结直肠癌的外科治疗亚洲视角优化与标准化 - 27 结肠癌的机器人手术：原则和陷阱

概要

机器人手术系统的开发是为了克服传统腹腔镜手术的固有局限性，具有稳定的三维成像时机，改进的人体工程学，消除震颤，双手能力，运动缩放和灵活的仪器。几项试验表明，机器人手术是安全且可比较的，但并不优于标准的腹腔镜手术，成本更高，时间更长。机器人结肠切除术需要标准的外科手术。最近开发了几种原型来解决当前的问题。现在正在开发单切口机器人手术和自然孔腔内镜手术。

27.1机器人结肠手术的发展

在过去的三十年中，微创结肠手术已经发展起来。雅各布斯等人。 1991年首次报道了腹腔镜结肠切除术[1]。从那时起，已经进行了几项大型试验来比较腹腔镜结肠切除术和开放性结肠切除术。 COST，COLOR，MRC CLASICC，LAPKON II和ALCCaS试验表明，与开放式方法相比，腹腔镜切除术可改善短期患者导向结果和相当的肿瘤学结果[2-4]。因此，腹腔镜结肠切除术被推荐用于国家综合癌症网络（NCCN）指南和中国结直肠癌指南。然而，在美国只有55.4％的选择性结肠切除术是腹腔镜手术[5]。常见的原因包括技术要求严格的外科医生，很少的标准程序，不良的人体工程学和无法在狭窄的手术空间，以及肥胖的腹腔。

因此，开发机器人手术系统以克服传统腹腔镜手术的固有局限性，为外科医生提供帮助，改善感知，处理和行动[6]。到目前为止，美国食品和药物管理局于2000年批准的达芬奇机器人系统（Intuitive Surgical Inc.，Sunnyvale，CA，USA）是最广泛使用的机器人手术模型。韦伯等人。

2001年首次使用达芬奇机器人系统进行了机器人辅助的结肠切除术[7]。然后发表了几项关于机器人结肠手术的研究，结果显示机器人结肠切除术可以安全，成功地进行，具有良好的短期术后和肿瘤学结果。机器人系统有可能通过提供增强的可视化和高精度来解决腹腔镜检查的一些局限性，同时与腹腔镜结肠切除术相比，手术时间更长，成本更高[8]。

27.2机器人手术系统的优点

达芬奇Si手术系统包括三个集成组件，一个人体工程学外科医生控制台，一个带有四个交互式机械臂的病人推车，以及一个装有专用系统处理器和高清三维（3D）视觉系统的视频塔。视频塔显示高清3D视觉，可在手术过程中真实感知深度，增加了外科医生对组织平原和关键解剖结构的优越视野的信心。患者推车由多个部件组成，包括一个摄像头臂和三个机械臂。机器人手臂采用独特的褶皱结构设计，提供7个自由度，运动范围甚至超过人类手腕。该系统使外科医生能够在仪器的非常有意识的运动控制中执行灵巧，以实现非常精确的解剖和重建的外科手术任务。坐在外科医生控制台上，外科医生可以精确无缝地控制患者推车的运动，避免在手术过程中长时间站立并减少生理疲劳[9,10]。此外，主控制器提供震颤过滤以稳定外科手术。

一项对8项研究的荟萃分析显示，机器人全直肠系膜切除术具有较少的泌尿生殖系统并发症，较低的阳性周缘边缘率和病理成功率，其他结果与传统的腹腔镜手术相同，因此机器人技术已经成熟地应用于狭窄深部骨盆的解剖结构的直肠切除术，边界紧密，靠近骨盆神经[11]。机器人结肠切除术仍在发展中。几项荟萃分析显示，与常规腹腔镜右结肠切除术相比，机器人右结肠切除术与估计失血量减少，术后并发症减少，手术时间延长，肠功能恢复明显加快相关，迄今未证实肿瘤学准确性增强[12,13]。在肿瘤学参数方面，机器人组的淋巴结检出率和阳性手术切缘率与腹腔镜组相似。迄今为止，机器人右结肠切除术后的长期生存结果尚未见报道。机器人左结肠切除术的数据很少。机器人左结肠切除术具有相似的围手术期和肿瘤学结果，手术时间增加，需要进一步评估[14]。因此，美国胃肠和内窥镜外科医生协会（SAGES）认为达芬奇手术系统安全且具有可比性，但并不优于标准腹腔镜方法，成本较高，目前数据有限[15]。

