综述:机器人肝切除术的现状与未来展望

【字体: 时间:2025年10月05日 来源:Current Surgery Reports 0.7

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  这篇综述深入探讨了机器人手术在肝脏外科中的进展,强调其在复杂肝切除(如活体供肝移植和肝门部胆管癌手术)中的技术优势,包括更短的学习曲线、更精准的操作(如ICG荧光成像)和更好的短期预后。作者结合UIC团队经验,指出机器人平台与人工智能(AI)、增强现实(AR)等技术的融合将推动微创肝脏手术的未来发展。

  

引言

自2003年Giulianotti团队完成全球首例机器人肝切除系列手术以来,机器人技术在肝脏外科中的应用逐渐受到关注。尽管相关研究数量逐年增加,但从开放手术到微创技术的转型速度仍慢于预期。这主要受限于学习曲线陡峭、肝脏专用器械缺乏以及专业培训需求等因素。传统肝切除手术依赖开放或腹腔镜技术,但机器人肝切除(RLR)克服了腹腔镜的某些技术局限,拓展了微创手术的安全性和可行性边界,尤其在复杂手术中展现出更快的应用增速。

适应证与禁忌证

根据伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的经验,所有肝段均可通过机器人技术成功切除,无绝对禁忌证。相对禁忌证包括严重肝硬化伴肝功能显著受损、靠近下腔静脉(IVC)或肝静脉的大型肿块、肥胖伴胸廓狭窄、既往多次开腹手术史以及困难肿瘤位置(如6、7段)。常见适应证涵盖恶性肿瘤(如肝细胞癌HCC、结直肠肝转移瘤)、症状性良性病变(如巨大血管瘤、腺瘤>5 cm)、复杂胆道病理(如胆总管囊肿、肝内胆管狭窄)以及活体供肝切除。

学习曲线

掌握机器人肝切除需克服解剖和技术复杂性,学习曲线通常以手术时间、术中出血量、并发症率和中转开放率等指标评估。研究表明,具有腹腔镜经验的医生能更快适应机器人平台。一项针对100例连续RLR的研究将学习曲线分为四个阶段:能力期(1-20例)、熟练期(21-30例)、早期掌握期(31-65例)和完全掌握期(66-100例)。另一项研究指出,在完成30-40例手术后操作指标显著改善。加速学习策略包括模拟训练、分步进阶、导师指导和标准化技术。

次要与主要肝切除及复杂性新指数

肝切除常按Brisbane标准分为次要(<3个Couinaud段)和主要切除,但次要切除并非总是技术简单,其难度取决于肿瘤位置、肝硬化等因素。机器人技术尤其适用于后上段病变,Giulianotti等报道次要肝切除的围手术期结果与腹腔镜相当。Troisi等比较腹腔镜与机器人手术,发现机器人对后上段更具优势;Nota等研究显示机器人组住院时间显著缩短(4天 vs. 8天)。
主要肝切除的机器人应用也逐渐成熟,经验丰富的中心报告了低中转率、可接受的并发症率且无围手术期死亡率增加。Giulianotti团队2010年首次报道了机器人肝门部胆管癌扩大右肝切除伴胆道重建病例。后续70例肝切除(含27例主要切除)显示出血量150 mL、输血率22%和零死亡率。Fruscione单中心分析发现机器人主要肝切除比腹腔镜更有效,ICU入住率(43.9% vs. 61.2%)和90天再入院率更低。
为更客观评估手术难度,IWATE标准等新指数被引入,其基于肿瘤位置、血管邻近度、肝功能等因素将手术分为低、中、高和专家级。Giulianotti2025年研究证实IWATE评分能有效分层RLR的复杂性和预后。

