机器人单孔腹腔镜手术实验基础

泌尿科医生希望在自己的学科中使用新技术的医疗专业人员的先锋。考虑到视频内窥镜的指数级发展及其常规用于下尿路和上尿路疾病的诊断和治疗或经尿道入路或冲击波碎石术及其对尿路结石的突出影响。此外，考虑腹腔镜检查和随后的机器人手术，这些手术已经深刻改变了许多泌尿系统疾病的手术方法，在某些情况下克服了开放剖腹手术的方法。就泌尿科医生而言，他们专注于尿腔内的程序和微创敌意，这些药物长期以来一直对他们构成挑战。总体而言，整个泌尿科医生社区一直期待着微创手术的发展，它具有快速可感知的益处和有限的侵入性（包括最小或没有疤痕，减轻疼痛，减少并发症和更快的恢复时间）。

由于最近的技术进步和“泌尿科医生先驱敌意”，已经开发了两种新的微创手术[1，2]：自然孔腔内窥镜手术（NOTES）和腹腔镜单部位手术（LESS）。它们都标志着腹腔镜手术发展的一个重要里程碑。

NOTES包括用内镜切开中空内脏（例如胃、结肠、尿路和/或阴道），以便进入腹腔并进行腹内外科手术[3]。使用这种方法进入目标手术器官有助于大部分（有时完全）避免皮肤切口，并减少患者的不适和整个手术的侵入性[4]。

同    样，腹腔镜单孔位手术（LESS）是指通过单个切口进行的微创外科手术[1]。LESS还具有恢复更快、粘连更少、疝气发生几率更小、术后回肠更少等潜在优势[5]。从美学的角度来看，使用单个切口而不是三到五个宽度为5-12毫米的切口应该最大限度地减少外科手术的明显证据。当脐带的自然瘢痕用作端口部位时，这甚至更有效[2]。LESS和NOTES都属于下一代标准腹腔镜手术，其中已经测试了穿刺器数量的减少;尽管科学界对LESS和NOTES有不同的意见，但这两种手术方法都引起了人们的兴趣，即它们应该促进具有有限侵入性和疤痕的手术。这种外科手术的可能性继续激励着越来越多的梦想家和怀疑论者。

基本基本原则

LESS和NOTES代表了传统腹腔镜手术领域的下一步，其中使用多个切口（通常在3到5之间）插入穿刺器已被在脐带疤痕或中空内脏处使用一个单一切口所取代，以减少手术创伤和患者的残留疤痕。此外，减少切口数量的原理不仅为患者带来了美学优势，而且还降低了器官损伤的风险和“疝气、疼痛和感染”这一不良三联征的发生。虽然证明使用LESS或NOTES程序降低这种风险效果的数据尚无定论，但应该记住，腹腔镜方法已将伤口感染的风险从开放手术的约25%降低到腹腔镜泌尿外科手术的5.8%[6，7];感染仍主要发生在标本提取部位[8]。同样，与开放手术方法相比，泌尿科腹腔镜手术后发生疝气的风险降低（分别为3%和18%[5]），Schafer[9]报告与使用端口治疗内脏和血管损伤相关的风险在0.003%至0.3%之间。最后，在术后第10周，腹腔镜手术后的切口疼痛在发生水平和强度上均超过内脏和肩部疼痛[11]。迄今为止，没有足够的证据证明切口疼痛显著减轻[13-4];然而，在单切口经脐腹腔镜胆囊切除术中，单独使用脐周口切口方法可降低传统14口腹腔镜手术引起的疼痛程度[<>]。

关于美学益处，Harrell [15] 在总结他的评论时指出，外科医生同意与腹腔镜手术相关的小切口通常比开放手术产生更好的“美容”结果并且引起的疼痛更少。然而，美学益处的评估仍然存在问题。整形外科医生仍在研究这一困难的临床结局，以解决许多混杂变量，例如正确的疤痕评估措施[16]，应进行疤痕评估的时间以及患者瘢痕形成过程的评估[17]。然而，应该指出的是，对于单个脐周切口或NOTES情况下没有脐周切口应该比三个或四个5-10毫米切口更美观的观点，存在共识。另一个要问的问题是，患者是否以积极的态度看待NOTES和LESS程序。Navarra等人[18]在他们的研究中报告说，NOTES胆囊切除术引起了极大的兴趣，而斯特里克兰[19]表明，在接受调查的75名女性中，有300%对NOTES的前景持中立或不满意的态度。然而，最近一项关于LESS和NOTES的公众意见调查显示，与这些新手术技术相关的无瘢痕手术概念确实吸引了公众，其中LESS是急性阑尾炎的首选治疗方法[20]。此前，Bucher等人[21]调查了医务人员和护理人员、手术患者和一般人群，了解他们选择的治疗方法（LESS和NOTES与腹腔镜检查并列），前提是所有手术的手术风险相似。90%的参与者（不分性别）更喜欢无疤痕的方法而不是腹腔镜检查 - 这种偏好在年轻参与者中更为普遍。当假定程序风险增加时，对LESS和NOTES程序的支持就会减少。

