机器人手术？听听解放军总医院刘荣教授怎么说
从20世纪初腹腔镜理念的诞生到20世纪末电视腹腔镜的成熟和普及, 腔镜技术在外科领域里的这一场变革总共用了100年的时间。但在其后的不到20年中, 科学技术的迅猛发展再一次撞击着前沿医学的大门, 外科医生可以远离手术台, 通过操纵机器进行手术——机器人手术。从1994年的第一代伊索系统, 到目前第三代达芬奇系统, 三维视界, 超高灵活度关节, 消除了人手物理震颤, 更好的人机工程学设计......机器人作为微创外科界最高科技含量的结晶, 已在外科学领域引领一场变革。
2017年4月21~23日, “北京国际微创外科论坛, 中国医药教育协会肝胆胰外科专业委员会成立大会, 暨第3届国际肝胆胰肿瘤外科峰会”在北京成功举办。会议期间, 解放军总医院肝胆外二科主任刘荣教授介绍了其带领的团队在机器人手术方面的经验和进展, 展示了包括机器人手术等先进的微创技术方式, 以非常直观的形式展现了新技术对于手术方式和手术理念的改变。手术演示时, 向会场的代表进行了现场直播, 并通过互联网实时转播, 让更多的外科医师直观地领会到微创外科的最新进步。但也有人提出疑问, 机器人手术能改善现有手术的结果吗? 安全性和发展前景如何，等等。为此《科学通报》就一些大众关心的问题对话解放军总医院肝胆外二科主任刘荣教授。
刘荣教授
刘荣在肝胆胰外科领域取得多项创新性成就, 发展了多项肝胆胰微创手术新技术, 主刀完成各类肝胆胰复杂手术超过1万例, 其中腹腔镜手术2000余例, 机器人手术逾1000例, 机器人肝胆胰手术量居全世界第一位。曾获得国家科技进步二等奖、中华医学科技一等奖等5项省部级以上科技奖励。在中华医学会外科学分会等9个重要学术团体中担任主任委员、副主任委员和委员。发表论文223篇, 其中SCI论文35篇。获授权发明专利3项。主导制定国家卫计委《腹腔镜肝胆胰外科技术指南》《机器人肝胆胰外科技术指南》。为解决肝胆胰肿瘤外科手术中创伤大、并发症多、死亡率高的难题, 刘荣结合实践, 提出了以“拟切除区域的入出血流控制”为核心的风险控制理论和以“损伤最小化”为核心的干预优化理论, 首创新术式20余项,构建了腹腔镜肝胆胰微创手术技术体系和机器人的肝胆胰微创手术技术体系, 极大改善了患者预后。
《科学通报》: 首先恭喜您机器人肝胆胰手术量全球首次超过了1000例, 可否简单为我们介绍一下机器人手术?
刘荣：严格来说, “机器人”这个说法并不准确。因为Da Vinci手术机器人并不具备人工智能的特点, 它所有的操作都是需要人为控制的, 是将人的手术操作通过一系列的信号处理后, 传递给机械臂来实施手术, 所以称之为“机器手”或“机械臂”更合适。使用机械臂可以摆脱很多人体自身结构的限制, 比如说它的“内腕”系统可以实现全向旋转, 还可以深入到一些非常狭小的腔隙中进行操作, 这些都是人手所无法完成的; 另外它可以提供最多放大30倍的3D手术视野, 也是优于人眼直接观察的。
《科学通报》: 是什么机缘让您这么重视发展机器人手术这种新兴技术?
刘荣：这要从1990年说起, 那时我在解放军第二军医大学读研究生。因为从事肝胆胰外科, 脏器深藏腹部, 在实施外科治疗的同时, 开腹手术对患者造成的伴随性伤害非常严重, 给患者带来了巨大的痛苦。看着一道道触目惊心的刀口和伤疤, 我时常异想天开地问自己, 有没有办法让刀口小一点, 就像孙悟空钻进铁扇公主的肚子那样, 不留痕迹地就把患者肚子里的病灶消灭掉? 因此当1995年已经是解放军总医院一名军医的我第一次接触到微创手术时, 这个刚刚出现的新生事物, 就立刻吸引了我全部的注意力。经过艰苦的探索, 2002年我们成功为患者实施腹腔镜解剖性左半肝切除术, 2003年腹腔镜肝门部胆管癌手术, 2005年腹腔镜肝右三叶切除术, 2006年设计“模式化”腹腔镜肝左外叶切除术, 2009年复发性肝癌腹腔镜再切除以及单孔腹腔镜肝脏切除术, 2012年结直肠癌肝转移一期腹腔镜联合切除, 2014年设计“模式化”腹腔镜左半肝切除术, 2015年设计“模式化”腹腔镜右半肝切除术, 2016年后腹腔镜右侧胰腺肿瘤切除术等。这些率先实施的新术式, 针对原发性肝癌、复发性肝癌、转移性肝癌、血管瘤、肝门部胆管癌等多种肝脏疾病, 采用选择性小切口肝切除术、单孔腹腔镜肝切除术、后腹腔镜肝脏手术等多种新入路, 完善了腹腔镜肝切除术式种类, 颠覆了对于腹腔镜肝除“数量稀少、术式简单、难堪大任”的老印象。我们以肝切除和胰腺切除为主要技术攻关重点, 提出腹腔镜解剖性肝切除理论, 设计模式化肝切除术式, 建立个体化微创胰腺手术入路体系, 首创后腹腔镜胰腺切除技术, 探索微创技术下能量器械的应用策略, 最终实现了微创技术在肝胆胰外科领域的全面、安全、规范的广泛应用, 显著减轻了患者的创伤程度, 缩短了住院时间, 极大改善了患者预后, 其后腹腔技术的应用将急性坏死性胰腺炎死亡率由70%~80%降至接近零。