27.3机器人结肠手术的适应症和禁忌症

机器人结肠手术的适应症与传统的腹腔镜手术相似。禁忌症如下：全身麻醉不耐受，例如心脏，肺或肝功能严重不足的患者;严重的凝血功能障碍;怀孕;广泛的腹部或盆腔转移，难以用机器人系统解剖;肿瘤梗阻明显扩张;肿瘤穿孔伴急性腹膜炎;由于腹部粘连广泛而难以穿刺;垂死病，大量腹水，腹腔内出血或休克;体重指数（BMI）> 40 kg / m2的严重肥胖症（机器人手术系统中的延长穿刺装置和手术器械现已无法使用）。立体观察器的高度和倾斜度，通过控制控制台屏幕上下移动扶手。

27.4围手术期准备

患者准备包括肠道准备和麻醉诱导期间预防性施用抗生素。术中采用气管插管全身麻醉，留置尿道导尿管;必要时也可以放置鼻胃管。其他术前准备与常规手术相似。

机器人手臂与其专门设计的支撑组件接口，腹腔镜器械也可以由手术助手使用。机器人手臂可以选择性地保持不同的器械：热剪（单极曲线剪刀），电烙术，谐波手术刀，有孔抓取器，有孔双极钳，马里兰双极钳，抓握牵开器等。助手使用的腹腔镜器械包括腹腔镜肠钳，剪刀，抽吸灌注套件，5 mm Ligasure V，Hemolock夹具施放器和线性切割吻合器。用于体外吻合的器械是手术切口保护器和圆形吻合器。需要机械臂的无菌窗帘。

机器人系统准备包括系统开机自检。确保所有机器人仪器都存在且系统处于良好状态。特别是，检查手臂运动是否灵活，手腕和器械运动是否受限制，剪刀和镊子是否正常。安装机器人系统的无菌盖布。将来自照明器的光传送到内窥镜后，设置白平衡，调整焦距并校准相机。之后，加热内窥镜（不超过55°C）以避免雾化。在手术台周围和上方布置设备并正确固定设备输电线路，以避免影响机器人手臂的运动。如果机器人手臂在手术过程中发生碰撞，请重新定位。外科医生可以调整

27.5机器人结肠切除术的手术程序[16]

27.5.1机器人乙状结肠切除术

27.5.1.1手术位置

人字形位置或修改的截石位置用于乙状结肠癌的根治性切除。在患者固定后，手术台转向Trendelenburg位置，右侧向下倾斜。将患者的左腿向下放置以避免与机器人手臂碰撞。

27.5.1.2套管编号和位置

通常，手术放置四到五个套管针：一个用于摄像机（Trocar C），三个用于机器人手臂（Trocars R1，R2和R3），一个用于助手（Trocar A）。如果在手术过程中动员脾曲，应使用套管 R4代替套管 R2作为机器人手臂。细节如图27.1所示。

套管 C：直径12毫米，放置在肚脐右上方3-4厘米处。

套管 R1：直径8毫米，放置在McBurney点（从右上髂前上棘到脐部的距离的三分之一）。

套管 R2：直径8毫米，放置在左锁骨中线与通过套管 C的水平线的交叉点。

套管 R3：直径8毫米，放置在左前腋线和水平线交叉处穿过套管 C.这个套管针总是用来帮助动员下直肠。

套管 R4：直径8毫米，位于剑突下方3-4厘米处，位于前中线和右锁骨中线之间。 该套管针用于操作脾曲。

套管 A：直径5毫米或12毫米，放置在通过McBurney点的垂直线与通过套管 C的水平线的交点处。


图27.1机器人乙状结肠切除术的套管位置和手术室设置

套管 C的位置相对固定。其他套管针的位置可根据肿瘤部位，患者体形和外科医生的手术习惯进行调整，但手术中心应固定在肿瘤上。相邻的套管针应相距8-10厘米，以避免机械臂碰撞。所有测量应基于气腹后的张力。套管针R1，R2和/或R3用于动员直肠，套管针R1，R4和/或R3用于操作脾曲。

