机器人甲状腺手术的现状概述与前景展望
时间：2023-02-10 17:50:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
孙寒星，严佶祺
甲状腺癌是最常见的实体肿瘤之一。近年来，中国的甲状腺癌发病率不断上升，在女性中尤为显著[1]。传统的甲状腺手术不可避免地会在患者颈部留下手术疤痕，而东亚许多国家的文化均十分重视颈部的美观，因此人们对可以实现“疤痕隐匿”的机器人甲状腺手术的接受度较高。KANG等[2]最早在2009年分享了机器人甲状腺手术的经验。2014年，贺青卿等[3]在中国国内报道了同类手术。此后，中国多地相继报道了多项机器人甲状腺手术的单中心研究[4-6]。2016年，中国医师协会外科医师分会甲状腺外科医师委员会发布机器人手术系统辅助甲状腺和甲状旁腺手术专家共识[7]，总结了这一技术在国内的发展成果。
上海交通大学医学院附属瑞金医院自2015年起开展达芬奇机器人甲状腺手术，迄今已完成近900例。本文结合国内外已发表的文献以及笔者的实践经验，阐述机器人甲状腺手术的现状与未来展望。
机器人甲状腺手术与腔镜手术入路[8]同为远颈入路，无颈部切口。然而，腔镜甲状腺手术缺乏自然的手术腔隙，相对局限的空间限制了不能弯曲的长直器械的精细操作，并且在局部存在视野和操作盲区。与腔镜手术相比，机器人手术系统提供的手术视野具有稳定、三维和精细放大的特点，术者能够实时调整镜头，将操作部位保持在视野中央，做到手眼一致；
多操作臂能够提供对抗牵拉，有效暴露解剖层次，更有利于入喉处喉返神经（recurrent laryngeal nerve，RLN）的显露与保护；
系统自带震颤过滤机制，操作稳定，能够在颈部的狭小空间中解剖保护RLN、甲状旁腺及其血供，避免“误伤”；
多自由度的EndoWrist操作器械贴近于人手的灵活体验，在提拉中央区淋巴结尤其是清扫右侧喉返神经背侧淋巴结时，相较于腔镜更加轻松，减少了操作盲区。上述优势可能使机器人手术的适用范畴更为广泛。对于直径较大的肿瘤以及侧方淋巴结清扫等较复杂的情况，机器人手术比腔镜手术有更好的应用前景[9]。
结合现有的文献报道，机器人甲状腺手术相对腔镜手术的学习曲线略短。对于没有腔镜手术经验的术者，机器人手术更贴近双手直觉，可能相对容易上手。以经腋径路（transaxillary approach，TAA）机器人甲状腺手术来说，需要40～50例的手术量度过学习曲线[10]。经双侧腋窝乳晕入路（bilateral axillo-breast approach，BABA）机器人甲状腺手术的学习曲线，大多认为需要40例左右[11]。笔者对此的体会是，手术时间与术者的经验密切相关，初期在经过35例左右的手术量后，操作熟练度会有明显的提升；
经过80例左右的积累后，手术时间将保持持续稳定[12]。对于没有腔镜手术经验的外科医师，腔镜手术的学习曲线需要55～60例[10]。
结合现有文献，机器人甲状腺的手术入路主要包括TAA、BABA、经耳后入路（retroauricular approach，RAA）和经口甲状腺切除（transoral robotic thyroidectomy，TORT）。
TAA最初是在腔镜的建腔技术上改进而来的，被应用于最早的机器人甲状腺手术[13-14]。术中需要上举并外展患侧上肢，通过拉钩牵引皮瓣，而无需充入CO2。TAA的限制在于通过同一入路切除对侧腺叶时，需要足够的技巧以克服气管对手术野的阻碍[15]。
BABA能够提供从中线进入的左右对称的视野，对于双侧腺体的观察视角基本相同。皮瓣游离范围与腔镜手术相仿。镜头孔往往从右侧乳晕置入。不足的是，采取BABA时，颈前皮瓣游离范围相对较大，并需要持续充入CO2气体。
