對于當前支氣管鏡技術對疑似周圍型肺部病變活檢的局限性，機器人支氣管鏡檢查可能會提供替代方法。有研究者[13]在2018年評估使用機器人內窺鏡系統進行機器人支氣管鏡檢查的并發癥和可行性。研究結果支持機器人內窺鏡系統進入肺外周的可行性，并且有可能解決與周圍肺病變活檢相關的挑戰。
1.3 治療
Cerfolio等[14]在2018年報告了世界上規模最大、隨訪時間最長的非小細胞肺癌機器人肺葉切除術系列研究，結果表明機器人肺葉切除術治療非小細胞肺癌的腫瘤學結果是有希望的，特別是對于病理性 N2 疾病患者。這無疑再次確認了機器人在肺癌治療中的重要地位。機器人手術可以集射頻、微波、冷凍、激光、放射、手術等多種治療方式于一體，對于胸外科的復雜手術，如袖狀切除術以及支氣管重建等，機器人也顯示出其適應性[15-19]。然而，臨床患者病情往往復雜多變，針對那些多種腫瘤于一體的患者，支氣管鏡、胸腔鏡以及機器人于一體的三通道手術開始了先行先試。Ishikawa 等[20]曾經報道了1例甲狀腺腫瘤、前縱隔腫瘤和肺部磨玻璃結節的患者使用胸腔鏡和達芬奇機器人進行一體化治療，臨床手術安全完成。這預示著未來臨床上多鏡聯合治療或者三通道多鏡機器人的應用將成為趨勢。
Harrison等[21]曾經使用雜交手術對多發性肺癌實施一站式診療，其結果表明這是一種微創且全面的診療方式，同時最大限度地減少患者肺損失。對于肺內多發病灶的同期治療，小病灶使用內鏡技術治療，而大病灶可以采用腔鏡技術治療，實現了多發早期肺癌的同期治療，也實現了每個病灶的精準微創治療，給患者提供了最佳治療方案。對肺癌來說這無疑是一個新時代的來臨[22]。
另一方面，Stevan教授曾將磁導航技術與機器人相結合，用于識別機器人定位困難的肺部結節，其結果表明通過電磁導航支氣管鏡檢查胸膜染料標記可以提供一種有效的定位肺結節的方法，同時保持微創機器人手術的可行性。這種策略可以讓手術者更有效地獲得診斷組織，同時降低了潛在的無法定位結節的可能性[4,23-24]。總之，對眾多臨床患者實現一站式診療體驗，無疑將極大提高患者的診療體驗和臨床效果。
2 早期肺癌三通道多鏡機器人診療進展
2.1 支氣管鏡機器人
肺癌屬于自然腔道疾病，利用生理上的支氣管樹對早期肺癌治療具有天然的優勢。因此，NOTES手術應運而生。以Auris Health公司的Monarch機器人和直觀外科的達芬奇Ion肺活檢機器人為代表的支氣管鏡機器人是目前臨床上比較成熟的兩種支氣管鏡機器人。Ion系統是一種機器人輔助的基于導管的平臺，能實現肺深處的微創活檢，其2.0 mm工作通道和3.5 mm外徑導管可以穿過難以導航的小氣道到達肺的所有18個部位[25]。Auris Health公司由“手術機器人之父”Frederic Moll創辦，其Monarch平臺除了可以實現肺部深部組織的活檢，還可以在手術過程中為醫生提供準確的位置數據[26]。當然，支氣管鏡的介入診療離不開磁導航的幫助，這也顯示出多鏡技術融合對肺部疾病診療大有裨益。國內以上海微創醫療為代表的醫療器械公司正奮起直追，支氣管鏡機器人也已經走向市場。
