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机器人肝胆胰外科的创新与发展

  • 王冠宇 1,2,3
  • 张修平 1,2
  • 刘荣 1,2,3 ✉
1. 中国人民解放军总医院第一医学中心 肝胆胰外科医学部,北京 100853； 2. 中国人民解放军医学院,北京 100853； 3. 南开大学医学院,天津 300071

中图分类号： R61

最近更新：2024-10-11

DOI：10.7659/j.issn.1005-6947.2024.09.001

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摘要

21世纪，外科学进入4.0时代，即外科学智能化时代。随着技术不断完善与发展，机器人手术已成为微创手术领域的重要发展方向。凭借高清三维立体视野，滤除手臂震颤等诸多显著技术优势，机器人手术在肝胆胰外科领域的应用日益广泛，并逐渐成为该领域主要手术方式。与传统开腹手术及腹腔镜手术相比，机器人肝胆胰手术在精确度和安全性方面展现出显著优势，不仅能减少患者术中出血量，还能缩短术后住院时间，加速患者康复。笔者所在中心是全球最大机器人肝胆胰外科手术中心之一，自2011年起，率先开展机器人肝胆胰手术，并成功实施近万例，积累了丰富的手术经验。在此期间，笔者团队建立了完整的机器人肝胆胰外科体系。本文汇总了目前国内外机器人肝胆胰外科领域的最新研究现状，结合笔者所在中心丰富临床经验，深入回顾机器人在胰腺外科、肝脏外科、胆道外科的研究进展与手术新技术，并对未来机器人肝胆胰外科发展趋势进行展望。

进入21世纪，伴随着三维影像重建技术、纤维光束内镜、信息技术、计算机信息处理等研究的出现，外科学进入了4.0时代，即外科智能化时代[

1]。依托各种信息科技的进步，微创外科技术迅速发展。相较于腹腔镜手术，机器人辅助技术具有高清的三维立体视觉及有效滤除手臂震颤的优化算法，弥补腹腔镜“筷子效应”[2]，为狭小空间中手术操作提供可能[3-5]。机器人手术广泛应用于神经外科、妇科等诸多学科，目前已有55 000余名医生掌握机器人手术技术[3,6-7]。肝胆胰外科手术操作难度大，术区位置深，精确止血与器官重建需求高，机器人手术可满足术者应用需求。截至今日，机器人手术系统广泛应用于肝胆胰外科。笔者团队目前已完成近万台机器人肝胆胰手术并牵头制定了机器人胰腺手术、肝脏手术等领域的国际首部专家共识[3-4]。本文将结合工作经验对近年来机器人肝胆胰外科的创新研究进行总结，并对未来机器人肝胆胰外科发展作出展望。

1 机器人胰腺手术创新研究

1.1 机器人胰十二指肠切除术（robotic pancreaticoduodenectomy，RPD）

胰十二指肠切除术（pancreaticoduodenectomy，PD）适用于胰腺头部及钩突部病变切除[

8]，被公认为腹部外科手术中难度最高的术式之一[9]，由于其复杂操作步骤和较高术后并发症发生率，限制了腹腔镜胰十二指肠切除术（laparoscopic pancreaticoduodenectomy，LPD）的开展。近年来，RPD的出现为微创入路行PD手术提供新的方案。笔者团队近日一项多中心倾向性评分研究证明，同等R0切除率下，RPD相较开腹胰十二指肠切除术（open pancreaticoduodenectomy，OPD）清扫术区淋巴结更彻底，术中出血量更低，住院时间更短[10]，特别是对于老年及肥胖患者，行RPD手术亦具有此优势[11-12]。另外，笔者团队相关研究[13]表明，相较于LPD，RPD术中出血量更少，特别是合并血管重建的患者，行RPD手术更具优势。Kabir等[14]研究显示，RPD较LPD及OPD术后总体并发症发生率更低[15]。而在目前长期生存方面，三者未见有明显差异结果。

