機(jī)器人輔助上尿路手術(shù)

目的：最近開(kāi)發(fā)的機(jī)器人設(shè)備可以顯著彌補(bǔ)輸尿管軟鏡 (FURS) 和逆行腎內(nèi)手術(shù) (RIRS) 的人體工程學(xué)缺陷。我們想更新當(dāng)前的發(fā)展。材料和方法：根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和 Medline/Pubmed 研究，評(píng)估機(jī)器人輔助 FURS 的當(dāng)前作用。文獻(xiàn)中有四項(xiàng)研究（1 次使用 Sensei-Magellan 系統(tǒng)，3 次使用 Avicenna Roboflex?）。Sensei-Magellan 系統(tǒng)不再用于 FURS。2b)。最近，已經(jīng)介紹了 Monarch 系統(tǒng)的首次實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)。結(jié)果：Avicenna Roboflex? 是目前唯一可用的系統(tǒng)。它由外科醫(yī)生控制臺(tái)和內(nèi)窺鏡機(jī)械手組成?？刂婆_(tái)提供一個(gè)帶扶手的可調(diào)節(jié)座椅和兩個(gè)操縱內(nèi)窺鏡的操縱桿：右輪可實(shí)現(xiàn)類似于任何標(biāo)準(zhǔn)輸尿管腎鏡手柄的偏轉(zhuǎn)。左操縱桿允許旋轉(zhuǎn)以及前進(jìn)和縮回范圍。旋轉(zhuǎn)和前進(jìn)的速度可以在控制臺(tái)的屏幕上進(jìn)行調(diào)節(jié)。該設(shè)備在過(guò)去 3 年中經(jīng)歷了多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)。使用 Avicenna Roboflex? 的所有臨床研究（2 次第 2 期、1 次第 3 期）都證明了該設(shè)備的安全性和有效性，為外科醫(yī)生提供了顯著改善的人體工程學(xué)（IDEAL 階段）。在最大系列（N = 266) 需要 4:30 分鐘準(zhǔn)備機(jī)器人（范圍 3-8 分鐘）；對(duì)接時(shí)間為 4 分鐘（范圍 1-29 分鐘）。識(shí)別結(jié)石的控制臺(tái)時(shí)間為 4 分鐘（范圍 1-12 分鐘）；總操作時(shí)間為 96 分鐘（范圍 58-193 分鐘），包括 65（16-174）分鐘的控制臺(tái)時(shí)間。245 名患者 (92%) 進(jìn)行了激光碎石術(shù)，112 名 (42%) 患者需要使用 N-gage-basket 提取較大的碎片。我們遇到一例需要在重癥監(jiān)護(hù)室接受治療的尿毒癥 (Clavien 3a) 病例。只有兩起需要轉(zhuǎn)換為經(jīng)典 FURS 的技術(shù)故障案例。此外，我們還將使用該設(shè)備來(lái)消融上尿路上皮癌。

結(jié)論：所有研究都能夠證明在臨床場(chǎng)景中使用 Avicenna Roboflex? 的機(jī)器人 FURS 的安全性和有效性，并顯著改善了人體工程學(xué)。然而，未來(lái)的研究對(duì)于評(píng)估機(jī)器人上尿路腎臟手術(shù)的最終作用是必要的。

自本世紀(jì)初以來(lái)，機(jī)器人輔助手術(shù)在腹腔鏡領(lǐng)域獲得了顯著的重要性（[ 1 , 2 ]；表1）。最近，在尿石癥的治療中，也對(duì)主從系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試[ 3 , 4 , 5 , 6 ]。有趣的是，體外沖擊波碎石裝置已經(jīng)配備了許多技術(shù)，例如用于控制耦合質(zhì)量的導(dǎo)航工具或視頻系統(tǒng) [ 7]。然而，與此同時(shí)，特別是l軟性輸尿管腎鏡 (FURS) 和逆行腎內(nèi)手術(shù) (RIRS) 已獲得顯著的重要性，這得益于隨著儀器小型化和新型激光技術(shù)的不斷改進(jìn)而不斷改進(jìn)的泌尿外科設(shè)備 。_ _ _  

表 1 手術(shù)中最重要的機(jī)器人設(shè)備的歷史概述

Table 1 Historical overview on most important robotic devices in surgery

From: Robot-Assisted Upper Tract Surgery

DeviceDescriptionCommentRobodocAutomated drilling of the shaft for hip-prothesis based on CTClinical problems (pain)CasparAutomated drilling for hip-prothesis based on CTNo more in clinical useProbotAutomated resection of the prostate based on TRUSNo more in clinical use (only prototype)Neuro-armMaster-slave system with open console for neurosurgeryDeveloping company does not exist anymoreAESOPVoice-controlled camera-arm for laparoscopyDeveloping company does not exist anymoreARTEMISMaster-slave system with open console for laparoscopyOnly experimental Never producedZEUSMaster-slave system with open console for laparoscopyDeveloping company does not exist anymoreDa VinciMaster-slave system with closed console for laparoscopyStill used in the fourth generation of deviceSenhanceMaster-slave system with open console for laparoscopyFirst clinical experiences CE-markSensei-MagellanMaster-slave system for angiography and cardiologyNot suitable for endourology (ie. FURS)Avicenna RoboflexMaster-slave system with open console for flexible ureteroscopyStill used in the third improved version CE-MarkMonarchMaster-slave system with game-pad for bronchoscopyFirst clinical casesFocal OneAutomated system to perform transrectal HIFUStill used in the third improved versionAquabeamAutomated system to perform TURP (Aquablation) based on TRUSFirst clinical trials RCT-trials CE-mark

