引用本文： 常文舉, 許劍民. 達芬奇機器人直腸癌根治術的應用及進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(5): 541-543. doi: 10.7507/1007-9424.20150144 復制
結直腸癌在發達國家是最常見的惡性腫瘤之一，在我國其發病率與死亡率呈逐年上升態勢[1]。目前，結直腸癌的治療提倡以手術為主的綜合治療，其中手術方式可選擇傳統開放術式、腹腔鏡及達芬奇機器人微創手術。自2002年美國FDA批準的達芬奇手術系統用于完成第1例機器人結直腸癌手術以來，它在這一領域的應用逐漸增多。然而，達芬奇機器人相比開放術式及傳統腹腔鏡術式存在哪些優缺點，仍是目前爭議和研究的焦點。現將從安全性、學習曲線、預后、現存缺陷方面對達芬奇機器人術式在直腸癌外科中的應用現狀進行評價。
1 達芬奇機器人術式的先天優勢、安全性及學習曲線
1.1 先天優勢
腹腔鏡直腸癌根治術的療效及安全性已經得到了認可。多個隨機對照研究[2-3]均表明，腹腔鏡直腸癌根治術與傳統開腹相比，患者遠期預后相似，且具有術后疼痛少及住院時間短的優勢。但現行的腹腔鏡手術仍存在一些局限性，如術者操作器械的震顫難以完成精細操作，2D平面圖像影響術者手眼協調，操作臂不靈活。相比之下，達芬奇機器人手術系統提供了一個穩定的攝像機平臺和自由活動的儀器設備，不受人體肌肉震顫的干擾；其次，該系統具有更好的手術觀察視野，能夠提供5～15倍高清晰3D放大圖像，提高術者手眼協調度，使術者術中能夠清晰地完成重要神經的分離和大血管周圍淋巴結的清掃；最后，與腹腔鏡受4個自由度的限制度相比，機械臂模擬人的手腕，具備7個方向的自由活動度和540°自由轉動，在狹窄、復雜的手術區域比人手更為靈活。由于達芬奇機器人的優勢，其可在狹小的空間中獲得靈活的操作和清晰的視野，使術中出血及副損傷更少，既符合腫瘤根治的原則，又能達到更好的微創治療效果[4]。
1.2 安全性評價
采用腹腔鏡在狹小的骨盆內進行神經保護及淋巴結清掃時，尤其對于局部晚期直腸癌患者，完成該操作仍是件困難的事情，常發生較高的中轉開腹率和環周切緣陽性率[5]。有研究[6]表明，腹腔鏡中轉開腹較傳統開腹手術會導致術后并發癥的增加。與腹腔鏡相比，機器人手術具有穩定的3D視野，在狹小的空間內也具有良好的靈活性及操控性，更加適合于直腸癌根治術的實施。早在2004年D’Annibale等[7]報道了52例機器人輔助直腸癌手術，結果表明，機器人手術可以實現對重要神經及血管的精準分離和保護，術后并發癥發生率僅為12.8%，中轉開腹率為2.6%，被認為是一種安全的術式，并可以減輕術者的疲勞度。機器人輔助直腸癌根治術的手術時間僅比腹腔鏡術式延長13 min，差異無統計學意義[8-9]。最近有meta分析[10]全面比較了機器人與傳統腹腔鏡術式治療直腸癌的安全性，結果表明，兩種術式的手術時間和并發癥發生率接近，但機器人術式在術中出血、中轉開腹率和患者術后恢復方面均明顯優于傳統腹腔鏡，這更加肯定了達芬奇機器人術式在直腸癌外科中應用的安全性。
1.3 學習曲線
基于機器人的操控優勢和3D視野，有研究[11]發現，與腹腔鏡相比，機器人手臂更加靈巧、操作舒適，使得學習曲線更短。盡管不同的研究在設定評價學習曲線的參數方面存在差異，但外科醫生通常會從手術時間、術中出血、中轉開腹率、手術疲勞度等方面評價學習曲線。新近的系統綜述分析[12-13]比較了機器人與傳統腹腔鏡實施直腸癌根治術的學習曲線，完成腹腔鏡手術學習階段需要約50～250例患者，機器人術式則僅需要15～30例患者，因此認為機器人術式具有更短的學習曲線。
2 達芬奇機器人術式治療直腸癌對腫瘤預后的影響
