第二章
泌尿外科常用导管、内镜及机器人手术

第一节　泌尿外科常用内镜

由于泌尿系统自然腔道的解剖原因，内镜在泌尿外科应用非常广泛。除了经泌尿系统自然腔道的内镜手术，还包括经腹腔、经腹膜后腔隙、经腹膜外腔隙、经皮途径的内镜手术。泌尿外科内镜经历了一个多世纪的发展，已成为腔内诊断和治疗的重要技术工具。泌尿外科内镜的发展推动了泌尿外科诊断与治疗的微创化进程，是泌尿外科发展前进的方向。下面简要介绍泌尿外科常用内镜。

一、膀胱镜的发展历程

远在一千多年前，唐代著名医学家孙思邈在《备急千金要方》中记载：当有尿排不出时，可用“葱叶去其尖，插入尿道”将尿导出体外。这是最早的导尿术。在此之后，尤其是随着现代西方医学的发展，各种导尿管相继问世，为众多尿潴留患者解除病痛。金属导尿管的应用，使人们产生通过它窥视与外界相通脏器内部情况的希望，此即最早萌生制造膀胱镜的愿望。

通过导管观看膀胱腔内一片漆黑，缺少光亮。所以，当时认为关键在于照明。1806年Philip Bozzini用蜡烛照明观看膀胱尿道内情况（图2-1-1），尽管他做了周密设计，由于照入腔内的光线暗，视野也小，难以达到预期目的。之后Segalas P.S.（1821），Fisher J.D.（1827），Grunfeld J.（1873）等利用自然光或人工光对照明作了不少改进，特别是Desormeaux等采用中央带孔的反射镜将光线反射入膀胱内，较用蜡烛直接照明有了很大改进（图2-1-2，图2-1-3）。此方法在很长一段时间内用来观察尿道疾患，但对膀胱来讲，仍未能解决上述不足之处。因此，随之而来的第二个要求即如何把光源移入膀胱内，以增加亮度及照明范围。1867年Bruck J.把灯泡用于牙科照明，1876年Max Nitze将铂丝装在膀胱镜前端，通电后使之发光，达到将光源移入膀胱腔内的愿望，是很大的贡献。但出现发光的同时还有发热的问题，光越亮温度越高，从而限制了它的光亮度，而更重要的是由于尿道管腔狭窄，不可能用粗管，这种管状视野，限制了观察范围（图2-1-4）。

1879年Josef Leiter在Nitze技术的基础上，于晶体接物镜前加上直角棱镜片，使视线通过棱镜产生折射，从而扩大视野，制成了第一台间接膀胱镜（图2-1-5），人们称之为Nitze-Leiter膀胱镜，初步解决了管状视野的限制，扩大了观察范围，至此已做到光源内移和利用棱镜片扩大视野的目的，达到对膀胱镜的基本要求。因此，1879年作为膀胱镜问世的年代正式载入医学史册。膀胱镜成为最早观察人体内脏器官的医疗设备，膀胱镜检查成为泌尿外科疾病的重要诊断手段之一。

二、膀胱镜的进一步完善

1879年之后，Nitze、Dittel、Giiterbock、Schlaginweit等人对膀胱镜又进行了多种改进，包括光源、灌流通道及观察方向、角度等，使之更加实用（图2-1-6）。很快又集中在输尿管插管，虽然Brenner（1887）、Nitze（1894）在此项工作中都有建树，但1895年Casper才制出第一个有实用价值的可做输尿管插管的膀胱镜（图2-1-7），1897年Albarran、Wosidlo等相继制出可同时进行双侧输尿管插管内镜，使之更加实用，同时扩大了应用范围，可分别取双侧肾的尿液进行检查（图2-1-8）。

1908年Ringleb设计了新的光学系统，使内镜的视野更加清晰（图2-1-9），进而制出可观察不同角度视野的观察镜及见返膀胱镜（图2-1-10）。从膀胱镜问世即开始试制一些可进行简单治疗的所谓“手术膀胱镜”，可进行取活检及取异物，至1904年有耻骨上碎石术（图2-1-11），1908年以后即有真正的经尿道碎石器（图2-1-12）及取异物钳，1926年之后逐步制成实用的切除镜（图2-1-13），为经尿道切除膀胱肿瘤及前列腺提供了工具，扩大了泌尿外科内镜的治疗功能。