然而，F(xiàn)URS 和 RIRS 受到內(nèi)窺鏡操作過(guò)程中人體工程學(xué)缺陷的限制，激光的應(yīng)用主要在治療多發(fā)性結(jié)石或較大的腎結(jié)石時(shí)可能會(huì)變得很麻煩，甚至可能導(dǎo)致泌尿科醫(yī)生的骨科問(wèn)題 [ 12 , 13 ]?；谠诟骨荤R手術(shù)、心臟病學(xué)和介入放射學(xué)中主從系統(tǒng)的積極經(jīng)驗(yàn)，幾個(gè)小組專注于此類機(jī)器人設(shè)備對(duì) RIRS/FURS 克服大多數(shù)此類方法障礙的有用性（表2）。

表 2 上尿路內(nèi)鏡手術(shù)中經(jīng)典輸尿管軟鏡 (FURS/RIRS) 的人體工程學(xué)要求 Table 2 Ergonomic requirements for classical flexible ureterorenoscopy (FURS/RIRS) during upper tract endoscopic surgery From:  Robot-Assisted Upper Tract Surgery

Operative manoeuvreExtremity usedAction byInsertion of endoscopeFingers of both hands (at meatus and instrument)SurgeonDeflection of endoscopeHand holding hand piece Thumb at handle Fingers at meatusSurgeonRotation of endoscopeHand holding hand piece Fingers of the other hand At meatusSurgeonFluoroscopic controlRight foot (foot-switch)Surgeon (Radiotechnician)Movement of XR-table/C-armRight Foot (foot-switch) Hand (manually)Radiotechnician (Surgeon, Assistant)Irrigation??By syringe ??By mechanic device ??By pumpHand Foot Finger activation (button)Nurse/Assistant Nurse/Assistant (Surgeon) Nurse/TechnicianLaser??Insertion of fibre ??Laser settings ??ActivationFingers at ureteroscope Finger (button) Right foot (foot-switch)Nurse/Assistant Nurse/Technician SurgeonUse of Basket/Grasper??Insertion ??Manipulation ??ClosureFingers at ureteroscope Hand and thumb Fingers at handleNurse/Assistant Surgeon Nurse/Assistant

在本章中，我們將重點(diǎn)關(guān)注機(jī)器人輔助上尿路手術(shù)的實(shí)際發(fā)展，包括視頻內(nèi)窺鏡檢查、內(nèi)窺鏡設(shè)備和術(shù)中導(dǎo)航的最新發(fā)展。    

輸尿管軟鏡的人體工程學(xué)缺陷

在經(jīng)典的 FURS/RIRS 中，外科醫(yī)生通常站立并通過(guò)腳踏板分別控制熒光鏡系統(tǒng)和激光設(shè)備，同時(shí)用一只手固定內(nèi)窺鏡的位置并用另一只手偏轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)它（表2）。此外，助手需要插入激光光纖或任何輔助器械（籃子、N-gage）并根據(jù)外科醫(yī)生的需求激活它。在此過(guò)程中，外科醫(yī)生和助理的工作空間非常有限。因此，機(jī)器人設(shè)備的目標(biāo)應(yīng)該主要也作為一個(gè)主從系統(tǒng)，試圖通過(guò)提供符合人體工程學(xué)的工作位置和減輕內(nèi)窺鏡的操作來(lái)幫助外科醫(yī)生，而不會(huì)增加損壞泌尿生殖系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。  

機(jī)器人手術(shù)器械發(fā)展歷史更新

腹腔鏡主從系統(tǒng)

早在 1996 年，Buess 和 Schurr 等人。[ 17 ] 開(kāi)發(fā)了 ARTEMIS 系統(tǒng)并展示了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭谐晒?zhí)行遠(yuǎn)程腹腔鏡膽囊切除術(shù)時(shí)（圖1）。盡管在腹部和心臟手術(shù)中進(jìn)行了各種有希望的實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)，但該設(shè)備從未超出實(shí)驗(yàn)狀態(tài)（表1）。   

圖1

ARTEMIS：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)性使用的主從系統(tǒng)（G. Buess，德國(guó)核研究中心，德國(guó)卡爾蘇厄）。開(kāi)放式控制臺(tái)、帶偏光眼鏡的 3D 視頻技術(shù)，供外科醫(yī)生使用 基于聲控?cái)z像機(jī)臂 AESOP，ZEUS 系統(tǒng)（Computer motion Inc.，Goleta，CA，USA）已被開(kāi)發(fā)并用于心臟手術(shù)和婦科手術(shù) [ 18 ]。ZEUS 系統(tǒng)（圖2）基于一個(gè)控制單元和三個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)械手的組合：所有手臂都用手安裝在手術(shù)臺(tái)的導(dǎo)軌上。外科醫(yī)生坐在一個(gè)開(kāi)放式控制臺(tái)上，上面有一把帶扶手的高背椅，處理儀器控制器。ZEUS 最令人印象深刻的演示代表了 Marescaux [ 19 ] 的跨大西洋腹腔鏡膽囊切除術(shù)。   圖 2