對于直腸癌手術而言，環周切緣陽性率和全直腸系膜切除術（TME）的完成度是評價直腸癌根治術質量好壞的重要指標。有研究提示，機器人輔助直腸癌術式與傳統腹腔鏡相比，能夠更好地保證腫瘤根治度的質量[14-15]，但仍存在一些爭議[16]。2009年Patriti等[17]報道了機器人輔助直腸癌根治術的中期結局（平均隨訪20.2個月），3年總生存率（OS）及無病生存率（DFS）分別為92.6%和73.7%；隨后的多中心研究[18]提示（平均隨訪17.4個月），中轉開腹率為4.9%，3年OS為97%，3年DFS為77.6%，局部復發率為0。然而，機器人與傳統腹腔鏡術式或開腹手術的對比研究仍然較少。僅有的對比研究[19]提示，機器人和傳統腹腔鏡術式的3年OS和DFS分別是92.1%比93.5%（P=0.735）和89.2%比90.0%（P=0.873），這提示兩種術式在短期腫瘤結局方面相似。新近系統綜述分析[13]提示，機器人與腹腔鏡術式治療直腸癌，在淋巴結檢出率、局部復發率、遠處轉移率和總復發率方面比較差異均無統計學意義。盡管有研究[20-21]提示，機器人提供的3D視野更加有利于外科平面的尋找并實施大血管的骨骼化及淋巴結清掃。但根據現有的循證醫學依據依然無法判斷機器人與腹腔鏡術式在直腸癌術后的腫瘤預后方面的優劣性。
3 達芬奇機器人術后排尿功能和性功能的評價
近期的生理功能（排尿功能及性功能）是直腸癌術后需要重視的另一問題。手術中對盆腔自主神經的良好保護對術后患者性功能和排尿功能具有重要意義。研究[22]表明，腹腔鏡手術與傳統開腹手術相比，由于術中張力不足，自主神經損傷大，術后性功能較差。單中心的研究[17]認為，機器人與腹腔鏡相比，則獲得較好的生理功能，且術后排尿功能恢復早（6個月比12個月），具有減少排尿功能障礙、改善術后性功能等方面的優勢[7, 23]。但也有研究[17]認為，兩種術后對患者性功能及排尿功能無明顯影響。新近的系統綜述分析[13]提示，患者接受機器人術式和傳統腹腔鏡手術后，性功能障礙的發生率分別為0～36.6%和2.7%～56.5%。由于缺乏良好設計的前瞻性對照研究，該方面的循證醫學證據尚不足。
鑒于機器人術式對腫瘤預后及生理功能的影響仍有待更詳實的循證證據，目前國際上正在進行的ROLARR研究（Robotic versus laparoscopic resection for rectal cancer，NCT01736072）[24]、COLORⅡ研究（A randomized clinical trial comparing laparoscopic and open surgery for rectal cancer，NCT00297791），以及ACOSOG-Z60511研究（Laparoscopic-assisted resection or open resection in treating patients with stageⅡA，stageⅡA，or stageⅡB rectal cancer，NCT0072-6622），將試圖從術后生理功能、近遠期結局、術后并發癥率、手術費用等多方面分別比較機器人與腹腔鏡手術或開放手術的優劣性，研究結果值得期待。
4 達芬奇機器人術式治療轉移性直腸癌的前景
多學科綜合治療團隊（MDT）是診治直腸癌尤其是轉移性直腸癌的有效手段，已成為改善直腸癌預后的關鍵因素之一。MDT指導下的機器人微創直腸癌手術在國內外均已開展。在MDT指導下，患者的術前分期和手術適應證能夠得以更精確評估，并最終制定最佳的手術方案，以減少手術風險及術后并發癥的出現。至今年5月，復旦大學附屬中山醫院的許劍民教授已完成機器人直腸癌根治手術近360例。在國際上應用機器人微創手術聯合切除結腸原發病灶和轉移病灶，針對轉移性直腸癌病例，在利用機器人切除原發灶同時，應用機器人技術在肝外科和胸外科協同下同步完成了機器人切除肝和肺轉移病灶。并在2014年完成1例純機器人輔助實施直腸癌及肝肺轉移灶的同期切除術式，取得初步經驗[25]。
應該強調機器人治療轉移性直腸癌時應嚴格選擇患者，并由有經驗的醫生進行操作。因具有創傷小、恢復快的優勢，機器人輔助直腸癌肝轉移同期切除手術在未來發展前景值得期待，近遠期療效也需要循證醫學的支持。
5 機器人手術的現存缺點與展望
