机器人辅助（RATS）与视频辅助胸腔镜（VATS）肺叶切除术中血管结构分离时外科医生人体工程学和姿势的客观评估

《The Cardiothoracic Surgeon》：Objective assessment of surgeon’s ergonomics and posture in robotic-assisted (RATS) versus video-assisted thoracoscopic (VATS) lobectomy during vascular structures isolation

　　

背景
手术过程中不佳的人体工程学姿势会增加工作相关肌肉骨骼疾病（MSD）的易感性。研究人员利用经过验证的快速上肢评估（RULA）评分，客观比较了机器人辅助胸腔镜手术（RATS）与视频辅助胸腔镜手术（VATS）肺叶切除术中外科医生的人体工程学和姿势。
方法
一项前瞻性观察性研究评估了由七名外科医生执行的59例肺叶切除术。在真实手术过程中，使用两种软件应用程序（Kinovea-0.9.5和APECS平台）追踪外科医生的关节角度。记录了机器人（n=31）和多孔胸腔镜（n=28）肺叶切除术的矢状面和背侧面视频。研究人员计算了颈部、肩部、肘部、躯干、髋部、膝关节以及特定倾斜角度，以估计血管结构分离/切断期间的人体工程学风险的RULA评分。使用线性混合效应模型分析数据，以调整外科医生内聚类和人体测量学因素。
结果
RATS组的RULA评分（4.7±0.5）显著低于VATS组（7.0±0.6）（p<0.001），表明VATS组外科医生面临高风险，而RATS组为低至中风险。VATS组的颈部、躯干、颈部倾斜和肩部倾斜的平均关节角度显著更高（p<0.001），而RATS组的肘部角度显著更大（p<0.001）。肩部角度（p=0.21）或手术时间（p=0.53）在组间无显著差异。外科医生内亚组分析证实，这些姿势优势本质上由机器人平台驱动。追踪平台之间的软件间一致性极佳（平均组内相关系数=0.94）。
结论
RATS显示出比VATS更优越的人体工程学和姿势，且相关肌肉骨骼疾病风险更低。将人体工程学检查表整合到手术培训中对于最小化职业伤害风险至关重要。

**论文解读：机器人辅助与视频辅助胸腔镜肺叶切除术中外科学医生人体工程学与姿势的客观比较**

**研究背景与问题**
手术过程中长期维持不佳的人体工程学姿势会显著增加外科医生罹患工作相关肌肉骨骼疾病（MSD）的风险，包括颈部、背部及肩部疼痛，进而影响手术质量、职业寿命及生产力。既往研究显示，超过80%的腹腔镜或胸腔镜手术医生曾经历MSD，且多数医生缺乏对手术中人体工程学原则的认知。机器人辅助胸腔镜手术（RATS）因允许医生以坐姿操作、手臂和头部得到支撑，理论上可提供更优的人体工程学环境。然而，现有研究多依赖主观问卷或自我报告方法，缺乏对VATS和RATS外科医生在真实手术中姿势与关节角度的客观量化比较。因此，本研究旨在利用经过验证的快速上肢评估（RULA）评分，客观评估两种术式在肺血管分离这一关键阶段的人体工程学差异，从而为优化手术培训、降低职业损伤提供依据。该论文发表在《The Cardiothoracic Surgeon》。

**主要技术方法**
本研究为单中心前瞻性观察性重复测量研究，样本队列来源于一家医疗中心，共纳入7名无既往人体工程学经验且无MSD病史的胸外科医生，执行59例解剖性肺叶切除术（RATS 31例，VATS 28例）。关键技术方法包括：使用两种视频追踪软件（Kinovea-0.9.5和APECS平台）对矢状面和背侧面视频进行关节角度追踪；计算颈部、肩部、肘部、躯干、髋、膝及特定倾斜角度，并输入标准RULA评分矩阵获得最终风险评分；采用线性混合效应模型（LMM）调整外科医生内聚类效应和人体测量学因素；通过组内相关系数（ICC）评估软件间一致性及观察者间/内可靠性。

**研究结果**
**RULA评分与风险分层**：经混合效应模型调整后，RATS组平均RULA评分（4.7±0.5）显著低于VATS组（7.0±0.6）（p<0.001）。在VATS组中，96%的手术被归类为高风险（评分>6），而RATS组中仅32%为高风险，45%为中等风险，23%为低风险。
**关节角度差异**：VATS组颈部、躯干、颈部倾斜和肩部倾斜的平均角度显著高于RATS组（p<0.001），表明VATS迫使医生处于更极端的颈部伸展和躯干旋转姿势；而RATS组肘部屈曲角度显著更大（p<0.001），符合坐姿下双臂自然前伸的优化位置。肩关节角度和手术时间在两组间无显著差异（p=0.21和p=0.53）。
**外科医生内亚组分析**：对同时使用两种术式的两名外科医生进行亚组分析，结果显示VATS相关的姿势缺陷在不同操作者间保持一致，RATS的肘部屈曲和颈椎对齐优势由机器人平台本身驱动，而非个体习惯。
**手术侧别分层分析**：右侧VATS手术导致显著的颈部倾斜（+15.8°），左侧VATS则加重肩部和躯干角度；而RATS消除了这种变异性，使医生保持均匀、接近中性的对齐，不受目标肺叶影响。
**软件间一致性**：Kinovea与APECS在475个追踪关节角度上表现出极佳的一致性，平均ICC为0.94；Bland-Altman分析显示RULA评分均偏倚仅为0.03，95%一致性界限为-1.71至1.78，确认无显著系统误差。

**讨论与结论**
本研究首次通过客观运动学分析证实，在肺血管解剖分离阶段，RATS相比多孔VATS提供了显著更优的人体工程学环境，RULA评分降低约2.3分。VATS组96%的手术处于高风险水平，客观支持了既往胸腔镜手术医生高MSD自报率的发现，其根源在于静态站立姿势、刚性器械以及胸廓空间限制导致的极端关节角度。RATS的坐姿控制台通过提供手臂和头部支撑，显著减轻颈部、躯干和肩部的静态负荷，使肘部处于更中立的位置。研究者提出了一项实用的人体工程学检查表，涵盖VATS和RATS的术前设置优化，例如调整手术台高度、控制台座椅距离及监视器角度，并建议将其整合到外科住院医师培训、模拟课程及机器人资质认证中，作为低成本、高效益的干预措施。研究局限性包括：手术方式选择由医生决定可能引入选择偏倚；外科医生分布不均；仅分析血管分离阶段（最高负荷阶段）可能无法代表整个手术的累积负荷；存在观察者偏倚（霍桑效应）。未来研究应结合全程运动学分析、主观负荷问卷（如NASA-TLX）和表面肌电图（sEMG）以全面评估人体工程学负荷。
**结论翻译**：本研究的客观运动学分析表明，在解剖性血管分离阶段，RATS相比多孔VATS提供了显著更优越的人体工程学环境。这一优势主要归因于支撑性坐姿控制台，它显著减轻了颈部和躯干的负担，并允许肘部处于更中立的位置。未来研究应评估整个手术期间的累积人体工程学负荷，并纳入主观工作量调查和sEMG。最后，正式的外科培训项目应整合人体工程学指南和实用检查表，以在培养适当技能的同时维持正确身体姿势，最大程度降低身体劳损和MSD的风险。