ZEUS：第一個(gè)臨床使用的腹腔鏡冠狀動(dòng)脈血運(yùn)重建機(jī)器人系統(tǒng)。開(kāi)放式控制臺(tái)，只有 5 個(gè)自由度 (DOF) 的儀器。使用帶兩個(gè)屏幕的頭盔或僅使用 2D 視頻技術(shù)的 3D 視頻技術(shù) 與 ZEUS 平行，達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)（Intuitive Surgical，美國(guó)桑尼維爾）最初也是為機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈手術(shù)而設(shè)計(jì)的 [ 20 ]。2000 年，Binder 在法蘭克福率先開(kāi)展了機(jī)器人輔助根治性前列腺切除術(shù)，隨后其他歐洲團(tuán)體 [ 21 , 22 , 23 ]。2001 年，F(xiàn)DA 批準(zhǔn)將該系統(tǒng)用于前列腺手術(shù) [ 24 ]。達(dá)芬奇 2000 通過(guò)引入 Endo-wrist? 技術(shù)充分解決了經(jīng)典腹腔鏡檢查的大多數(shù)人體工程學(xué)問(wèn)題，例如有限的深度感知、眼手協(xié)調(diào)和運(yùn)動(dòng)范圍。一個(gè)封閉的控制臺(tái)提供了一個(gè)具有在線視圖的 3D-CCD 視頻系統(tǒng)（圖3）。由于離合器機(jī)構(gòu) [ 16 ] ，具有多達(dá)七個(gè)自由度和環(huán)狀手柄的電纜驅(qū)動(dòng)儀器可實(shí)現(xiàn)符合人體工程學(xué)的工作位置。在過(guò)去十年中，該公司推出了進(jìn)一步完善的系統(tǒng)，例如達(dá)芬奇 SI、X 和 XI（圖4），這些系統(tǒng)如今代表了非常高的標(biāo)準(zhǔn)[ 16、25 ] 。   圖 3

DA VIN0CI 2000：Intuitive 系統(tǒng)的第一個(gè)版本，當(dāng)時(shí)沒(méi)有雙極技術(shù)，但證明了具有 7 個(gè)自由度 (Endowrist?) 和三個(gè)機(jī)械臂 ( b ) 的封閉控制臺(tái) ( a ) 圖 4

DA VINCI XI：用于跨學(xué)科使用的上一代機(jī)器人系統(tǒng)的控制臺(tái) ( a ) 采用 3D-HD 視頻技術(shù)的在線視圖，所有儀器均為 7 DOF。四臂系統(tǒng)，望遠(yuǎn)鏡可以通過(guò)每個(gè)端口接入。OR-table (Trumpf-Medical) 無(wú)需脫離機(jī)器人即可移動(dòng)

上尿路泌尿外科主從系統(tǒng)

機(jī)器人主從系統(tǒng)的發(fā)展不僅限于腹腔鏡檢查（表1）。還為神經(jīng)外科、NOTES、介入放射學(xué)、心臟病學(xué)和內(nèi)分泌學(xué)開(kāi)發(fā)了幾種機(jī)器人設(shè)備 [ 25 , 26 ]。  

Sensei-Magellan-系統(tǒng)

2008 年，Desai 描述了一種使用 Sensei-Magellan 系統(tǒng)（Hansen Medical，Mountain View，USA）的機(jī)器人柔性輸尿管鏡檢查，該系統(tǒng)專為心臟病學(xué)和血管造影而設(shè)計(jì) [ 3 ]。它提供了一個(gè)帶有椅子、扶手和操縱桿的開(kāi)放式控制臺(tái)，以控制插入導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)。外科醫(yī)生控制透視和內(nèi)窺鏡圖像的兩個(gè)屏幕（圖5a）。電子機(jī)架包含計(jì)算機(jī)硬件、電源和視頻分配單元。   圖 5

Sensei-Magellan 系統(tǒng)（Hansen Medical，山景城，美國(guó)）：（a）設(shè)計(jì)用于血管造影和經(jīng)血管心臟病干預(yù)的主從系統(tǒng)，（b）安裝在手術(shù)臺(tái)上的機(jī)械臂，（c）帶有 Joy- 的開(kāi)放式控制臺(tái)在機(jī)器人柔性輸尿管鏡檢查過(guò)程中粘貼模擬內(nèi)窺鏡和透視圖像。控制臺(tái)上的操縱桿控制內(nèi)護(hù)套的偏轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn) 機(jī)器人柔性導(dǎo)管系統(tǒng)（操縱器）由外護(hù)套（14/12F）和內(nèi)導(dǎo)管引導(dǎo)件（12/10F）組成（圖 5b ）。對(duì)于機(jī)器人 FURS，將 7.5F 光纖柔性輸尿管鏡插入并固定在內(nèi)部導(dǎo)管引導(dǎo)器中。因此，導(dǎo)管系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作操縱輸尿管鏡的尖端。外鞘定位在輸尿管盆腔交界處，以穩(wěn)定收集系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)導(dǎo)引裝置的導(dǎo)航（圖 5c ）。在該系統(tǒng)中，輸尿管鏡只能被動(dòng)操作，這被證明是一個(gè)問(wèn)題（表 3 ）。接連，該項(xiàng)目在前 18 名治療患者后中止 [  4  ]。   表 3 Sensei?、Roboflex? 和 Monarch? 的人體工程學(xué)特性比較

Table 3 Comparison of ergonomic features of Sensei?, Roboflex?, and Monarch?