機器人手術在外科領域的應用范圍越來越廣，但仍存在一些自身缺陷[26]。①機器人的使用費用較腹腔鏡高，這限制了機器人的推廣。研究[13]表明，機器人直腸癌手術的費用較傳統腹腔鏡昂貴，使住院費用增加（ 235比 320，P < 0.013）。進一步的系統綜述分析[27]也證實機器人手術的費用整體高于傳統腹腔鏡。②術者操控機器人時無法獲得牽拉組織時產生的力反饋，完全需要通過視覺判斷牽拉時的張力。③與機器人配套的操作器械的種類仍較局限，而且單次使用的費用昂貴。④機器人機械臂較大，拆卸時間長，在人體內的自由活動空間小，難以勝任多個部位或解剖范圍大的手術。新一代的機器人系統，已針對以上方面做出改進，效果有待臨床外科醫生的檢驗。
一項新技術的應用通常伴隨手術耗時長、單次使用費用高昂的缺點，如20世紀90年代腹腔鏡剛開展時同樣耗時而昂貴，但隨著技術革新和成本下降，腹腔鏡直腸癌術式已在全球推廣。因為機器人擁有3D視野和操控舒適性兩大顯著特點，遠遠優于開腹和傳統腹腔鏡技術，使得外科醫生和醫學器械工程師均無法忽視機器人的先天優勢。作為過渡階段，近年來成本相對較低的3D腹腔鏡技術和簡易機器人快速涌現，并逐步得到外科醫生的認可，但這些技術仍無法同時兼顧3D視野和靈活的多自由度操控性。
單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術技術達到了極致的美容效果，但是這兩種術式均受到操作平臺的限制，存在操作舒適度差、手術時間長、學習曲線長的缺點，這使很多外科醫生難以接受，目前僅在少數醫療中心由高度專業化的醫生開展此類手術。鑒于結直腸處于腹腔內并存在良好的自然腔道，因此單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術術式將更加適合于結直腸疾病的治療。而機器人平臺利用多自由度的靈活操控優勢，將促進單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術技術的發展和應用。相信隨著技術的革新及使用成本的下降，機器人引領的微創技術將得到推廣，并向著“更好的可視化”、“舒適的操控性”和“極致美容效果”的方向發展，使患者最大化地獲益。
結直腸癌在發達國家是最常見的惡性腫瘤之一，在我國其發病率與死亡率呈逐年上升態勢[1]。目前，結直腸癌的治療提倡以手術為主的綜合治療，其中手術方式可選擇傳統開放術式、腹腔鏡及達芬奇機器人微創手術。自2002年美國FDA批準的達芬奇手術系統用于完成第1例機器人結直腸癌手術以來，它在這一領域的應用逐漸增多。然而，達芬奇機器人相比開放術式及傳統腹腔鏡術式存在哪些優缺點，仍是目前爭議和研究的焦點。現將從安全性、學習曲線、預后、現存缺陷方面對達芬奇機器人術式在直腸癌外科中的應用現狀進行評價。
1 達芬奇機器人術式的先天優勢、安全性及學習曲線
1.1 先天優勢
腹腔鏡直腸癌根治術的療效及安全性已經得到了認可。多個隨機對照研究[2-3]均表明，腹腔鏡直腸癌根治術與傳統開腹相比，患者遠期預后相似，且具有術后疼痛少及住院時間短的優勢。但現行的腹腔鏡手術仍存在一些局限性，如術者操作器械的震顫難以完成精細操作，2D平面圖像影響術者手眼協調，操作臂不靈活。相比之下，達芬奇機器人手術系統提供了一個穩定的攝像機平臺和自由活動的儀器設備，不受人體肌肉震顫的干擾；其次，該系統具有更好的手術觀察視野，能夠提供5～15倍高清晰3D放大圖像，提高術者手眼協調度，使術者術中能夠清晰地完成重要神經的分離和大血管周圍淋巴結的清掃；最后，與腹腔鏡受4個自由度的限制度相比，機械臂模擬人的手腕，具備7個方向的自由活動度和540°自由轉動，在狹窄、復雜的手術區域比人手更為靈活。由于達芬奇機器人的優勢，其可在狹小的空間中獲得靈活的操作和清晰的視野，使術中出血及副損傷更少，既符合腫瘤根治的原則，又能達到更好的微創治療效果[4]。
1.2 安全性評價