在腔镜技术日趋成熟完善的同时, 我注意到“工业4.0”技术革命给外科学领域带来的机遇, 于是紧紧地盯住机器人技术。我们最早尝试机器人手术是在2011年, 在实践中发现机器人手术比传统的手术方式操作更精确、创伤更小、出血量更少、术后粘连也较轻。考虑到这些因素对患者的预后都有积极的影响, 所以在前期的摸索和经验积累之后, 就在科室中推广应用。机器人手术延续了传统腹腔镜的微创特色, 操作可控度更高, 可以完成更加复杂的手术。但机器人的系统复杂性要远超传统腹腔镜, 对手术者综合素质和团队建设水平提出更高要求。通过机器人肝胆胰外科实践探索, 我们创建了完整的肝胆胰外科机器人技术体系; 设计了国际首例机器人辅助下III型肝门部胆管癌根治术、单孔机器人辅助下胰腺切除术、机器人辅助下后腹腔镜胰腺切除术等, 提出了以“拟切除区域的入出血流控制”为特征的风险预控理论和以“损伤最小化”为特征的干预优化理论。后发先至, 完成了2016年全国机器人肝胆胰手术1/3的工作量, 在全世界范围内率先实现了由成熟腹腔镜外科中心向机器人外科中心的跨越式转换。
《科学通报》: 您提到机器人手术将会成为一些肝胆胰手术的“金标准”, 请问您在推进机器人手术标准化方面有什么具体的计划?
刘荣：我们不仅有计划, 而且一直在努力推进机器人手术的标准化。“金标准”的术式必须是容易学习、可以复制的。2011年至今, 我们通过不断的摸索, 一共开创了十余项与机器人有关的新术式, 包括最近报道的“LR”式胰十二指肠切除术等。我们建立这些新术式, 一方面是为了改善患者的预后, 延长患者生存时间, 提高生存质量; 另一方面就是为了简化操作, 使机器人手术更加易于学习。另外,受国家卫计委的委托, 我们主导编写了《机器人肝胆胰外科手术指南》, 正在将机器人手术标准化付诸实践。今后我们也将努力让机器人手术进一步惠及更多的患者。
《科学通报》: 您认为机器人手术会取代传统的手术方式吗?
刘荣：无论采取何种手术方式, 根本的目的都是在于改善患者的预后。在我们进行的600例机器人胰腺手术的患者中, 中转开腹的大概有30例左右, 约占5%, 另外还有很多患者我们直接选择了开腹或者是腹腔镜的手术方式, 我们要根据患者的具体情况进行决策。我认为机器人手术有很多优势, 但也不是万能的。开腹、腹腔镜、机器人等方法应该是一种相辅相成的关系。根据患者的具体情况, 选择预期效果最好、最适合患者的手术方式。
《科学通报》: 我们看到, 国内机器人手术的整体推广程度与发达国家相比仍然处于较低水平, 您认为阻碍机器人手术进一步推广的主要原因是什么? 应该怎么解决?
刘荣：首先价格较高。由于经济利益、知识产权等因素, 直觉外科(Intuitive Surgical)公司规定每个机械臂使用10次之后必须更换, 源代码也是严格保密的, 这就使得机器人手术的成本大大增加。这方面可以通过改进相关政策来降低成本。其次就是技术学习的门槛较高, 很多想学习机器人手术技术的医生不具备学习的客观条件。为了解决这个问题, 我们建立了互联网医师培训平台, 可以进行线上教学, 目前这个平台已经发展了8个学院, 覆盖了32个省市的900多家三甲医院, 2000多个基层医疗单位。通过这种方式来降低机器人学习的门槛, 促进机器人手术的进一步推广。
《科学通报》: 您认为机器人手术的发展方向是什么? 前景如何?
刘荣：第一个发展方向是远程医疗。机器人手术它的操作台和机械臂是分开的, 也就是说它"先天"就具备进行远程手术的条件。但是目前机器人手术中术者的操作和机械臂的行动之间会有一定的延迟, 如果把操作台和机械臂改为远程的话, 这个延迟可能会进一步增加。随着网络技术的进步和机器人系统的发展, 这个问题应该不久就可以得到解决。
第二个发展方向是精准医疗。机械臂本身的操作精度很高, 但是在很多手术中, 比如我们做的肿瘤手术中, 术者的经验依旧是判断手术边界的主要手段, 这就造成了一定的不确定性。虽然现在有ICG染色等手段对手术的边界进行标记, 但效果不尽如人意。在这一方面, 我们正在进行术中导航的研究, 简单来说就是通过分子生物学、纳米材料学、计算机技术等多学科的结合, 对肿瘤的边界进行精准的定位。引导机器人进行手术操作, 我们认为这项研究可以大大提高机器人手术的精准性。
第三个发展方向是智能医疗。能不能让机器人不依赖或少依赖人的操作, 自己来决定手术的方式并进行操作呢? 这个方向目前来说还比较遥远, 但是大数据技术和深度学习技术的发展为此提供了一种可能的解决方式, 我们对此充满期待。
张东梅. 对话刘荣: 精准医疗时代的机器人手术. 科学通报, 2017, 62: 2997 ~ 2998
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