除此之外，目前支氣管鏡機器人也具備了多種定位方式（美蘭 、熒光劑、生物膠定位法、矢量定位法）以及包括射頻消融、微波消融、放射治療及光動力、冷凍/灌藥等多種早期肺癌治療手段。隨著技術的進步，支氣管的介入雜交治療在早期肺癌中已取得重要進展。目前在支氣管介入雜交治療中已經實現或開展的治療方式包括物理方法：高頻電刀、激光、微波、氬氣刀、冷凍等；機械方法：球囊擴張、氣管支架、摘取異物；物理化學：光動力；局部放射治療：放射粒子植入；化學方法：局部化學治療、基因治療；新技術：介入肺減容法、氣道熱成型、氣道旁路技術等。可以想象，未來經支氣管介入雜交診療在早期肺癌中必定前景光明。
2.2 新一代電磁導航機器人系統
導管從主支氣管直達肺部病灶時，往往離不開導航系統的協助。特別是對于外周的肺癌病灶，導航系統是精準通過患者復雜支氣管網絡的指南針，新一代的磁導航技術正是由此發展而來。胸外科著名的Abbas教授等[27]在2017年發表了磁導航系統對于肺內小而深的肺內亞實性結節定位的研究，結果證實了其安全性和精確性。自從磁導航系統在肺部脈管系統試驗以來，越來越多的研究涌現出來并證實其可行性[28- 29]。
以美敦力公司的ILLUMISITE?磁導航平臺為例，其實時成像技術解決了靜態CT與動態呼吸肺之前的差異，熒光鏡導航技術增強了對結節的可見性，全過程可視化對準結節，可建立氣道外通道，擴展多種介入治療[30]。而美敦力的另外一款產品superDimension則是完全設計成與支氣管鏡聯合使用的支氣管導航系統，通過兩者結合使用可以到達肺部支氣管網絡完成病灶的標記和活檢[31-33]。不僅如此，磁導航技術還可以與經皮通道雜交診療。例如奧林巴斯公司SPiN Thoracic磁導航系統，其磁導航輔助CT引導經皮肺穿刺對比單純CT引導經皮肺穿刺隨機對照研究以及磁導航輔助CT引導經皮肺穿刺前瞻性單臂研究都已經完成，其結果都表明磁導航輔助經皮肺穿刺效果良好[34]。
3 手術機器人的發展方向
3.1 人工智能機器人輔助診療
隨著人工智能技術的發展，人工智能和醫療的結合也越來越緊密[35-36]。日本的Okada等[37-39]在1998年首次報道了語音交互機器人用于切除胸部腫瘤的嘗試，并取得成功。在外科手術中，無論是術前規劃還是術中優化都體現了人工智能在外科手術中的深度融合。例如，在術前規劃中，術前智能診斷、預測手術風險、智能選擇手術方案都應用了人工智能技術。而在術中，人工智能技術也在不斷優化手術治療流程，比如病灶定位、強化診斷、位點快速細胞學評估、風險評估等。這些技術進步的應用無疑將使患者的診療獲益最大化[40]。
3.2 單孔手術機器人與顯微內鏡機械臂一體化
外科手術機器人一般由操作臺、機械臂以及成像系統組成。在進行外科手術時，通常需要在患者體腔上開放多個操作孔進行。而目前發展的最新機器人則以單孔手術機器人為代表。例如，Da Vinci? SP機器人，可以通過2.5 cm單孔套管控制3個仿生手腕工具，可深入腔體內部達24 cm[41]。另一方面，顯微內鏡與機械臂的融合已經取得新的技術進步，包括新型力感應顯微內鏡用于組織內鏡檢查，開發顯微內鏡結合在達芬奇機器人機械臂上，術中機器人輔助下顯微內鏡腫瘤鑒別，結合在達芬奇持針器上的顯微內鏡裝置等[42-43]。
3.3 術中光學示蹤技術