27.5.1.3腹部探查

在8-15 mmHg的压力下建立气腹后，腹腔镜或手术机器人上的摄像头可用于腹部探查。如果发现组织粘连会干扰套管针穿刺，则应使用腹腔镜器械将其释放。在连接机器人系统之前，应调整患者的位置以确保手术区域的充分暴露。

27.5.1.4机器人系统连接

患者推车放置在患者的左侧，方向线穿过左上髂前上棘，套管针C和患者推车的中心柱（图27.1）。所有机器人手臂应围绕操作中心：相机臂位于中间，仪器臂位于两侧，关节完全向外延伸以避免碰撞。仪器臂上的数字图案应朝向正前方。将机器人手臂与套管针连接时，动作要轻柔，以免拉起套管针​​。机械臂固定后，患者和手术台都不应再移动。

27.5.1.5外科手术

手术区域的暴露：建议手术使用内侧到外侧的方法。为了改善手术视野的暴露，可以将子宫悬浮在女性患者体内，并且可以将膀胱悬浮在男性患者体内。使用套管 A，助手将小肠和大网膜移至右上腹腔。直肠乙状结肠和后腹膜的肠系膜交界处向上和向外倾斜以识别腹主动脉分叉。

血管分裂：在骶骨平面处打开肠系膜窗。通过内脏和顶叶腹膜（Toldt空间）之间的空间解剖下肠系膜血管，并使用Hemo-lock在其原点处结扎。淋巴结也清晰地扫过。

侧腹膜操作：乙状结肠向右倾斜，Toldt空间被解剖。在动员期间，左侧输尿管应暴露并保护。


图27.2机器人乙状结肠切除术中脾曲操作的套管位置和手术室设置

操作脾曲：首先，应移除机械臂。然后，患者推车应更换在患者左肩旁边，方向线穿过套管 C并与水平线成15°角（图27.2）。手术机器人系统也应该重新连接。 套管 R1和R4用于操作脾曲。对于术前评估中确诊为短乙状结肠的患者，可在直肠乙状结肠前操作脾曲。此外，还可以使用称为混合技术的传统腹腔镜仪器进行脾曲的操作。

下行和乙状结肠的操作：下行和乙状结肠沿肾上筋膜移动到输尿管表面。在操作期间应该保护神经丛。根据近端切除边缘切割结肠系膜。

直肠的操作：按照全直肠系膜切除的原则，以直线方式操作直肠。操作从直肠后壁开始，逐渐延伸到侧面;最后解剖前直肠壁。对于骨盆收缩的患者，也可以在后壁和前壁后解剖侧面。 套管 R3始终用于帮助倾斜直肠。应控制手臂的张力以避免软组织撕脱。肿瘤部位将决定是否打开腹膜反折和操作直肠的长度。

远端壁缘的划分：可以使用电动剪刀和钩子或超声波能量仪器解剖远端壁缘。边缘应在肿瘤下缘以下2厘米以上。

吻合术：应根据肿瘤部位和患者的体形选择体外或体内吻合术。在体外吻合术中，切口在左下腹部进行。在直视下将带有肿瘤的肠拉出以进行吻合。如果需要，可以制造加固缝合线。在体内吻合术中，从左下腹部的小切口或扩大的穿刺切口取出肿瘤。将荷包缝合线置于近端切除边缘，并将砧座系在结肠边缘周围。然后，近端结肠与砧座一起返回腹部。关闭切口，重新建立气腹。将圆形缝合器插入肛门，并在手术机器人系统的可视化下进行吻合。对于小肿瘤，可以从肛门拔出受影响的肠以移除肿瘤。砧座与近端切除边缘相连，并通过肛门返回。在外科机器人系统的可视化下进行吻合，并通过空气或亚甲蓝灌注检查任何泄漏。如果需要，可以在外科机器人系统的可视化下制造加强缝合。

