机器人辅助早期肺癌肺段手术的质量控制

2020
05/08

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华西胸心杂志
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机器人辅助早期肺癌肺段切除术安全可行。

韩宇,张亚杰,李鹤成

上海交通大学医学院附属瑞金医院 胸外科(上海  200025)

 关键词:机器人手术;早期肺癌;肺段切除术

引用本文:韩宇, 张亚杰, 李鹤成. 机器人辅助早期肺癌肺段手术的质量控制. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(1): 16-20. doi: 10.7507/1007-4848.201811012

摘要

解剖性肺段切除术是目前早期肺癌外科治疗的研究热点之一。由于肺段血管及支气管变异繁多,手术技术较肺叶切除术更加精细复杂。长期以来,胸腔镜手术是解剖性肺段切除主要的微创手术方式。机器人手术系统作为新一代微创手术设备,相较传统胸腔镜手术具有放大 10 余倍的三维术野、精准灵活的机械腕以及震颤过滤系统等。这些优势均为施行肺段切除术提供了良好支持。目前机器人辅助肺段切除术已在国内外多个医疗中心开展,但目前尚缺少机器人早期肺癌肺段手术的质量控制。

正文

肺癌是世界上发病率和死亡率最高的恶性肿瘤[1]。长期以来,肺叶切除术是早期肺癌手术的标准术式。近年来,随着胸部薄层 CT 等筛查项目的普及,早期肺癌的检出率显著提高。因此,可保留更多正常肺组织的肺段切除术成为研究热点。解剖性肺段切除术最早于 1939 年报道,用于治疗支气管扩张症[2]。20 世纪 70 年代开始,Jensik 等[3]开始将解剖性肺段切除用于早期肺癌手术并取得较好效果,此后肺段切除术在早期肺癌治疗中应用逐渐广泛。肺段切除术在肺功能保护及改善患者生活质量等方面较肺叶切除具有一定优势[4-5]。更重要的是,多项研究显示肺段切除术可获得与肺叶切除术相似的远期生存率[6-9]。胸腔镜及机器人辅助胸外科手术是肺癌微创手术的开创性进展。胸腔镜肺段切除术在早期肺癌中的疗效已被证实,成为目前早期肺癌的重要微创手术方式[6-7]。

达芬奇机器人系统于 21 世纪初得到美国食品药品监督管理局(FDA)批准,并迅速在胸外科手术中得到应用。2003 年 Morgan 等[10]首次报道了机器人辅助肺叶切除术,而后 Anderson 等[11]在 2007 年报道了世界上首例机器人辅助肺段切除术。此后,机器人肺段切除逐渐用于早期肺癌手术。截至目前,涵盖各独立肺段以及联合肺段切除均有报道[12-17]。2016 年 Cerfolio 等[13]报道了迄今最大病例数的机器人肺段切除术。100 例手术平均术中出血量为 20 ml,中位手术时间为 88 min,中位住院天数为 3 d。仅 2 例患者发生术后并发症且无术后 30 d 及 90 d 内死亡,展示了机器人肺段切除术良好的安全性及可行性。Nguyen 等[18]近期报道了 71 例临床分期Ⅰ期肺癌接受机器人肺段手术的生存数据,总术后 5 年生存率为 43%,癌症相关 5 年生存率为 55%。目前机器人肺段切除术在越来越多的胸外科中心开展,因此,机器人辅助早期肺癌手术的质量控制对规范化手术过程及提高手术疗效具有重要意义。

1   机器人辅助早期肺癌肺段手术适应证

根据非小细胞肺癌 NCCN 指南,早期肺癌肺段切除术的手术指征如下[19]:病灶为周围性病变且直径≤2 cm,术前穿刺证实为恶性或高度怀疑为恶性而未穿刺明确病理。此外,需至少满足以下一项条件:(1)组织学类型为原位腺癌;(2)CT 影像上病灶包含 50% 以上的磨玻璃成分;(3)影像学监测肿瘤倍增时间≥400 d。而对于肺功能较差或具有严重合并症无法耐受肺叶切除术的患者,同样是行肺段切除术的适应证。接受机器人肺段切除术的患者需进行常规的术前检查。术前检查包括胸部薄层 CT(必要时三维重建)检查明确病灶所在肺段,肺功能检查评估患者可否耐受手术,脑磁共振成像(MRI)、骨扫描、腹部实质脏器及淋巴结超声排除远处转移[有条件可行正电子发射计算机断层显像(PET)-CT 检查],以及心电图、心脏超声、血常规、肝肾功能、电解质、凝血功能等常规外科术前检查。

