摘要：Moschovas, M.C., Manzano, J.P., Patel, V. (2023). Robotic Devices in Urology. In: Manzano, J.P., Ferreira, L.M. (eds) Robotic Surg
Moschovas, M.C., Manzano, J.P., Patel, V. (2023). Robotic Devices in Urology. In: Manzano, J.P., Ferreira, L.M. (eds) Robotic Surgery Devices in Surgical Specialties. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35102-0_5
泌尿外科机器人设备综述 一、引言 利用机器人平台辅助手术的概念最初源于军事医学，旨在将手术室条件带到战场，提升对战伤士兵的救治速度，使救治标准从“黄金一小时”提升至“黄金一分钟”，避免因转移伤员至当地医院而浪费宝贵时间，同时降低医护人员在战争中的风险，让外科医生能安全、高效地为不同地理位置的伤兵手术。虽然机器人辅助手术的概念始于 20 世纪 60 年代，但直到 20 世纪 90 年代，美国国防部与多家初创公司合作才有效开展了首个项目。经过多年技术进步，尤其是在三维领域，1997 年比利时利用名为“Mona”（达芬奇®前身）的机器人平台完成了首例机器人辅助手术。同年，达芬奇®机器人（美国直觉外科公司）在美国获 FDA 批准，不过最初仅用于组织可视化和牵拉。2000 年，该机器人被批准用于普通外科手术，如尼森胃底折叠术和胆囊切除术。在首例机器人手术二十年后，这项技术历经多次迭代，在泌尿外科等领域展现出相较于传统开放和腹腔镜手术的优势，尤其在前列腺癌手术治疗方面作用显著。本文将详述泌尿外科领域现有的不同机器人设备。二、达芬奇®平台演进 达芬奇®机器人最初用于冠状动脉手术，2000 年宾德团队在法兰克福完成首例机器人辅助根治性前列腺切除术（RARP）后，其在泌尿外科手术中开始流行。此后，多种达芬奇®机器人型号相继推出，在人体工程学、器械、高清镜头、Endo - wrist™技术和单孔手术等方面持续改进。目前，达芬奇®是全球机器人手术中最常用的技术。（一）达芬奇®标准型 这是美国 FDA 批准机器人手术后使用的首个机型。因其技术陈旧存在一定局限，缺乏双极器械和三臂配置，限制了止血效果和在不同象限的操作范围。（二）达芬奇® S 型 2006 年上市，相比标准型有诸多改进。机械臂更长，扩大了操作范围；增加至四臂，可在手术中多使用一种器械；双极能量的应用提升了止血性能；高清镜头的采用使机器人手术成像更优质。（三）达芬奇® Si 型 2009 年推出，具备指基离合、吲哚菁绿荧光 Firefly™技术和镜头改进等新特性，还提供双控制台功能，有助于培训教学。（四）达芬奇® Xi 型 2014 年发布，机械臂设计和套管针放置有所优化。机械臂更细且关节改良，减少外部碰撞，可实现同一手术的侧方或双腿间对接；所有端口直径 8mm，摄像头可置于任意机械臂，为肾输尿管切除术或部分肾切除术等多象限手术提供动态可视化；对接采用激光引导，确保手术中内外部空间优化；可与集成手术台对接，手术中移动手术台无需重新对接和调整患者体位。
（五）达芬奇® X 型 2017 年获 FDA 批准，融合了 Si 和 Xi 技术，结合了 Si 机械臂配置和推车模型与 Xi 的 8mm 动态镜头。虽在减少外部碰撞和多象限手术方面不如 Xi 型灵活，但降低了成本，为资金有限的医疗中心提供了使用机器人手术的机会。（六）达芬奇® SP 型 最初基于腹腔镜单部位手术（LESS）设计，将微创理念与单切口放置套管针相结合。早期腹腔镜和机器人 LESS 因学习曲线陡峭、缺乏标准化技术及相关有效研究不足而发展受限。SP 1098 平台开启了机器人 LESS 改进之路，它是由 Xi 系统控制的柔性镜头和两种柔性器械组成的单孔系统，部分研究表明其在部分肾切除术、根治性前列腺切除术和会阴根治性前列腺切除术等方面可行且安全。2018 年 FDA 批准的达芬奇® SP 机器人，采用单套管针容纳三个双关节器械和一个柔性镜头。自临床应用以来，众多学者报道了其在多种泌尿外科手术中的效果，近期在踏板数量和镜头清晰度上有所更新。
SP 模型系统 — 直观外科 — 连接到穿刺器的单臂
®SP 模型系统—Intuitive Surgical—对接后的单臂机器人
Versius 手术系统—Cambridge Medical Robotics Ltd.（英国剑桥（二）Hugo 机器人 美敦力公司的 Hugo®手术机器人获欧洲批准（CE 标志）用于泌尿外科和妇科手术，2021 年 6 月在智利圣地亚哥完成首例人类微创手术（前列腺切除术），此后拓展至拉丁美洲（巴拿马城妇科手术）和亚太地区（印度金奈前列腺切除术）。该机器人平台由轮式推车上的模块化手术臂组成，所有系统与全球患者登记处相连，可跟踪结果并反馈数据。