RAA也被称为整容入路（facelift approach）。切口从耳后的皮肤皱褶处开始，沿着枕骨后方的发际线下缘延伸[16]。RAA建腔所需游离的皮瓣距离较短，术中以拉钩牵拉皮瓣，而无需气体充入。然而，手术操作多限于切口同侧腺叶，难以进行对侧腺叶切除[17]。
机器人TORT技术经过多次改进，至2016年其技术逐渐成熟，并在多个中心予以推广应用[18]。口内切口包括口腔前庭中央系带上方约1 cm处的镜头孔，双侧2个直径为5 mm的操作孔。另有右侧腋下直径为8 mm操作孔。术中需要充入CO2以维持压力。手术视野由上至下，左右对称。TORT对皮瓣游离需求较低，基本实现了体表“无疤”。
随着技术的逐步成熟以及外科医师手术经验的积累，机器人甲状腺手术的适用边界得到了进一步的探索和扩大，手术适应证和禁忌证并不是绝对的。美国甲状腺协会（American Thyroid Association，ATA）认为，肿瘤腺体外侵犯、侧颈淋巴结转移、Graves病和胸骨后甲状腺肿等病例不适合进行机器人手术，将其归为手术禁忌证[19]。然而，关于机器人在复杂病例中应用的报道越来越多，以往的认识被逐渐颠覆。
韩国KIM等[20]报道了500例机器人侧颈区淋巴结清扫的经验，其中无中转开放病例，平均手术时间为（293.71±67.22）min，仅有5例出现肿瘤复发。中国国内的HE等[21]报道了采用BABA完成260例机器人侧颈区淋巴结清扫手术，其中无中转开放病例。也有学者提出机器人BABA改良根治性颈淋巴结清扫能够适用多数的分化型甲状腺癌伴淋巴结转移病例[22]。
目前对于机器人手术应用于Graves病尚存在争议。既往认为，机器人甲亢手术时间长、术中出血多、手术预后不明确，因此ATA将其列为禁忌证[19]。然而，中国国内的共识指出，Ⅰ～Ⅱ度肿大的原发性或继发性甲状腺功能亢进适合机器人手术[7]。近年来，关于此类手术的文献报道逐渐增多。一项针对西方人群的回顾性研究纳入56例TAA机器人甲亢手术，与开放手术相比，机器人手术的出血量更少，住院时间更短，但手术时间明显延长，并且存在臂丛损伤的潜在风险；
此外，可能更加适合于体型偏瘦的人群[23]。另一项纳入44例甲亢病例的对照研究显示，机器人甲亢手术相较于开放手术，除手术时间较长以外，并未显示出其他劣势[24]。
除此之外，在TAA机器人手术中，超重和肥胖被认为可能导致手术难度的增加[25]以及手术时间的延长[26]，但是对于术后并发症的发生率以及手术的根治性并没有明显的影响[27]。在采用BABA的手术中，有研究认为体型因素对于手术难度和手术时间均没有显著的影响[28]。对此，笔者分析了本中心359例分化型甲状腺癌BABA机器人手术病例，平均手术时间为96.53 min；
按体质指数（＜25vs≥25）进行亚组比较，结果显示手术时间存在显著差异[（94.50±23.57）minvs（104.63±31.74）min，P＝0.003]；
同样地，甲状腺腺体大小（最大径：≤5 cmvs﹥5 cm）也会影响手术时间[（90.64±22.39）minvs（103.79±27.64）min，P＝0.000]；
多因素分析结果显示，体质指数和甲状腺腺体大小被认为是延长手术时间的独立危险因素，但2者不会增加并发症的发生率[29]。
机器人甲状腺手术的安全可靠始终是外科医师最关心的问题。除了甲状腺术后常见并发症（甲状旁腺功能减退和声带麻痹等）以外，机器人甲状腺手术后还存在其特有的并发症，如皮瓣损伤和上臂牵拉伤等[30]。迄今为止最大规模的单中心研究来自于韩国延世大学，其在2016年报道了5 000例TAA机器人甲状腺手术的数据，其中96%以上为甲状腺恶性肿瘤，以微小乳头状癌为主，肿瘤平均直径约为0.8 cm，淋巴结转移率约为37%，平均手术时间为134.5 min；
