《Cancers》：Global Evolution of Robotic Colorectal Surgery: Lessons from Hong Kong’s Innovation and Implementation
Trevor M. Yeung,
Justin N. F. Lam,
Rossetti H. Y. Lam and
Simon S. Ng
编辑推荐：
本文系统回顾了机器人结直肠手术的全球演进，并以香港为案例，阐述了如何通过技术创新、结构化培训和数据治理推动其在医疗系统中的实施。文章重点介绍了从多孔到单孔（SP）、模块化及腔内机器人等平台的发展，并指出其在直肠癌手术中相对于腹腔镜手术在降低中转开腹率、改善肿瘤学及功能结局方面的优势。同时，文章也探讨了成本、培训及人工智能（AI）数据治理等挑战。
机器人结直肠手术的全球演进：香港经验的启示
引言
过去二十年间，机器人结直肠手术在全球迅速扩展，改变了微创手术的实施方式，并凸显了机器人平台在技术上的明显优势。与开腹手术相比，腹腔镜手术无疑能提供直肠和盆腔的放大视野，而机器人手术则能在稳定平台上提供三维视图，并在漫长而富有挑战性的手术中为外科医生带来更高的舒适度。自2005年在威尔斯亲王医院安装首台达芬奇系统以来，香港中文大学及其附属医院已成为该领域的领导者，从早期的可行性研究发展到复杂的盆腔手术和多平台应用。
香港在机器人结直肠手术领域的创新
在国际上，机器人结直肠手术已从早期的多孔系统发展到新型单孔、模块化多平台和柔性腔内机器人，这共同反映了在提高精度同时最小化入路创伤的努力。在这一更广泛的演进中，香港已成为国际创新中心。香港中文大学/威尔斯亲王医院在过去二十年参与了多项机器人结直肠手术领域的世界首次人体和早期临床试验，包括单孔手术和机器人内镜黏膜下剥离术（ESD）的新方法。
达芬奇单孔平台代表了机器人结直肠手术的下一次演进，它在多孔系统进步的基础上，旨在最小化与入路相关的创伤。与早期拥有四个独立机械臂的平台不同，SP系统通过一个25毫米套管提供灵活的3D内窥镜和三个多关节腕式器械，实现了真正的单切口经腹手术，并便于经肛进入狭窄的盆腔。香港中文大学进行了世界首个包含结直肠手术和经口机器人手术的多专科SP临床试验，证明了其在选定患者中的可行性与安全性。SP结直肠手术具有简化对接、改善美容效果等潜在优势，其双关节器械即使在狭窄盆腔内也能实现有效的体内三角测量，这对低位直肠和经肛手术尤其具有吸引力。然而，兼容器械组合有限、高位脾曲游离范围受限以及需要仔细选择病例等限制，意味着SP目前最适合盆腔手术或机器人经肛微创手术。
与此同时，香港中文大学也为本地开发的基石Sentire机器人手术系统的开发和临床评估做出了贡献。Sentire系统旨在镜像已建立的多臂机器人平台（如达芬奇Xi）的核心功能，通过大幅降低总体购置和使用成本，明确旨在在公共医疗体系中提供一个更易获得的机器人手术模式。Sentire的发展反映了全球向多供应商机器人生态系统发展的更广泛趋势。
基于香港中文大学在柔性腔内平台开发方面的经验，一项在威尔斯亲王医院进行的前瞻性II期单臂临床试验评估了使用EndoMaster EASE系统进行结肠ESD的效果。在43名早期结直肠肿瘤患者中，机器人ESD的技术成功率达到86%，在技术成功病例中整块切除率为94.6%，完全（R0）切除率为83.8%。手术效率和安全性的数据良好。香港的EndoMaster经验阐明了一个新兴的国际范式，即保留器官的腔内机器人正开始补充腹部平台，而非替代它们。
机器人结直肠手术使患者受益
机器人手术可能提供超越腹腔镜手术的具体益处，特别是在技术要求高的直肠手术中，不过证据仍存在异质性，尤其是对于结肠切除术，而SP和Sentire等新平台的初步数据缺乏长期肿瘤学结果。机器人平台提高了在深部盆腔中的精度，稳定的三维视觉和腕式器械可实现更精确的解剖、更好地保留直肠系膜平面和更可靠的切缘，同时保持微创手术的优势，如切口更小、疼痛更轻、失血更少。
在比较机器人全直肠系膜切除术与腹腔镜TME的REAL多中心随机对照试验中，机器人手术与更好的术后胃肠道恢复、更短的术后住院时间、更少的腹会阴联合切除术、更少的开腹中转、减少的失血量和更少的术中并发症相关。长期结果包括机器人组三年局部区域复发率更低、三年无病生存率更高，并且术后泌尿、性功能和排便功能得到改善。
