2014 達文西機器人手臂開心手術進修報告 報告人 : 張效煌服務單位 : 臺北榮民總醫院心臟血管外科主治醫師進修期間 :2014.02.23-2014.03.01
目 錄 一 進修摘要 1 二 達文西機器人手臂手術系統介紹 2 三 進修內容概要 3 四 進修內容 5 五 進修心得感想 13
一 摘要 達文西機器人手臂手術 (Da Vinci Robotic Surgery), 原來是由美國太空總署 構想, 主要是想要因應太空生活所可能遇到的緊急手術的問題, 藉由外科專科醫 師在地球上用電腦控制系統遠端操作手術, 而在太空站生活的醫護人員, 可藉由 將機器人手臂放入病人之胸腔或腹腔, 協助手術之進行, 待位在地球之外科專科 醫師完成手術之後, 位於太空站之醫護人員, 便可將病人身上之手術器械移除, 達到治療病人之效果 機器人手臂手術系統的研發已經超過 15 年的時間, 但由 於仍然有許多問題需要克服及解決, 一直到近年來此套系統的功能才漸漸穩定, 目前應用最多的是泌尿外科 一般外科 婦產科 胸腔外科等科別, 而心臟外科 由於手術難度較高, 同時又有手術時間的限制 ( 在手術當中, 心臟停止的時間越 短越好, 如果停止時間過長, 病人可能因心臟肌肉受損而死亡 ), 因此達文西機 器人手臂開心手術, 應用於所有開心手術的比例不到百分之一 然而微創手術是 所有外科手術的共同趨勢, 因此決定前往國外進修達文西機器人手臂開心手術 目前全世界可以提供進修的訓練中心極為有限, 在比較過後決定選擇經驗豐富, 位於美國北卡羅萊納州 (North Carolina) 的東卡羅萊納大學 (East Carolina University, ECU) 附設醫院之訓練中心進修 東卡羅萊納大學附設醫院心臟外科 由國際知名之心臟外科權威 Dr. Chitwood 所主持, 手術團隊中另有一位心臟外科 醫師 Dr. Nifong 亦是國際知名之機器人手臂專家 於是在今年 2 月份前往該醫院 進修達文西手術 1
二 達文西機器人手臂手術系統介紹 達文西機器人手臂手術系統包 括可移動式手術台車 : 在此台車上包 含四個可藉由遠端操控的機器人手 臂, 這四隻手臂分別可以用來操控手 術當中所需要的不同種類的內視鏡 以及微創器械 ( 包含單極或雙極電燒 持針器 不同功能之鑷子等等 )( 圖 一 ), 圖一 這些內視鏡及器械將由助手醫師放入病人之胸腔或腹腔內, 待置入完成後就由手 術醫師在旁邊之包含有 3D 高畫質影像攝影系統 左右手操控手臂之遠端控制台 進行手術 ( 圖二 ) 除這二個部份以外, 另外還有 3D 高畫質攝影系統之主機及 螢幕, 可提供手術室中其他的醫護人員共同監看 ( 圖三 ) 圖二 2 圖三
三 進修內容概要 在去年年底與東卡羅萊納大學附設醫院之訓練中心聯繫並且訂定訓練日期 之後, 於 2 月 23 日前往該中心進行訓練, 訓練的概要內容如下 : Cardiac Training Course Agenda Dr. Hsiao-Huang Chang Feb. 24-28, 2014 Monday, Feb. 24, 2014 10:14am Arrival in Greenville, NC meet with Dr. Nifong Tuesday, Feb. 25, 2014 8:00am Arrival (ECHI@ECU, 115 Heart Drive) Change into Scrubs 8:00 AM - 12:00 PM PowerPoint presentation and Discussion PowerPoint: Robotic Port Placement and Setup Dr. L. Wiley Nifong 12:00pm 1:00pm Lunch, Didactic Session 1:00 PM - 5:00 PM Begin Cadaver Simulation Left Chest Procedure Overview Patient Positioning Port Placement LIMA Takedown Thymectomy 5:00 PM Wrap up/q & A Adjourn Wednesday, Feb. 26, 2014 8:00am Arrival (ECHI@ECU, 115 Heart Drive) Change into Scrubs 8:00am - 9:00 AM PowerPoint presentation and Discussion 3