三、泌尿外科内镜的改进历程

泌尿外科内镜的不断改进，使其技术逐渐成为部分泌尿系统疾病的重要治疗手段，是很大进步。它不单是内镜功能上的改进、扩大与完善，同时也是泌尿系统疾病外科治疗上大的变革，用它可以经过尿道或经皮穿刺对肾、输尿管、膀胱、前列腺和尿道疾患进行极为精确的诊断与治疗。现代泌尿外科内镜所以能成为腔内泌尿外科的重要工具，概括有以下特点：

（一）照明度有了明显改善

20世纪60年代初光导纤维在内镜中的应用，置于体外功能大的灯箱发出亮度极大的强光，通过镜体中的光导纤维传入被检查腔道内，该处即可得到非常明亮的光照。不但能满足视野观察，且可供摄像及录像用。由于灯泡在灯箱处并不在体内，故光亮度明显增强而局部温度并无大的增加，因而一般称之为“冷光源”。实际上所谓“冷光源”是与灯泡在膀胱内照明时相比而言，亮度虽然增加数十倍，而局部液体的温度在诊治时间内增加得并不明显。如果长时间紧贴干布等易燃物品处照射，仍有烤焦之危险，须重视。严格讲“冷光源”是一种不完全准确的概念。

（二）改善图像、扩大视野

随着内镜光学系统的不断改善，特别是1959年Hopkins设计由微柱状镜组成的观察镜及1968年Wolf公司制出的Lumina观察镜的问世，明显改善了所见图像的清晰度，且利用了光学广角镜技术，扩大了观察视野的范围（图2-1-14）。

（三）缩小镜体管径增加内镜功能

使用光导纤维后内镜前端原有放置照明灯泡的弯曲部分可取消，膀胱镜无必要再制成前开口与后开口者，而制成新一种类型的膀胱镜（图2-1-15），这样不但简化了检查膀胱所用内镜，同时也可使用同一内镜既可检查膀胱，也可检查尿道，成为真正的多功能或全能镜。广角镜技术的应用可减少观察镜体管径而视野还扩大，镜鞘内即可有更大的腔隙用于通过诊治附件，增加其功能，而镜鞘管径的缩小使操作更加方便，患者的痛苦更小。

（四）制成检查尿路各部位的内镜

随着内镜照明及光学系统的不断改进，泌尿外科内镜已不限于检查膀胱和尿道，现又制成经尿道输尿管肾镜（图2-1-16），可以直接检查输尿管及肾盂部位的状况，更可通过它进行该部位一些疾病的治疗。还制成经皮肾镜（图2-1-17），直径较粗，可以经腰背部皮肤穿刺后放入肾内进行诊断及治疗，使泌尿外科内镜可到达全尿路的各个部位，以进行直视检查及治疗，这是极为重要的进展。

