本方案在猪模型中演示了单孔（SP）机器人经肛全直肠系膜切除术（taTME），重点介绍了该手术的可操作性、技术步骤以及在微创直肠手术中的临床前应用价值。
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方法文章
单孔机器人经肛全直肠系膜切除术在猪模型（Sus scrofa domesticus）中的应用
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
本研究介绍了一种在猪模型中使用机器人系统进行单孔机器人经肛全直肠系膜切除术（taTME）的逐步操作方案。该研究旨在评估这一新型手术方法的可行性、操作特征及术后即刻效果。与传统的腹腔镜和多孔机器人系统相比，该技术在狭窄的盆腔空间内具有操作灵活性和视野可视化方面的潜在优势。本方案包括依次进行的腹腔和经肛两个阶段，为手术准备、机器人对接、分离操作、标本取出以及吻合提供了清晰的操作指导。研究涵盖了伦理考量和详细的术中管理措施，以确保实验的可重复性。代表性结果表明，直肠切除术顺利完成，术中未发生并发症。总手术时间为140分钟，其中包括机器人对接25分钟、腹腔阶段45分钟、经肛分离35分钟、吻合与关闭35分钟。术中估计失血量约为10 mL。本研究采用SHURUI SP机器人系统，其具有双连续体蛇形臂设计，可在解剖空间受限的区域提供更高的灵活性和器械控制能力。所描述的方法建立了一个标准化且可重复的临床前研究框架，为技术培训、先进设备测试以及在临床转化前优化SP机器人taTME操作流程提供了有价值的平台。
引言
微创手术通过减少手术创伤并改善术后恢复，彻底改变了直肠癌的治疗方式。经肛全直肠系膜切除术（taTME）能够良好地进入深部盆腔，并改善远端切除平面的可视化效果1,2。然而，传统的腹腔镜taTME在狭窄的盆腔空间内存在操作人体工学欠佳、器械活动受限以及学习曲线陡峭等局限性3。
近年来，为应对这些挑战而开发的机器人手术系统在结直肠外科手术中展现出良好的应用前景4，5。尽管像达芬奇SP这样的单孔（SP）平台降低了手术的侵入性，但其成本仍然较高，并且依赖由刚性连杆和关节构成的可弯曲器械。这些传统设计通常依赖单缆驱动，一旦其中一根缆线断裂，整个器械即失效，缺乏驱动冗余性。
为此，研发了SHURUI内窥镜手术机器人系统，以克服上述机械局限性（图1）。与刚性连杆系统不同，该系统采用独特的双连续体机构（蛇形臂），利用冗余排列的超弹性镍钛合金骨架，通过连续变形实现运动。该设计不仅实现了紧凑的弯曲腕部，从而显著提升腹腔内的操作灵巧性，还通过驱动冗余增强了负载能力和安全性，确保系统在受力情况下仍能正常运行。本实验方案旨在通过猪模型展示该系统在机器人辅助经肛全直肠系膜切除术（taTME）中的应用，以评估手术的可行性并建立标准化的操作流程。
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方案
所有涉及动物的实验程序均经陆军军医大学大坪医院实验动物福利与使用委员会批准（批准号：2024(325)）。本研究按照国家及机构关于实验动物护理与使用的指南进行。
1. 术前准备
- 从有资质的实验动物供应商处获取一只健康的雌性猪（Sus scrofa domesticus），体重约65 kg，并通过官方兽医健康证明确认其健康状况。
- 术前禁食12小时，可自由饮水。