切口闭合：为了闭合盆腔腹膜，应重新建立气腹，并重新连接手术机器人系统。腹腔用生理盐水或蒸馏水冲洗并充分排出。然后，所有切口都关闭。

27.5.2机器人左半结肠切除术

27.5.2.1手术位置

人字形位置或改良的截石位置用于手术。在患者固定后，手术台转向反向头低脚高位置，右侧向下倾斜。将患者的左腿向下放置以避免与机器人手臂发生碰撞。右髂前上棘到脐部）。

套管 R2：直径8毫米，位于前中线的右侧，剑突下方3-4厘米。确保它位于横结肠上方。

套管 R3：直径8毫米，置于耻骨联合上方3-4厘米的前中线。

套管 A：直径5 mm或12 mm，位于套管 C和套管 R2中间右锁骨中线以外。

套管 C的位置相对固定;其他套管针的位置可根据肿瘤部位，患者的体形和外科医生的操作习惯进行调整。操作中心应固定在肿瘤上。相邻的套管针应彼此相距8-10厘米，以避免机械臂发生碰撞。所有测量应基于气腹后的张力。
 
27.5.2.2套管编号和位置通常，手术放置五个套管针：一个用于摄像机（套管 C），三个用于机器人手臂（套管 R1，R2和R3），另一个用于助手（套管 A） 。细节如图27.3所示。

套管 C：直径12毫米，放置在肚脐右上方3-4厘米处。

套管 R1：直径8毫米，放置在McBurney点（距离的三分之一处）
 
27.5.2.3腹部探查

相同的程序适用于Sect中的程序。

27.5.1.3.

27.5.2.4机器人系统连接患者推车放在患者左肩旁边，方向线穿过套管 C，推车中心柱与水平线成15°角（图27.3）。 其他考虑与27.5.1.4中的考虑相同。


图27.3机器人左半结肠切除术的Trocar位置和手术室设置

27.5.2.5手术程序

手术区域的暴露：建议采用内侧到外侧的方法。通过套管 A，助手将小肠和大网膜移至右腹腔。下行和乙状结肠的肠系膜交界处向上和向外倾斜，乙状结肠和直肠的交界处向下和向外倾斜以识别腹主动脉分叉。

血管分离：在骶骨平面处打开肠系膜窗。乙状结肠血管的第一和第二分支以及左绞痛血管沿着肠系膜下血管通过Toldt空间解剖。使用血液锁将血管从肠系膜下管的原点连接起来。淋巴结也清晰地扫过。

降结肠的操作：从肠系膜下静脉的左侧，降结肠通过结肠系膜和左肾前筋膜之间的Toldt空间操作。在左侧精索或卵巢血管和左侧输尿管的表面上，从上到下，或从上到下，从内到外进行操作。

动员脾曲：通过Toldt空间向内和向上操作脾曲。结扎中结肠动脉的左分支，解剖左胃结肠和脾结肠韧带，充分调动脾曲。

乙状结肠和上直肠的操作：下行和乙状结肠通过Toldt空间充分操作;如有必要，也可操作上直肠。确定切除肠的长度，并解剖受影响的肠。

吻合术：通过左直肌切口拔出受影响的肠道以移除肿瘤。另一种选择是横向和乙状结肠的侧对侧或端侧吻合。

切口闭合：腹腔用生理盐水或蒸馏水冲洗并充分排出。然后，所有切口都关闭。

27.5.3机器人右半结肠切除术

27.5.3.1手术位置

仰卧位用于根治性切除。患者应靠近手术台的颅侧，并且前上棘应高于中间平面。在患者固定后，手术台转向头低脚高位置，角度为15-30°，左侧向下，角度为10-15°。

27.5.3.2套管编号和位置通常，手术中放置五个套管针：一个用于摄像机（套管 C），三个用于机器人手臂（套管 R1，R2和R3），另一个用于助手（套管 A） 。细节如图27.4所示。