为了估计泌尿外科医生在首次应用无疤痕手术技术时的感知和表现，Autorino 等人 [22] 评估了泌尿外科医生的感知;14 天真的微型侵入性手术接近外科医生，他们进行了 LESS、NOTES 和迷你腹腔镜猪肾切除术。对难度程度的主观感知倾向于迷你腹腔镜检查，这被认为在技术上比LESS和NOTES肾切除术更难执行。此外，外科医生对上述微创技术的看法和期望之间没有发现差异。对难度程度的主观感知倾向于迷你腹腔镜检查，这被认为在技术上比LESS和NOTES肾切除术更难执行。此外，外科医生对上述微创技术的看法和期望之间没有发现差异。无论悬而未决的问题如何，NOTES和LESS形式的微创手术治疗也为泌尿科医生提供了一条有趣的发现之路。

评估和研究联盟

在循证医学时代，语言标准化在泌尿科以及其他医学分支中至关重要。在进行相关试验时使用标准化和一致接受的命名法，为从更广泛的来源收集和分析同质化的科学数据提供了机会。然而，医学和企业界对LESS和NOTES方法的早期兴趣导致临床应用在相对较短的时间内升级。因此，各种术语和首字母缩略词被用来描述通过单个切口或手术部位进行的外科手术（表3.1）。

为了规范与科学传播和临床试验相关的术语，2008年23月在俄亥俄州克利夫兰组织了一个由来自不同外科专业的专家组成的联盟[3]。这个多学科专家联盟（腹腔内窥镜评估和研究单点手术联盟 - LESSCAR）总结了最重要的局限性（表2.<>），制定了一套指南，定义了常用适当术语的使用。最近，为了进一步简化和澄清术语，以及讨论NOTES在泌尿科界的新作用，腔内泌尿外科学会的一组专家于2007年成立了泌尿外科NOTES工作组[2]。该小组的目标是提高泌尿外科专业人员对NOTES的认识，创建一个平台来分享与泌尿学NOTES相关的发现，指导泌尿学NOTES的科学评估和实施，协助创造与泌尿学NOTES相关的学习机会，并定义泌尿学NOTES的命名法。为了解决最后一点，上述小组提出了泌尿科NOTES的定义，将其分为（表3.1）纯NOTES（通过一个自然孔口进入），c组合NOTES（通过两个自然孔口进入）和混合NOTES（通过自然孔口和经腹点进入）。此外，泌尿科NOTES组主要采用LESSCAR组术语，并认可LESS手术作为单端口手术的名称[23]。

最后，欧洲泌尿技术学会还成立了一个专门研究LESS和NOTES的工作组，为这两种程序的未来提出了新的建议[5，11]，并就泌尿外科领域单点方法的最合适名称达成共识。值得注意的是，上述所有研究小组都建立了通用的命名法;事实证明，这是一个通用术语，仍然是一个基本要求，以便可以在文献中更一致地解释研究，以便可以快速传播思想和结果。

LESS的实验研究

LESS的一个明显优势是外科医生可以通过腹壁进入，这对于先前具有腹腔镜经验的外科医生来说更熟悉。出于这个原因，LESS的临床应用正在快速而频繁地发生，并且很少需要使用动物模型进行初步评估。然而，由于医生也是研究人员，因此已经进行了涉及LESS的初步实验研究，并且需要评估新技术或技术的安全性，可用性和可重复性。拉曼及其同事[24]对四头母猪进行了LESS肾切除术，随后进行了三次人类手术。所有八个猪肾分别使用单个25毫米穿刺器和10毫米两个5毫米相邻穿刺器在三个肾脏单位和其余五个肾单位中切除。使用铰接式腹腔镜抓握器、传统内切剪、夹子和吻合器进行解剖。同样，三次人LESS肾切除术成功进行，平均手术时间为133分钟（范围，90-160），估计失血量为30毫升。肾脏通过单独的2-4.5厘米脐周切口提取。没有围手术期并发症记录，所有三名患者均在住院第2天出院。