From: Robot-Assisted Upper Tract Surgery

FunctionsSenseiRoboflexMonarchSeatAdjustable saddle-type seat No arm restAdjustable seat with integrated arm rest and foot pedalNo special seat providedImagingConsole with integrated Fluoroscopy and Endoscopic image screens Animation of position of catheter-tip (3D-navigation)Console with integrated Endoscopic image screen Animation of position of ureteroscope in collecting systemNo console only hand-held controller 2 Video-screen swith endoscopic image and fluoroscopyInsertion of ureteroscopeIndirect insertion of inner sheath (scope glued to the sheath)Fine-tunable by left joy-stick with numeric display of horizontal movementIndirect insertion of the single-use scope in the steerable tubeDeflection of ureteroscopeIndirect deflection by the inner sheath based on single joy-stickFine-tunable deflection via wheel for right hand with display of grade and direction of deflectionIndirect deflection via the steerable tube using the joystick of the hand-held controllerRotation of ureteroscopeIndirect rotation by the inner sheath (scope glued to the sheath)Fine-tunable by sophisticated left joy-stickRotation of single-use ureteroscope inside the tubeIrrigationNo irrigation system includedIntegrated irrigation pump activated by touch-screenIntegrated irrigation via the single-use ureteroscopeLaserNo function for laser fibre integratedIntegrated control of laser-fibre by touch-screen Activation by foot-pedalLaser application via the working channel of the single-use ureteroscope with controlled advancementUse of basket/GrasperNo function for basket or grapser integratedActivation of basket by the assistant at bed-sideActivation of basket by assistant at bed-sideMonarch Platform 

2018 年 3 月，Monarch Platform 用于機(jī)器人支氣管鏡檢查的臨床案例 [ 29 ]。該系統(tǒng)利用常見(jiàn)的內(nèi)窺鏡檢查程序?qū)⑷嵝詸C(jī)器人插入肺部難以到達(dá)的位置（表1和表3）。接受過(guò)該系統(tǒng)培訓(xùn)的醫(yī)生在 3D 模型的幫助下使用視頻游戲式控制器在內(nèi)部導(dǎo)航（圖6a）。與 Sensei-Magellan 系統(tǒng)一樣，該技術(shù)基于使用兩個(gè)機(jī)械臂（一個(gè)用于外部，一個(gè)用于內(nèi)窺鏡）對(duì)外部管的機(jī)器人控制，也用于推進(jìn)和縮回內(nèi)窺鏡。然而，Monarch 平臺(tái)還使靈活范圍的額外運(yùn)動(dòng)能夠到達(dá)支氣管系統(tǒng)的小遠(yuǎn)端分支（圖6b）。集成了灌溉系統(tǒng)。該設(shè)備的另一個(gè)主要特點(diǎn)是集成了 CT 成像來(lái)指導(dǎo)活檢。該設(shè)備經(jīng) FDA 批準(zhǔn)用于支氣管鏡檢查。2019 年，制造商 Auris 被強(qiáng)生公司收購(gòu) [ 30 ]。   圖 6

Monarch (Auris Health, Redwood City, CA, United States)：( a ) 用于支氣管鏡檢查的柔性內(nèi)窺鏡機(jī)器人。用于控制內(nèi)外護(hù)套的兩臂系統(tǒng)。用于經(jīng)皮進(jìn)入的可選第三臂，（b）機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)由手持鍵盤(pán)控制，如電腦游戲，（c）該設(shè)備與一次性機(jī)器人輸尿管鏡的實(shí)驗(yàn)性使用 同年，Desai 首次展示了 Monarch 系統(tǒng)在機(jī)器人輸尿管鏡檢查中的臨床使用視頻，該視頻使用了專為 Monarch 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一次性輸尿管鏡 [  29  ]（圖 6c ）。  

阿維森納 Roboflex

ELMED（土耳其安卡拉）自 2010 年以來(lái)一直致力于開(kāi)發(fā)一款專為 FURS 設(shè)計(jì)的機(jī)器人 [ 5 ]。Roboflex Avicenna 不斷開(kāi)發(fā)用于提供所有必要功能的柔性輸尿管鏡檢查 [ 6 ]。該原型包括一個(gè)帶有集成平面屏幕的小型控制臺(tái)和兩個(gè)用于移動(dòng)內(nèi)窺鏡的操縱桿（圖7a），由機(jī)械臂（機(jī)械手）的手柄握住。這一基本設(shè)計(jì)沒(méi)有改變，但在進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得了一些重大改進(jìn)，包括功能屏幕的尺寸和設(shè)計(jì)，控制內(nèi)窺鏡旋轉(zhuǎn)和偏轉(zhuǎn)的操縱桿設(shè)計(jì)，內(nèi)窺鏡偏轉(zhuǎn)的微調(diào)，以及機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)范圍（表3）。實(shí)際上，Roboflex Avicenna 是唯一一款專門(mén)為 FURS/RIRS [ 15 ] 開(kāi)發(fā)的機(jī)器人。該設(shè)備自 2013 年起獲得 CE 標(biāo)志，正在等待 FDA 的批準(zhǔn)。   圖 7

Avicenna Roboflex 系統(tǒng)（ELMED，安卡拉，土耳其）：( a ) 帶有非人體工程學(xué)手柄和小屏幕的原型，( b ) 開(kāi)放式控制臺(tái)，帶有用于旋轉(zhuǎn)和插入/縮回的復(fù)雜左手操縱桿和微調(diào)右手輪偏轉(zhuǎn)。用于激光激活、沖洗和運(yùn)動(dòng)微調(diào)的觸摸屏功能，( c ) 帶有數(shù)字柔性輸尿管鏡（Flex XC，Karl Storz，德國(guó)圖特林根）手柄的機(jī)械臂固定在主板和柔性部分在進(jìn)入通路鞘之前由一個(gè)或兩個(gè)穩(wěn)定器支撐，（d）更換主板（即使用一次性裝置時(shí)），（e）用于激活激光腳踏板的氣動(dòng)裝置，（f ) 機(jī)器人輔助銩激光消融上尿路尿路上皮癌（單腎）的內(nèi)窺鏡圖像。