PowerPoint: Revascularization Dr. L. Wiley Nifong 9:00am - 12:00 PM Lab Session with Cadaver Right Chest Procedure Overview Patient Positioning Port Placement Mitral Valve PFO / ASD Atriotomy Closure 12:00pm - 1:00pm Lunch, Didactic Session, Q&A 1:00 PM - 5:00 PM Lab Session with Cadaver Mitral Valve Repair Simulation Insertion of Annuloplasty Band Closure of Left Atrium Practice with Pig Hearts as needed 5:00 PM Wrap up/q & A Thursday, Feb. 27, 2014 7:30 AM - 7:45 AM Arrival (ECHI@VMC, 526 Moye Blvd) Change into Scrubs 8:00 AM - 12:00 PM LIVE Case Observation Robotic Mitral Valve Repair Dr. Chitwood and Dr. Nifong 12:00 PM - 1:00 PM Lunch, Didactic Session and Case Review 1:00 PM - 5:00 PM LIVE Case Observation Robotic Cryomaze Dr. Alwair, Dr. Chitwood, Dr. Nifong 5:00pm Wrap up/q & A Friday, Feb. 28, 2014 6:56am Depart Greenville, NC 4
四 進修內容 1. 將達文西機器人手臂手術系統的原理 構造 特性以及操作方式做有系 統的介紹, 同時並且將達文西手臂插入人體的方式 及位置進行講解, 手術當中可能會遇到的狀況及危險, 也一併以照片或影片說明 ( 如圖 四 ~ 九 ) 圖四 圖五 圖六 圖七 圖八 5 圖九
相關心得如下 : A. 達文西機器人手術系統由於它有非常優異的 3D 高畫質影像, 醫師在操 作手術時, 對於脂肪 血管 肌肉或心臟組織之解像力非常好不僅具有 十倍以上的放大效果, 同時也提供了近似人眼的立體感 在影像的解析 度及放大效果而言, 它的功能超越了人眼 在 3D 的影像方面表現雖然 已經非常優異, 比一般的商業 3D 立體電影好的很多, 但是跟真正的人 眼所看到的 3D 立體影像還是有一點點距離, 這也是未來可以改善的空 間 B. 此套系統其實可以算是傳統的腹腔鏡及胸腔鏡手術的進化版 操作方式 與概念和之前的胸復腔鏡微創手術類似, 但是因為用機器人手臂取代了 用人手來操作器械, 而達到了一些不同的效果 : 優點為 更靈敏 更精確 操控性更好 可以去除手部顫動之動作, 因此對於手會抖動對手術之不良影響可 以降到最低 類似真人手指及手腕的設計, 讓外科醫師能在 直覺反應 下進行 手術, 大幅縮短了訓練及適應過程 身體的傷口較小, 胸腹壁傷害較少 失血量較少, 比較不需要輸血 6
術後的疼痛較少, 復原期較短 手術醫師大部分為坐著手術, 相同時間下體力消耗較少 缺點為 在電腦控制台以遠端操控的方式控制機械手臂進行手術, 因為觸摸 不到人體的組織因此在進行組織的切除 修補 或縫合時, 沒有直 接或間接的觸感, 使得手術的力道較難以掌握, 手術的力道得需要 靠過去傳統手術的經驗加以控制及修正 就心臟手術而言, 心臟停止的時間會比原來的傳統手術時間長, 若 手術時間過長, 病人的手術風險會增高, 這和其它外科的達文西手 術而言有絕大的不同 本套系統造價接近一億元, 每一支器械之單價接近 20 萬, 在健保財 務困難之情況下, 當然不可能給付, 因此造成醫院及病人之沉重負 擔 2. 模擬手術 ( 假人及豬心 ) 操作 圖十 7 圖十一
