机器人手术在耳鼻咽喉头颈外科:复习一下

文摘

机器人技术近期进展允许执行更复杂的外科手术使用微创方法。在本文中,我们回顾了机器人援助的角色在耳鼻咽喉头颈外科。我们强调符合手术的优点及其临床应用。

1。介绍

最近设备和手术技术的进步使微创手术(MIS)耐受良好、高效的技术在多个领域的手术。它有几个优点超过标准的外科手术方法,包括更多的快速复苏,降低术后感染率,减少疼痛,术后免疫功能更好,和美容效果1- - - - - -3]。通过这种方式,机器人手术在几个外科专业(RAS)已经得到普及和许多机构正在投资于医疗机器人技术应用在一般情况下,泌尿,心脏,妇科,神经外科手术。这种新的和令人兴奋的技术已被证明是安全的,有更好的或类似的结果,与传统手术相比成本有效方法(1- - - - - -3]。这使得它的使用在其他外科领域的兴趣,如耳鼻咽喉头颈外科。

头部和颈部和气道几个程序与大量的手术相关解剖与相关大型手术切口。这可能导致重大的组织损伤,功能障碍,和生活质量下降4]。然而,随着微创方法,改进的视频成像,内镜技术和仪器为外科医生提供了多个内窥镜访问点。尽管内镜技术的进步增加了外科医生的能力,与之关联的技术仍然有几个挑战。例子包括:(1)仪器的运动的范围和程度有限,(2)手术领域限于“视线”(3)缺乏有效的三维成像领域(4)生理震动放大,(5)妥协灵巧和(6)不匹配的手眼协调能力5,6]。考虑到这些挑战,手术机器人的发展根植于渴望克服目前内镜技术的局限性和扩大MIS的好处7]。

2。当前的机器人系统的进化

第一个机器人手术系统是彪马560,这是1985年用来执行与精度增加神经外科活检。这段时间以来,一系列的机器人已经开发出来。然而,FDA唯一批准并积极营销系统(2009年经口机器人Surgery-TORS [8头颈外科)是达芬奇手术机器人(直观手术Inc .,桑尼维尔,美国)。

这个系统根植于国家航空和宇宙航行局(NASA)的渴望开发一个方法来提供手术护理轨道宇航员通过远程监控手术。(7,9]这项技术的兴趣来自斯坦福研究所和美国军队,将承诺在技术上战场提供外科治疗受伤的士兵一旦说不定远程与外科医生操作。之后,在1995年,直观的外科公司成立生产远程机器人系统为商业公共使用,最初是用于普通外科。Cadiere et al。10符合fundoplication]报告前两例1999年,和韦伯et al。11)于2002年发表了第一个符合结肠切除术。第一个机器人手术进行经口在头部和颈部是在2005年由麦克劳德和融合12),vallecular囊肿切除。2006年,三个舌头基地肿瘤患者接受职权范围的前瞻性临床试验由O ' malley jr . et al。13]。

3所示。当前的机器人系统

直观的外科公司在其核心,系统是一个综合的主从安排,与外科手术机器人车包含多个操纵武器从一个控制台远程操作。机器人包含电视和计算机可视化增强和由三部分组成:手术推车,视觉上马车,和外科医生的控制台(图1)。

手术推车(或从属单元)配备了四臂;一只胳膊拥有0°和30°12毫米立体相机(2光学通道,每个5毫米),和其他三个武器5毫米(儿科大小)或8毫米(传统)EndoWrist仪器(直观手术Inc .),很容易就可互换的手术人员根据外科医生的愿望和程序要求。

愿景车配备了两个光源,一个吹入器,硬件产生的三维图像。购物车通常持有助理外科医生的另一个监视器。

外科医生的控制台(或主单位)显示两张图片,每只眼睛。这将创建一个三维图像,大大提高了手术领域内的深度知觉。此外,控制台的界面是外科医生控制仪器,通过控制机械手的手。外科医生的控制台配有踏板来控制相机和仪器的手臂抓住(脱离手臂的手控制器)相机控制器,重点调整和电烙术。也有医生的个性化和设置控制。

EndoWrist仪器由外科医生在主控制台和控制提供多个自由度,包括音高、偏航,辊+两个额外的自由度的手腕和另外两个工具actuation-a共有7个自由度。这是内窥镜仪器相比,只有4度(7]。

