達文西機器手臂

陳楨瑞副祕書長/王功亮常務理事/編輯 余家慧婦產科專科護理師

 

自十八世紀,人類科學文明開始發展之際,醫學的進展,也隨著解剖學、生理學、藥理學、微生物學等的進步,逐漸與宗教、巫術畫出界線,成為新興的科學之一。手術治療一直是現代醫學裡一個非常重要的治療方式,而受惠於無菌關念、抗生素使用與對於體內器官的充份了解,併發症與死亡率逐漸下降,許多患者也因為手術而得以治癒疾病。然而,手術的進展,除了施術者技術的進步外,器械的進步也佔了一個非常重要的角色。傳統的手術,是經過手術刀劃開患者皮膚,進一步擴大創口,得到施術者能夠進行手術的空間與足夠良好的視野後,才有可能進行精細的手術,因此,愈困難的手術,手術帶來的傷口往往就愈大,甚至施術者在術前會向患者傳達『手術的困難度與手術傷口的長度成正比』這種似是而非的傳統觀念,患者也會以傷口長度當作一個治療疾病的『光榮勳章』。因為如此,患者術後的疼痛、傷口的併發症、美觀的問題、甚至臥床、活動與返回日常正常作息的時間都因此而延後,對於目前捉襟見肘的全民健保給付而言,多的住院時間、多的併發症都是增加醫療給付負擔的原因。

內視鏡微創手術的出現,對於近代外科醫學的發展而言,可以說是人類在醫學上執行手術上的一個全新的里程碑與突破!其重要性不言可喻。一開始,只是使用細長的內視鏡,從狹小的孔道(例如尿道、肛門、子宮頸、鼻腔、食道或是氣管)進入體內,初期使用肉眼直接觀察內視鏡內的影像,目的作為觀察診斷之用。然而材料科學與電子學進步下,影像攝影系統的普及以及輕量化,讓手術視野的分享與清晰度有大規模的改善。在婦科微創手術享有盛名的美國Farr Nezhat教授,曾經於Fertility & Sterility期刊中撰寫一篇回顧婦科微創手術的發展史的文章,其中所展出在1988年時使用的彩色攝影機系統照片,攝影機大到需要兩隻手方能扛起使用。可是現在呢,每個人的手機上所附帶的攝影鏡頭,其精細度與解析度都超越當初磚頭大攝影機不知多少倍!目前手術中所使用的影像系統,HD(High Density)已經是最低的要求了,然而其體積縮小的程度,已經可以用手掌完全握住而不累。更新的系統,甚至具備即時立體(3D)的能力,可以讓施術者藉由穿戴立體眼鏡方式,在手術中以觀察立體影像的方式進行手術,不但排除了傳統內視鏡影像缺乏景深的缺點,更可以在沒有巨大花費更新原有手術系統的情況下升級。

近年來,也因為許多手術醫師爭相投入內視鏡手術的範疇,新一代醫師在操作內視鏡與微創器械上進行手術的技術也大幅進步,內視鏡微創手術在各個手術領域中都大有突破!目前患者甚至將微創手術列為第一優先選擇的手術方式,接受度上也日漸提高,尤其是婦科手術,微創手術滿足女性愛美不想留疤的喜好,不論在良性或是惡性腫瘤的腹腔鏡手術,現在的手術數目是逐年上升。然而腹腔鏡微創手術雖然對患者術後的恢復期與傷口美觀大有助益,相對的,手術的缺點也被放大檢視,舉例來說,施術醫師的養成時間長、手術視野(景深)的受限、困難手術帶來較長的手術時間與困難的器械的操作,其實都是很大的阻礙!舉例來說,婦癌腫瘤專科手術的進行在使用內視鏡微創方式完成就有意想不到的困難。一個完整的婦癌分期手術必須包括子宮、子宮周圍結締組織,陰道近端、雙側卵巢輸卵管切除、後腹腔內淋巴摘除、大網膜切除甚至闌尾切除,在使用傳統腹腔鏡器械的操作之下,手術整體進行的時間過長、傳統腹腔鏡器械用於精細操作不易、手術醫師擺位困難造成徒手操作時的過度疲勞,連帶使婦癌患者暴露於長時間麻醉的風險之下。這些因素也使許多傳統婦癌前輩醫師,因此拒絕使用傳統腹腔鏡手術來進行此種困難度高的婦科癌症分期手術或廣泛性子宮根除手術。許多專精腹腔鏡手術的醫師也因為手術時間長,體力負擔增加,久而久之出現許多手腕、膝蓋、踝與腰椎關節的傷害。