2   机器人辅助早期肺癌肺段手术要点

2.1   手术人员及手术准备

2.1.1   手术团队要求

达芬奇机器人胸外科手术需要配合默契、规范训练的手术团队。合格的手术团队需要每位医护人员熟练掌握机器人系统的基本装机,器械更换等技术操作。每位团队成员均应完成规定时长的培训并取得达芬奇机器人操作证书。主刀医生应具备娴熟的传统开胸手术及胸腔镜辅助肺叶及肺段切除术的手术技能。助手应具备丰富的开胸及胸腔镜肺癌根治术配合经验。器械护士应具备熟练配合普胸外科手术及机器人手术的工作基础。同时团队应配备专业达芬奇机器人系统维护人员。

2.1.2   麻醉和体位

采用常规静脉复合麻醉,麻醉满意后双腔气管插管,单肺通气。患者体位采用侧卧位,患侧胸部抬高。将患侧手臂向前上方伸展并固定于托手架上,并于腋窝下加放软垫以抬高胸部。患者体位取折刀位。

2.1.3   孔位选择

机器人肺段切除术孔位选择与主刀医生的操作习惯以及患者体型、手术部位关系密切。目前,三机械臂四孔法或四机械臂五孔法在机器人解剖性肺切除术中均有应用报道[20-22],而肺段切除术主要采用四机械臂五孔法[23]。机器人镜头置于第 7 或第 8 肋间腋中线(根据靶段位于上叶或下叶),置入 12 mm trocar;第一臂置于第 5 至第 7 肋间腋前线,置入 8 mm trocar,放置电凝钩;第二臂置于腋后线第 7 或第 8 肋间,置入 8 mm trocar,放置双极电凝抓钳;第三臂置于第 7 或第 8 肋间脊柱旁 2 cm,置入 8 mm trocar,放置 CARDIERE 抓钳;12 mm 辅助孔的位置选择较自由,常选择腋前线第 7 至第 9 肋间。同时注入 CO2 气体制造人工气胸,压力 8~10 mm Hg。为方便操作,机械臂与镜头的距离应保证至少>9 cm。在患者体型较小时,应尤其注意保证各机械臂距离,避免互相干扰而影响手术流畅性。此外四机械臂有助于更充分地暴露术野,有助于在胸腔狭小的范围进行肺段切除所需要的精细操作。

2.2   手术注意要点

2.2.1   利用机械臂进行肺段血管、支气管的处理

机器人手术系统开创性的革新在于将动作信号与电信号进行转换传递,但由此带来的弊端是机械臂触觉反馈的缺失。因此,在操作过程中需要视听反馈弥补替代[24]。肺段血管较为纤细,在游离段血管过程中应小心谨慎,通过观察血管形变程度判断操作力度,避免动作范围过大扯破血管。在血管及支气管游离过程中,除了电钩的使用,还应充分利用 CARDIERE 抓钳。CARDIERE 钳在穿越、套线、结扎等方面具有独特的优势。因此狭小空间中处理细小血管时,使用双极抓钳与 CARDIERE 抓钳配合套线结扎可以有效处理血管并充分发挥机械腕操作灵活的优势。肺段动静脉可沿血管鞘尽可能向远端分离,肺段支气管的分离同样应沿表面向远端分离。在分离过程中,助手应配合主刀动作,使用腔镜钳采用压、挡等动作,充分暴露术野。在机器人肺段切除术中,使用切割闭合器离段血管、支气管等动作均由助手完成,所以切割闭合器置入的角度、位置应与主刀医生进行充分沟通,才能保证手术安全流畅。此外,传递缝线及纱条、剪线、吸引等动作同样由助手完成,所以助手与主刀的默契配合对于手术成功至关重要。

2.2.2   段间平面识别

术中段间平面的识别是肺段切除术的关键步骤及手术难点。目前临床多采用“膨胀-萎陷法”:先将靶段支气管夹闭后鼓肺,确认靶段支气管辨认正确。离断靶段支气管后鼓肺,靶段所在肺叶充分膨胀后停止鼓肺并单肺通气。约 10~15 min 后正常肺萎陷而靶段肺持续充气,与正常肺组织间会形成膨胀-萎陷分界线,继而使用电钩沿此线电凝标记,进而使用切割闭合器切除靶段。但对于肺气肿较严重或胸腔粘连的老年患者,术中采用膨胀-萎陷法形成的段间平面会相对较差或时间较长。此外,萎陷时间不足同样会导致分界线不清。

带有荧光显示功能的达芬奇系统在肺段手术中可使用吲哚菁绿(一种无毒的荧光染料)协助识别段间平面[25]。在离断靶段动静脉及支气管后,将吲哚菁绿从外周静脉注入,并将达芬奇机器人系统切换至荧光模式。20~40 s 后开始显影并在 1 min 左右染料达到最大亮度。在荧光透视下,靶段无显影,而要保留的正常肺组织会显示出绿色。此方法方便精准,具有较好的应用前景。

2.2.3   切缘保证

2018 版 NCCN 指南推荐解剖性肺段切除术病灶切缘应≥2 cm 或大于肿瘤自身直径[18]。因此病灶位置对于术式选择尤为重要,不能为了行肺段切除术而以牺牲足够的切缘为代价。若切缘无法达到要求,应施行联合肺段或转为肺叶切除术。