Avicenna Roboflex 的臨床環(huán)境和經(jīng)驗(yàn)

裝置設(shè)計(jì)

該機(jī)器人提供了一個(gè)開(kāi)放式控制臺(tái)和柔性輸尿管鏡的操縱器。機(jī)械手使用自己的機(jī)械裝置驅(qū)動(dòng)柔性輸尿管鏡（圖7b）。為此目的，內(nèi)窺鏡的手持件必須直接連接到特別設(shè)計(jì)的機(jī)械手主板上（圖7c）。微型電機(jī)移動(dòng)手柄的轉(zhuǎn)向桿，以在多個(gè)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)輸尿管鏡的雙邊旋轉(zhuǎn)、推進(jìn)和縮回。此外，機(jī)器人手臂的高度可以根據(jù)患者的體型進(jìn)行調(diào)整。實(shí)際上，有五個(gè)可更換的母板（圖7d) 可用于三個(gè)柔性數(shù)字輸尿管鏡（Karl Storz Flex X2；Olympus URF-V2；Wolf Cobra/Viper digital）和兩個(gè)一次性設(shè)備（LithoVue、Boston Scientific、Pusen、Pusen Medical）。   機(jī)械臂的所有功能都在控制臺(tái)上控制，提供一個(gè)帶有兩個(gè)扶手和兩個(gè)集成腳踏板的集成可調(diào)節(jié)座椅，用于激活透視和通過(guò)氣動(dòng)踏板控制器啟用的激光碎石機(jī)（圖7e ））。控制臺(tái)上的控制面板由觸摸屏功能使用。集成的高清顯示器顯示內(nèi)窺鏡圖像和有關(guān)輸尿管鏡在收集系統(tǒng)中的位置的所有信息。導(dǎo)航柔性內(nèi)窺鏡的所有主要操作都可以在控制面板上進(jìn)行微調(diào)，例如 150 毫米范圍內(nèi)的水平移動(dòng)（= 內(nèi)窺鏡的插入/縮回）、雙邊旋轉(zhuǎn)（每側(cè) 220°）和偏轉(zhuǎn)范圍（每側(cè) 262°）。為此，左手控制專門(mén)開(kāi)發(fā)的操縱桿，而右手使用輪子進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。內(nèi)窺鏡導(dǎo)航的所有參數(shù)都顯示在控制面板和高清屏幕上。偏轉(zhuǎn)可以根據(jù)歐洲或美國(guó)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。此外，  

手術(shù)技巧

在手術(shù)過(guò)程中，機(jī)器人手臂被無(wú)菌塑料布覆蓋，該布布與患者麻醉平行完成。我們已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了我們的技術(shù)，通常使用帶有親水涂層的 12/14F 通路鞘（35–45–55 cm；Flexor parallel，Cook-Medical，Daniels Way，USA），能夠放置安全導(dǎo)絲（Expert Nitinol 絲 0.35i × 150 厘米，IMP，德國(guó)卡爾斯魯厄）平行于鞘管。通路鞘的位置應(yīng)在 UPJ 下方 1 cm，以使輸尿管鏡具有足夠的靈活性。通過(guò)激活每個(gè)外科醫(yī)生的記憶設(shè)置來(lái)安排座椅和扶手的位置后，將輸尿管鏡手動(dòng)插入通路鞘并由一個(gè)或兩個(gè)穩(wěn)定器固定（圖7c）。機(jī)械手的最終放置取決于結(jié)石的一側(cè)和患者的體型。然后機(jī)械手的制動(dòng)器被鎖定。   內(nèi)窺鏡放置在通路鞘的遠(yuǎn)端，水平值為 50 mm。短期數(shù)字透視用于確定結(jié)石和器械的實(shí)際定位。內(nèi)窺鏡到達(dá)腎盂后，需要根據(jù)腎軸旋轉(zhuǎn)內(nèi)窺鏡。然后，對(duì)整個(gè)收集系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)檢查。當(dāng)看到結(jié)石時(shí)，需要將內(nèi)窺鏡縮回并稍微拉直（<70°），以確保激光纖維的安全插入?？蛇x地，Roboflex? 提供記憶功能，一旦插入激光光纖并在內(nèi)窺鏡下觀察尖端，就可以將范圍引導(dǎo)到之前的位置。但是，隨著經(jīng)驗(yàn)的增加，沒(méi)有必要使用此功能。   基本上，可以使用任何鈥-YAG 激光器，但我們強(qiáng)烈推薦一種激光器，它允許在低能級(jí)上應(yīng)用更高頻率，例如 Lumenis Pulse 120（Lumenis，Yokneam，Israel）或 Sphinx Jr.（LISA 激光器產(chǎn)品，德國(guó)卡特倫堡）配備足夠的小口徑激光光纖（200-270 μ 光纖；Slimline?、Rigifib?）。激光誘導(dǎo)碎石術(shù)的啟動(dòng)優(yōu)選地旨在通過(guò)激光纖維的尖端在毫米范圍內(nèi)的曲折狀運(yùn)動(dòng)分別“撒粉”石頭（0.5J，15Hz）。較小的纖維尺寸允許范圍充分彎曲，而不會(huì)降低石粉分別碎裂的功效（1.2 J，10 Hz）。一旦碎片化進(jìn)行，   如有必要，可引入無(wú)尖端的籃子或其他類似鑷子的設(shè)備（即 Ngage?、Cook）以取出碎片。在這里，控制臺(tái)的外科醫(yī)生與床邊的助手分開(kāi)是非常有幫助的。一旦碎片被夾住，內(nèi)窺鏡就會(huì)被驅(qū)回。在此，內(nèi)窺鏡尖端沿水平軸的位置的數(shù)值演示非常有助于預(yù)測(cè)碎片何時(shí)到達(dá)通路鞘的遠(yuǎn)端。當(dāng)碎片被拉入鞘管時(shí)，助手將輸尿管鏡與遠(yuǎn)端穩(wěn)定器斷開(kāi)并取出結(jié)石。治療的終點(diǎn)表示基于內(nèi)窺鏡檢查的無(wú)結(jié)石狀態(tài)，分別剩余的石屑或小于 2 毫米的碎片。然后，在內(nèi)窺鏡檢查下取出通路鞘并放置雙 J 型支架。我們通常會(huì)用一根繩子將支架固定在 Foley 導(dǎo)管上，以便在第二天早上取出。   我們也有低風(fēng)險(xiǎn)上尿路上皮癌腔內(nèi)銩激光消融的初步經(jīng)驗(yàn)（圖7f）。這可以主要通過(guò)經(jīng)輸尿管途徑或使用經(jīng)皮通路來(lái)實(shí)現(xiàn)。  