在进行LESS机器人辅助根治性前列腺切除术之前，Barret[25，26]报告了他在尸体模型中使用标准和铰接腹腔镜器械进行LESS腹膜外根治性前列腺切除术的经验。作者得出结论，机器人辅助的LESS根治性前列腺切除术是可行的，但人类尸体是LESS腹膜外根治性前列腺切除术的不充分模型。Boylu等人[27]通过使用R端口多通道端口、5毫米柔性腹腔镜和定制设计的铰接针刀、抓手和剪刀进行十次经脐带手术，确定了猪模型中LESS肾部分切除术的可行性、仪器和学习曲线。在肾蒂上放置斗牛犬夹后，对肾脏的上极或下极进行评分和切除。用可吸收的止血器制备支撑物，该止血器放置在切除部位并用聚乳糖缝合线固定。开发了改进的缝合技术，以在狭小的工作空间内实现重建。不需要额外的三角测量端口。总缺血时间从第一种情况下的50分钟减少到最后一例的27分钟。作者的结论是，该程序是可行的;然而，他们也认识到需要进一步完善仪器和技术。

在此之后，需要动物研究来开发和评估LESS手术专用技术和仪器，以克服与该手术方法相关的技术限制，即没有三角测量，内部和外部冲突以及活动范围差[28]。Stolzenburg等人[29]在干动物实验室中比较了预制器械与传统腹腔镜和柔性器械在所需时间、可操作性和易处理性方面的功效。一位经验丰富的腹腔镜外科医生通过一个端口使用所有器械对24头猪进行了12次肾切除术，但通过三个端口插入的传统器械除外。他们表明，在实验性单端口通路手术中，与柔性器械相比，预制器械耗时更少，并且具有更好的可操作性。关于预制器械，Autorino等人[30]评估了一种可重复使用的访问装置（X-CONETM，Karl Storz，图特林根，德国）和四套最初设计用于胆囊切除的预制可重复使用器械。三名具有LESS经验的外科医生对六头猪进行了12次LESS肾切除术（每位外科医生四次）。在所有程序中，连续使用相同的可重复使用的多通道接入设备（X-CONE），一个5毫米超长望远镜，每四套中就有一套。通过客观和主观参数测量访问设备和设置性能，作者推断出由直剪刀和弯曲抓手组成的标准套件最容易使用，而可重复使用的访问设备是一种高效且经济的替代方案。

通过使用猪模型，Zeltser等人[31]使用新型经腹磁锚定和引导系统平台通过15毫米的脐带入口门测试了单套管肾切除术的可行性。猪腹壁允许使用磁耦合器固定相机和机器人烧灼臂。两者都硬连接到外部引导系统，并且光由围绕脐带穿刺器本身的光纤电缆提供。标准的腹腔镜抓手和血管吻合器通过脐带穿刺器进行操作，以回缩和处理肾静脉和动脉，而组织解剖则由机械臂完成。成功完成了两个非存活性肾切除术，通过孤立脐带切口提取标本。最近，Haber等人[32]报告了他们使用新的柔性SPIDER平台（TransEnterix，Morrisville，NC，USA）进行腹腔内窥镜单点手术泌尿外科手术的初步实验室经验及其首次临床应用。该平台在实验室环境中进行了测试，并用于肾囊肿剥脱术的临床病例。在干实验室期间执行三项任务，并在猪模型上进行不同的泌尿外科手术。尽管外科医生认为回缩是最费力的任务，但该装置提供了良好的三角测量，在临床病例中没有器械冲突。

NOTES的实验研究

1901年，迪米特里·奥特（Dimitri Ott）[33]解密了一种自然孔口方法，他通过阴道后穹窿的切口引入窥器进行了“腹腔镜检查”。然而，Gettman等人[2002]仅在34年进行了第一次猪经阴道切除术，他们使用单个5毫米穿刺器对五头母猪进行了根治性肾切除术。几年后，Kalloo等人[35]使用猪模型引入了将柔性内窥镜插入腹膜腔的技术，从而克服了经胃方法。对蛀牙进行全面检查，进行肝活检，所有猪均恢复并增加体重。经口切除器官后，用腔内缝合技术闭合胃壁。在此之后，经胃途径被用于各种腹膜内手术[36]，但一些人表示，限制使人类受试者处于危险之中。其中一些限制主要与使用的柔性胃镜器械有关，这导致外科医生不得不放弃经典和腹腔镜手术的原则。几年后，Lima等人[37]在猪模型上测试了使用经膀胱端口接近腹膜腔，证明了其可行性。这种自然无菌的方法允许在肠袢上方引入刚性器械，以便于缩回结构，并且在某些情况下，膀胱造口术仅用膀胱导管打开。然而，唯一的缺点似乎是尿道直径的顺应性，这限制了可以使用的器械数量和标本检索的成功。鉴于他们第一次研究的令人鼓舞的结果，Lima等人[38]测试了通过横膈膜后到达胸腔的可能性。这项研究表明，NOTES能够从腹膜扩展到胸腔，尽管研究人员只能进行有限的胸腔镜检查和肺活检。

