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机器人在泌尿外科领域的应用
作者: 本站     来源: 本站整理     发布时间: 2010/8/22 19:18:51
随着手术器械与技术日新月异的发展,泌尿外科的学者们不断追求着以更小的创伤来完成各种复杂手术。泌尿外科近20 年的发展可以说是微创技术的发展,从腔内碎石取石术到腹腔镜下空腔脏器的成型与实体脏器恶性肿瘤的切除,当今的泌尿外科医生们不断利用着技术的进步与器械的革新来追求着减少住院时间、术后疼痛和手术死亡率。而目前备受关注的机器人技术,由于其可以很好的弥补人手在腹腔镜下的缺陷,如震颤及不够精准的缝合,并提供更好的手术视野,正在泌尿外科领域蓬勃发展着。机器人辅助手术首次应用在泌尿外科是在1989 年,被用于TURP 手术,而近五年发展尤其迅速。目前比较流行的机器人是主从
(master-slave)系统(达芬奇平台),已被应用于前列腺癌,膀胱癌,肾癌,UPJ 梗阻与盆腔脏器脱垂等较复杂的泌尿外科手术。新发展的机器人技术如单孔机器人腹腔镜、软式机器人和自然腔道内镜手术(NOTES)将会在泌尿外科领域掀起手术理念的新篇章。本文将就对机器人在泌尿外科领域的发展史,目前国内外的应用现状及未来的展望做一简要综述。
一、手术机器人的基本概况:手术机器人是人工传感、电脑控制的操作系统,通过程序化的动作与定位来完成一系列的手术操作[3]。机器人主要包括三个主要组成部分:(1)程序(机器人是一台电脑),(2)机械载体(机器人是一台机械),(3)可操作性(机器人必须可以在多种程式下被操作)[4]。手术机器人分为3 类:自动系统、半自动系统及主从系统[5]。自动系统是可以在术者的监视下自动完成手术的人工智能系统,例如机器人定位引导下的活检术;半自动系统是由自动与术者操纵两部分组成的系统;而主从系统则是术者通过可移动的操作台或工作站来直接操作机器人的系统,在这个系统中没有全自动的成分,目前流行的达芬奇系统就属于主从系统,它使得远距离的电子会诊手术成为可能。
 
二、手术机器人的发展史:最早的手术机器人出现在1985 年,当时被用于脑外科手术[6],而第一次应用于泌尿外科领域则是1989 年。Davies 等应用一种全自动机器人行经尿道前列腺切除术,它有别于当今流行的主从系统且并未得到广泛应用。第一个被FDA 批准的用于泌尿外科领域的系统为自动定位内镜系统(automatedendoscopic system for optimal positioning, AESOP)[7],该系统的核心部分是一架可声控的机器人手臂,他能帮助术者把持腹腔镜头及固定操作钳,尤其是在盆腔手术中,如腹腔镜下前列腺切除术,提供了人手所
达不到的稳定的操作画面与长时间的操作钳的把持。而当今流行的主从机器人系统,其概念的形成要归功于美国军方的远程手术构想[5],该系统的先行者是宙斯(ZEUS)系统,而将其发扬光大的则是当今的主流达芬奇(da Vinci)手术系统。2001 年,达芬奇手术系统
首次获FDA 批准应用于前列腺手术,同年Binder 等[10]报道了10 例应用该系统辅助完成的腹腔镜下前列腺癌根治术。从此,机器人辅助的泌尿外科腹腔镜手术得以迅速发展。达芬奇手术系统由三部分组成,术者操控台、机器人手术车及内镜监视系统(图1,2)。术者操控台包括机器人手控装置(图3)、辅助脚踏板及监视器;机器人手术车包括一个把持摄像头的机器手臂,两到三个操作手术器械的机器手臂,该手臂提供类似人手关节的7 种活动程度(图4);内镜监视系统通过双摄像头、双光源独立采集同步视频信号来提供放大6~10 倍的三维立体的手术视野(图5)。这些操作精细度与视觉效果的提升,克服了腔内手术的两大难题,缝合与分离,且Yohannes 等[12]报道使用达芬奇系统进行体内缝合的学习曲线较传统腹腔镜器械明显缩短。同时,外科医生可以坐在远离患者的控制台上进行操作,使得腹腔镜外科手术更加舒适。这些优点促进了机器人腹腔镜技术如同雨后春笋般在各类泌尿外科手术中的蓬勃发展。三、达芬奇手术系统的应用现状
