引用本文： 黃佳, 田禹, 陸佩吉, 姜龍, 李劍濤, 朱宏炟, 林皓, 羅清泉. 國產圖邁?微創腔鏡手術機器人輔助右肺上葉切除兩例. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2022, 29(4): 519-523. doi: 10.7507/1007-4848.202112001 復制
近年來，機器人輔助胸外科手術（robot-assisted thoracic surgery，RATS）作為傳統胸腔鏡胸外科手術（video-assisted thoracoscopic surgery，VATS）的替代方案，已經在世界范圍內逐步推廣普及。在美國等國家或地區，多孔RATS比單孔VATS更受胸外科醫師認可[1]。目前市場上唯一商用的可用于胸外科領域的機器人手術系統是達芬奇機器人手術系統（Da Vinci Intuitive Surgical，Sunnyvale，CA），產品及配套設施均依賴進口，雖然有較多優勢，但是由于手術費用較傳統胸腔鏡手術高約3萬元，在衛生經濟學上具有明顯短板，限制了其大規模的推廣應用[2]。因此，手術機器人的國產化對于減輕患者醫療負擔、提高機器人手術的普及率具有重要意義。按照國家新一代人工智能創新總體要求，為深入實施以大數據智能化為引領的創新驅動發展戰略行動計劃，上海微創醫療機器人股份有限公司自主研發的、擁有完全自主知識產權的圖邁?微創腔鏡手術機器人系統應運而生。在前期動物實驗中，其不僅能流暢自如地完成肺葉切除等常規手術，還能完成支氣管袖型切除等復雜手術。
上海市胸科醫院自2009年引進達芬奇機器人外科輔助系統[3]，完成中國大陸第1例機器人輔助縱隔切除術及肺葉切除術，目前機器人手術累及超過5 000例。因此上海市胸科醫院被選為2021年腔鏡手術機器人及核心零部件攻關項目胸外科部分的牽頭單位，于2021年11月23日成功完成右肺上葉切除術2例，現報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
患者1，男，66歲，因“體檢發現右肺陰影1周”入院。胸部CT提示右肺上葉見一長徑約3.8 cm 的混雜磨玻璃影，邊界清晰，邊緣見分葉征，內見支氣管充氣征，兩肺見彌漫泡性氣腫。兩肺散在斑片、條索影。兩肺門及縱隔未見明顯腫大淋巴結影，兩側胸膜局部增厚，兩側胸腔未見積液（圖1a）。患者2，男，44歲，因“體檢發現右肺陰影3 d”入院。胸部CT提示右肺上葉前段，見部分實性結節，大小約為16 mm×13 mm，平均CT 值約為?329.4 HU。兩肺散在斑片、條索影。兩肺門及縱隔未見明顯腫大淋巴結影，兩側胸腔未見積液（圖1b）。
圖1
患者術前CT
a：患者1術前CT，右肺上葉見一長徑約 3.8 cm的混雜磨玻璃影；b：患者2術前CT，右肺上葉前段見部分實性結節，大小約為16 mm×13 mm
1.2 手術方法