PD术后常见并发症包括胰瘘、术后出血、术后胃排空延迟等[

8]。为降低术后并发症，笔者根据自身经验，从手术入路、切除重建等多方面进行RPD手术优化，建立“LR式”RPD，创新性提出“L孔”“R孔”的概念（图1）[16]。相较于Zureikat等[17]研究报告，该术式可缩短手术时间，减少术后出血，降低胃排空延迟发生率[9, 18]。相较于前期报告的“洪氏一针法”[19]及改良的Blumgart胰肠吻合[20]等器官重建术式，笔者团队在“L孔”“R孔”的基础上提出单针全层胰肠吻合（“301”胰肠吻合）[21-22]（图2），胰腺断面采取3针加固方式，胰腺和空肠紧密贴合，单层连续进行胰肠吻合。该吻合方式显著缩短胰肠吻合时间，减少术后短期腹腔出血发生，降低术后胃排空延迟发生率，提高患者手术安全性[20]。另外，基于PD标准化与规范性，笔者于实际操作难度较大的“钩突先行”“动脉优先”[23-24]理念基础上，在“四标手术”[25]和“靶域切除”[26]的理论指导下，提出环血管切除技术[27]，将复杂手术简单化，在实现更高R0切除率的同时，预判肿瘤的可切除性，防止损伤重要血管。环血管技术可加速术者学习曲线[27]，缩短术者学习周期。国际微创胰腺外科小组（International Consortium on Minimally Invasive Pancreatic Surgery，I-MIPS）一项最新多中心研究[28]表明，对于初学者，至少完成30~45例训练后可独立完成RPD，完成90例RPD后可熟练掌握该术式，这进一步证明迈阿密指南[29]及欧洲微创胰腺手术指南[7]学习曲线相关建议的准确性。

图1  “L孔”“R孔”示意图[

16] A：经“L孔”行胃肠吻合；B：经“R孔”行钩突游离、胆肠吻合

Figure 1  Schematic diagram of "L-port" and "R-port"[

16] A: Gastroenterostomy via the "L-port" approach; B: Uncinate process dissection or hepaticojejunostomy via the "R-port" approach

图2  单针全层胰肠吻合（“301”胰肠吻合） A：置入与主胰管直径相匹配的硅胶管，缝合固定；B：缝合胰腺断端；C：缝合胰腺断端上端及空肠壁并打结；D：电凝钩于空肠侧壁相应位置开孔，置入胰管支撑管；E：行胰腺断端全层对空肠浆肌层自上而下连续缝合；F：收紧并打结固定

Figure 2  Single-needle full-layer pancreaticojejunostomy (301-style pancreaticojejunostomy) A: Insertion of silicone tube matching the diameter of the main pancreatic duct and suture fixation; B: Suture the cut end of the pancreas; C: Suture the upper end of the pancreatic stump to the jejunal wall and tie the knot; D: Use an electrocautery hook to create an opening at the corresponding position on the jejunal side wall and insert the pancreatic duct stent; E: Full-thickness continuous suture of the pancreatic stump to the seromuscular layer of the jejunum from top to bottom; F: Tighten and tie the knot for fixation

1.2 机器人胰体尾切除术创新研究

机器人远端胰腺切除术（robotic distal pancreatectomy，RDP）适用于胰腺远端肿瘤治疗[

4]。非恶性肿瘤治疗中，RDP与开腹远端胰腺切除术（open distal pancreatectomy，ODP）相比，二者远期结局未见明显差异[30]，而短期效益中，由于机器人系统具备高精度操作及高清视野等优势，可更准确有效进行血管解剖及止血，术中出血量更低，保脾率更高[31]，术后感染风险更低[31]，提高患者预后。笔者团队一项回顾性倾向性评分研究[32]结果显示，非恶性肿瘤治疗中，RDP相较于腹腔镜远端胰腺切除术（laparoscopic distal pancreatectomy，LDP）可提高患者脾脏及脾周血管保留率。

顺行模块化胰脾切除术（radical antegrade modular pancreato-splenectomy，RAMPS）是针对胰体和胰尾恶性肿瘤的最常用术式。机器人辅助RAMPS（视频1）相较开腹RAMPS，在手术时间、术中出血量、胃排空延迟、术后住院时间等方面占据一定优势[

33]，而对于长期结局方面无明显差异[4]。基于机器人辅助RAMPS操作难度大、无标准化流程等问题，笔者团队将环血管技术与传统RAMPS手术进行结合，提出“环血管法根治性上翻式胰脾切除术”[34-36]。手术以血管解剖为轴心开展，提高手术肿瘤R0的切除率和术区淋巴结清扫率，防止重要血管的创伤；发挥机器人优势，将复杂手术简单化，加速术者学习曲线，规范标准的切除范围和手术方法。