套管 C：直径12毫米，放置在肚脐左下方3-4厘米处。


图27.4机器人右半结肠切除术的套管位置和手术室设置

套管 R1：直径8毫米，置于左锁骨中线，肋缘下方7-8厘米处。

套管 R2：直径8毫米，置于耻骨联合上方6-8厘米的前中线。

套管 R3：直径8毫米，放置在McBurney点（从右上髂前上棘到脐部的距离的三分之一）。

套管 A：直径5毫米或12毫米，位于左锁骨中线以外，距离套管 R1 6-8厘米，距离套管 C超过8厘米。

套管 C的位置相对固定。其他套管针的位置可以根据肿瘤部位，患者的体形和外科医生的操作习惯进行调整。操作中心应固定在肿瘤上。相邻的套管针应相距8-10厘米，避免机械臂碰撞。所有测量应基于气腹后的张力。

27.5.3.3腹部探查

与27.5.1.3相同。

27.5.3.4机器人系统连接

患者推车放在患者右肩旁边，方向线穿过套管 C和患者推车的中心柱，与水平线成45°角（图27.4）。患者髋关节旁应有足够的空间，以避免在动员肝曲时与机械臂发生碰撞。其他考虑因素与27.5.1.4相同。

27.5.3.5手术程序

手术区域的暴露：建议采用内侧到外侧的方法。使用套管 A，助手将小肠移至左腹部并抬起右侧结肠，以暴露回肠动脉和上肠静脉的交界处。

血管分离：沿上肠系膜血管向上进行解剖，以分开每个分支并扫过淋巴结。血液锁定用于结扎回肠血管，右侧结肠血管和中结肠血管的右侧分支。对于位于需要扩大手术的肝曲处或附近的肿瘤，右侧胃网膜血管也在胰腺下缘结扎。

升结肠的操作：从肠系膜上静脉的右侧，升结肠通过结肠系膜和右肾前筋膜之间的Toldt空间操作。从内向外，在右侧精索或卵巢血管，右侧输尿管胰腺和十二指肠的表面上进行操作。

肝动脉的操作：打开胃结肠韧带以向右移动肝曲。如果肿瘤位于肝曲处或附近，则应扫除右胃网膜血管和相应的淋巴结。超过10厘米长的大网膜应该被解剖和切除。

侧腹膜的操作：从回盲部连接处，右侧腹膜向上移动并与肝曲会合。

吻合术：将结肠和小肠的肠系膜操作至切除边缘。根据肿瘤部位切除肠。体内吻合术和辅助切口的体外吻合术都是可行的。在体内吻合术中，回肠末端接近结肠。线性吻合器用于侧对侧吻合术。然后使用另一个线性吻合器来切断样本。

通过左直肌切口拉出受影响的肠以移除肿瘤。它是替代性的，可以进行回肠和横结肠的侧对侧或端侧吻合。圆形吻合器也可用于端侧吻合术。

切口闭合：腹腔用生理盐水或蒸馏水冲洗并充分排出。然后，所有切口都关闭。

27.6机器人多器官切除术

结直肠癌患者常见局部浸润和远处转移，因此多器官切除是结直肠癌根治性切除的重要措施。机器人手术也适用于联合切除术，但只能由经验丰富的外科医生在多学科团队咨询后进行[17]。对于伴有邻近器官侵犯的局部晚期结直肠癌，可以进行机器人手术以切除器官而不撤回和重新固定机器人手臂。这种类型的手术还可以应用于具有远处转移的结肠直肠癌的同步切除，例如肝脏或肺转移，其需要在切除一个病变后重新冲孔和重新对接。另外，在不同病变的切除期间，应尽可能使用相同的端口以最小化创伤。机器人肝脏切除术已被证明是安全有效的，但同步切除结直肠癌和肝转移病灶的长期影响仍有待评估[18]。