2.2.4   淋巴结切除

机器人辅助肺段手术对象均为临床分期Ⅰ期的早期肺癌患者,而目前对此类患者术中淋巴结的处理方式尚存在争议。多项回顾性研究显示,系统性淋巴结清扫可能带来更好的远期生存率[26-27],但淋巴结清扫延长了手术时间,并可能增加不必要的出血、神经损伤及淋巴管损伤等并发症。目前最大规模的对比早期肺癌系统性淋巴结清扫和采样的 ACOSOG-Z0030 研究显示[28],清扫组(n=525)及采样组(n=498)的肿瘤学预后无显著差异。近年来,通过肿瘤大小[29]、病理类型[30]等因素预测淋巴结转移情况,从而在早期肺癌手术中进行选择性淋巴结清扫成为研究热点,但尚缺乏前瞻性临床试验证实。因此,目前对于早期肺癌肺段手术建议至少行系统性淋巴结采样。站数应包括肺门(第 10 组)、病灶所在叶间(第 11 组)、肺内(第 12 组)、段间(第 13 组)以及 N2 站淋巴结。对于术中冰冻提示淋巴结转移者,如可耐受肺叶切除应改行肺叶切除术并进行系统性淋巴结清扫。

2.2.5   术中导航的应用

肺段支气管、肺段血管等解剖变异复杂且个体差异大,因此在术中精确辨认具有一定难度。近年来,术前三维肺支气管血管重建规划及术中虚拟现实导航系统在胸腔镜及机器人辅助肺癌手术中发展迅速[31-33]。通过对靶段血管及支气管术前重建,有助于术者了解相关肺段血管走行及变异,并根据重建辨别出结节与各血管、支气管的关系,进而精确判断靶段。此外,术前重建有助于规划手术路径,避免误断肺段支气管及血管。在测量、评估切缘方面,术前重建同样具有巨大优势,若既定手术方案无法满足切缘要求,可以及时调整手术方案,重新规划手术范围[33-35]。

3   机器人早期肺癌肺段手术学习曲线

达芬奇机器人肺段切除术可以认为是胸腔镜肺段切除术在技术上的延伸。作为一项新的外科操作技术,其学习曲线的分析对于评价并推广应用这项技术尤为重要。根据目前的经验,掌握达芬奇机器人解剖性肺切除术的操作技术需要 14~20 例手术,要少于胸腔镜手术[36-37]。对于机器人肺叶切除术而言,Cerfolio 等[38]发现由处于学习阶段的住院医生完成其特定步骤对整体手术质量无明显影响,进一步说明了机器人系统在解剖性肺切除术学习曲线方面的优势。然而,目前仅有机器人肺叶切除及合并分析机器人肺叶、肺段手术学习曲线的研究,尚无单独分析机器人肺段切除术学习曲线的报道。

4   机器人与胸腔镜辅助早期肺癌肺段手术疗效的比较

相比于机器人肺段切除术,目前胸腔镜辅助肺段切除术仍为主要手术方式。仅有少量研究对比机器人及胸腔镜辅助早期肺癌肺段手术疗效。Rinieri 等[39]对比了 32 例胸腔镜辅助肺段切除术以及 16 例机器人肺段切除术的术后短期疗效,发现两者在手术时间、术后并发症、住院天数等短期疗效方面无显著差异。Demir 等[16]分析了 65 例胸腔镜肺段切除术以及 34 例机器人肺段切除术的疗效,得出两者在围术期并发症发生率及围术期死亡率方面无显著差异,机器人手术在手术时间方面长于胸腔镜手术,但术后住院时间有缩短趋势。以上研究均为小样本回顾性研究,因此,亟需开展机器人辅助肺段切除术与胸腔镜手术在短期疗效及长期生存方面的前瞻性多中心临床试验来评价机器人肺段切除术的应用价值。

综上所述,机器人辅助早期肺癌肺段切除术是安全可行的。现有研究显示,机器人肺段手术的围术期指标与胸腔镜效果相近,在方便术者操作、加速患者康复方面可能具有一定优势。而在远期疗效方面,尚需要多中心大样本量的研究进一步验证。

此外,达芬奇机器人手术系统目前仍有待完善,如在手术开展早期装机时间较长,胸壁 trocar 孔数较胸腔镜手术多,以及目前手术费用较为高昂等。同时机械臂缺乏力反馈的调节也是另一弊端,亟需触控系统的研发应用。而我们也欣喜地看到,目前机器人手术系统的发展日新月异,单孔机器人系统已经问世,机器人术中导航系统也已经在肺段切除术中得以应用。相信达芬奇机器人在早期肺癌肺段切除手术中将得到越来越广泛的研究,并不断完善发展造福患者。

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