（五）制成各种用途内镜

现在除了高质量膀胱尿道镜外，根据不同用途制成切除镜、取活体镜、碎石镜、显微膀胱镜等。

（六）制成可弯内镜

有专用于尿道及膀胱之尿道膀胱镜（图2-1-18）、输尿管镜等。管径细，且可弯曲，减少痛苦，可观察各个方位病变，是内镜制造技术的长足进步。

（七）各种附件及辅助治疗设备不断完善

这为经内镜治疗创造了条件。

1.碎石用器械及设备

如碎石钳、超声碎石装置、液电碎石仪、激光碎石仪等。为治疗膀胱结石、输尿管结石及肾结石开辟了新的方法。

2.切割用器械及设备

如尿道内切开刀、高频电刀等，为治疗尿道狭窄、膀胱肿瘤和前列腺肥大的有效方法。

（八）视频技术的应用

很长一段时间内腔镜诊断及治疗操作过程，医务人员必须通过目镜这一小孔观察，很不方便。①眼睛很累，且姿势也不舒适，易于疲劳；②只能操作者一人观察，其他人看不到，教学较难。以后制出各种教学镜企图改变“一人看”的局面（图2-1-19），但医务人员仍不能从特殊姿势解脱。随着视频技术的发展，已可将腔内操作过程通过摄像系统映示在彩色屏幕上，从而使整个操作过程供在场医务人员一同观看，加强了腔内手术组人员间的相互配合，也可使众多有经验专家共同发挥其智慧，提高了诊治水平。现在更可通过传输系统在远处转播，为培训特别是集体培训提供了有利的手段，而且尚可同时把全过程录像，以备重新放映。目前所有内镜操作（包括诊断及治疗）均可使用视频技术，故有视频泌尿外科这一专有名称出现，实际是腔内泌尿外科的新进展。其技术及设备也在日益改进，例如原有摄像头较笨重，而目前已发展成较纤细、轻巧（图2-1-20），且已解决指示方向问题，克服了加上摄像头弄错方向的缺点。其图像则由原球面透视镜图改为平面图（图2-1-21），从而解决了广角鱼眼效应，使图像更加逼真、清晰，图中还增加尺寸标记，使操作者不会受图像放大而产生失真感。

由于光源的改善，不但光亮度好，且保留了组织的自然色彩。因此可以讲，视频技术的应用确实促进了泌尿外科腔内诊治技术的发展。尿道镜外，根据不同用途制成切除镜、取活体镜、碎石镜、显微膀胱镜等。

四、腹腔镜开创尿路腔道外诊治微创技术

前面介绍泌尿外科内镜均在尿路腔内进行诊治，因而限制了诊治范畴。20世纪80年代腹腔镜发明后则把诊疗技术扩张到尿路以外。可以对肾上腺、肾、输尿管、膀胱、前列腺、隐睾、精索静脉曲张及腹膜后淋巴结进行诊治。

（一）穿刺器和注气装置

腹腔与腹膜后间隙与一般空腔脏器不同，平时并无大的空隙，且不与体外连通，故：①需穿刺且开创通道，便于腔镜及操作器械通过；②需注气以造成可视空间；③可以悬吊挂钩取代注气扩腔作用。

（二）观察镜与操作部件分离

它可以增粗，视野更加扩大、清晰，操作更加自如。

（三）操作部件可以呈多样性

根据需要有拉钩、分离器、剪刀等，具切割、分离、钳夹、电凝、止血和取出等多种功能。

（四）视频技术是腹腔镜必备条件

所有操作均由彩色屏幕映视，可供所有参加手术人员观看。其也是操作者进行手术的依据，目前技术的发展使图像已能够达到高清及4K。而三维立体显像系统的问世，使图像更趋向立体化的实际组织结构，使术者学习曲线大大缩短，极大促进了腔镜手术的发展，虽然仍需佩戴特制3D眼镜，且价格较贵，但已在全国大型三级医院得到较为广泛的应用推广。

五、国外手术机器人系统

手术作为外科疾病的主要治疗手段已有1个多世纪的历史，从切开、止血、结扎、暴露、分离、切除到缝合均在直视下进行。如果病变深在，则入路创伤也随之增加，人们在争取切除病变组织的同时尽可能减少对正常组织的破坏，减少出血，提高疗效，减少合并症。20世纪80年代初开始腹腔镜手术，称为微创手术，是对传统手术的改革，是外科手术技术的发展。由于它是借助加长操作部件的长度达到在体外通过器械操作进行手术之目的，掌握较难，操作还存在许多不便。1995年美国Intuitive公司创建外科手术机器人系统，称为 da Vinci（达·芬奇）机器人，他们与美国商用机器公司（IBM）、麻省理工学院及多家公司联合研究，经过几年努力，完善计算机控制及手术操作系统，并于2000年用于临床。

（一）名称

本系统虽有计算机参与但都是为了术者方便操作，还谈不上思维，故称“机器人”不确切，以机械臂或机械手为宜（图2-1-22）。

（二）特点

1.节省人力

只需术者、助手及护士各1人。

2.效果好，副作用少

由于视野放大10～12倍，故手术更加精细，出血量少，破坏正常组织少，且可达人手难以达到的较小部位进行操作。机械手由多关节组成，灵活自如，犹如人手直接进行手术操作，为其优点。

（三）da Vinci手术系统组成部件

1.操作台（图2-1-23）

①Insight三维立体图像视觉系统，可放大10～12倍（图2-1-24）；②双手操作器，以操作2～3个机械手；③脚踏控制开关。

2.机械手

其前端可根据不同手术更换不同部件，包括电刀、止血钳、持物钳、剪刀、电凝器等（图2-1-25）。由于机械手有众多关节，操作较为灵活，可像真手一样做各个方向的动作（图2-1-26），加上三维图像及放大效应，使操作更加精确。