患者完善術前檢查：心電圖、肺功能、腹部超聲、頭顱磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、氣管鏡及全身骨掃描，均未見異常，未發現手術禁忌。患者無既往手術史，無其它惡性腫瘤病史，排除轉移。麻醉誘導成功，雙腔氣管插管，單側肺通氣，左側頸內靜脈置管。患者左側臥位，雙手向前伸展，充分暴露胸部，手術床腰部抬高，患者肩部高于臀部，有利于增加機械手臂和器械活動范圍，減少器械之間互相干擾。圖邁?微創腔鏡手術機器人觀察孔12 mm，置于右側腋中線第7肋間。2個機械手臂孔分別位于腋前線和腋后線第6肋間，均為8 mm，與觀察孔保持8～9 cm直線距離，大約成人一掌寬。輔助孔20 mm位于腋前線第3、4肋間（圖2a），供助手置入吸引器、幫助牽拉暴露以及切割吻合器使用。推入完成預熱和自檢的圖邁?微創腔鏡手術機器人系統，保持和患者脊柱縱軸線45°夾角。于觀察孔接入3D鏡頭，并在鏡頭引導下，分別裝配機器人系統1號臂和2號臂，選取器械分別為電鉤和抓鉗（圖2b）。
圖2
手術機器人使用示意圖
a：觀察孔、輔助孔及機械臂孔位置；b：機器人裝機完成
手術控制臺主刀醫師探查胸腔完畢，確認無胸腔粘連，肺葉萎陷滿意后，手術操作與既往研究[2]類似。按照反單向式的順序游離解剖結構，首先選擇打開后半斜裂，2例患者的葉裂發育較好，故處理葉裂后暴露、游離并離斷后段動脈及部分中心靜脈（圖3a），而后清掃上葉支氣管與中間支氣管間第 11 組淋巴結，充分暴露上葉支氣管，直線切割器閉合離斷（圖3b）。處理完唯一硬性結構后，整個肺向上提拉，更方便充分游離、暴露右上葉尖前支動脈（圖3c），直線切割器閉合離斷，最后電鉤處理水平裂組織，并用直線切割閉合器處理右肺上葉靜脈（圖3d）。根據美國國立綜合癌癥網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南對非小細胞肺癌根治性手術的推薦原則及術中冰凍病理結果，2 例患者均行系統性淋巴結清掃。右肺肺癌應清掃第2R、4R、3A、3P、7～12 組淋巴結，至少應包括 6 組淋巴結。機器人控制臺主刀醫師完成止血后，助手向胸腔內注水，麻醉醫師鼓肺，確認肺粗面、支氣管殘端無漏氣。撤去機器人，置入胸腔引流管2根，縫合關閉操作孔，手術結束。
圖3
手術主要操作過程
a：處理右肺上葉后段動脈；b：處理右肺上葉支氣管；c：處理右肺上葉尖前支動脈；d：處理右肺上葉靜脈
1.3 倫理審查
本研究已通過上海市胸科醫院倫理委員會審查批準（LS2169），研究注冊通過省局備案（滬械臨備：20210159）。
2 結果
2例手術均取得成功，全部手術過程均由國產圖邁?微創腔鏡手術機器人完成，無中轉開胸。手術時間分別為65 min和48 min，術中出血量分別為80 mL和50 mL。患者均行系統性淋巴結清掃，淋巴結清掃組數分別為7組和6組，淋巴結清掃枚數分別為13枚和9枚，且術后病理未見腫瘤轉移，分別為Ⅰb期和Ⅰc期浸潤性腺癌，均實現R0切除。患者術后未出現持續漏氣、皮下氣腫、肺部感染、心律失常、肺栓塞等術后并發癥，圍手術期均未輸血，無圍手術期死亡發生。視覺模擬評分法評估患者疼痛程度，均為輕微疼痛，且術后第2 d即可下地活動。術后患者引流通暢，為少量淡血性液體，術后第3 d拔除引流管，術后總引流量分別為1 245 mL和840 mL。術后住院時間均為3 d。出院后常規隨訪，患者恢復情況良好。
3 討論
達芬奇機器人手術系統近年來得到飛速發展，作為一種全新微創手術方式，在中國胸外科領域應用已經超過12年。與傳統胸腔鏡手術相比，其具有高清3D成像內鏡系統、靈活度很高的機械手腕、主刀醫生在操作臺前坐著便可完成手術以及可以運用 5G 進行遠程操控等諸多優點[4-9]。