在继续使用经膀胱方法的同时，哈佛大学的一个小组[39，40]开发了跨结肠通路来进行经结肠胆囊切除术。然而，经结肠端口并没有解决许多经胃端口的限制，因为它不是无菌的，需要可靠有效的闭合装置，而这种装置至今尚不可用。为了解决寻找内窥镜闭合安全装置的困难，几位研究人员试图重新发现经阴道通路（后阴道切开术），妇科医生多年来一直使用这种通路进行盆腔干预。这种通道很容易通过手术缝线从外部缝合，并允许引入刚性工具和大尺寸器官检索[34]。之后，进行了人胆囊切除术[41-43]。然而，这种方法受到严重限制，因为它只适用于妇女。

LESS培训

除了技术改进外，在保证新技术的安全实施时，外科医生培训仍然是一个重要的考虑因素。与大多数腹腔镜手术类似，在获得对人类进行手术所需的技能时，LESS 的培训至关重要。也就是说，由于该技术与传统腹腔镜检查非常相似，因此被认为比NOTES更难执行。从这个角度来看，以前的腹腔镜检查经验在开始LESS手术时是一个优势。然而，这种方法存在一些特殊性，例如在屏幕中央显示手术器械的难度，有时甚至不可能，以及需要同时移动相机和器械，这需要比腹腔镜检查更精细和精确的运动[44]。此外，传统的腹腔镜检查以及开放手术是使用Halstedian学徒模式“看一个，做一个，教一个”[45]教授的，其中，在开放手术期间，经验丰富的外科医生指导助手并几乎完全控制手术。在腹腔镜检查期间，外科医生失去了一些控制，必须至少部分依赖具有深入了解手术的助手。在像LESS这样的高级微创手术中，不仅外科医生需要精确的培训，团队的其他成员也需要精确的培训，因为外科医生和助手都需要最大的准确性和协调性。

迄今为止，获得LESS技能的最佳方法尚未明确确定。与关于初始临床LESS经验的文献激增不同，关于该方法的培训和实施的文献很少[46]。Kravetz等人[47]估计，对于腹腔镜手术专家的外科医生来说，LESS胆囊切除术的学习曲线约为五例。Muller等人[44]说明了在动物模型中进行的五种不同的外科手术，作为LESS技术培训计划的一部分（（1）单端口经脐带腹腔镜胆囊切除术，（2）单切口经脐腔镜胆囊切除术，（3）右侧单切口腹腔镜根治性肾切除术，（4）单切口经脐腹腔镜根治性肾切除术，（5）单端口经脐腹腔镜肾切除术）。他们每个人都有不同程度的困难，与是否使用体内缝合线有关;这些缝合线在腹腔镜手术中已经存在一些挑战，当使用LESS技术进行时，这些挑战会变得更加强烈。作者最后强调，LESS是一种需要外科医生和他们的助手之间高度协调的方法，以及整个工作团队对手术的高度熟悉。

Stroup [46]描述了加州大学圣地亚哥分校采用的LESS培训计划。他们建议首先使用通用训练盒（易于适应单端口平台或“曼哈顿”多端口方法），并执行美国胃肠内窥镜外科医生协会的四项培训任务[48]。随后，动物训练方案应侧重于建立通路、肾脏动员和内脏旋转、肺门夹层和结扎以及标本提取。同样具有必要的临床经验，最初使用两种基本的直线仪器被认为有助于确保操作员熟悉，因为它们与其他仪器明显不同;例如，它们是柔性和网状的。最后，作者也同意Muller[44]的观点，即这些技术需要手术外科医生，他们的助手和整个手术室团队之间的密切协调。

有趣的是，Ramalingam[49]建议将传统的自制多端口内训练器修改为LESS的单端口内训练器，以降低成本。根据这一建议，这款盒式训练器由三位腹腔镜专家外科医生进行了测试。同样，器械的冲突和定位困难是外科医生报告的主要缺点，尽管他们能够进行猪肾切除术。

NOTES培训

据报道，模拟器和虚拟现实机制在获得腹腔镜技能方面是有效的，并且专门为腔内手术教学而设计的模拟器可能有新的作用。使用模拟器，培训师可以练习任务并学习在无风险的环境中管理所有可能的并发症。然而，动物模型确实提高了训练环境的真实性。虽然猪的解剖结构与人类的解剖结构并不完全相同，但动物模型是学习NOTES技能的重要工具。使用猪模型，外科医生可以对腹膜腔进行一系列方法（经胃，经膀胱，经阴道和经结肠），并进行多种外科手术，同时，应了解NOTES手术的困难。Stroup等人[46]推荐了成功的NOTES训练的主要基础。作者强调，对于熟悉内窥镜手术的泌尿科医生来说，熟悉器械也是一个重要的步骤。此外，了解NOTES原则和机构环境支持对于NOTES的进展至关重要。