1. 前列腺癌根治术(RALP)(图6):前列腺处于盆腔纵深位置,根治性切除术需要进行细致的分离,这两点导致了腹腔镜前列腺癌根治术的学习难度。Herrell 等报道了应用机器人技术可缩短腹腔镜前列腺癌根治术的学习曲线。通过机器人技术,前列腺切除术经验丰富、刚结束开放性手术的外科医生可迅速将其开放术造诣升级为腹腔镜手术境界[14,15]。Menon 等在行了250 台RALP 后,最早将他们的RALP 经验总结为Vattikuti Institute 前列腺癌根治术(VIP),并成为了RALP 的主流术式,手术为全腹膜外途径,打开盆筋膜,控
制背静脉复合体,在前列腺尖部保留神经血管束,切断膀胱颈及精囊与输精管(图7,8),后面的分离在狄氏筋膜后层内完成,保留神经血管束与前列腺侧筋膜(图9),切断前列腺尖部并行切缘冰冻病理切片检查,膀胱尿道吻合术用双连续缝合完成(图10)。RALP 手术相对于开放性耻骨后前列腺癌根治术(RRP)而言,优势在于:出血少,输血少,切缘阳性率可能下降,住院时间短,止痛药用量少,性功能及控尿能力的恢复。Farnham等的一项大型前瞻性研究表明,RALP 失血少,术后红细胞压积较高,输血率低于RRP。肿瘤控制效果是任何癌症手术的第一目标,由于RALP 尚没有5 年生化有无复发的数据,众多学者用切缘情况来作为RALP 控制癌症的指标与RRP 进行比较,RRP 病例组中T2 期病灶切缘阳性率约为17-36%,而T3 期的阳性率在50%左右。RALP 术后切缘阳性率文献报道不一,Patel 等[18]的研究表明T2 期病灶的切缘阳性率为2.5%,由于气腹延缓了盆腔出血的速度,从而使视野更为清晰,癌症手术更加顺利。至于切缘阳性率如此低是否意味着5
年生化无复发率优于RRP,这一点有待确定,但我们有理由认为,RALP 术中出血量减少及视野的改善会有助于尿道膜部和神经血管束的保护,有利于尿控能力和性功能的保留。
2. 骶骨阴道固定术:子宫切除术后,10%的女性出现阴道穹窿脱垂症状。经骶骨阴道固定术的长期成功率为93—100%。通常采用合成材料将阴道壁固定在骶骨前面。技术上的困难和较长的手术时间阻碍了腹腔镜骶骨阴道固定术的广泛使用。然而达芬奇机器人克服了这些技术难关。目前不断有机器人辅助腹腔镜骶骨阴道固定术的成功报道,在可以接受的手术时间内,1 年有效率相当于开放手术。
3. 肾盂成形术:离断式肾盂成形术一直是治疗成人肾盂输尿管连接处梗阻的“金标准”,成功率超过90%[20],腹腔镜肾盂成形术病例组的成功率与开放手术组相当,术后康复效果明显提高。体内复杂性重建的技术要求制约了腹腔镜肾盂成形术的广泛应用,而达芬奇外科机器人却缩短了住院医生、进修医生、腹腔镜手术初级医生的学习曲线。虽然,机器人操作技术存在多种差异,但是短期效果和康复情况还是与腹腔镜肾盂成形术差不多。借助机器人,腹腔镜手术新手得以圆满完成机器人辅助腹腔镜肾盂成形术并取得良好效果。机器人辅助腹腔镜肾盂成形术的成功已扩大至儿科。据Lee 等报道手术33 例,患儿平均年龄为7.8 岁,

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