甲状腺恶性肿瘤接受全部切除术后，55.7%的患者的甲状腺球蛋白（thyroglobulin，Tg）水平低于1 ng/mL，肿瘤局部复发率为0.5%；
在并发症方面，全部切除术后，48.1%的患者出现术后暂时性低血钙，1.3%出现永久性低钙，术后发声改变的发生率为2.5%，0.4%的病例明确为RLN损伤，另有淋巴漏（0.6%）、出血（0.4%）、气管损伤（0.1%）、皮瓣烧伤（0.2%）、上臂牵拉伤（0.1%）和Horner综合征（0.1%）等[30]。有对照研究比较了机器人与开放甲状腺全部切除术，2者在暂时性甲状旁腺功能减退症（31.7%vs35.8%，P＝0.438）、永久性甲状旁腺功能减退症（1.6%vs2.8%，P＝0.723）、暂时性声带麻痹（11.4%vs14.0%，P＝0.656）、永久性声带麻痹（0.8%vs3.3%，P＝0.282）和出血（0.0%vs0.8%，P＝0.554）等并发症方面无显著差异[31]。
一项包含北美多个中心的研究回顾了301例TAA机器人甲状腺手术，甲状腺肿瘤的平均直径为1.8cm，恶性甲状腺肿瘤所占比例为47%；
术后平均随访2年，未发现肿瘤复发病例；
永久性RLN损伤发生率为1.3%，永久性甲状旁腺功能减退症发生率为1.1%；
半数以上的患者能够实现手术当天出院[27]。同地区的另一项研究比较了机器人甲状腺手术与开放甲状腺手术，结果显示2组术后的RLN损伤、甲状旁腺功能减退症和出血发生率均无显著差异[32]。
中国国内的HE等[33]比较了BABA机器人手术与开放手术，结果显示术后并发症发生率无显著差异。LIU等[34]报道了单中心500例机器人甲状腺手术，其中60%为恶性肿瘤，术后永久性RLN损伤及甲状旁腺功能减退症发生率分别为0.2%和1%，随访期内未发现复发转移病例。相较于TAA机器人手术，BABA机器人手术不存在上臂牵拉伤和臂丛神经损伤等体位相关性并发症。
鉴于分化型甲状腺癌的预后极佳，暂时难以获得术后的远期预后结果。少量的研究报道多以5年为随访周期，结果显示机器人手术的预后与传统开放手术相比无显著差异[35-36]。
机器人手术系统的局限性主要在于术者在操作时缺乏传统手术的触觉反馈，而主要依靠术者的视觉反馈进行弥补，对于甲状腺这类血供丰富的器官进行操作时，需要做到“轻拿轻放”[37]。外科医师所获得的是全新的视觉图像，需要凭借扎实的解剖知识和腔镜手术经验，形成与开放手术不同的“视觉思维”，在术中提前“预见”喉返神经和甲状旁腺等邻近器官，更好地予以保护[38]。
此外，在机器人甲状腺手术领域，尚需要开展更多与开放性手术进行比较的等效性研究，以评估预后；
手术指征与反指征也有待探索；
设备与手术费用高昂也是阻碍技术推广的屏障。上述问题都是机器人甲状腺手术所面临的难题。
然而，随着手术技术的逐渐成熟，将形成和制定统一的技术标准以指导机器人甲状腺手术的规范开展。手术操作难度较大的病例，如需要进行侧颈区淋巴结清扫、原发性甲亢和胸骨后甲状腺等病例，将被更多地纳入临床研究之中。术中神经监测规范化被应用于机器人甲状腺手术后，将进一步提高手术的安全性[39]。在不久的将来，国产机器人手术系统有望在临床上得到推广，手术费用将趋向平民化。
医学机器人在近10年中迎来了蓬勃发展。机器人技术的意义并非单纯地简化人工操作，其对外科手术的深远影响将是颠覆性的。达芬奇手术系统作为迄今最成功的机器人手术系统，已被广泛应用于普外科、泌尿外科和妇科等诸多专科手术领域。同时，机器人技术也可能成为众多新技术的应用平台。