機器人技術代表著國家科技的綜合實力，近年來國家相繼出臺機器人相關的產業政策，大力扶持機器人企業發展。2021 年我國機器人市場規模將達到 445.7 億元，預計 2016—2023 年的平均增長率達18.3%。由于機器人產業屬于高技術壁壘產業，行業門檻高，因此市場份額多被外資占據，核心零部件都依賴進口。而圖邁?微創腔鏡手術機器人是上海微創醫療機器人股份有限公司自主研發的國產手術機器人，有望打破達芬奇機器人手術系統壟斷局面。
為進一步加快國產替代步伐，上海市胸科醫院作為牽頭單位，負責 2021 年腔鏡手術機器人及核心零部件攻關項目的胸外科部分。在總結了前期動物實驗的經驗后，于2021年11月23日開展相關國產機器人的臨床研究。前期2例手術初步顯示了圖邁?微創機器人的安全性及穩定性。肺葉切除加系統性淋巴結清掃平均手術時間56.5 min，術中出血量少，住院時間短。一項納入14項研究，共7 438例達芬奇機器人手術患者的Meta分析[10]顯示，RATS解剖性肺切除手術平均手術時間長達176.6 min，術中中轉率高達10.3%，術后并發癥高達 27.5%。本中心總結了1 000例達芬奇機器人輔助肺部手術[2]，機器人手術平均時間為（90.3±19.7）min，術中中轉率為0.9%，術后并發癥發生率為18.9%。和達芬奇機器人手術相比，國產機器人在手術時間和出血量方面都初步顯示出了一定的優勢，由于目前樣本量仍較少，具體結論仍有待后續臨床試驗數據予以明確。但是在裝機時間方面，國產機器人較達芬奇機器人要長，因為達芬奇機器人手臂為一體化設計，并持有專利，而國產機器人為分體式設計，在洗手護士安裝機械臂無菌套袋的過程中單人操作比較繁瑣，還需要巡回護士從旁協助。在這方面，我們還要繼續總結經驗，改進流程，也需要企業硬件方面的改善支持。達芬奇機器人手術在外科實踐中需要漫長的學習曲線[11-13]。Gharagozloo等[5]報道完成了 100 例達芬奇機器人輔助肺葉切除手術的平均時間是 216 min，最初的 20 例手術時間最長。Park 等[14]報道的 34 例達芬奇機器人輔助肺葉切除患者中，最后 8 例手術時間明顯短于平均手術時間，同樣證明了最初 20 例手術是整個學習曲線中不可省略的過程。國產機器人和達芬奇機器人操作類似，而圖邁?微創機器人的腕式手術器械高度靈活，自主研發的蜻蜓眼? 3D 腔鏡系統提供更加立體真實的手術視野，直覺式主從遙操作靈敏易上手，從而簡化手術操作，縮短手術時間。因此擁有豐富達芬奇機器人手術經驗的外科醫生，可以無縫銜接，很快上手國產機器人，學習時間大大縮短。
系統性淋巴結清掃是肺癌根治術的中心環節，越來越多的國內外文獻證明達芬奇機器人手術系統能更輕松更精準地完成淋巴結清掃，既能盡可能徹底清掃淋巴結，又可減少術中出血量。Jang等[15]發現RATS手術的術中出血量遠遠少于VATS手術。既往研究[9]表明RATS相比于VATS和開放手術，淋巴結清掃個數及組數均無顯著差別。我們完成的2例手術，平均清掃淋巴結11枚，都完成了至少6組淋巴結清掃。和達芬奇機器人手術清掃淋巴結相比的優劣，可能還需要更大量的臨床數據來佐證。
圖邁?微創機器人手術系統以其自主研發的蜻蜓眼? 3D系統和直覺式主從遙操作系統，大大提升腔內腕關節靈活性和穩定性。作為目前國內首批自主研發的國產手術機器人，在可操作性方面已接近達芬奇機器人手術系統，未來產品迭代后的性能提升值得期待，同樣其安全性和有效性還需要未來大樣本的臨床數據驗證。