术中成像

术中超声(IOUS)是肝切除的金标准成像工具,用于肿瘤定位、血管绘图和切缘引导。技术进步克服了早期机器人超声限制,如drop-in探头和TileProTM工具实现了图像整合。近红外荧光吲哚菁绿(ICG)成像是一项重大进展:术前或术中静脉注射后,ICG与血浆蛋白结合并被肝细胞摄取,实时显示肝解剖、肿瘤边界和胆道结构。ICG可通过正染(门脉分支注射勾勒特定肝段)或负染(血流阻断后显示缺血段)应用。
中国一项52例机器人解剖性肝切除研究报道ICG demarcation可见率达83%,所有恶性病例均实现R0切缘。另一76例研究中,ICG术前应用超80%,肿瘤边界增强成功率95%,额外检出恶性病灶4%,8%为保障切缘而扩大切除。这些数据表明ICG可弥补机器人缺乏触觉反馈的不足。更先进的增强现实(AR)叠加3D解剖地图和人工智能(AI)工具(如血管识别、切缘评估)正在开发中。深度学习模型结合术中超声和3D CT数据有望实现段识别和病灶定位。

早期结果与中转率

Gavriilidis2020年研究比较开放、机器人和腹腔镜肝切除,发现微创手术(MIS)组手术时间更短、出血更少、主要并发症率更低且住院时间缩短。Murtha-Lememkhova2022年荟萃分析显示机器人组严重并发症(Clavien-Dindo III/IV级)更少。Xuea2023年分析151项研究,证实机器人比开放手术在出血控制和术后结果上具优势。
机器人肝切除的中转开放率全球报告为2%-8%,高容量中心常低至4-5%。Nota等荟萃400例RLR报道中转率4.2%,Tsung等匹配比较发现机器人中转率5% vs. 腹腔镜12%。荷兰全国登记研究(781对匹配病例)显示机器人中转率4.9% vs. 腹腔镜12.8%。常见中转原因包括不可控出血、致密粘连、解剖不确定或肿瘤血管侵犯。经验不足或资源有限时中转风险升高,但及时中转是安全机制的体现。

肿瘤学结果

RLR治疗原发和继发恶性肿瘤的肿瘤学安全性和有效性获广泛认可。研究显示其在切缘状态、复发率和长期生存方面与开放和腹腔镜手术相当。Chen等发现机器人肝切除 achieves 阴性切缘率和早期复发率与开放手术相同,同时减少出血和缩短住院。Tsung等报道机器人允许更复杂切除且中转率更低。
一项系统回顾582例恶性RLR显示R0切除率96%,总并发症率19%,死亡率0.2%。HCC患者比较中,机器人组1、3、5年总生存(OS)率分别为100%、93%、93%,开放组为93%、85%、81%;无病生存(DFS)率机器人组100%、93%、93% vs. 开放组88%、82%、82%。倾向评分匹配分析证实机器人组围手术期并发症更少、住院更短且肝衰竭发生率更低。
多中心回顾研究61例RLR(HCC、胆管癌CC、胆囊癌GBC)报道R0切除率HCC 94%、CC 68%、GBC 81.8%,5年OS率56%、DFS率38%,与开放和腹腔镜结果一致。肝门部胆管癌(Klatskin肿瘤)因位置特殊需扩大切除伴胆道血管重建,机器人应用仍有争议。Giulianotti等早期报道了可行性,但缺乏触觉反馈、淋巴结清扫难度和疾病罕见性限制其推广。

肝移植

肝移植长期被视为机器人禁区。2000年代初小规模研究探索了腹腔镜活体供肝左外叶切除(儿科受体),2006年报道手助腹腔镜右肝获取,2013年首例全腹腔镜右肝获取。Giulianotti2012年在UIC完成首例机器人右叶活体供肝切除。
比较研究显示机器人活体供肝切除具优势:Wu等表明其可作为开放手术的替代;Broering等报道机器人组疼痛更轻、出血更少、住院更短。Troisi等聚焦机器人左外叶(LLS)供肝切除,结论其安全性与腹腔镜相当。
Broering团队2024年报告了全球首例全机器人活体供肝切除加受体肝切除和移植术,标志微创移植手术新时代。该团队基于超1000例微创供肝切除经验,将机器人技术扩展至受体手术,供体和受体均无主要并发症。