在進行外科手術時，如果可以進行實時展示患者操作空間的解剖結構，無疑會大大提高手術的安全性。而新型探針的發現以及成像技術結合機器人手術則使這一目標很快成為現實[44-45]。例如，染料和吲哚菁綠標記探針結合會導致信號強度的增加，我們可以檢測到直徑<5 mm的微小病變。因此，吲哚菁綠是一種高度敏感的熒光顯影劑，它在臨床成像系統中表現最佳，在光學手術導航方面具有很大的應用潛力。Firefly熒光成像技術通過近紅外線引導技術實時識別關鍵解剖結構，在可視化血管解剖、評估吻合口灌注、標注病灶以及前哨淋巴結活檢等方面作用顯著。
3.4 放射治療系統機器人
立體定向放射治療（放療）是許多晚期無法手術的肺癌患者可供選擇的治療方式之一。新型的放療機器人首先在患有多種癌癥的老年人中取得了嘗試，也實現了很好的臨床獲益[46]。隨后，以cyberknife為代表的放療機器人在肺癌中的應用不斷出現，其安全性和有效性得到證實[47]。目前，放療機器人正在早期肺癌的治療中發起嘗試[48-49]。短距離放療機器人是多通道機器人研發新進展的另一代表，實現了肺癌病灶術中治療方式的多樣化。以Axxent?機器人術中近距離放療系統為例，不僅擁有微型X射線源，還針對多種適應證，可用于胸外科、乳腺外科、普外科、婦科、皮膚科等[50]。這種新型機器人的優點包括增加靶向準確率，減少周圍健康組織的劑量；擁有多種型號的球囊施源器，保證精確適配達芬奇機器人系統；可移動設計，使用便捷安全；不需要特殊防護，不用改造治療室；可聯合開放手術術中放療、腔鏡或達芬奇機器人進行微創術中放療[51-53]。
3.5 術野實時病理檢驗
目前手術流程通常是先外科切除病灶，然后送病理檢驗，最后外科根據病理結果來確定外科切除的手術方案。如果將外科手術切除和病理檢驗合二為一，無疑會縮短手術時間，給患者帶來更大的臨床獲益。顯微內鏡以及微創腫瘤光學活檢是目前實現術野實時病理檢查的兩種重要方式。顯微內鏡通過大面積、高速、深度的掃描，獲得了病灶高分辨率的顯微圖像，通過計算機處理后的圖像與最終病理非常契合。而腫瘤光學活檢可以依據人體不同組織所特有的光學特性實時鑒別和診斷出被檢組織的良、惡性，腫瘤的侵襲深度以及腫瘤的轉移情況，為手術方案提供實時指導[54-56]。
4 總結與展望
三通道多鏡（手術/支氣管鏡/經皮定位）診療機器人的研究正如火如荼，前期在臨床上的雜交應用顯示出了優勢。可以預期在不遠的將來，智能化雜交診療平臺將是今后臨床發展的重要方向。因此，積極推動以規范化、個體化、同質化為目標的微創、無痕化機器人技術的發展是當前以及今后臨床機器人研究的重點和努力方向。
利益沖突：無。
作者貢獻：潘亮負責研究實施和文章撰寫；何天煜負責資料收集；呂望和馬洪海對研究執行和撰寫提供指導；胡堅統籌研究問題的提出、執行研究、文章撰寫和投稿。
肺癌是一種分布于支氣管內外局限或彌漫的肺組織惡性病變，根據解剖位置可以分為中央型和外周型。對于早期肺癌病變，由于病灶較小，術前和術中需要精準定位和切除。但是，肺外周病變通常在末端支氣管周圍，支氣管直徑較小，目前支氣管鏡難以到達；另外，整個肺組織隨呼吸運動而動態變化，操作有時需要實時影像學支持等，所有這些早期肺癌的臨床特征導致了其診療過程具有“進不去，找不到，抓不準”的難點。
早期肺癌三通道多鏡機器人診療平臺是一種利用氣管和胸壁兩條路徑，通過經皮、經氣管以及經胸腔鏡三個通道，利用射頻、微波、冷凍、激光、放射、手術機器人等治療手段對早期肺癌實現早診早治的一體化診療平臺。正因如此，隨著早期肺癌發病率和檢出率不斷攀升，以及患者對診療技術的要求越來越高，早期肺癌的臨床診療對肺部三通道多鏡機器人診療的應用需要越來越迫切。