  视频1　机器人辅助RAMPS

  Video 1　Robotic-assisted RAMPS

扫描至移动设备观看手术视频：

http://www.zpwz.net/zgptwkzz/article/html/PW240477

1.3 胰管（修复）外科

传统涉及胰腺损伤的手术，术者往往采取胰腺与消化道吻合来完成肿瘤切除，损伤过多胰腺组织，破坏胰腺解剖结构[

37]；并且患者发生胰瘘时，胰蛋白酶更易与肠激酶结合，增加出血等术后并发症的危险[38]。为避免这一问题，笔者借鉴桥梁合拢理论提出胰腺中段切除术，相关研究表明该术式具有一定安全性及有效性[39-42]。以胰腺中段切除术为基础，笔者团队[38]提出胰管（修复）外科的概念及应用范围，其术式主要包括主胰管修复术、主胰管替代术、胰腺端-端吻合术（“荣氏”手术）和分支胰管型胰腺导管内乳头状黏液肿瘤局部切除术等，并通过建立有限元模型，验证“荣氏”手术胰腺端-端对拢可耐受更大拉力[42-43]。机器人手术系统应用于胰管（修复）外科，胰管可精细修复，避免扩大性切除手术和消化道重建，从而尽可能保留正常胰腺组织及胰腺内、外分泌功能[44-45]。笔者认为，机器人微创手术有助于术者对胰管正常生理结构进行再认识，胰管（修复）外科未来将具有极大发展空间。

2 机器人肝脏手术创新研究

目前，临床最经典解剖型肝切除为Couinaud八段法，即将肝分为具有流入与流出通道的最小独立解剖单元[

46]，是目前肝脏恶性肿瘤切除技术的理论基础。然而临床上每一肝段之间具有潜在相关性，存在与该理论矛盾的现象。虽后续有众多学者对该理论进行补充，但未有显著突破[47-48]，理论研究停滞不前。随着对解剖学理解的加深，笔者[49]提出将肝脏解剖从尸体静态解剖学下的树干理论向临床潜能形态学下的动态流域型转变，即肝脏动态流域学说，将肝脏最小解剖单位更加微观化。在肝脏动态流域学说指导下，笔者[50]提出“恶性肿瘤靶域切除技术”，强调针对不同恶性肿瘤，以流域学说所划分的病灶及潜在浸润和转移流域为导向，在保留足够切缘下进行切除，可实现肿瘤R0切除。笔者认为，机器人肝脏手术长期效益与肿瘤R0切除是紧密相关的。恶性肿瘤靶域切除技术将尽可能地实现恶性肿瘤R0切除，有效降低肿瘤术后复发转移率，改善患者长期预后。笔者团队据此还提出适时分合控血技术[51]、分流补偿技术[52]、限流技术[53]等理念，推动肝脏外科发展。

与开腹肝脏手术相比，机器人肝脏手术术后住院时间短，总体并发症少，术后疼痛程度低[

54-56]，更加符合加速康复外科临床应用。国内，笔者团队较早开展机器人肝脏手术的临床探索与实践，在ICG染色和荧光显像技术的基础上，提出全新机器人解剖型肝切除术中导航方法—ICG“四区三相”荧光显像（图3），将肝脏分为“肿瘤区”“瘤周区”“缺血区”及“预留肝脏区”，精准定位大部分肿瘤，清晰显示断肝平面，有效提高肿瘤检出率，及时修正断肝平面，初步评估肿瘤分化程度。笔者团队牵头的一项国际多中心回顾性研究[57]表明，相较于腹腔镜肝脏手术，机器人肝脏手术具有出血少、中转率低，Pringle法阻断血流时间短等优势，在Sijberden等[58]的多中心研究中也证实这一点。

图3  1例肝癌患者术前及术中注射ICG后肝脏融合荧光显像[

59] A：肿瘤区；B：瘤周区；C：缺血区；D：预留肝脏区

Figure 3  Fused fluorescence imaging of the liver after preoperative and intraoperative injection of ICG in a patient with liver cancer[

59] A: Tumor zone; B: Peritumoral zone; C: Ischemia zone; D: Reserved liver zone

3 机器人胆道手术创新研究

近年来，机器人胆道手术也备受关注，相关研究时有报道[

60-61]。相较于肝脏与胰腺手术，胆道解剖特殊，手术难度高，机器人胆道手术开展较为缓慢。笔者认为，肝胆胰解剖结构及生理功能相互关联，胆道肿瘤手术的开展应与以控制出血技术为核心的肝脏切除技术及以显露为核心的胰腺手术技术相关，即“上肝下胰”的整体观[62]。2022年，笔者团队[63]经过术前评估与准备，首次实现机器人肝门胆管癌“泰姬陵”术式，术后患者安全出院，证明该术式的可行性。Huang等[64]表明，虽然机器人肝门胆管癌根治术手术时间长于开腹手术，但机器人手术有利于术区淋巴结清扫，降低术中出血量与术后总并发症发生率。总体而言，目前机器人胆道手术开展较少，缺少大规模数据支撑论证手术短期临床结局及长期临床结局研究，因此需要进一步进行研究验证。