4所示。符合手术的优点

4.1。增强可视化

手术领域的三维可视化和10倍放大增强领域的深度和组织飞机在解剖的明确性14]。这可能特别有用在头颈外科和儿科手术,因为手术领域的小尺寸和无法操作仪器和相机。它还可以帮助区分组织类型肿瘤解剖(15]。

4.2。消除生理运动震动和规模

外科系统消除了外科医生的地震通过硬件和软件过滤器。此外,运动可以扩展,即大的手的动作可以被翻译成动手术领域内,允许外科医生更精确1]。

4.3。Multiarticulated仪器

EndoWrist仪器7自由度,提高灵活性,允许机动性开放手术的方法。

4.4。减少疲劳

期间的机械部分与他/她的前臂手术外科医生坐在舒服的休息垫,头倚在控制台,因此提高工效学。这导致减少身体疲劳。与外科医生坐在远程工作站,它消除了身体的需要迂回曲折的尴尬位置移动仪器手术领域内同时可视化监控。此外,减少肌肉疲劳,改善可视化时放在一起考虑,使缝合等任务变得更为容易。研究表明(Berguer和史密斯[16]),机器人手术是外科医生的压力较小。

4.5。恢复适当的手眼协调能力

机器人系统消除了“支点效应”(17的内窥镜手术,使仪器和相机操作更直观,模拟开放手术的另一个属性。

4.6。远程手术

《盗梦空间》以来,机器人手术,希望克服地理限制和专家的可用性是一个重要的目标。Marescaux和合作者18)描述符合腹腔镜胆囊切除术的可行性和安全性之间的距离使用高速连接手术单位在斯特拉斯堡,法国,和纽约的外科控制台。远程手术允许这些障碍被克服,以及提供新的教学和辅导的可能性。

4.7。培训

机器人系统提供了一些有趣的工具和教学的机会。一位有经验的外科医生可以使用另一个控制台旁边见习,可以激活命令的主要武器或辅助武器。芬奇技能模拟器(直观手术Inc .)可以连接到控制台,允许创建一个虚拟训练环境,同时保持相同的机械接口(19]。然而,目前没有正式支持的标准化实习课程的教学机器人外科技能(20.]。

5。符合手术的缺点

5.1。缺乏触觉和触觉感觉

外科医生无法感受组织抵抗或紧结是捆绑在一起的。这可能会导致撕裂的组织或缝合。这可能是一个严重的问题,尽管改善可视化是外科医生迅速学习视觉线索来弥补他缺乏反馈。尽管如此,RAS仍然需要小心处理组织的外科医生。

5.2。设备尺寸和重量

增加物理空间的需求在手术室需要容纳大型和重型设备。需要额外的时间和人员设置,以及专业培训或员工。

5.3。设备的成本

初始安装成本范围从1.5到250万美元(美国)根据模型,以及一个约100000美元的年度维护费用和2000美元仪器(每个乐器都有一百一十使用寿命);达芬奇机器人系统是最昂贵的操作工具之一,这使得许多不切实际的机构。

5.4。新技术和未经证实的好处

需要更强的研究来评估这项技术与其他技术相比的成本效益。

6。手术设置

下面的描述适用于职权范围的程序,尽管并不是所有程序使用这种方法在头部和颈部区域。(其他方法评论在每个过程描述。)

经口机器人手术(职权范围)的定义是通过口腔外科手术使用至少三个机械手臂,并允许用双手的操作组织(21]。首先由温斯坦和奥马利,评估该技术的可行性使用达芬奇机器人系统(13,22- - - - - -27]。

减少阻塞和最大化之间的通信在职权范围手术,外科医生和他/她的助理外科医生的车应该位于手术室,允许自由空间机动的手术推车放在病人的右侧,相反的外科医生。支持人员和仪器车位于一侧的病人,外科医生对面。在病人的麻醉机和麻醉师脚(图1)。

麻醉诱导通常是没有移动病人;这种技术由气等详细描述。28]。根据气et al .,这个方法组织略复杂的感应,但大大简化了安装过程,节约每箱15 - 20分钟。执行诱导麻醉对面单元不需要断开/四线重新连接,监控设备,或麻醉电路,避免纠缠与机械设备。接下来,病人在仰卧位,气道通过标准气管插管和保护管适当保护。安全护目镜和塑造牙齿是用来保护病人。