- 通过肌内注射阿托品（0.02 mg/kg）进行术前给药，以减少分泌物。采用替来他明-唑拉西泮注射用麻醉剂（1:1组合，0.08 mL/kg）肌内注射诱导全身麻醉。气管插管后，以1.5%–2%异氟烷吸入维持麻醉。术中静脉给予预防性抗生素。术中镇痛通过持续吸入1.5%–2%异氟烷实现，并在经肛阶段开始前，于切口前实施肛周局部浸润阻滞，注射0.5%布比卡因。
- 将动物仰卧位置于手术台上，使用聚维酮碘溶液对腹部、肛周区域及直肠腔进行消毒。
- 插入导尿管，以防止盆腔解剖过程中损伤膀胱。
2. 机器人腹部手术阶段
- 在进行初次脐周切口前，常规通过观察足底反射消失、下颌张力丧失及肌肉松弛来确认手术所需的麻醉深度。 作一个3–4 cm的脐周切口，并将SP通路装置插入腹腔。
- 通过CO2气腹建立12 mmHg的气腹压力。通过能否在整个腹腔操作阶段维持稳定的12 mmHg气腹压力，确认穿刺套管放置成功。
- 将SP机器人系统对接至通路装置，将其置于手术台左侧，与之呈垂直位置。按如下方式配置四个器械臂：1号臂用于双极分离钳，2号臂用于抓取钳，3号臂用于内窥镜，4号臂用于单极电凝剪刀（图1）。腹腔操作阶段的对接配置如图2A所示。
- 开始腹腔探查，确认无意外病变或异常。
- 辨认肠系膜下动脉（IMA），游离并骨骼化血管，沿IMA根部进行淋巴结清扫。使用电凝时需谨慎，以尽量减少热损伤向周围组织扩散。
- 在左结肠动脉（LCA）起始点远端夹闭并切断IMA，保留LCA以维持近端结肠的充分血供。
- 沿结肠系膜平面解剖，游离乙状结肠和降结肠。
- 沿直肠系膜平面进行盆腔解剖，直至腹膜反折水平。
3. 机器人经肛准备
- 切口前，使用长效麻醉剂进行肛周局部浸润阻滞，以确保充分的术后镇痛。使用参考的手术牵开装置实现环形肛门牵开，优化手术视野暴露。
- 插入润滑的经肛门通道装置。使用浸有聚维酮碘的纱布对直肠腔进行消毒，随后用稀释的聚维酮碘溶液冲洗。
- 在距齿状线近端约5 cm处放置环形荷包缝合线（2-0聚丙烯缝线），以闭合直肠腔。当直肠腔完全闭合时，表明荷包缝合成功，可在后续直肠切除术中防止腔内污染（图2B）。
- 在建立气腹前，使用无菌生理盐水彻底冲洗远端直肠腔，以清除碎屑和残留的聚维酮碘溶液。
- 将定制的单孔经肛门通路平台插入肛管。
- 以12 mmHg压力注入CO2建立直肠气腹。经肛门通道装置放置成功的标志是：在12 mmHg压力下维持稳定的直肠气腹，并能清晰地通过内镜观察到远端直肠腔。
- 将机器人系统对接至经肛门通路通道。按如下方式分配器械臂：第一臂连接双极分离钳，第三臂连接内镜，第四臂连接单极电凝钩。
4. 机器人经肛阶段
- 在荷包缝合线远端0.5–1.0 cm处行全层环周直肠切除术。
- 进入直肠系膜（神圣）平面，开始自下而上的分离。
- 沿无血管平面向后解剖至骶骨。
- 继续向两侧解剖，仔细保护神经血管束。
- 向前推进，将直肠与邻近的盆腔结构分离。
- 向上延伸解剖至腹膜反折。
注：当经肛路径解剖的直肠系膜（神圣）平面成功与腹腔阶段游离的平面会合（ rendezvous ）时，可确认解剖已完成。
5. 标本取出与吻合
- 经肛门通过入路通道取出切除的直肠及直肠系膜（图2C）。
- 检查切除边缘以确认切除的完整性。
- 为吻合准备近端结肠。
- 在直视下使用间断可吸收缝线手工缝合结肠肛管吻合口（图2D）。
6. 结束步骤
- 移除经肛门穿刺套管，并确保盆腔内止血彻底。
- 解除腹腔气腹，移除腹部穿刺套管。
- 使用可吸收缝线分层缝合腹壁切口，包括筋膜层和皮肤层。
注：结肠-肛管吻合采用3-0聚乳酸-羟基乙酸共聚物（polyglactin 910）缝线；腹部切口关闭时，筋膜层使用0-0 Vicryl缝线，皮肤层使用3-0 Vicryl缝线。 - 拔除导尿管。