利益沖突：無。
作者貢獻：黃佳負責論文初稿撰寫和論文設計；田禹負責論文審閱與修改；陸佩吉、姜龍、李劍濤、朱宏炟、林皓負責數據整理與分析；羅清泉負責論文總體設想和設計。
近年來，機器人輔助胸外科手術（robot-assisted thoracic surgery，RATS）作為傳統胸腔鏡胸外科手術（video-assisted thoracoscopic surgery，VATS）的替代方案，已經在世界范圍內逐步推廣普及。在美國等國家或地區，多孔RATS比單孔VATS更受胸外科醫師認可[1]。目前市場上唯一商用的可用于胸外科領域的機器人手術系統是達芬奇機器人手術系統（Da Vinci Intuitive Surgical，Sunnyvale，CA），產品及配套設施均依賴進口，雖然有較多優勢，但是由于手術費用較傳統胸腔鏡手術高約3萬元，在衛生經濟學上具有明顯短板，限制了其大規模的推廣應用[2]。因此，手術機器人的國產化對于減輕患者醫療負擔、提高機器人手術的普及率具有重要意義。按照國家新一代人工智能創新總體要求，為深入實施以大數據智能化為引領的創新驅動發展戰略行動計劃，上海微創醫療機器人股份有限公司自主研發的、擁有完全自主知識產權的圖邁?微創腔鏡手術機器人系統應運而生。在前期動物實驗中，其不僅能流暢自如地完成肺葉切除等常規手術，還能完成支氣管袖型切除等復雜手術。
上海市胸科醫院自2009年引進達芬奇機器人外科輔助系統[3]，完成中國大陸第1例機器人輔助縱隔切除術及肺葉切除術，目前機器人手術累及超過5 000例。因此上海市胸科醫院被選為2021年腔鏡手術機器人及核心零部件攻關項目胸外科部分的牽頭單位，于2021年11月23日成功完成右肺上葉切除術2例，現報道如下。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
患者1，男，66歲，因“體檢發現右肺陰影1周”入院。胸部CT提示右肺上葉見一長徑約3.8 cm 的混雜磨玻璃影，邊界清晰，邊緣見分葉征，內見支氣管充氣征，兩肺見彌漫泡性氣腫。兩肺散在斑片、條索影。兩肺門及縱隔未見明顯腫大淋巴結影，兩側胸膜局部增厚，兩側胸腔未見積液（圖1a）。患者2，男，44歲，因“體檢發現右肺陰影3 d”入院。胸部CT提示右肺上葉前段，見部分實性結節，大小約為16 mm×13 mm，平均CT 值約為?329.4 HU。兩肺散在斑片、條索影。兩肺門及縱隔未見明顯腫大淋巴結影，兩側胸腔未見積液（圖1b）。
圖1
患者術前CT
a：患者1術前CT，右肺上葉見一長徑約 3.8 cm的混雜磨玻璃影；b：患者2術前CT，右肺上葉前段見部分實性結節，大小約為16 mm×13 mm
1.2 手術方法
患者完善術前檢查：心電圖、肺功能、腹部超聲、頭顱磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、氣管鏡及全身骨掃描，均未見異常，未發現手術禁忌。患者無既往手術史，無其它惡性腫瘤病史，排除轉移。麻醉誘導成功，雙腔氣管插管，單側肺通氣，左側頸內靜脈置管。患者左側臥位，雙手向前伸展，充分暴露胸部，手術床腰部抬高，患者肩部高于臀部，有利于增加機械手臂和器械活動范圍，減少器械之間互相干擾。圖邁?微創腔鏡手術機器人觀察孔12 mm，置于右側腋中線第7肋間。2個機械手臂孔分別位于腋前線和腋后線第6肋間，均為8 mm，與觀察孔保持8～9 cm直線距離，大約成人一掌寬。輔助孔20 mm位于腋前線第3、4肋間（圖2a），供助手置入吸引器、幫助牽拉暴露以及切割吻合器使用。推入完成預熱和自檢的圖邁?微創腔鏡手術機器人系統，保持和患者脊柱縱軸線45°夾角。于觀察孔接入3D鏡頭，并在鏡頭引導下，分別裝配機器人系統1號臂和2號臂，選取器械分別為電鉤和抓鉗（圖2b）。