臨床研究

該設(shè)備的臨床引入是根據(jù)外科創(chuàng)新階段的 IDEAL 系統(tǒng)（想法、開(kāi)發(fā)、評(píng)估、評(píng)估、長(zhǎng)期研究）完成的 [ 6 ]。在安卡拉對(duì)原型進(jìn)行的首次研究能夠證明該設(shè)備的安全性 [ 5 ]。下一步代表了一項(xiàng)有監(jiān)督的多中心研究，其中七名經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)生在一項(xiàng)觀察性研究中治療了 81 名腎結(jié)石患者（平均年齡 42 歲，范圍 6-68）（平均體積 1296 +/- 544，范圍 432-3100 mm 3 ） （理想階段 2）由泌尿科醫(yī)師 (RS) 監(jiān)督，參與該設(shè)備的開(kāi)發(fā)和臨床引入。在這項(xiàng)研究中，Roboflex? 對(duì)人體工程學(xué)的積極影響可以通過(guò)使用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的問(wèn)卷來(lái)驗(yàn)證 [ 6 ]。   在兩個(gè)歐洲中心（安卡拉、海爾布?。┑亩嘀行?II 期研究中評(píng)估了該設(shè)備在現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景中的功效，該研究收集了 266 名患者的數(shù)據(jù)（表4）。我們可以再次證明系統(tǒng)的安全性和有效性，但當(dāng)然將我們的結(jié)果與機(jī)器人的初始研究對(duì)接時(shí)間進(jìn)行比較更長(zhǎng)（4 對(duì) 1 分鐘），而可視化石頭的時(shí)間相似（4 對(duì) 3.7 分鐘） ）。根據(jù)較大的結(jié)石體積（1620 對(duì) 1300 mm 3），控制臺(tái)時(shí)間更長(zhǎng)（96 對(duì) 53 分鐘）。此外，我們能夠證明我們可以安全和成功地應(yīng)用靈活 URS 的所有現(xiàn)代技術(shù)和協(xié)議，例如激光除塵、使用爆米花/按摩浴缸效應(yīng)以及提取更大的碎片 [ 15]。在這種情況下，Avicenna Roboflex? 被證明是穩(wěn)健的，只有兩個(gè)需要轉(zhuǎn)換為經(jīng)典 FURS 的技術(shù)故障案例?？梢燥@著減少外科醫(yī)生的輻射暴露?？傊覀兡軌蜉p松地將設(shè)備集成到我們的日常生活中，現(xiàn)在由五位外科醫(yī)生完成了 500 多個(gè)成功案例。   表 4 機(jī)器人輸尿管軟鏡臨床研究比較

最近，Geavlete 等人。[ 32 ] 對(duì) 132 名患者進(jìn)行了比較機(jī)器人輔助與經(jīng)典 FURS 的第 3 階段研究。治療時(shí)間（51 對(duì) 50 分鐘）和碎裂時(shí)間（37 對(duì) 39 分鐘）相似，但無(wú)結(jié)石率（92.4% 對(duì) 89.4%）有利于機(jī)器人方法（表4）。    