- 手术操作完成后，在动物仍处于深度全身麻醉状态下，通过静脉注射过量戊巴比妥钠（100 mg/kg）实施人道安乐死。在给予戊巴比妥钠过量剂量并初步确认心脏停搏后，行双侧开胸术作为辅助的物理方法，以确保动物完全无法恢复生命体征。通过确认心搏和呼吸消失来判定死亡。
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结果
使用SHURUI SP机器人系统期间未遇到显著的操作问题或障碍，术中也未发生明显的不良事件。估计失血量约为10 mL。总手术时间为140分钟，其中包括25分钟的对接时间、45分钟的经腹阶段、35分钟的经肛阶段，以及35分钟的肛门吻合与关闭操作。这些结果初步证明了使用机器人系统进行经肛全直肠系膜切除术（taTME）的可行性和安全性。然而，由于本报告基于单一实验模型，仍需进一步研究——特别是临床环境下的研究——以验证该技术的安全性、有效性和可重复性。
图1：手术机器人系统的概述。SHURUI单孔机器人系统配置的示意图...
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讨论
在猪模型中成功实施SP机器人经肛全直肠系膜切除术（taTME）证明了该方法的可行性和技术可靠性。确保手术成功需遵循若干关键步骤。准确放置经肛荷包缝合线是防止直肠切除过程中发生管腔内污染的基础。同样，在狭小的盆腔空间内，维持稳定的气压直肠对于实现最佳视野和精确分离至关重要6,7。
SP机器人系统的对接是另一个关键步骤。对接错位可能导致器械活动受限以及对分离层面的暴露不理想。确保正确的对接角度和充分的穿刺套管密封可显著减少这些问题。
早期试验中常见的挑战包括由于经肛门入路通道漏气而导致难以维持气腹，以及骶前静脉丛的轻微出血。通过优化通道放置技术、确保有效的软组织密封，并使用机器人器械进行精确止血，这些问题已得到解决8。
尽管该模型具有优势，但仍存在某些局限性。作为在猪模型中开展的临床前研究，其解剖学差异——尤其是...
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披露
作者谨此感谢陆军军医大学大坪医院手术团队及动物护理人员在本研究中提供的技术支持与动物管理协助。同时感谢北京术锐机器人有限公司为本研究提供了SHURUI SP机器人平台。
本工作由重庆市医学科研项目（重庆市卫生健康委员会与科学技术局联合项目）资助，项目编号为 2022ZDXM015。
致谢
作者感谢外科团队和动物护理团队提供的协助。本研究中使用的SHURUI SP机器人平台由制造商慷慨提供。本工作得到重庆市卫生健康委员会与科学技术局联合项目（项目编号：2022ZDXM015）和重庆市卫生科技推广项目（项目编号：2026cyjstg004）的资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 孤星牵开器系统 | 外科牵开装置 | ||
| SHURUI单孔机器人系统 | 北京术锐技术有限公司，中国 | SHURUI SP (SR-ENS-600) | 术锐单孔机器人手术系统是一种新型的机器人平台，专为通过单一切口进行微创手术而设计。该系统以其蛇形机械臂和连续形变机制著称，与传统的多孔机器人手术或多孔腹腔镜手术相比，可能在切口外观和操作灵活性方面具有优势。 |
| STARport | 厦门施奈德，中国 | 改良单孔机器人辅助经肛微创手术平台 |
参考文献
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重印与许可