圖2
手術機器人使用示意圖
a：觀察孔、輔助孔及機械臂孔位置；b：機器人裝機完成
手術控制臺主刀醫師探查胸腔完畢，確認無胸腔粘連，肺葉萎陷滿意后，手術操作與既往研究[2]類似。按照反單向式的順序游離解剖結構，首先選擇打開后半斜裂，2例患者的葉裂發育較好，故處理葉裂后暴露、游離并離斷后段動脈及部分中心靜脈（圖3a），而后清掃上葉支氣管與中間支氣管間第 11 組淋巴結，充分暴露上葉支氣管，直線切割器閉合離斷（圖3b）。處理完唯一硬性結構后，整個肺向上提拉，更方便充分游離、暴露右上葉尖前支動脈（圖3c），直線切割器閉合離斷，最后電鉤處理水平裂組織，并用直線切割閉合器處理右肺上葉靜脈（圖3d）。根據美國國立綜合癌癥網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南對非小細胞肺癌根治性手術的推薦原則及術中冰凍病理結果，2 例患者均行系統性淋巴結清掃。右肺肺癌應清掃第2R、4R、3A、3P、7～12 組淋巴結，至少應包括 6 組淋巴結。機器人控制臺主刀醫師完成止血后，助手向胸腔內注水，麻醉醫師鼓肺，確認肺粗面、支氣管殘端無漏氣。撤去機器人，置入胸腔引流管2根，縫合關閉操作孔，手術結束。
圖3
手術主要操作過程
a：處理右肺上葉后段動脈；b：處理右肺上葉支氣管；c：處理右肺上葉尖前支動脈；d：處理右肺上葉靜脈
1.3 倫理審查
本研究已通過上海市胸科醫院倫理委員會審查批準（LS2169），研究注冊通過省局備案（滬械臨備：20210159）。
2 結果
2例手術均取得成功，全部手術過程均由國產圖邁?微創腔鏡手術機器人完成，無中轉開胸。手術時間分別為65 min和48 min，術中出血量分別為80 mL和50 mL。患者均行系統性淋巴結清掃，淋巴結清掃組數分別為7組和6組，淋巴結清掃枚數分別為13枚和9枚，且術后病理未見腫瘤轉移，分別為Ⅰb期和Ⅰc期浸潤性腺癌，均實現R0切除。患者術后未出現持續漏氣、皮下氣腫、肺部感染、心律失常、肺栓塞等術后并發癥，圍手術期均未輸血，無圍手術期死亡發生。視覺模擬評分法評估患者疼痛程度，均為輕微疼痛，且術后第2 d即可下地活動。術后患者引流通暢，為少量淡血性液體，術后第3 d拔除引流管，術后總引流量分別為1 245 mL和840 mL。術后住院時間均為3 d。出院后常規隨訪，患者恢復情況良好。
3 討論
達芬奇機器人手術系統近年來得到飛速發展，作為一種全新微創手術方式，在中國胸外科領域應用已經超過12年。與傳統胸腔鏡手術相比，其具有高清3D成像內鏡系統、靈活度很高的機械手腕、主刀醫生在操作臺前坐著便可完成手術以及可以運用 5G 進行遠程操控等諸多優點[4-9]。
機器人技術代表著國家科技的綜合實力，近年來國家相繼出臺機器人相關的產業政策，大力扶持機器人企業發展。2021 年我國機器人市場規模將達到 445.7 億元，預計 2016—2023 年的平均增長率達18.3%。由于機器人產業屬于高技術壁壘產業，行業門檻高，因此市場份額多被外資占據，核心零部件都依賴進口。而圖邁?微創腔鏡手術機器人是上海微創醫療機器人股份有限公司自主研發的國產手術機器人，有望打破達芬奇機器人手術系統壟斷局面。