討論

上尿路內(nèi)窺鏡手術(shù)的機(jī)器人輔助

在過(guò)去的 30 年中，機(jī)器人輔助手術(shù)在泌尿外科腹腔鏡手術(shù)中獲得了既定且不可逆轉(zhuǎn)的作用 [ 25 ]。機(jī)器人主從系統(tǒng)的使用不僅限于腹腔鏡手術(shù)。有來(lái)自胃腸病學(xué)、心臟病學(xué)、介入放射學(xué)、神經(jīng)外科和泌尿外科的例子（[ 26、27、28 ]，表1 ）。   在泌尿外科的第一個(gè)臨床應(yīng)用中，嘗試修改為心血管介入而設(shè)計(jì)的 Sensei-Magellan 系統(tǒng)（美國(guó)漢森），以執(zhí)行機(jī)器人輔助的柔性輸尿管腎鏡檢查 [ 3 , 4 ]。在該系統(tǒng)中，外科醫(yī)生坐在開(kāi)放式控制臺(tái)前，通過(guò)操縱桿操縱通常用于經(jīng)血管心內(nèi)介入的可轉(zhuǎn)向軟管（圖2a ））。遠(yuǎn)程操縱系統(tǒng)（Omega X，F(xiàn)orce Dimension，Nyon，Switzerland）操縱設(shè)備的外護(hù)套和內(nèi)護(hù)套。要操作柔性輸尿管鏡，必須將器械尖端粘在內(nèi)部導(dǎo)板上。這意味著輸尿管鏡只能被動(dòng)操作，不使用其自身的偏轉(zhuǎn)機(jī)制。這樣的系統(tǒng)對(duì)于經(jīng)血管機(jī)器人心房顫動(dòng)消融或任何基于導(dǎo)管的血管造影程序可能非常有用，但事實(shí)證明它對(duì)于 FURS 是不夠的。   新的 Monarch? 系統(tǒng)（Auris，美國(guó)）最近得到了大力推動(dòng)。它是為支氣管鏡檢查而開(kāi)發(fā)的，但該公司在不久的將來(lái)也看到了其他柔性內(nèi)窺鏡（即 FURS/RIRS）的應(yīng)用 [ 31]。有趣的是，該設(shè)備似乎基于 Sensei-Magellan? 等一些原理工作，而無(wú)需使用支氣管鏡的機(jī)制。唯一的區(qū)別是外科醫(yī)生不使用操縱桿，而是通過(guò)類似于電腦游戲的手持鍵盤(pán)來(lái)控制設(shè)備。這兩個(gè)臂有一個(gè)集成的電纜驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，帶有類似于達(dá)芬奇裝置的小輪子，這使得內(nèi)護(hù)套或外護(hù)套的尖端能夠靈活移動(dòng)。臂的逼近導(dǎo)致內(nèi)護(hù)套的推進(jìn)。沒(méi)有集成特定功能（即激光纖維的移動(dòng)和激活）。因此，制造商開(kāi)發(fā)了一種特殊的一次性輸尿管鏡，用于機(jī)器人輔助輸尿管軟鏡檢查（表4）。  

機(jī)器人 FURS 的重要功能

Avicenna Roboflex 專為 FURS/RIRS 開(kāi)發(fā)。對(duì)于機(jī)器人輔助的柔性輸尿管鏡檢查，特定的技術(shù)特征非常重要，例如數(shù)字內(nèi)窺鏡的尖端視頻技術(shù)、內(nèi)窺鏡的簡(jiǎn)單操作以及激光和透視的激活。Roboflex 通過(guò)對(duì)手持件運(yùn)動(dòng)的數(shù)字控制來(lái)使用內(nèi)窺鏡的機(jī)械功能。這樣的系統(tǒng)需要是通用的?？筛鼡Q的主板可以使用不同類型的數(shù)字輸尿管鏡，包括一次性設(shè)備（圖3b）。也可以使用任何鈥-YAG-激光碎石機(jī)，并且激光控制裝置采用任何激光光纖。這一概念的主要優(yōu)勢(shì)在于可以立即實(shí)施柔性輸尿管鏡的所有新發(fā)展，包括視頻技術(shù)、力學(xué)或工作通道。特別是輸尿管鏡導(dǎo)航的兩個(gè)操縱桿在開(kāi)發(fā)階段得到了顯著改進(jìn)。任何必要的運(yùn)動(dòng)（插入、縮回、旋轉(zhuǎn)、偏轉(zhuǎn)）都可以根據(jù)臨床情況進(jìn)行微調(diào)。旋轉(zhuǎn)范圍（每個(gè)方向 210° = 420°）超出了經(jīng)典 FURS 期間的人工手動(dòng)能力（最大 120°）。在機(jī)器人輔助偏轉(zhuǎn)過(guò)程中，使用輪子移動(dòng) 10° 會(huì)導(dǎo)致尖端偏轉(zhuǎn) 3°，而手動(dòng)使用同一內(nèi)窺鏡的拇指會(huì)導(dǎo)致 60° 偏轉(zhuǎn)。  

機(jī)器人 FURS 的學(xué)習(xí)曲線

引入手術(shù)機(jī)器人主要是為了改善微創(chuàng)手術(shù)的人機(jī)工程學(xué)。這可以縮短程序的學(xué)習(xí)曲線，但也可以提高程序的質(zhì)量和結(jié)果。三分之一的泌尿科醫(yī)生報(bào)告了經(jīng)典 FURS [ 12 , 13 ] 期間的手手腕和其他人體工程學(xué)問(wèn)題，最近發(fā)布的比較經(jīng)典與機(jī)器人輔助 FURS [ 6 ] 的驗(yàn)證問(wèn)卷反映了這一點(diǎn)。Avicenna Roboflex? 提供了一個(gè)合適的平臺(tái)，顯著改善了人體工程學(xué)（表4）。   僅在培訓(xùn)模型中進(jìn)行簡(jiǎn)短介紹后，與已發(fā)表的經(jīng)典 FURS 系列相比，所有七位外科醫(yī)生都能夠在合理的時(shí)間范圍內(nèi)安全地執(zhí)行機(jī)器人輔助 FURS [ 33 , 34]。同樣在涉及更多外科醫(yī)生的第二項(xiàng)研究中，學(xué)習(xí)曲線很短（最多五個(gè)案例）。當(dāng)然，與腹腔鏡根治性前列腺切除術(shù)相比，逆行腎內(nèi)手術(shù)不太復(fù)雜，特別是在小結(jié)石的情況下，可以使用鎳鈦合金籃取出。另一方面，該設(shè)備的引入為外科醫(yī)生提供了一個(gè)安全且不疲憊的環(huán)境。基于此，我們能夠?qū)?FURS/RIRS 的適應(yīng)癥擴(kuò)大到較大的腎內(nèi)結(jié)石，從而減少體外沖擊波碎石術(shù)和經(jīng)皮腎鏡取石術(shù) [ 15 ]。這也意味著患者和外科醫(yī)生的輻射暴露量顯著減少 。  