感应后,机器人车带来了病人的权利,和内镜塔和擦洗桌子左边。外科医生在病人的嘴里然后地方牵开器获得手术暴露,和3无菌覆盖机械手臂放置在手术位置(数字2和3)。

7所示。机器人手术的临床应用耳鼻咽喉头颈外科

7.1。头部和颈部肿瘤(职权范围)

O ' malley jr .)等人发起了职权范围研究犬和尸体模型(13,22- - - - - -27),该技术应用于临床实践。2006年,三位病人接受符合经口切除舌基地前瞻性临床试验(13]。在这项研究中,机器人可以使外科医生很容易确定舌咽神经、舌下神经、舌神经,以及舌动脉。T1和T2鳞状细胞(与癌症分期(29日):两个实例的鳞状细胞癌(T1和T2)充分切除与负利润,良好的止血,无术后并发症。

不同的牵开器类型首先被评估在尸体的研究的一部分,然后在每个过程中执行病人的开始。颗牵开器实现最好的(与克罗戴维斯和Dingman牵引器)组织暴露和收缩。同一组发表的另一项研究符合扁桃腺切除术进行27日鳞状细胞癌患者。25的27个癌症患者负利润率和26 27术后患者能够接受的27]。

2007年,太阳能和闲逛30.)描述经口二氧化碳(有限公司₂)激光机器人supraglottic喉头切除术在一个74岁的女人,一个大型supraglottic肿瘤。术后,病人被第五天能够吞下。二氧化碳激光器的使用与仪器的外科手术机器人系统允许更多的可操作性的建议,改善超越“看到梁”的局限性。除了肿瘤切除,机器人手术可用于重建postresection缺陷。Mukhija等人报告了两例机器人自由皮瓣重建口腔及口咽。这些研究突出改进的可视化提供了拉,避免了需要执行的mandibulotomy访问,从而减少发病率和手术时间31日]。

初步研究后评估肿瘤切除的职权范围的可行性,进行了一系列研究来检查这些程序的功能结果(8,15,32- - - - - -39]。大多数研究主要报告口咽和口腔癌症,然而,也有案例咽下的系列和喉部恶性肿瘤治疗的职权范围。

失败由于访问不佳已经被报道。在这项研究中,由温斯坦等。34]2010年,只有3的47例患者转化为开放手术后尝试未能达到足够的曝光切除。预测困难访问包括:复古和小颌畸形和破伤风。其他研究表明类似的案件排除率,如博et al。3229日),报告3,Iseli et al。3354]发现5。摩尔et al。8]报道任何情况下排除由于不合适的访问。综合调度之前患者之职权范围可以确定合适的病人,从而降低手术风险40]。

温斯坦et al。34)也报告成功吞下97.6%的速度在12个月的跟踪,而博et al。32)发现,79%最后跟进(3个月),和Iseli的研究(33)发现,83%(12个月的跟踪)。摩尔et al。8)报告说,所有的病人恢复正常吞咽(后续时间3个月到2年不等)。预测因素的吞咽后机器人切除包括:TNM更高阶段,术前鼻胃喂养要求,肿瘤部位(口咽和喉)和复发性或第二原发肿瘤切除术33]。

对于整个过程的时间,我们看到一个趋势更快的过程时间随着越来越多的情况下被执行。劳森et al。15)评估程序的机器人学习曲线在头部和颈部手术时间,发现设置和显示时间的减少,更多的程序进行。最重要的部分,时间从88±53年减少到47±29分钟。整个过程中,时间从117±64减少到66±33分钟。然而,曝光不减少所花费的时间与经历。

要考虑的另一个重要成果是职权范围后复发率。虽然没有研究评估在5年复发率,初步结果是令人鼓舞的。温斯坦的报告中先进的口咽癌、区域控制获得的96%和遥远的控制在91%的情况下在18个月跟进(34]。因此与Machtay et al。41),局部控制总是如果阴性肿瘤边缘得到实现。机器人可以提供一个很好的方法来癌症,提高解释的充分性切除margins-an重要的因素在决定辅助治疗是否显示(42]。还需要进一步的研究来评估职权范围的短期和长期的结果相比,其他的更成熟的技术表1。