3.手术显示屏、腹腔充气装置等

凡是机器人腹腔镜手术，均可通过此系统进行。它易于掌握，操作直觉性好，可达手眼一致。且可减少一般腹腔镜操作时颤抖和多向震动之不足，提高手术安全性。熟练医师用此系统做前列腺根治术仅需60～90分钟，术中出血少于100ml，尿失禁及ED发生率明显下降。由于产品价格较贵，目前在国内仅有300余台，仅在大型三甲医院开展。

六、国产手术机器人系统

目前国内多个厂家已自主生产机器人手术系统，某些品牌机器人已取得了不劣于da Vinci机器人手术系统的良好效果，且设计与da Vinci机器人有显著区别，打破了进口da Vinci机器人的垄断地位。假以时日，国产机器人手术系统必将取得更大的发展。

（郭应禄　周利群）

第二节　机器人手术在泌尿外科的应用

一、手术机器人系统发展历史

1985年最早的手术机器人“美洲狮560”出现并被用于脑外科手术。1993年，伊索（AESOP）是第一个被FDA批准的内镜机械手。通过脚踏板或声音信号传递术者要求，而伊索系统根据该要求移动内镜摄像头，这标志机器人技术迈出了介入外科手术的关键一步。随着机器人工程学发展，适于复杂微创手术的主从系统被开发应用。宙斯（Zeus）系统通过联合伊索和两个机器人机械手臂而构成。外科医师坐在操作台上，查看3D图像并操纵手柄控制机器人。2001年，外科医师在美国纽约通过观看电视屏幕操纵机械手，远距离遥控7 000km外医院手术室里的机器人宙斯，成功地进行了一例腹腔镜胆囊切除术。此次手术的成功是远程手术的一个里程碑，标志外科手术跨时代的飞跃。然而，由于公司合并，宙斯系统已被停用。

2000年da Vinci机器人系统被FDA批准使用，为目前世界上仅有的、可以正式在腹腔手术中使用的机器人手术系统。2001年Binder等报道了10例应用第一代达芬奇手术机器人系统辅助完成的腹腔镜下根治性前列腺切除术，从此，机器人辅助的泌尿外科腹腔镜手术得以迅速发展。

目前最先进的是第三代达芬奇（da Vinci）手术机器人系统，该系统可配备双人操作台配备、术中荧光显影技术、单孔设备、术中冲吸器、术中组织切割器、术中超声辅助定位、达芬奇手术模拟训练等。da Vinci机器人是以腹腔镜技术为基础，又克服了其诸多局限性。其优点主要有：①术者坐位操作，降低了劳动强度，适合复杂和长时间的手术；②具有视觉景深的高清晰3D成像系统，没有杠杆作用，操作更符合直觉；③滤除了人手的生理性震动，增强操作稳定性；按比例缩小操作的动作幅度提高了手术精确性；术者头部离开目镜，手术器械即被原位固定，提高了安全性；④7个自由度的手术器械极大提高了操作的灵活性；⑤术野被放大10～15倍、使用更精细、灵活和稳定的器械，使常规腹腔镜手术难度较大的缝合和吻合操作变得简单方便；⑥操作直观，便于学习掌握，学习曲线比传统腹腔镜外科更短；⑦使远程手术成为可能。

二、达芬奇手术机器人系统应用现状

2006年底中国人民解放军总医院购入了中国内地第一台da Vinci机器人，2007年完成了国内第一例机器人辅助根治性前列腺切除术。随后，国内13家大型教学医疗中心相继购入da Vinci机器人并相继开展机器人手术。截至2013年12月，da Vinci系统在全球装机2 967台，国内装机18台（解放军总医院4台，解放军总医院海南分院1台）；国内机器人手术共6 535台，其中泌尿外科1 764台位居各专科之首。

国内早期开展的机器人手术主要是根治性前列腺切除术，现在已能完成泌尿外科所有的腹腔镜手术，如根治性前列腺切除术、根治性膀胱切除术、盆腔淋巴结清扫术、根治性或单纯肾切除术、肾部分切除术、肾盂成形术等，尤其是需要精细操作的功能重建性手术。其中根治性前列腺切除术临床应用最为广泛。