隨著現代化診療技術的不斷進步和提高，肺部疾病診療技術迭代越來越快。目前，以LungCare醫療、VERAN以及Medtronic等為代表的醫療器械公司對多通道多鏡雜交及智能化應用的研發投入不斷加大。可以預見, 在不久的將來一體化復合雜交技術是外科重要的發展方向，早期肺癌三通道多鏡機器人將會逐步走向臨床。
1 早期肺癌三通道多鏡機器人雜交診療的優勢
在以往早期肺癌的診療中，內科以檢查、診斷、介入治療為主線，外科則從傳統開放手術向越來越微創化的手術治療方式轉變。如果能將兩者結合，這種一體化復合雜交技術則不僅可以實現早期肺癌患者的早診早治，還可以實現早期肺癌患者的個體化精準診療。同時，作為聯動診療一體化的重要載體，早期肺癌三通道多鏡機器人具有多項優勢，包括經皮和經胸腔鏡下病灶定位、全肺無盲區獲取肺組織進行病理診斷以及利用手術/射頻/微波/放射等多種治療方式進行早期肺癌的同步治療。當然，這些功能的實現離不開多功能手術床、胸腹腔鏡、磁導航、數字減影技術、計算機斷層掃描、磁共振、麻醉機、吊塔、體外循環系統等多種設備以及手術主刀、助手、介入醫生、麻醉師、超聲醫生、手術護士等團隊的通力協作。
1.1 定位
在早期肺癌的診療過程中，肺結節的術前精準定位是困擾胸外科醫生臨床工作的重要問題。如何實現結節的精準定位，保證肺結節的精準切除是胸外科醫生一直探索的重要臨床課題。有學者[1-2]比較了經皮胸腔鏡和經支氣管鏡兩種入路進行近紅外標記肺內小結節，其結果表明兩種方式都是安全有效的，但是經支氣管鏡方式對于多發病灶的危險系數更小。如果將兩種方式進行整合，那效果是否更好？Ujiie等[3]的研究表明，將手術機器人的機械臂和磁導航支氣管鏡定位結合，可以實現早期肺癌病灶的精準定位。在實際操作中，手術機器人的機械臂通過超聲、X線、近紅外線、染色標記物等識別早期肺癌病灶，而磁導航支氣管鏡定位系統則具有實時導航優勢，通過對患者解剖結構分析到路徑規劃，以及可視化實時導航輔助機械臂精準定位與切除。這種“里應外合”技術使肺結節定位準確率近100%[4]。
1.2 診斷
根據早期肺癌的解剖位置不同，臨床上行術前病理診斷的方式也有區別。對于病灶在肺外周靠近胸膜的早期肺腺癌，臨床醫生通常采用直接經皮穿刺來獲取病灶組織標本，例如臨床常用的CT引導下經皮肺穿刺。而對于中央型早期肺癌，電磁導航下纖維支氣管鏡則是獲取組織標本的首選方式。當然隨著技術進步，對于部分外周肺癌也可以在電磁導航下使用纖維支氣管鏡到達病灶周圍，然后通過“打隧道”的穿刺支氣管進入周圍病灶。而對于部分中央型淺表的肺癌，電磁導航下自體熒光支氣管鏡這種新的無創診斷技術也發揮重要作用[5-7]。不斷有研究[8-9]指出自體熒光支氣管鏡在淺表支氣管肺癌中診斷效果突出。當然兩種方式也存在一定缺點，例如經皮穿刺屬于有創操作，只適用靠近胸膜病灶，且存在氣胸、腫瘤針道轉移的風險以及不能雙肺穿刺的限制。電磁導航纖維支氣管鏡經自然腔道操作，屬于無創操作，但是也存在無法到達肺部深處的缺點。如果兩者結合，三通道多鏡設備則完全可以克服解剖位置變化對術前病理采樣的限制，同時對于多病灶的早期肺癌或者雙側肺癌也可以實現一次取樣。