门诊机器人肝切除

传统肝手术因出血、胆漏、肝衰竭和疼痛担忧常伴长住院,但近期研究表明微创尤其机器人手术可大幅缩短住院,包括精选病例的当日或次日出院。门诊RLR选择标准包括简单切除、非肝硬化肝、低并发症指数、家庭支持和经验团队。加速康复外科(ERAS)协议(早期进食、优化镇痛、精细输液管理)是关键促成因素。复杂切除、高危麻醉(ASA III-IV)或缺乏支持者仍不适门诊管理。
Park2024年研究分析307例门诊肝手术,死亡率0%,再入院率仅1.6%,证明家庭数字监测系统结合ERAS的安全性。

成本相关

机器人肝切除(RLR)成本效益对比开放和腹腔镜手术结果不一。Giulianotti2017年比较68例RLR和55例开放切除,机器人总成本(含再入院)37,518美元 vs. 开放41,948美元。倾向评分匹配分析显示机器人90天围手术期成本低19.5%,主因术后成本减少。
对比腹腔镜肝切除(LLR)时,成本优势不明显:美国NSQIP数据库研究机器人人均成本29,800美元 vs. 腹腔镜24,000美元,差异来自输血、住院和手术室时间。高容量中心报告RLR和LLR单例成本无显著差(10,260欧元 vs. 9,931欧元),但机器人系统购维护成本推高总费用。然而随经验积累,成本差距可能缩小:回顾队列研究观察到机器人均成本随时间下降,归因于住院缩短和并发症减少。

当前与未来趋势及人工智能角色

广泛认为机器人将在肝切除中扮演更重要角色,现有限制(如专用器械缺乏)将随技术进步克服。机器人平台已通过稳定高清视觉(10倍放大)、更优人体工学、无震颤操作、更广器械角度、精准解剖和便捷缝合应对了许多挑战。
机器人系统是集成数字界面和人工智能(AI)的理想平台,将最大化拓展肝脏手术范围。例如Chiew等探索机器学习算法预测术后结果(如肝衰竭POLF);Kang等研究深度学习预测大肝切除安全体积。
AI应用前景广阔:辅助解剖结构识别(误识时警报)、增强AR、实现自主手术。Oh等近期报道AI在胆囊切除解剖中的应用;肝手术中复杂操作需精炼手法,AI技术有望带来重大成果。
AI革命性改变肝胆外科通过改进术前规划和提供术中成像导航支持。基于大量医学影像,AI开发模拟模型、导航系统和手术结果预测。CT三维重建实现未来肝剩余体积精确计算;AI增强肝分割(Couinaud分类)、肿瘤检测和体积分析,提升手术精度和患者安全。新软件支持自动肝体积测量和半自动肝段勾勒;卷积网络方法利用Couinaud段标注改进肝肿瘤分割,减少人工努力。
近期AR用于微创手术,通过术中将CT图像投影至肝表面指导实质离断。AI还提高3D和4D打印(含时变形状)准确性;深度学习模型基于术前影像预测术后并发症和生存结局。

结论

文献中关于机器人平台使用的观点仍存分歧。当前多数研究为回顾性分析,需更多有力随机对照试验。作者间经验比较的关键在于采用严格标准化技术,目前尚缺。
尽管存在限制,大量临床经验凸显机器人平台相对传统开放和腹腔镜的优势:可能更短的学习曲线、更广的MIS适应证和更优的临床与肿瘤结果。机器人手术有望改变治疗标准,推动术后护理向门诊化转变。
机器人为先进技术集成提供独特环境:荧光成像(ICG)、增强现实、术中导航和日益增多的人工智能(AI)在此找到沃土。AI通过个性化术前规划、实时术中指导和预测分析变革肝胆外科。半自主和最终自主手术系统可能在不远未来成为现实,机器人平台将成为这些创新的催化剂。
机器人肝切除不仅是技术演进,更是肝胆护理的模式转变。虽需更高质量数据验证长期结果,但机器人与新兴技术的协同作用将其置于现代外科创新的前沿。
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