1.机器人辅助根治性前列腺切除术（robot-assisted radical prostatectomy，RARP）

目前，美国70%以上的根治性前列腺切除术是在达芬奇机器人辅助下完成的，Patel于2010年报道了其2 500例RARP的临床总结。国内机器人数量较少，根治性前列腺切除术还主要采取腹腔镜手术方式。解放军总医院泌尿外科自2009年开始开展较大样本量的RARP手术，笔者的经验是RARP患者的失血量（EBL）、输血率、疼痛评分、住院时间、术后置尿管平均时间较耻骨后前列腺癌根治性切除术（RRP）显著改善。国外Menon比较了30例RRP患者和30例初始RARP患者的上述指标，结果也显示RARP组显著改善，Ficcara也报道了类似结果。切缘阳性率是肿瘤学结果的一个重要指标，RARP较开放手术有明显的优势。另外，机器人组和开放组的并发症发生率分别为9.6%～26%、11%～37%。Barocas比较了491例RRP与1 413例RARP患者平均10个月的随访结果，发现尽管调整了病理分期、分级及切缘状态，两组3年无生化复发生存率类似。

尿控是评估前列腺切除术后功能恢复的重要指标。Krambeck比较了294例RARP临床局限性前列腺癌和588例RRP，随访1年未显示两组之间尿控有显著性差异。此外，Rocco报道RARP、RRP后1年尿控比率分别为97%和88%。

术后性功能恢复是泌尿科医师和患者共同关注的问题之一。Tewari认为RARP术后能更快地恢复勃起功能。研究结果显示RALP术后恢复勃起的平均时间为180天，RRP术后恢复勃起的平均时间为440天，大约一半的患者700天后仍未恢复勃起功能。Box和Rafael均报道了类似的结果。

2.机器人辅助肾切除术（robot-assisted nephrectomy，RAN）

机器人肾根治性切除术和单纯肾切除术是一个可行和安全的手术方式，与腹腔镜手术比较机器人肾根治性切除术和单纯肾切除术并未见明显优势；但是，费用成本分析说明机器人较腹腔镜手术花费明显增多。机器人系统可能更适合应用于伴有静脉血栓形成的复杂肿瘤。Abaza报道了5例伴有下腔静脉瘤栓的肾肿瘤患者机器人手术，机器人系统切开下腔静脉并缝合缺口。机器人辅助腹腔镜肾切除术也适用于肾脏捐赠者，一个35例机器人肾根治性切除术的研究结果显示肾脏热缺血时间平均5.9分钟。

3.机器人辅助肾部分切除术（robotic partial nephrectomy，RPN）

达芬奇机器人手术系统在肾部分切除手术方面有明显优势，比如三维视野、关节器械、缩放动作、震颤过滤、第四机械手臂的辅助、TileProTM软件、一个实时术中超声平台，所有这些工具都有益于克服腹腔镜肾部分切除术的技术难题。Gettman第一次报道机器人辅助肾部分切除。Wang AJ研究了40例RPN和62例LPN患者资料，结果显示两组之间的EBL、集合系统修复及切缘阳性率无显著性差异。此外，RPN组的平均手术时间、热缺血时间显著降低。Haber的结果却与此不同，他发现RPN与LPN的平均手术时间、热缺血时间没有明显的区别。

有研究对RPN的安全性和有效性进行了评价，结果显示主要并发症的发生率为8.2%；随访26个月，没有患者复发，肾功能无显著变化。但目前文献报道多为回顾性研究，且随访时间较短，期望有更多前瞻性研究可以得出令人鼓舞的结果。

4.机器人辅助膀胱根治性切除术及尿路改道术（robotic-assisted radical cystectomy，RARC）

开放性膀胱根治性切除术（ORC）是肌层浸润性膀胱癌治疗的“金标准”，但其并发症发生率高是临床一大难题。据统计ORC主要并发症发生率10%～20%，死亡率达2%～3%。机器人辅助膀胱根治性切除术（RARC）相对于ORC的优势是失血量减少、疼痛减轻及住院时间缩短，已经逐渐成为膀胱癌治疗的一种方式。研究表明与开放手术相比，RARC具有手术创伤小、手术视野暴露清晰、术中出血少、术后恢复快等明显优势，且肿瘤治疗效果与开放手术无明显差异。尤其是近年来，RARC在扩大淋巴结清扫和保留性神经的技术方面又有了新的发展，对于提高肿瘤患者预后和改善患者术后生活质量方面起了推动作用。