手术期间通常可归类为可恢复和不可恢复的故障。如果发生可恢复的故障，机器人手臂上的指示灯会亮起黄色，系统将触发警报声。按照屏幕上的说明，手术室工作人员可以解决故障并继续操作。当发生不可恢复的故障时，机器人手臂上的指示灯会亮起红色，系统将触发警报。手术室工作人员需要在屏幕上记录错误编号，与客户服务人员共享，然后重启系统。一些不可恢复的故障可以通过这种方式解决，外科手术可以继续进行。然而，当发生严重故障而无法通过重复重新启动系统来解决时，必须移除机器人手术系统，转换为腹腔镜或开放手术，并让维护工程师来修理系统。主控制台上有一个紧急制动按钮。除非情况紧急，否则不要触摸它。
 
27.7围手术期发病率

27.8术后治疗和机械故障

机器人手术的并发症大多与传统的腹腔镜手术相似，而有些独特。术中并发症包括穿刺血管和肠道损伤，与气腹有关的并发症，与血管损伤有关的术中出血，邻近器官损伤，与吻合术和肠造口术有关的并发症，手臂失败或不灵活，手术器械连接处的组织，以及热剪切皮套的破裂，目标解剖结构无法到达。术后并发症包括吻合口瘘，肠梗阻，泌尿和性功能障碍，套管针和造口疝，以及乳糜漏。机器人手术有一些与机器人手术系统相关的风险，特别是对于远程手术。精确控制取决于外科医生控制台与手术室中机器人之间的连接数据质量。仪器和电气设备都很脆弱，机器人手术系统也不例外。

错误处理是机器人手术安全的重要组成部分。机器人系统中的故障 - 密切观察呼吸，体温，引流量和性状，尿量和颜色，切口恢复等的变化。注意是否有高碳​​酸血症，腹腔出血，吻合口出血，吻合口瘘或感染等。

给予适当的营养支持，翻身拍背，帮助排痰，减少痰，预防性使用抗生素，及早排尿功能。早期下床活动可防止深静脉血栓形成。在接受机器人手术的患者中，肠道活动恢复得更早，并且可以根据病情早期恢复其口服摄入量。

27.9机器人手术系统的未来

达芬奇机器人系统提供了优于传统腹腔镜手术的几个优点，包括稳定的3D成像摄像头，改进的人体工程学，震颤消除，双手能力，运动缩放以及具有多个自由度的仪器。然而，达芬奇机器人系统有几个缺点。对当前达芬奇系统的频繁批评是没有触觉反馈，这可能导致组织和器官的意外损伤。另一个主要问题是高昂的财务成本，这与手术系统的初始支出和维护以及购买一次性设备有关。其他潜在的缺点包括延长手术时间，笨重的机械臂，以及相对有限数量的兼容仪器和设备。

已经开发了几种原型来解决当前的问题。 Sofar（意大利米兰）的Telelap Alf-X系统是第一个采用触觉反馈技术的系统，它允许外科医生感受到手中的仪器，感知施加的力，以及组织的质感[pal-pate] 19]。 Micro Hand S机器人系统（中国长沙）也成功完成了第一次临床使用，解决了一些现有的缺点[20]。

近年来，开发了单切口机器人手术和自然孔腔内镜手术（NOTES），以进一步减少切口相关并发症并改善美容效果[21]。通过将腹腔镜内镜单点手术技术与达芬奇机器人平台相结合，单切口机器人结肠切除术是围手术期结果安全可行的手术[22]。 Titan的SPORT（单口孔机器人技术）手术系统（Titan Medical Inc.，Canada）是另一个单切口机器人平台，包括3D视觉系统，关节仪器和外科医生控制台，仍在开发中，并且一直在到目前为止仅在实验设置中进行了测试[23]。此外，由于灵活的结构和多个自由度，目前正在开发几种蛇形机器人[24]。在不久的将来，机器人手术和实时图像引导的组合，或近红外荧光提供的额外淋巴结信息，将获得更多的普及。

参考：Surgical Treatment of Colorectal Cancer Asian Perspectives on Optimization and Standardization