Shahriari等[10]將CT與圖像傳感系統融合進細針穿刺機器人系統，并取得了不錯的臨床效果。特別是對于直徑<5 mm的結節，這種穿刺診斷機器人系統的并發癥發生率依然很低。隨后，Hiraki等[11]進行了一項前瞻性的人體試驗，旨在評估在CT透視引導的人體活檢過程中使用機器人插入活檢導引針的可行性和安全性。結果表明在所有患者中機器人插入導引針都是可行的，能夠進行病理診斷，而且在穿刺診斷過程中并沒有出現與機器相關的故障。呼吸運動一直是肺穿刺過程中重要的影響因素。肺臟隨著呼吸運動起伏，穿刺的針道就有偏離路徑和腫瘤隨血運轉移的風險。而Zhou等[12]早在2013年就進行了一項研究評估呼吸運動對CT引導下穿刺機器人進行肺穿刺的影響，從結果可以看出穿刺活檢機器人對于多位置的小結節實現了精準穿刺。另外，對于當前支氣管鏡技術對疑似周圍型肺部病變活檢的局限性，機器人支氣管鏡檢查可能會提供替代方法。有研究者[13]在2018年評估使用機器人內窺鏡系統進行機器人支氣管鏡檢查的并發癥和可行性。研究結果支持機器人內窺鏡系統進入肺外周的可行性，并且有可能解決與周圍肺病變活檢相關的挑戰。
1.3 治療
Cerfolio等[14]在2018年報告了世界上規模最大、隨訪時間最長的非小細胞肺癌機器人肺葉切除術系列研究，結果表明機器人肺葉切除術治療非小細胞肺癌的腫瘤學結果是有希望的，特別是對于病理性 N2 疾病患者。這無疑再次確認了機器人在肺癌治療中的重要地位。機器人手術可以集射頻、微波、冷凍、激光、放射、手術等多種治療方式于一體，對于胸外科的復雜手術，如袖狀切除術以及支氣管重建等，機器人也顯示出其適應性[15-19]。然而，臨床患者病情往往復雜多變，針對那些多種腫瘤于一體的患者，支氣管鏡、胸腔鏡以及機器人于一體的三通道手術開始了先行先試。Ishikawa 等[20]曾經報道了1例甲狀腺腫瘤、前縱隔腫瘤和肺部磨玻璃結節的患者使用胸腔鏡和達芬奇機器人進行一體化治療，臨床手術安全完成。這預示著未來臨床上多鏡聯合治療或者三通道多鏡機器人的應用將成為趨勢。
Harrison等[21]曾經使用雜交手術對多發性肺癌實施一站式診療，其結果表明這是一種微創且全面的診療方式，同時最大限度地減少患者肺損失。對于肺內多發病灶的同期治療，小病灶使用內鏡技術治療，而大病灶可以采用腔鏡技術治療，實現了多發早期肺癌的同期治療，也實現了每個病灶的精準微創治療，給患者提供了最佳治療方案。對肺癌來說這無疑是一個新時代的來臨[22]。
另一方面，Stevan教授曾將磁導航技術與機器人相結合，用于識別機器人定位困難的肺部結節，其結果表明通過電磁導航支氣管鏡檢查胸膜染料標記可以提供一種有效的定位肺結節的方法，同時保持微創機器人手術的可行性。這種策略可以讓手術者更有效地獲得診斷組織，同時降低了潛在的無法定位結節的可能性[4,23-24]。總之，對眾多臨床患者實現一站式診療體驗，無疑將極大提高患者的診療體驗和臨床效果。
2 早期肺癌三通道多鏡機器人診療進展
2.1 支氣管鏡機器人