A. 當熟悉了電腦控制台以及 機器人手臂的基本控制之後, 便開始進行假人及豬心的模 擬手術, 如 ( 圖十 ~ 十四 ) 假 人的胸腔, 以塑膠及金屬製成, 圖十二 塑膠部分可以打開, 在置入豬 心及固定器之後便開始依照真人手術的方式進行豬心瓣膜修補及豬心縫合手術, 並且做反覆的操作, 總共進行了四例豬心瓣膜修補模擬手術 B. 豬心以及心瓣膜組織的觸感及質感, 非常接近於人的心臟, 是非常適合用來 練習達文西手術的材料, 很可惜目前國內沒有達文西機械手臂手術系統的專門訓 練中心, 由於動物器官及組織並不可以帶入醫院的手術室, 因此目前在國內無法 使用此種模擬方法 圖十三 8
C. 所用的豬心要比我們成人的心臟略小, 即便如此, 達文西機械手臂 依然可以精細的完成手術模擬, 一般而言, 如果身高小於 150 公分以下, 胸腔體積相對太小的病人, 便不太適合進行達文西機器手臂開心手術 3. 模擬手術 ( 真人大體 ) 操作 圖十四 A. 本次的達文西手術, 總共使用二具真人大體 ( 如圖十五 ) 進行手術 模擬, 手術的內容為 經左側胸腔進入進行左側內乳動脈摘取 及 經右側胸腔進入進行二尖瓣膜之修補手術 圖十五 9
B. 經左側胸腔進入進行左側內乳動脈摘取 ( 如圖十六 ) 的模擬手 術, 由於達文西系統具有優異的 10 倍放大效果, 血管組織的解析度 要遠高於一般開心手術時所使用的 2.5~3 倍放大眼鏡, 因此在進行 血管手術的時候感覺要比傳統的微創手術做法更為輕鬆, 血管分支 都能夠看的非常清楚, 也能夠非常容易的進行結紮及分離 不過當 然還是有它的缺點, 由於視野較小, 操作的步驟較為複雜, 手術時 間較傳統微創手術至少長 1 倍以上 同時由於胸腔內需要在肺部以 及胸壁之間打入二氧化碳, 造成肺部擴張略為受限, 才有空間進行 手術操作, 因此病人之血壓及氧氣濃度可能因為此種必要的手術步 驟而變得較難以控制 圖十六 C. 經右側胸腔進入進行二尖瓣膜之修補手術 ( 如圖十七 ) 的模擬 手術, 由於達文西系統的優異放大效果, 所有心臟內的組織及結構 都能夠看得非常清楚, 這是它的主要優點 但仍有一些不可忽視的 10
缺點, 如心臟瓣膜的裁剪及瓣膜 腱索的重建在縫合的技術上, 較 一般傳統手術困難操作, 因為操 作空間有限, 所消耗的時間也較 圖十七 傳統手術多 1 倍以上 另外一個 不可忽視的缺點是, 縫線打結相對困難, 一不小心即可能造成縫線 的斷裂及鬆脫, 最後造成瓣膜的修補或置換無法達到所期待的效果 以上這二個缺點, 都可能會增加病人手術的風險 4. 東卡羅萊納大學附設醫院達文西瓣膜修補手術及冠狀動脈繞道手術觀 摩 : A. 第一位病人為身高 175 公分體重 116 公斤之 49 歲男性, 由於冠狀動 脈三條血管阻塞, 必須進行冠狀動脈繞道手術, 但由於病人非常的 肥胖, 所有的機器人手臂及器械進入病人的左側胸腔都有些困難, 在經過了一個半小時的嘗試手術之後, 仍然無法順利將所需要的左 側內乳動脈摘取下來, 於是便改為進行傳統冠狀動脈繞道手術 在 這個病人身上, 我們也了解到,BMI 超過 35 以上的病人, 要進行 達文西機器人手臂開心手術是有實質上的困難的 B. 第二位病人為心臟二尖瓣膜嚴重閉鎖不全的患者, 由於心臟衰竭的 症狀日趨嚴重, 於是入院進行開心手術 手術依照標準機器人手臂 11
放置位置, 依序置入胸腔 ( 如附圖十八 ~ 十九 ) 病人進行體外循 環後, 將心臟停止, 並且切開左心房, 將牽引器置入左心房後進行 二尖瓣修補手術, 首先將多餘之瓣葉切除並縫合, 接下來置入一個 二尖瓣的瓣膜環, 加強二尖瓣修補的效果, 避免以後二尖瓣環擴大 在手術結束之後, 縫合心臟並恢復正常之心跳 手術順利, 效果良 好 缺點依然是手術所花之時間約為傳統手術之 2 倍時間 圖十八 圖十九 12
五 進修心得及感想 東卡羅萊納大學附設醫院專注於達文西手術之進行已有將近 10 年之歷史, 目前累計之病例數已超過 1000 例, 已有非常豐富之臨床經驗, 對於可能產生之 問題, 也有充分之了解, 也懂得如何去預防, 是一個非常適合進修的訓練中心 但缺點是位居於美國東岸的中心點, 距離台灣路途遙遠, 單程之旅途需要 25-26 小時 達文西手術與傳統之手術操作方法不同, 主刀醫師從頭至尾都無法直接或間 接的接觸病人的器官或組織, 在組織的切除 裁剪及縫合時都必須特別小心 心 臟停止跳動時間的長短必須確實掌握, 以減少可能之手術風險 此外麻醉科醫師 的配合也是非常重要, 因為病人在手術當中的血壓 氧氣及二氧化碳的濃度變化 可能較大也比較不容易維持 手術需要多加練習, 才有可能慢慢精熟 最後, 在此特別感謝沈力揚基金會及台灣心臟外科研究發展協會給予進修經 費的贊助及支持, 使得此次進修訓練能順利完成 13