围手术期间的并发症发生率是短期内评估手术方式的最重要指标之一。Ng等研究比较RARC与开放手术之间的严重并发症发生率，术后30天和90天差异均有统计学意义，尤其是在术后30天；RARC在任何级别肿瘤术后并发症发生率方面均存在明显优势。

肿瘤学预后是一项新的技术的重要评价指标。文献报道，RARC术后1～2年的总生存率为90%～96%。然而，尽管短期随访结果令人鼓舞，但RARC的肿瘤学结果很大程度上仍然不能确定，长期的随访观察对于判断RARC的预后是十分必要的。

5.肾盂成形术（robot-assisted pyeloplasty，RAP）

微创手术的优势对于肾盂成形术患者是明显的。当然，操作时间长仍然是一个挑战。Gettman在2002年报道了第一例临床机器人辅助肾盂成形术（RAP）。Gupta前瞻性评估了85例RAP，平均手术时间为121分钟，吻合时间为47分钟。平均随访13.6个月，基于影像评估结果总体成功率为97%。

后腹腔RAP研究较少。Kaouk报道了10例后腹腔RAP，手术时间为175分钟，出现了较小的并发症。其优势是后腹腔途径可以直接暴露UPJ，缺点是有限的操作空间与对大多数泌尿科医师陌生的后腹腔解剖。Cestari比较了36例后腹腔RAP和19例经腹腔RAP，结果显示两组的平均手术时间、住院时间、并发症发生率类似。

研究证明RAP具有可行性、有效性和安全性，但是机器人的高昂成本限制了RAP的广泛应用。目前，尚缺少高质量的研究证明机器人相比标准治疗（腹腔镜、内镜或开放）有更好的效果。

三、总体评价及展望

达芬奇手术机器人系统由于具备的高清放大、稳定操作、高度灵活等特点，因此在泌尿外科微创手术中具有明显优势。一方面，该系统能够将视野放大10～15倍，在高清的三维立体图像下进行手术，更能够清晰辨别盆腔内组织结构，以完成精细的分离切割等操作，再加上机械手有人手无法相比的稳定性及精确度，更易于保护神经和控尿结构。另一方面，该系统通过其器械前端的仿真手腕，突破了人手的局限，在原来手伸不进的区域，机器手可以在360°的空间下灵活穿行，完成转动、挪动、摆动、紧握等动作，尤其是在狭窄骨盆中进行根治性膀胱切除术和根治性前列腺切除术时，其优势明显。这些特点也使该系统进行重建缝合术十分方便。

达芬奇手术机器人外科手术在欧美等国家已成为泌尿外科主流手术方式。而国内，由于机器人价格昂贵，只有少数医院配备。国际上，机器人应用最普遍的是前列腺癌根治性切除术，另外其他的手术如肾盂成形术、肾脏部分切除术也在大量开展。国内由于手术费用的原因，大多数情况只用于前列腺癌根治性切除术，小部分情况下用于膀胱根治性切除术、肾部分切除术。

目前机器人手术存在以下问题：

（1）机器人手术的费用高昂，昂贵的购买和维护费用限制了其在国内的推广应用。

（2）机器人手术不具备开放手术的触觉反馈作用，手术医师可能意识不到对周围组织结构的损伤。

（3）机器人手术并非适合于所有患者，如二次手术、放疗后补救性手术，以及盆腔组织粘连严重或过度肥胖的患者更适合行开放手术。

总之，机器人手术的微创优势明显，但其手术高昂的成本和医疗费用成为当前制约国内机器人手术应用和发展的主要障碍。尽管如此，目前国内有超过50家大型医疗机构正在积极运作引进da Vinci机器人，有理由相信国内机器人手术的应用会日益广泛。

（张旭） ftoONfXtBBDJonZQMaX/Js5RHGtxpQ5PmJkbVJokV+CA2SzYGFB4ZnCFS+tN3Tx+