4 机器人肝胆胰外科未来发展

4.1 远程手术

尽管许多学者采用“远程手术”或“远程医疗”形容机器人手术给人类生活带来的巨大影响，但无法体现在现代人工智能技术及通信工程技术协助下，术者可以通过机器辅助，跨越不同时空、不同地域、不同极端环境，对患者进行手术治疗这一鲜明特征[

1]。据此，笔者[65]提出“跨时空手术”（across space time surgery）这一创新理念，形象概括了机器人手术未来发展的必然趋势，为机器人外科手术的发展提供可行性的研究方向。从2001年9月纽约医生为法国东北部患者完成首例机器人胆囊切除术[66]，到2019年笔者手术团队成功完成全球首例多点协同5G远程多学科机器人手术试验（图4）等多项案例，无一不体现在可靠、快速的远程通信系统（卫星通信、5G通信）辅助下，机器人肝胆胰外科手术跨时空应用这一手术发展的趋势。机器人手术从“一对一”向着“一对多”方向发展[67]，有助于促进多中心外科专家实时协作，拓展外科医疗服务的科技范围，降低患者转院求医的负担，从而为人民带来更多获益[68]。

图4  全球首例多点协同5G远程多学科机器人手术试验

Figure 4  The world's first multi-point collaborative 5G remote multidisciplinary robotic surgery trial

4.2 微创化

随着手术技术不断完善，单孔机器人手术技术出现，旨在减轻患者创伤，加速患者康复。笔者团队[

69-70]国内率先开展单孔机器人手术并成功完成，术后患者安全出院，证明了单孔手术的安全性。同时，为完善单孔机器人胰腺手术，笔者团队经过术前充分准备，成功完成多例单孔机器人胰腺手术，患者术后均安全出院[70]，这为单孔机器人手术进一步发展奠定基础；在单孔机器人肝脏手术方面，笔者团队成功完成单孔机器人左外侧肝切除术[70]，为单孔机器人肝切除的可行性与安全性的进一步研究提供临床依据。

4.3 智能化

手术机器人通过术者不断反馈进行更迭并完善自身缺点。相较于早期达芬奇机器人，最新一代达芬奇机器人已具备力反馈技术，弥补了机器人触觉缺失这一关键性因素。五代达芬奇机器人具有更高精度的视野与更为强大的计算能力，充分适应人体工程学，提高外科医生的舒适程度。结合多年工作经验，笔者认为，在人工智能与大数据技术的发展与支持下，智能自动化机器人可以通过计算机视觉和卷积神经网络识别生物学标志，在手术医师未到场的情况下，自动化完成既定的手术操作，从而实现狭义的“机器人手术”[

1]。

5 小结与展望

机器人肝胆胰手术在确保患者治疗安全性及有效性的前提下，展现出术中出血量少、手术时间短及住院时间短等众多优势，其精确性、安全性高，同时可减轻术者疲劳度[

71]，为肝胆胰疾病的治疗提供了更多可能性。因此，机器人手术在肝胆胰外科中占据着越来越重要的地位，将成为未来手术发展的总体趋势[65]。目前，阻碍机器人肝胆胰手术发展及普及的主要原因是其相对较高的经济成本，包括高昂的购置费及维护费用[72]，如何经济、高效地开展机器人肝胆胰手术是未来研究的方向发展之一，现有研究在很大程度上仍未见定论[72-75]。此外，机器人辅助肝胆胰手术缺少统一的评价标准，统计功效较差，亟待规范化手术操作。国内外众多学者正不断研究并完善机器人肝胆胰外科体系，机器人辅助微创入路手术日益成熟，未来的机器人肝胆胰外科将向着远程化、微创化、智能化方向不断发展。笔者认为，机器人手术未来将具有广阔前景，在临床中将发挥更重要作用。

  

作者贡献声明

王冠宇收集文献资料、构思大纲、撰写并修改文章；张修平提出研究思路、撰写、审阅并批改文章；刘荣提供理论指导、撰写、审阅并最终定稿。

利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突。

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