机器人辅助手术系统—Medtronic plc—轮式推车上的模块化手术臂（三）Revo - I 机器人 由韩国 Meere 公司研发，2007 年开始涉足机器人手术平台开发，2015 年 Revo - I 版本 5 通过临床前测试，2017 年获韩国食品药品安全部批准用于人体。这是一个主从系统，与达芬奇 Si 系统相似，包括带四个关节臂的患者推车、双目 3D HD 闭视系统的外科医生控制台和控制推车。3D HD 内窥镜直径 10mm，直径 7.4mm 的器械可重复使用 20 次，具有七自由度。2018 年发表了首个人类应用研究，报道了机器人辅助保留 Retzius 间隙的根治性前列腺切除术。（四）Senhance 机器人 最初由意大利 Sofar 公司开发（名为 TELELAP ALF - X 先进机器人系统），2016 年获 CE 标志认证用于腹部手术，2017 年被 TransEnterix 外科公司收购后成为 2000 年达芬奇获批后首个获 FDA 批准的机器人系统。Senhance®手术系统是多端口机器人系统，采用创新技术，如通过红外眼动追踪系统控制摄像头操作和器械触觉反馈，便于腹腔镜医生过渡。多端口系统包含多达四个独立机械臂，外科医生坐在开放式控制台，通过偏振眼镜在 3D 高清显示器上操作，欧洲已有其用于根治性前列腺切除术和其他泌尿外科手术的报道。（五）Toumai 机器人 中国微创医疗集团 2014 年开始研发医疗机器人，专注于内镜手术机器人。2019 年 11 月，Toumai™内镜手术机器人在上海东方医院完成首例机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术（RALRP），2021 年 2 月宣布启动临床试验，同年 1 月在上海交通大学附属仁济医院成功完成复杂部分肾切除术治疗内生性肾肿瘤。虽已应用于多种泌尿外科手术，但目前尚无科学出版物验证其结果。（六）前列腺癌局灶治疗 Focal One® HIFU 设备是首款专为前列腺癌局灶治疗设计的医疗设备，结合了高强度聚焦超声技术、机械臂和图像融合软件，能满足前列腺癌局灶治疗的特殊需求。
— EDAP TMS（七）逆行肾内手术机器人设备 机器人系统不仅用于腹腔镜手术。2008 年首次报道使用 Sensei - Magellan 系统（原本用于介入心脏病学）进行机器人输尿管镜检查（FURS），但因输尿管镜仅能被动操作，18 例临床病例后项目终止。Avicenna Roboflex™（土耳其埃尔梅德公司）专为 FURS 研发，外科医生坐在开放式控制台操作带高清视频技术的标准柔性输尿管镜，镜柄连接机器人操纵器实现旋转、插入和镜体偏转，触摸屏和脚踏板控制冲洗、激光纤维激活和透视。该设备 2014 年获 CE 标志，正在准备 FDA 批准，多中心应用经验显示前景良好。五、机器人手术引发的技术改进 除了机器人平台自身的升级，机器人手术还推动了多项新技术发展，优化术前规划和术中操作。（一）三维（3D）成像重建 通过 CT 或 MRI 图像进行 3D 解剖重建，能更精确地显示肿瘤、周围血管和其他器官间的解剖平面，术前可在智能手机、平板电脑或机器人控制台（Tilepro - Isis 模式）查看。（二）机器人镜头成像与设计 机器人镜头采用高清 3D 成像和近红外技术（Firefly）。注入吲哚菁绿染料后，镜头可检测组织灌注（呈绿色），辅助外科医生确定手术平面，在部分肾切除术（识别肾动脉夹闭后的肿瘤灌注）和根治性膀胱切除术（识别尿流改道步骤中肠段灌注）等手术中应用效果良好。此外，达芬奇® SP 的柔性镜头在“眼镜蛇”模式下可实现不同角度和象限的可视化。（三）术中超声 术中超声技术已融入机器人手术，用于机器人辅助部分肾切除术，可帮助外科医生在肿瘤切除前识别和勾勒肿瘤与肾实质间的平面，在晚期肾肿瘤伴腔静脉血栓患者的根治性肾切除术中，还可用于描绘静脉血栓。（四）增强现实 在泌尿外科机器人手术中应用 3D 图像增强现实技术，对于一些术中超声也难以识别的肾肿瘤（如实质内和小肿瘤），有助于更精准地识别和切除，提高肿瘤切除质量。（五）人工智能（AI） 近年来人工智能应用于机器人手术，辅助外科医生识别正确的解剖平面，提升手术精度，如在缝合等步骤中发挥作用。有研究表明，在开放手术环境下，基于专家肠道吻合手术视频创建的 AI 缝合算法，在体外和猪模型中与专家吻合相比，在缝合间距、避免吻合口漏的压力、针的重新定位、某些缝合（如肠吻合）的管腔缩小和完成时间等指标上表现更优。六、当前与未来展望 过去二十年，机器人手术日益普及，历经多代平台发展。在美国，数百万患者受益于此项技术，机器人手术已成为部分泌尿外科疾病（如局限性前列腺癌根治性前列腺切除术、肾肿瘤部分肾切除术）的标准治疗方式。机器人培训方法也不断改进，双控制台（教学控制台）的出现使专家和学员能共享操作视野和机器人指令，新软件和程序提升了模拟器质量，实现逐步手术培训。在巴西，早期机器人手术培训受限，认证流程繁琐，但近年来随着技术普及，各医院依据巴西泌尿外科协会（SBU）指南自行开展培训和认证，促进了机器人培训的发展。新平台和技术不断涌现并融入机器人手术，有望降低平台和器械成本，提升手术效果，使更多资金有限的医疗中心（如公立医院住院医师项目）能够开展机器人手术。七、结论 本文综述了泌尿外科机器人设备的发展历程、现有系统、技术改进及未来趋势，展示了机器人手术在泌尿外科领域的重要地位和广阔前景，随着技术持续进步，有望为患者提供更优质的医疗服务。 来源：医学镜界
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