目前台灣地區民眾和西方歐美國家民眾一樣,因為飲食西化的影響,攝食高熱量、高膽固醇飲食的緣故,因此對健康的現況造成了嚴重的危害。高血脂、高血糖與高血壓的三高患者隨處可見。代謝異常所造成的肥胖症狀,也造就了許多特殊的癌症,在婦癌科中尤其以子宮內膜癌為近年來病患數上升最快的婦癌,這和美國的婦癌趨勢基本上是完全相同。對於這些過度肥胖的患者而言,一旦罹患婦科癌症,且需要接受手術時,風險比起一般的患者高出甚多!傳統的婦癌開腹手術必須大幅增加開腹傷口的長度來克服手術視野不好的困難,連帶造成開腹手術傷口的癒合較慢、患者的疼痛增加與臥床恢復時間較久!術後下肢與肺部血管栓塞的風險,因臥床時間增加而上升。此外,患者的代謝性疾病,例如糖尿病,又是容易造成術後傷口發炎與併發症的主因。大的手術傷口在肥胖患者身上,容易在日後因癒合不良而造成皮下血腫、甚至疝氣的併發症。這些併發症都會增加醫療費用的支出,使得醫療體系的負擔大大增加,也造成了手術患者與家屬的痛苦!在針對施行手術的婦癌科醫師而言,肥胖患者的手術因為視野較差、器械運作較困難,非得以更大的傷口換取較佳的手術視野,因此術中出血量一般均較多,在深骨盆區域、後腹腔淋巴腺摘取更是跌腳絆手,施展不開!陰道部分的手術術式則因大腿肥胖、視野差而使手術更形困難!這些因為肥胖體型造成的手術阻礙,雖然似乎在微侵犯腹腔內視鏡出現有被一一被克服,然而,傳統的腹腔鏡手術仍然存在著相當多不利於手術醫師的操作障礙,使得願意使用傳統腹腔鏡作婦癌手術的醫師仍然很有限!

機器手臂輔助內視鏡手術系統的問世,恰好正是為了彌補了傳統腹腔鏡手術,對手術醫師不友善的缺點而來,目前在全世界裝機率最高的機械手臂輔助內視鏡系統,是美國Intuitive的達文西(Da Vinci)系統。美國藥物食品管理局於2006年通過可以運用達文西手臂輔助微創手術,於婦科及婦癌手術領域之後,終於有令人看見微創手術的新曙光,許多婦癌的醫師與患者得以選擇並接受使用這個新一代的「進階腹腔鏡微創手術系統」來完成困難的婦癌手術。讓手術醫師能以立體視覺手術、高解析度影像系統看得更清楚、微創器械增加類似手腕的活動角度讓手術操作得更細緻精準、人體工學的操作台大幅減少手術醫師的手術疲勞、使得困難繁複的微創手術也能變得如例行傳統開腹手術一般的順暢流利,未來潛力無窮,因此使更多婦產科醫師,尤其婦癌科醫師,願意以微創手術來治療婦癌患者,共同為患者所能獲得的好處與手術安全一起努力。在 2012後,「使用達文西機械手臂系統的微創內視鏡來施行婦癌手術,在歐美已發展國家中,簡直就是施術醫師與婦癌患者在考量手術方式的第一優先考慮選項!」。在各國婦癌專家醫師演講的內容中,達文西手術系統所進行的內視鏡婦癌手術已經被視為是和傳統的開腹式、傳統的內視鏡手術相當的主流婦癌手術方式!在婦癌科常見的三大主流癌症中:子宮內膜癌(微創式癌症分期手術)、子宮頸癌(微創式廣泛性子宮根除手術、主動脈旁淋巴切除術與骨盆腔器官全根除手術)與早期卵巢癌(微創分期手術、二度探查手術與復發腫瘤切除手術)方面,達文西微創手術系統均可以貼近手術醫師的要求與患者的期望。雖然美國在2018年發表微創手術治療早期子宮頸癌的成效不如傳統開腹手術,疾病復發風險較高。然而尚有相當多世界各國婦癌腹腔鏡專家對此研究有所疑義,也提出不同看法與預後數據佐證並無預後差異。在子宮內膜癌的分期手術方面,其實研究結果預後上與傳統開腹手術相比並無預後差異,而且微創手術帶來的併發症遠小於傳統開腹手術。

目前台灣地區各大醫學中心已經建置約40台達文西微創手術系統(Si system19台,Xi system26台)。馬偕紀念醫院早於2012年春夏之際開始於台北總院建構達文西機械手臂微創手術系統Si system,更於2018年將台北院區、新竹院區與台東院區更新為目前最新的Xi system。新的Xi system,除了在手術機械臂的基座上大幅更新,也讓鏡頭可以自由在不同機械輩上裝置,有效增加手術中視野選擇的彈性,更簡化了機械臂與手術套管(trocar)連接的步驟,另外增加雷射定位系統,方便機械臂的定位與裝置。此外影像系統的尺寸降低,放大的倍率加高,更讓醫師在操作上更能得心應手。目前,在馬偕醫院除了婦產科以外,尚有泌尿科、一般外科、心臟外科、胸腔外科、大腸直腸外科與小兒外科使用在不同手術領域之上。

至於人工智慧(artificial intelligence; AI)系統和微創手術結合的部份,目前還在積極的發展之中。在婦產科的應用上,目前最重要的是在胎兒監視器的判讀上,已有初步成果。然而在微創手術部份,達文西系統上的手術模擬器已經可以結合立體動畫與實際手術經驗,模擬出與進行實際手術時相當擬真的畫面,讓操作醫師有實際手術的感覺。未來或許能藉由資料庫的收集,大數據的應用,可以訓練手術電腦系統區別手術中的危險部位(腸道、血管、輸尿管後腹腔神經等等)。在施術者進行燒灼或切割時予以警告來避免併發症的產生。或許有朝一日,能像現代配備自動駕駛的汽車一般,施術者進行手術僅需要擔任監督者的角色,如此,減少施術者疲勞、延長有經驗醫師的執刀生涯,配合以高科技精準的機械手臂協助手術,方為患者之福。