增强现实（augmented reality，AR）与机器人辅助手术联合技术是目前热门的研究方向之一。通过术前的颈部CT影像学，进行甲状腺、气管、食管和动静脉血管的三维建模，并将虚拟影像叠加于术中的真实画面之上，使外科医师能够看到尚未被暴露的重要解剖结构，极大地提升了术者的感知能力。LEE等[40]率先报道了这一技术应用于临床机器人甲状腺切除术中。在此基础上，具备视野追踪系统的AR技术被应用于甲状腺手术，其虚拟画面能够跟随手术视野的切换，提示重要的解剖结构，为术中喉返神经的鉴别及追踪保护提供了极大的便利。目前，小规模的临床研究已取得了不错的结果，AR影像所指出的RLN位置与其真实位置平均误差距离为1.9±1.5 mm，术后无声带麻痹病例[41]。虽然，当前的AR联合机器人手术仍存在一定的技术及商业限制，但其临床价值巨大。特别是在腔镜甲状腺手术中，神经和甲状旁腺的保护需要在狭小的空间内完成，还需要警惕喉不返神经和异位甲状旁腺等罕见情形，因此AR技术或许能够成为解决这些难题的良方。
近红外荧光技术通过在甲状腺腺体中注射吲哚菁绿，并在近红外光下使富血供的腺体增强显影，从而识别和保护甲状旁腺。这一技术同样也被融合于机器人手术系统。YU等[42]在BABA机器人甲状腺手术中尝试开展了这一技术，相较于对照组，BABA机器人甲状腺手术的甲状旁腺误切率显著下降（0%vs15.9%，P＝0.048）。
除临床价值以外，基于机器人系统构建的甲状腺手术仿真与模拟系统还可以应用于颈部手术教学模拟[41]。一项纳入26例培训者的对照研究采用达芬奇手术系统，在BABA甲状腺仿真模具以及虚拟现实（virtual reality，VR）软件上的练习，显著提高了术者的机器人手术操作技巧。受训者包括实习、住院、主治及以上等不同阶段的外科医师[43]。换言之，无论是对于经验不足的新手，还是对于机器人手术经验不足的专科医师，机器人甲状腺手术仿真模拟均有其教学意义。
迄今为止所使用的机器人系统虽有其独特的优势，但其中的各个环节仍是全人工控制，其智能化程度较低。通过人工智能和机器学习，机器人系统将逐渐拥有自主性。例如，基于自主反馈学习系统的新一代腔镜镜头机器人能够自主识别周围情况，自动调整自身操作臂及镜头位置，捕捉最佳观察角度，主动配合外科医师完成视角的切换[43]。除了向外科医师学习扶镜动作以外，其数据库还能记录机器人的主动操作，接受其他机器积累的经验，通过机器“自学”“互学”，不断优化扶镜动作，直至成为能够与外科医师默契配合的合格“扶镜手”。虽然自主性操作尚未应用于临床，但代表着下一代机器人的发展方向，已不再遥远。未来，机器人手术系统将不仅仅是一种手术工具，而是智能化的术者，为外科主刀医师完成牵拉和暴露以及提供良好视角等一系列的辅助操作，甚至先于术者完成定位识别，引导外科医师完成手术操作，一如“无人驾驶”技术一般，是确保手术安全和顺利的重要保障。
具备人工智能的机器人技术将对甲状腺专科医师的诊疗模式产生重大影响。机器人与人工智能和大数据高度结合，可以实现甲状腺疾病的自动诊断与规划，甲状腺外科医师的角色可能由过去的疾病综合诊断治疗和手术实施者转变为治疗措施的决策者与给予患者更多人文关怀的心理疏导者[44]。
可以预见的是，在甲状腺手术领域，机器人手术将会占据更大的份额。面对巨大的技术变革，古老的外科手术技术正迎来科技新生，外科医师应保持好奇心与敬畏心，以开放的姿态拥抱创新。
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