7.2。良性头颈直径(职权范围)

职权范围的临床应用首次出版,由麦克劳德和融合,是vallecular囊肿造袋术(12]。维克尼等人评估机器人援助手术阻塞性睡眠低通气综合征的有效性(低)44,45]。在这些研究中,20名患者接受了切除舌基地,和一些病人也有supraglottoplasty uvulopalatoplasty执行。整体病人满意度,评估视觉模拟量表(血管,0到100%)为94%。减少积分分数(意思是ESS改进)和Apnoea-Hypopnoea指数(AHI改进是)。所有患者手术后第四天和13之间decannulated和吞下两周内恢复满意的能力。没有手术或术后并发症(10个月的跟踪)。这项研究显示,机器人的舌头基地切除技术的可行性和安全性。

另一个尸体的研究在宾夕法尼亚大学于2010年由李等人显示颅颈交界区经口减压的方法的可行性,展示的机器人在未来可能使用条件如底凹入的压缩,先天性颅底畸形,硬膜外的病变,颅底肿瘤(46]。

7.3。符合甲状腺切除术

腋下机器人技术是在2005年第一次描述了叶et al。47),hemithyroidectomy小儿患者被成功执行。2008年,同一组报告双边腋窝全甲状腺切除术的方法在两个儿科患者(48]。

在成人中,最大的经验符合甲状腺切除术的康等人开发了不产生气体的腋下技术(49,50)和一系列的报道338例。2009年,41岁的病例对照研究机器人43例和传统的甲状腺手术患者被报道(51,52]。描述与过去技术之前,这个过程剖析隧道前表面的胸大肌肌肉和锁骨下电烙术直接视觉,之前的机械部分手术。与patient-placed仰卧在全身麻醉下,颈部稍延长,同侧手臂被绑架在肩膀和最小化腋下和颈部之间的距离。第二个切口的内侧前胸壁插入第四届机械臂将用于甲状腺收缩,它是连接到一个连续抽吸系统。通过无血管的解剖是临近空间胸锁乳突肌的肌肉下树枝,带肌肉直到甲状腺侧叶的暴露。接下来,操作收益以同样的方式作为一个传统的开放甲状腺切除术。介绍了两个8毫米的仪器通过乳房切口,和第三部门有12毫米内窥镜(51]。机器人使用腋下方法甲状腺切除术在腋窝留下疤痕,是由病人的胳膊。这很重要当我们考虑甲状腺疾病在女性中更为常见,和年轻女性的发病率正在增加,提高担心化妆品的结果(53]。

机器人甲状腺切除术术后不适程度较低有关,更高程度的病人化妆品的满意度,和主观改善吞咽不适,相比传统手术(51- - - - - -53]。几例喉返神经损伤的报告。2011年,李等人发表了一项多中心回顾性研究1043例低分化型甲状腺癌和比较的结果机器人甲状腺切除术,腹腔镜和开放甲状腺切除术手术系列。本研究支持声明,机器人使用是安全的,可行的,和其他技术提供了类似的结果,同时克服其局限性[54]。此外,似乎表明机器人甲状腺切除术可以扩大到包括先进的甲状腺癌,因为淋巴结切除与伟大的灵巧,可以执行删除类似数量的淋巴结在开放手术。其他团体报道轻微修改这种技术。Tae et al。55)插入第四通过身体的同侧的手臂套管针periareolar乳头切口,而李et al。56]使用双边腋下方法与有限公司₂吹气。在任何情况下,这些技术被证明是可行的,可比的结果开放手术,尽管有限公司₂吹气与概率的增加有关纵隔气肿和空气栓塞(57)表2。

7.4。符合甲状旁腺切除术

技术上类似于甲状腺切除术的手术,符合甲状旁腺切除术。博得纳在2004年描述了et al。59- - - - - -62年]。该技术涉及到5到6厘米垂直皮肤切口在腋窝皮下皮瓣从腋窝到前颈部区域创建在胸大肌肌肉和锁骨下直接视觉。外部牵开器附加到起重设备维护工作空间。第二个0.8厘米前胸部皮肤切口。这两个切口,4机械臂可以在腋窝和1 inserted-3前胸壁。