采用腹腔鏡在狹小的骨盆內進行神經保護及淋巴結清掃時，尤其對于局部晚期直腸癌患者，完成該操作仍是件困難的事情，常發生較高的中轉開腹率和環周切緣陽性率[5]。有研究[6]表明，腹腔鏡中轉開腹較傳統開腹手術會導致術后并發癥的增加。與腹腔鏡相比，機器人手術具有穩定的3D視野，在狹小的空間內也具有良好的靈活性及操控性，更加適合于直腸癌根治術的實施。早在2004年D’Annibale等[7]報道了52例機器人輔助直腸癌手術，結果表明，機器人手術可以實現對重要神經及血管的精準分離和保護，術后并發癥發生率僅為12.8%，中轉開腹率為2.6%，被認為是一種安全的術式，并可以減輕術者的疲勞度。機器人輔助直腸癌根治術的手術時間僅比腹腔鏡術式延長13 min，差異無統計學意義[8-9]。最近有meta分析[10]全面比較了機器人與傳統腹腔鏡術式治療直腸癌的安全性，結果表明，兩種術式的手術時間和并發癥發生率接近，但機器人術式在術中出血、中轉開腹率和患者術后恢復方面均明顯優于傳統腹腔鏡，這更加肯定了達芬奇機器人術式在直腸癌外科中應用的安全性。
1.3 學習曲線
基于機器人的操控優勢和3D視野，有研究[11]發現，與腹腔鏡相比，機器人手臂更加靈巧、操作舒適，使得學習曲線更短。盡管不同的研究在設定評價學習曲線的參數方面存在差異，但外科醫生通常會從手術時間、術中出血、中轉開腹率、手術疲勞度等方面評價學習曲線。新近的系統綜述分析[12-13]比較了機器人與傳統腹腔鏡實施直腸癌根治術的學習曲線，完成腹腔鏡手術學習階段需要約50～250例患者，機器人術式則僅需要15～30例患者，因此認為機器人術式具有更短的學習曲線。
2 達芬奇機器人術式治療直腸癌對腫瘤預后的影響
對于直腸癌手術而言，環周切緣陽性率和全直腸系膜切除術（TME）的完成度是評價直腸癌根治術質量好壞的重要指標。有研究提示，機器人輔助直腸癌術式與傳統腹腔鏡相比，能夠更好地保證腫瘤根治度的質量[14-15]，但仍存在一些爭議[16]。2009年Patriti等[17]報道了機器人輔助直腸癌根治術的中期結局（平均隨訪20.2個月），3年總生存率（OS）及無病生存率（DFS）分別為92.6%和73.7%；隨后的多中心研究[18]提示（平均隨訪17.4個月），中轉開腹率為4.9%，3年OS為97%，3年DFS為77.6%，局部復發率為0。然而，機器人與傳統腹腔鏡術式或開腹手術的對比研究仍然較少。僅有的對比研究[19]提示，機器人和傳統腹腔鏡術式的3年OS和DFS分別是92.1%比93.5%（P=0.735）和89.2%比90.0%（P=0.873），這提示兩種術式在短期腫瘤結局方面相似。新近系統綜述分析[13]提示，機器人與腹腔鏡術式治療直腸癌，在淋巴結檢出率、局部復發率、遠處轉移率和總復發率方面比較差異均無統計學意義。盡管有研究[20-21]提示，機器人提供的3D視野更加有利于外科平面的尋找并實施大血管的骨骼化及淋巴結清掃。但根據現有的循證醫學依據依然無法判斷機器人與腹腔鏡術式在直腸癌術后的腫瘤預后方面的優劣性。
3 達芬奇機器人術后排尿功能和性功能的評價
近期的生理功能（排尿功能及性功能）是直腸癌術后需要重視的另一問題。手術中對盆腔自主神經的良好保護對術后患者性功能和排尿功能具有重要意義。研究[22]表明，腹腔鏡手術與傳統開腹手術相比，由于術中張力不足，自主神經損傷大，術后性功能較差。單中心的研究[17]認為，機器人與腹腔鏡相比，則獲得較好的生理功能，且術后排尿功能恢復早（6個月比12個月），具有減少排尿功能障礙、改善術后性功能等方面的優勢[7, 23]。但也有研究[17]認為，兩種術后對患者性功能及排尿功能無明顯影響。新近的系統綜述分析[13]提示，患者接受機器人術式和傳統腹腔鏡手術后，性功能障礙的發生率分別為0～36.6%和2.7%～56.5%。由于缺乏良好設計的前瞻性對照研究，該方面的循證醫學證據尚不足。