為進一步加快國產替代步伐，上海市胸科醫院作為牽頭單位，負責 2021 年腔鏡手術機器人及核心零部件攻關項目的胸外科部分。在總結了前期動物實驗的經驗后，于2021年11月23日開展相關國產機器人的臨床研究。前期2例手術初步顯示了圖邁?微創機器人的安全性及穩定性。肺葉切除加系統性淋巴結清掃平均手術時間56.5 min，術中出血量少，住院時間短。一項納入14項研究，共7 438例達芬奇機器人手術患者的Meta分析[10]顯示，RATS解剖性肺切除手術平均手術時間長達176.6 min，術中中轉率高達10.3%，術后并發癥高達 27.5%。本中心總結了1 000例達芬奇機器人輔助肺部手術[2]，機器人手術平均時間為（90.3±19.7）min，術中中轉率為0.9%，術后并發癥發生率為18.9%。和達芬奇機器人手術相比，國產機器人在手術時間和出血量方面都初步顯示出了一定的優勢，由于目前樣本量仍較少，具體結論仍有待后續臨床試驗數據予以明確。但是在裝機時間方面，國產機器人較達芬奇機器人要長，因為達芬奇機器人手臂為一體化設計，并持有專利，而國產機器人為分體式設計，在洗手護士安裝機械臂無菌套袋的過程中單人操作比較繁瑣，還需要巡回護士從旁協助。在這方面，我們還要繼續總結經驗，改進流程，也需要企業硬件方面的改善支持。達芬奇機器人手術在外科實踐中需要漫長的學習曲線[11-13]。Gharagozloo等[5]報道完成了 100 例達芬奇機器人輔助肺葉切除手術的平均時間是 216 min，最初的 20 例手術時間最長。Park 等[14]報道的 34 例達芬奇機器人輔助肺葉切除患者中，最后 8 例手術時間明顯短于平均手術時間，同樣證明了最初 20 例手術是整個學習曲線中不可省略的過程。國產機器人和達芬奇機器人操作類似，而圖邁?微創機器人的腕式手術器械高度靈活，自主研發的蜻蜓眼? 3D 腔鏡系統提供更加立體真實的手術視野，直覺式主從遙操作靈敏易上手，從而簡化手術操作，縮短手術時間。因此擁有豐富達芬奇機器人手術經驗的外科醫生，可以無縫銜接，很快上手國產機器人，學習時間大大縮短。
系統性淋巴結清掃是肺癌根治術的中心環節，越來越多的國內外文獻證明達芬奇機器人手術系統能更輕松更精準地完成淋巴結清掃，既能盡可能徹底清掃淋巴結，又可減少術中出血量。Jang等[15]發現RATS手術的術中出血量遠遠少于VATS手術。既往研究[9]表明RATS相比于VATS和開放手術，淋巴結清掃個數及組數均無顯著差別。我們完成的2例手術，平均清掃淋巴結11枚，都完成了至少6組淋巴結清掃。和達芬奇機器人手術清掃淋巴結相比的優劣，可能還需要更大量的臨床數據來佐證。
圖邁?微創機器人手術系統以其自主研發的蜻蜓眼? 3D系統和直覺式主從遙操作系統，大大提升腔內腕關節靈活性和穩定性。作為目前國內首批自主研發的國產手術機器人，在可操作性方面已接近達芬奇機器人手術系統，未來產品迭代后的性能提升值得期待，同樣其安全性和有效性還需要未來大樣本的臨床數據驗證。
利益沖突：無。
作者貢獻：黃佳負責論文初稿撰寫和論文設計；田禹負責論文審閱與修改；陸佩吉、姜龍、李劍濤、朱宏炟、林皓負責數據整理與分析；羅清泉負責論文總體設想和設計。