一项比较腹腔镜与机器人腹会阴联合切除术的单中心随机试验同样证明了在低位直肠癌患者中，机器人手术降低了术后并发症率、开腹中转率、术中出血、30天再入院率和住院时间，突显了机器人技术在技术要求高的盆腔手术中的价值。功能结局也似乎更倾向于机器人手术：一项荟萃分析报告，与腹腔镜手术相比，机器人手术后短期国际前列腺症状评分和性功能指数更好。总之，这些数据表明，对于选定的中低位直肠癌患者，与常规腹腔镜手术相比，机器人手术可以提高肿瘤学质量、减少并发症并有助于更好地保留泌尿和性功能。然而，这些数据应在可能存在中心/患者选择偏倚、学习曲线效应以及成本效益比仍存争议的背景下进行解读。
机器人结直肠手术的证据在直肠癌中最为充分，而结肠疾病的数据仍不成熟，且主要来自回顾性系列和前瞻性队列研究。尽管如此，机器人平台对于技术要求高的结肠手术（如完整结肠系膜切除术）似乎特别有前景，增强的三维视觉和稳定的关节活动可能有助于精确的中央血管结扎和高质量的结肠系膜平面分离。对于机器人结肠切除术，稳定的平台也便于进行体内吻合，有可能减少肠系膜牵拉和更小的标本取出切口，从而可能减少术后肠梗阻。在机器人平台中结合使用吲哚菁绿和荧光成像也为改善结直肠手术中淋巴结和关键血管解剖的可视化提供了可能。
机器人手术通过改善人体工程学使外科医生受益
机器人平台的发展有助于克服腹腔镜手术中遇到的一些人体工程学挑战。由于可视化的增强以及通过关节式器械操纵手术组织和缝合的便捷性，机器人平台有助于减少肌肉劳损的发生。与长时间使用腹腔镜手枪式握把器械相关的腕管综合征和鱼际神经病变，在机器人手术中尚未见报道。
可穿戴传感器研究比较了常规腹腔镜与机器人平台，证明机器人辅助手术允许外科医生以更符合人体工程学的姿势工作，与标准腹腔镜手术相比，减少了上肢肌肉负荷和肩关节外展。尽管在控制台前躯干屈曲略大，但这种增加通常在15度以内，并且在控制台高度和扶手调整正确的情况下不被认为非常有害。总体而言，机器人手术改善了外科医生的姿势，支持了机器人结直肠手术可以减少累积性肌肉骨骼劳损的观点。机器人手术对身体要求的减轻也能提高所提供的外科护理质量。随着术后疼痛和不适的缓解，手术可以以更高的注意力和准确性进行。通过在外科医生整个职业生涯中保护他们的健康，这将有助于减少因职业伤害导致的缺勤相关的总体医疗成本，并减少因提前退休而培训更多替代外科医生的需求。
不同平台的人体工程学性能并不一致。可调节性有限的封闭式控制台系统历来对非常高或矮的外科医生构成挑战，他们经常需要采取别扭的颈部和背部姿势来对准目镜，而Versius和Hugo等系统使用的新型开放式控制台设计在显示器和手部控制定位方面提供了更大的灵活性，这与更低的人体工程学风险评分相关，同时保持了团队沟通。机器人平台的最新版本，包括达芬奇5系统，专门旨在解决早期达芬奇系统观察到的许多人体工程学和工作流程限制。增强的视觉、器械触觉反馈、改进的控制台可调节性以及辅助显示器更好的集成，旨在减少外科医生的肌肉骨骼劳损，简化团队沟通，并为教学和培训创造更有利的环境。达芬奇5、Versius、Hugo等下一代平台的迅速引入，突显了全球共识，即人体工程学和工作流程是核心设计重点，而非次要考虑因素。
机器人结直肠手术的培训
结构化的培训计划对于确保新的机器人技术能够安全、一致地应用于患者至关重要。在香港，通用的机器人手术培训途径可通过行业合作伙伴获得，通常结合在线模块、基于模拟器的技能获取、干式和湿式实验室培训，以及在平台上有指导的临床病例。在香港中文大学/威尔斯亲王医院，这还辅以一个专门的结直肠机器人手术培训计划，该计划整合了病例选择、控制台上逐步自主权以及在导师模式下对技术表现的定期评估。尽管有这些举措，但全港所有医院管理局医院之间仍缺乏全港范围统一的结直肠机器人培训和认证框架，而且迄今为止，香港还没有任何结直肠机器人培训计划得到香港外科医学院的正式认可。目前，住院医师或培训生很少有在控制台上进行机器人手术培训的机会。因此，开发一个协调的、多中心的课程，并商定能力和进展的基准，对于确保公平获得机器人专业知识和保持一致的肿瘤学及功能结果至关重要。
机器人系统的培训涉及两个方面：技术培训和能力发展。为了实现这两点，目前已建立的培训计划采用了多模式、基于组件的方法。这些包括理论知识、病例观察、模拟和有指导的培训。理论知识模块，通常以讲座、网络研讨会或在线形式进行，允许高效地大规模进入该过程。病例观察通常在亲手操作控制台之前进行。为了提高效率，一些计划选择观察部分跨专科（如泌尿外科）的病例，而不仅仅是结直肠外科病例。所有培训计划都将模拟作为其步骤之一。结合模拟、干式和湿式实验室训练来执行非解剖学和简单的外科任务。最后，所有计划也包括有指导的病例。能力评估通常在模拟和有指导的病例期间进行，最常用的标准化评分系统是欧洲机器人结直肠外科学院全球评估评分。在尝试建立标准化培训计划时，不同国家都面临一个共同主题，即机器人平台的获取机会有限。大不列颠及爱尔兰结直肠肛门病学协会鼓励培训生早期接触机器人手术，并提供理论学习和在机器人模拟器上实践的机会，以建立其核心机器人技能。