對(duì)內(nèi)窺鏡壽命的影響

     次優(yōu)的人體工程學(xué)可能是 FURS 性能不完善的原因之一，主要是在復(fù)雜的情況下，導(dǎo)致需要第二次治療和內(nèi)窺鏡的頻繁維修。凱里等人報(bào)告稱，在新的柔性輸尿管鏡初次修復(fù)之前，一個(gè)三級(jí)中心使用了 40-48 次，損壞率為 8.1%。維修的主要原因是錯(cuò)誤的激光發(fā)射 (36%) 和過(guò)大的扭矩 (28%)。從理論上講，Roboflex? 中包含的功能，例如使用記憶功能僅將激光光纖插入示波器的直線位置、激光光纖的步進(jìn)電動(dòng)推進(jìn)和力控制（最大 1 N/mm 2) 范圍的偏轉(zhuǎn)應(yīng)該有助于延長(zhǎng)輸尿管鏡的使用壽命。然而，該設(shè)備在實(shí)際場(chǎng)景中的使用表明了內(nèi)窺鏡破損的各種因素，例如在消毒和清潔儀器過(guò)程中處理不當(dāng)或芯片技術(shù)故障。并非所有這些都可以通過(guò)使用機(jī)器人來(lái)避免。此外，衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)變得更加嚴(yán)格。不再允許使用 Cidex 滅菌。因此，工作通道的最小泄漏可能需要對(duì)示波器進(jìn)行完整的維修更換。另一方面，Roboflex? 被證明在臨床路徑中非常穩(wěn)健，在 500 多個(gè)病例后只需更換一次主板。  

設(shè)備的局限性：成本討論

    顯然，一直有人批評(píng)將機(jī)器人用于 FURS。這涉及不必要的成本、機(jī)器人炒作和設(shè)備的最終功效問(wèn)題 。很明顯，機(jī)器人的主要優(yōu)勢(shì)是促進(jìn)結(jié)石的分解和提取，而在經(jīng)典的 FURS 期間，大多數(shù)人機(jī)工程學(xué)限制都存在（表2）。因此，毫不奇怪，最近一項(xiàng)使用簡(jiǎn)單模型進(jìn)行內(nèi)窺鏡導(dǎo)航的體外研究可以證明兩種技術(shù)之間沒(méi)有顯著差異 [ 39]。該設(shè)備的一個(gè)可能限制可能是缺乏觸覺(jué)反饋。與我們使用達(dá)芬奇機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)類似，在機(jī)器人 FURS 的性能過(guò)程中，缺乏觸覺(jué)反饋并不是問(wèn)題，這主要基于所用數(shù)字內(nèi)窺鏡的卓越圖像質(zhì)量。然而，與經(jīng)典的 FURS 類似，必須遵循某些準(zhǔn)則：（1）我們建議將導(dǎo)絲平行于鞘管放置，（2）輸尿管鏡在進(jìn)入收集系統(tǒng)時(shí)不應(yīng)預(yù)裝激光纖維， (3) 通路鞘應(yīng)放置在 UPJ 下方 1 cm 處。外科醫(yī)生可以隨時(shí)在屏幕或控制臺(tái)上觀察內(nèi)窺鏡偏轉(zhuǎn)的方向和角度。這必須與內(nèi)窺鏡圖像一致，以最大限度地減少對(duì)粘膜和/或器械造成損害的風(fēng)險(xiǎn)。   與所有手術(shù)機(jī)器人一樣，也有關(guān)于成本的討論。機(jī)器人系統(tǒng)可能的財(cái)務(wù)收入包括內(nèi)窺鏡的更長(zhǎng)耐用性、更短的操作時(shí)間、更少的二次程序。實(shí)際上，像達(dá)芬奇系統(tǒng)這樣的患者并沒(méi)有對(duì)根治性前列腺切除術(shù)的需求。應(yīng)考慮外科醫(yī)生的人體工程學(xué)優(yōu)勢(shì)和減少的輻射暴露，但與其他機(jī)器人系統(tǒng)類似，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)利益。另一方面，與達(dá)芬奇不同的是，Avicenna Roboflex 代表了一次投資，而不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的成本（即儀器成本）。與 PCNL 相關(guān)的 FURS/RIRS 的充分報(bào)銷(xiāo)也可能有助于設(shè)備的分發(fā)。未來(lái)的研究必須更多地關(guān)注這些問(wèn)題。  

結(jié)論

盡管應(yīng)用越來(lái)越多，但 FURS 可能代表一種具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，尤其是在復(fù)雜的情況下。已經(jīng)開(kāi)發(fā)和測(cè)試了機(jī)器人系統(tǒng)。Avicenna Roboflex? 為機(jī)器人 FURS 提供了一個(gè)合適、安全且堅(jiān)固的平臺(tái)，顯著改善了人體工程學(xué)。然而，未來(lái)的研究對(duì)于評(píng)估機(jī)器人在上尿道內(nèi)窺鏡手術(shù)中的最終作用是必要的。  

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