肺癌屬于自然腔道疾病，利用生理上的支氣管樹對早期肺癌治療具有天然的優勢。因此，NOTES手術應運而生。以Auris Health公司的Monarch機器人和直觀外科的達芬奇Ion肺活檢機器人為代表的支氣管鏡機器人是目前臨床上比較成熟的兩種支氣管鏡機器人。Ion系統是一種機器人輔助的基于導管的平臺，能實現肺深處的微創活檢，其2.0 mm工作通道和3.5 mm外徑導管可以穿過難以導航的小氣道到達肺的所有18個部位[25]。Auris Health公司由“手術機器人之父”Frederic Moll創辦，其Monarch平臺除了可以實現肺部深部組織的活檢，還可以在手術過程中為醫生提供準確的位置數據[26]。當然，支氣管鏡的介入診療離不開磁導航的幫助，這也顯示出多鏡技術融合對肺部疾病診療大有裨益。國內以上海微創醫療為代表的醫療器械公司正奮起直追，支氣管鏡機器人也已經走向市場。
除此之外，目前支氣管鏡機器人也具備了多種定位方式（美蘭 、熒光劑、生物膠定位法、矢量定位法）以及包括射頻消融、微波消融、放射治療及光動力、冷凍/灌藥等多種早期肺癌治療手段。隨著技術的進步，支氣管的介入雜交治療在早期肺癌中已取得重要進展。目前在支氣管介入雜交治療中已經實現或開展的治療方式包括物理方法：高頻電刀、激光、微波、氬氣刀、冷凍等；機械方法：球囊擴張、氣管支架、摘取異物；物理化學：光動力；局部放射治療：放射粒子植入；化學方法：局部化學治療、基因治療；新技術：介入肺減容法、氣道熱成型、氣道旁路技術等。可以想象，未來經支氣管介入雜交診療在早期肺癌中必定前景光明。
2.2 新一代電磁導航機器人系統
導管從主支氣管直達肺部病灶時，往往離不開導航系統的協助。特別是對于外周的肺癌病灶，導航系統是精準通過患者復雜支氣管網絡的指南針，新一代的磁導航技術正是由此發展而來。胸外科著名的Abbas教授等[27]在2017年發表了磁導航系統對于肺內小而深的肺內亞實性結節定位的研究，結果證實了其安全性和精確性。自從磁導航系統在肺部脈管系統試驗以來，越來越多的研究涌現出來并證實其可行性[28- 29]。
以美敦力公司的ILLUMISITE?磁導航平臺為例，其實時成像技術解決了靜態CT與動態呼吸肺之前的差異，熒光鏡導航技術增強了對結節的可見性，全過程可視化對準結節，可建立氣道外通道，擴展多種介入治療[30]。而美敦力的另外一款產品superDimension則是完全設計成與支氣管鏡聯合使用的支氣管導航系統，通過兩者結合使用可以到達肺部支氣管網絡完成病灶的標記和活檢[31-33]。不僅如此，磁導航技術還可以與經皮通道雜交診療。例如奧林巴斯公司SPiN Thoracic磁導航系統，其磁導航輔助CT引導經皮肺穿刺對比單純CT引導經皮肺穿刺隨機對照研究以及磁導航輔助CT引導經皮肺穿刺前瞻性單臂研究都已經完成，其結果都表明磁導航輔助經皮肺穿刺效果良好[34]。
3 手術機器人的發展方向
3.1 人工智能機器人輔助診療
隨著人工智能技術的發展，人工智能和醫療的結合也越來越緊密[35-36]。日本的Okada等[37-39]在1998年首次報道了語音交互機器人用于切除胸部腫瘤的嘗試，并取得成功。在外科手術中，無論是術前規劃還是術中優化都體現了人工智能在外科手術中的深度融合。例如，在術前規劃中，術前智能診斷、預測手術風險、智能選擇手術方案都應用了人工智能技術。而在術中，人工智能技術也在不斷優化手術治療流程，比如病灶定位、強化診斷、位點快速細胞學評估、風險評估等。這些技術進步的應用無疑將使患者的診療獲益最大化[40]。
3.2 單孔手術機器人與顯微內鏡機械臂一體化