目前，由于培训机会有限，只有已确立的外科医生和专科医师能够获得机器人平台的培训。这是合乎逻辑的，因为培训具有丰富腹腔镜手术背景的外科医生所需的资源较少。先前的腹腔镜培训在理论和实践方面提供了显著优势，因为这些外科医生对解剖关系有更好的理解，并且对直接视野外的器械有更高的意识。在有组织的导师制培训计划中，同时向多名专科医师提供培训也是可能的，同时能保持高标准的临床和肿瘤学护理。
采用机器人结直肠手术的更广泛影响
采用机器人结直肠手术的驱动因素和挑战在各个卫生系统中惊人地相似，主要集中在成本效益、公平获取以及对日益数据丰富的数字平台的治理上。机器人技术在结直肠手术中的日益广泛应用引发了关于其成本/效益影响、以及与常规腹腔镜手术相比的伦理和监管挑战的讨论。最近一项比较机器人辅助与腹腔镜结直肠手术的队列研究发现，机器人组手术的中位总成本为16,628美元，而腹腔镜组为14,641美元。此外，机器人辅助手术的日均成本也更贵，为3,517美元，而腹腔镜手术为2,961美元。其他研究报告称，机器人直肠手术的成本估计高达腹腔镜直肠手术的三倍。相反，一项回顾性单机构研究发现，与腹腔镜组相比，机器人辅助低位前切除术的成本显著降低、手术时间缩短、再入院率降低。尽管这是单中心研究，但该研究的意义在于其实施了标准化的手术方案，拥有专门的手术室团队和精简的工作流程，从而降低了机器人手术的成本。此外，ROBOCOSTES研究表明，尽管机器人直肠手术的短期成本更高，但其质量调整生命年优于腹腔镜直肠手术。
尽管当前的分析通常显示，与腹腔镜相比，机器人结直肠手术的每例成本更高，特别是当包括资本支出和耗材时，但随着更多可负担平台的商业化和竞争的加剧，这一情况可能会发生变化。一项决策分析模型研究表明，如果手术时间缩短且并发症率足够低，机器人手术可以变得比腹腔镜手术更具成本效益，这凸显了优化团队效率和病例选择的重要性，而不是仅仅关注购置成本。对香港而言，在培训、简化手术室工作流程和适当适应症选择方面的投资，与硬件定价在决定机器人技术的价值主张方面同等重要，并且随着平台、手术量和结果不断变化，需要定期重新评估成本效益。
在医院管理局内部，机器人手术的认证系统和手术结果监测机制已经到位，为新的机器人外科医生在独立执业前达到规定的病例数量和可接受的短期结果提供了基本框架。随着机器人适应症在全港结直肠外科单位的扩展，这些机制提供了重要的治理和质量保证层。然而，现有政策主要是为早期机器人手术制定的，尚未完全解决新出现的问题，例如使用视频和运动学数据进行性能评估，以及未来远程手术的可能性。来自西方主导训练数据的算法偏倚伦理风险、外科医生和制造商之间的数据所有权争议，以及跨平台数据共享等实际实施障碍，进一步使治理复杂化。
现代机器人平台现在能够在每次手术过程中捕获丰富的数据流，包括高清视频、器械运动学和系统事件。这些数据集经常上传到集中的云端或由制造商管理的中心，在那里通过高级分析和人工智能技术进行聚合和分析，以得出性能指标、识别工作流程瓶颈，并为该技术的未来迭代开发决策支持工具。这种向“数字手术”的转变引发了关于数据所有权、同意、跨境数据传输以及外科医生特定性能信息在香港认证和评估系统中应如何使用的基本问题。需要清晰的治理框架来平衡数据驱动创新的益处与保护患者隐私、维持专业信任和符合本地监管期望的需求。随着国家“数字手术”倡议开始纳入基于视频和运动学数据的自动化性能指标和人工智能支持的决策工具，类似的辩论正在全球范围内出现。香港高度的数字化成熟度和机器人专业知识的集中意味着它可以作为治理模式的试验场，在创新与强有力的数据保护和专业信任之间取得平衡。
结论与未来方向
香港的机器人结直肠手术已从早期采用发展到成熟的服务，并在研发、首次人体试验和数字创新方面做出了积极贡献，为该领域的全球演进提供了实用的经验。尽管当前成本仍高于腹腔镜手术，但新兴平台、优化的工作流程和更低的并发症率为成本效益高的实施提供了现实的路径。目前的关键挑战在于建立一个全港范围的、学院认可的培训和认证框架，并为数据丰富、支持人工智能的机器人平台更新治理规范。通过对培训、技术和政策的协调投资，香港可以成为安全、可持续和价值驱动的机器人结直肠手术实施的国际典范。