鑒于機器人術式對腫瘤預后及生理功能的影響仍有待更詳實的循證證據，目前國際上正在進行的ROLARR研究（Robotic versus laparoscopic resection for rectal cancer，NCT01736072）[24]、COLORⅡ研究（A randomized clinical trial comparing laparoscopic and open surgery for rectal cancer，NCT00297791），以及ACOSOG-Z60511研究（Laparoscopic-assisted resection or open resection in treating patients with stageⅡA，stageⅡA，or stageⅡB rectal cancer，NCT0072-6622），將試圖從術后生理功能、近遠期結局、術后并發癥率、手術費用等多方面分別比較機器人與腹腔鏡手術或開放手術的優劣性，研究結果值得期待。
4 達芬奇機器人術式治療轉移性直腸癌的前景
多學科綜合治療團隊（MDT）是診治直腸癌尤其是轉移性直腸癌的有效手段，已成為改善直腸癌預后的關鍵因素之一。MDT指導下的機器人微創直腸癌手術在國內外均已開展。在MDT指導下，患者的術前分期和手術適應證能夠得以更精確評估，并最終制定最佳的手術方案，以減少手術風險及術后并發癥的出現。至今年5月，復旦大學附屬中山醫院的許劍民教授已完成機器人直腸癌根治手術近360例。在國際上應用機器人微創手術聯合切除結腸原發病灶和轉移病灶，針對轉移性直腸癌病例，在利用機器人切除原發灶同時，應用機器人技術在肝外科和胸外科協同下同步完成了機器人切除肝和肺轉移病灶。并在2014年完成1例純機器人輔助實施直腸癌及肝肺轉移灶的同期切除術式，取得初步經驗[25]。
應該強調機器人治療轉移性直腸癌時應嚴格選擇患者，并由有經驗的醫生進行操作。因具有創傷小、恢復快的優勢，機器人輔助直腸癌肝轉移同期切除手術在未來發展前景值得期待，近遠期療效也需要循證醫學的支持。
5 機器人手術的現存缺點與展望
機器人手術在外科領域的應用范圍越來越廣，但仍存在一些自身缺陷[26]。①機器人的使用費用較腹腔鏡高，這限制了機器人的推廣。研究[13]表明，機器人直腸癌手術的費用較傳統腹腔鏡昂貴，使住院費用增加（ 235比 320，P < 0.013）。進一步的系統綜述分析[27]也證實機器人手術的費用整體高于傳統腹腔鏡。②術者操控機器人時無法獲得牽拉組織時產生的力反饋，完全需要通過視覺判斷牽拉時的張力。③與機器人配套的操作器械的種類仍較局限，而且單次使用的費用昂貴。④機器人機械臂較大，拆卸時間長，在人體內的自由活動空間小，難以勝任多個部位或解剖范圍大的手術。新一代的機器人系統，已針對以上方面做出改進，效果有待臨床外科醫生的檢驗。
一項新技術的應用通常伴隨手術耗時長、單次使用費用高昂的缺點，如20世紀90年代腹腔鏡剛開展時同樣耗時而昂貴，但隨著技術革新和成本下降，腹腔鏡直腸癌術式已在全球推廣。因為機器人擁有3D視野和操控舒適性兩大顯著特點，遠遠優于開腹和傳統腹腔鏡技術，使得外科醫生和醫學器械工程師均無法忽視機器人的先天優勢。作為過渡階段，近年來成本相對較低的3D腹腔鏡技術和簡易機器人快速涌現，并逐步得到外科醫生的認可，但這些技術仍無法同時兼顧3D視野和靈活的多自由度操控性。
單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術技術達到了極致的美容效果，但是這兩種術式均受到操作平臺的限制，存在操作舒適度差、手術時間長、學習曲線長的缺點，這使很多外科醫生難以接受，目前僅在少數醫療中心由高度專業化的醫生開展此類手術。鑒于結直腸處于腹腔內并存在良好的自然腔道，因此單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術術式將更加適合于結直腸疾病的治療。而機器人平臺利用多自由度的靈活操控優勢，將促進單孔腹腔鏡手術和經自然腔道內鏡手術技術的發展和應用。相信隨著技術的革新及使用成本的下降，機器人引領的微創技術將得到推廣，并向著“更好的可視化”、“舒適的操控性”和“極致美容效果”的方向發展，使患者最大化地獲益。