外科手術機器人一般由操作臺、機械臂以及成像系統組成。在進行外科手術時，通常需要在患者體腔上開放多個操作孔進行。而目前發展的最新機器人則以單孔手術機器人為代表。例如，Da Vinci? SP機器人，可以通過2.5 cm單孔套管控制3個仿生手腕工具，可深入腔體內部達24 cm[41]。另一方面，顯微內鏡與機械臂的融合已經取得新的技術進步，包括新型力感應顯微內鏡用于組織內鏡檢查，開發顯微內鏡結合在達芬奇機器人機械臂上，術中機器人輔助下顯微內鏡腫瘤鑒別，結合在達芬奇持針器上的顯微內鏡裝置等[42-43]。
3.3 術中光學示蹤技術
在進行外科手術時，如果可以進行實時展示患者操作空間的解剖結構，無疑會大大提高手術的安全性。而新型探針的發現以及成像技術結合機器人手術則使這一目標很快成為現實[44-45]。例如，染料和吲哚菁綠標記探針結合會導致信號強度的增加，我們可以檢測到直徑<5 mm的微小病變。因此，吲哚菁綠是一種高度敏感的熒光顯影劑，它在臨床成像系統中表現最佳，在光學手術導航方面具有很大的應用潛力。Firefly熒光成像技術通過近紅外線引導技術實時識別關鍵解剖結構，在可視化血管解剖、評估吻合口灌注、標注病灶以及前哨淋巴結活檢等方面作用顯著。
3.4 放射治療系統機器人
立體定向放射治療（放療）是許多晚期無法手術的肺癌患者可供選擇的治療方式之一。新型的放療機器人首先在患有多種癌癥的老年人中取得了嘗試，也實現了很好的臨床獲益[46]。隨后，以cyberknife為代表的放療機器人在肺癌中的應用不斷出現，其安全性和有效性得到證實[47]。目前，放療機器人正在早期肺癌的治療中發起嘗試[48-49]。短距離放療機器人是多通道機器人研發新進展的另一代表，實現了肺癌病灶術中治療方式的多樣化。以Axxent?機器人術中近距離放療系統為例，不僅擁有微型X射線源，還針對多種適應證，可用于胸外科、乳腺外科、普外科、婦科、皮膚科等[50]。這種新型機器人的優點包括增加靶向準確率，減少周圍健康組織的劑量；擁有多種型號的球囊施源器，保證精確適配達芬奇機器人系統；可移動設計，使用便捷安全；不需要特殊防護，不用改造治療室；可聯合開放手術術中放療、腔鏡或達芬奇機器人進行微創術中放療[51-53]。
3.5 術野實時病理檢驗
目前手術流程通常是先外科切除病灶，然后送病理檢驗，最后外科根據病理結果來確定外科切除的手術方案。如果將外科手術切除和病理檢驗合二為一，無疑會縮短手術時間，給患者帶來更大的臨床獲益。顯微內鏡以及微創腫瘤光學活檢是目前實現術野實時病理檢查的兩種重要方式。顯微內鏡通過大面積、高速、深度的掃描，獲得了病灶高分辨率的顯微圖像，通過計算機處理后的圖像與最終病理非常契合。而腫瘤光學活檢可以依據人體不同組織所特有的光學特性實時鑒別和診斷出被檢組織的良、惡性，腫瘤的侵襲深度以及腫瘤的轉移情況，為手術方案提供實時指導[54-56]。
4 總結與展望
三通道多鏡（手術/支氣管鏡/經皮定位）診療機器人的研究正如火如荼，前期在臨床上的雜交應用顯示出了優勢。可以預期在不遠的將來，智能化雜交診療平臺將是今后臨床發展的重要方向。因此，積極推動以規范化、個體化、同質化為目標的微創、無痕化機器人技術的發展是當前以及今后臨床機器人研究的重點和努力方向。
利益沖突：無。
作者貢獻：潘亮負責研究實施和文章撰寫；何天煜負責資料收集；呂望和馬洪海對研究執行和撰寫提供指導；胡堅統籌研究問題的提出、執行研究、文章撰寫和投稿。