在这项研究中,其他出版物符合甲状旁腺切除术(详细的进一步63年- - - - - -69年]。最近和最大研究击发弹等人包括11个患者甲状旁腺功能亢进(70年]。符合手术允许足够的这项研究表明,可视化的重要anantomicanatomic结构在这个地区,良好的切除,医院住院时间与nonrobotic微创手术(71年- - - - - -77年]。只有一个案例需要转化为开放手术由于病人的大量habitus-a因素显示的预测更长的手术时间(70年]。验证问卷关于生活质量和化妆品的外表显示这种新方法的好主观的结果。

7.5。颅底手术

职权范围的基本研究,建立了技术可行性获得许多地区,如口腔、口咽、喉咽,喉,提高了机器人是否能达到更困难的地方。职权范围用于颅底手术最初评估奥马利jr .)和温斯坦78年),使用动物和尸体模型。他们还报道第一人的情况下,病人接受了切除肿块的囊性肿瘤扩展到颞颥骨下的窝。整体没有手术不良事件。关注关于识别重要的结构,如颈动脉、颈静脉和颅神经了,解决了适当的手术技术示范和止血。

2010年,另一项研究由O ' malley jr .)和温斯坦评估的结果10位病人接受肿块空间后方交会使用职权范围的方法。手术进行的9 10个病人,可接受的手术时间和失血,没有明显的并发症,如出血、感染、破伤风或肿瘤溢出。一个病人被转换为一个开放transcervical方法由于困难时发现切除,避免肿瘤泄漏的风险。7例,多形性腺瘤切除肿块的空间,局部控制了所有7例,尽管肿瘤溢出在一个病人。职权范围的方法被发现提供减少并发症发生率相比transcervical方法(79年,80年]。

另一个方法颞颥骨下的窝是由迈克尔et al。81年),6完整和2部分切除术进行使用舌骨上的端口,而另一个手臂被过去。在另一份报告,汉娜et al。82年)获得优秀的访问在尸体头骨前部和中部基地,包括筛状板,窝ethmoidalis,内侧轨道,平面sphenoidale,鼻咽,pterygopalatine窝和斜坡。此外,蝶鞍上和parasellar访问是通过使用机械手臂。然而,有一个适当的仪器的发展,仍然需要进一步的规模、灵活性和功能。

7.6。小儿外科手术

虽然有研究机器人手术的儿童甲状腺切除术(47,48),我们已经讨论了以前,研究机器人手术在儿科人口是稀少的。到目前为止,唯一的儿科病例分析是描述拉赫巴尔et al。83年2007年在波士顿儿童医院。在这项研究中,4小儿尸体喉被用来评估使用机器人系统精度和组织处理。5住患者登记接受喉裂修复。设备大小对这些程序的主要限制因素,导致有限的经口进入3 5病人。另2例,1型和2型喉结晶,使用机器人系统已经成功的手术修复。

8。结论

微创手术的使用的趋势影响了新技术的方式,开发和纳入临床实践。机器人手术继续推进,克服其局限性。改善结果,如减少住院和感染率和允许更好的美容效果。然而,手术机器人开发执行程序在宽敞的蛀牙,如腹部,因此,仪器大小来执行许多耳鼻喉科和头部和颈部程序。达芬奇机器人系统开始采用许多耳鼻喉科手术,它这样做的结果到目前为止。

其他限制机器人手术的机器人系统的大尺寸,需要额外的人力来设置它,为麻醉团队提出了新的挑战和手术助手。不幸的是,机械设备的高成本禁止其日常业务和使用在大多数全球手术室。这需要开发更小更便宜和容易操作的机器人平台,便携,灵活使用,以及特定的工具在头颈外科的任务。

除了机器人的可行性和安全性的证据在头部和颈部手术,术后结果关于气道管理和口咽功能类似或更好的传统手术方法。虽然我们没有探索细节关于肿瘤的结果,符合手术显示趋势良好的治疗和复发率。这可以归因于其能力切除肿瘤en-bloc-a所提供的功能,是增加灵活性和机器人系统的三维可视化。我们相信,未来的研究比较机器人技术经口激光显微手术(TLM),开放手术和放化疗都必须支持这些断言。研究报告支持机器人手术的可行性和安全性的头部和颈部程序并鼓励其继续使用和探索。

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