이 프로토콜은 돼지 모델에서 단일 포트(SP) 로봇 경항문 전중간직장 절제술(taTME)을 시연하며, 최소 침습 직장 수술에 대한 시술적 타당성, 기술적 단계 및 전임상 적용성을 강조합니다.
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방법 논문
돼지 모델(Sus scrofa domesticus)에서의 단일 포트 로봇 경항문 전중간측암 절제술
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이 논문에서
요약
초록
본 연구는 로봇 시스템을 사용하여 SP 로봇 경항문전경 중간직장 절제술(taTME)을 돼지 모델에서 수행하는 단계별 프로토콜을 제시합니다. 목표는 이 새로운 접근법의 실현 가능성, 시술적 특성 및 즉각적인 수술 후 결과를 평가하는 것입니다. 기존의 복강경 및 로봇 시스템과 비교할 때, 이 기술은 좁은 골반 공간 내에서 조작성과 시각화 측면에서 잠재적 이점을 제공합니다. 이 프로토콜은 복부 및 경항문 단계로 순차적으로 진행되며, 수술 준비, 로봇 도킹, 해부, 표본 채취, 문합에 대한 명확한 지침을 제공합니다. 이 연구는 윤리적 고려사항과 재현성을 보장하기 위한 상세한 수술 중 관리 과정을 포함합니다. 대표적인 결과는 수술 중 합병증 없이 직장 절제술이 성공적으로 이루어졌음을 보여줍니다. 총 수술 시간은 140분으로, 로봇 도킹 25분, 복부상 45분, 경항문 박리 35분, 문합 및 봉합 35분을 포함했습니다. 추정 출혈량은 약 10mL였습니다. 이 프로토콜은 SHURUI SP 로봇 시스템을 활용했으며, 이중 연속체 뱀 모양 팔 설계를 통해 제한된 해부학적 공간에서 향상된 민첩성과 기기 제어를 제공했습니다. 이 방법은 표준화되고 재현 가능한 전임상 프레임워크를 구축하여, 임상 번역 전 기술 교육, 고급 장치 테스트, SP 로봇 taTME 프로토콜 개선을 위한 귀중한 플랫폼 역할을 합니다.
서론
최소 침습 수술은 수술 외상을 줄이고 수술 후 회복을 개선함으로써 직장암 치료에 혁신을 가져왔습니다. TaTME는 심부 골반에 대한 탁월한 접근성을 제공하며, 원위 절제면의 시각화를 향상시킵니다 1,2. 그러나 기존 복강경 taTME는 인체공학적으로 부적합하고, 기구의 이동성 제한, 좁은 골반강 내에서 가파른 학습 곡선이 있다는 점에서 제한을받습니다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 로봇 수술 시스템이 개발되었으며, 대장항문 수술에서 유망한 응용을 보여주고 있습니다 4,5. 다빈치 SP와 같은 단일 포트(SP) 플랫폼은 침습성을 줄이지만, 여전히 비용이 많이 들고 단단한 링크와 조인트로 구성된 관절식 기기에 의존합니다. 이러한 전통적인 설계는 일반적으로 단일 케이블 작동에 의존하며, 한 케이블이 끊어지면 전체 기기가 고장 나서 작동 중복이 없습니다.
이에 대응하여 이러한 기계적 한계를 극복하기 위해 SHURUI 내시경 수술 로봇 시스템이 개발되었습니다(그림 1). 강체 링크 시스템과 달리, 이 시스템은 중복된 초탄성 니티놀 백본을 이용해 연속 변형을 통해 움직임을 구현하는 독특한 이중 연속체 메커니즘(뱀 모양 암)을 특징으로 합니다. 이 설계는 복부 내 민첩성을 높이기 위해 손목을 단단히 구부릴 수 있게 할 뿐만 아니라, 작동 중복성을 통해 탑재 능력과 안전성을 향상시켜 시스템이 스트레스 상태에서도 작동하도록 보장합니다. 이 프로토콜은 돼지 모델에서 로봇 TATME 시스템의 적용을 시연하여 절차적 타당성을 평가하고 표준화된 워크플로우를 확립하는 것을 목표로 합니다.
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프로토콜
동물을 이용한 모든 절차는 육군 의과대학 다핑병원 기관동물 관리 및 이용 위원회(승인 번호 2024(325))의 승인을 받았습니다. 이 연구는 실험동물의 관리 및 사용에 관한 국가 및 기관 지침을 준수하여 수행되었습니다.
1. 수술 전 준비
- 허가된 실험동물 공급업체로부터 약 65kg의 건강한 암컷 돼지(Sus scrofa domesticus)를 구입하세요. 공식 수의학 건강 증명서로 건강 상태를 확인하세요.
- 수술 전 12시간 동안 단식시켜 물을 자유롭게 공급하세요.
- 분비물을 줄이기 위해 근육 주사(0.02 mg/kg)로 전투여를 하세요. 티레타민-졸라제팜 주사형 마취제(1:1 조합, 0.08 mL/kg)를 근육 주사로 전신 마취를 유도합니다. 기관내 삽관 후에는 1.5%–2% 이소플루란 흡입으로 마취를 유지하세요. 시술 중 예방적 항생제를 정맥 주사로 투여하세요.
- 동물을 수술대 위에 눕히세요. 복부, 항문주부, 직장 내강을 포비돈-요오드 용액으로 소독하세요.
- 골반 박리 중 방광 손상을 예방하기 위해 요로 카테터를 삽입하세요.
2. 로봇 복부 단계
- 3–4cm 간격의 배꼰리 절개를 만들고 SP 접근 장치를 복강에 삽입합니다.
- CO2 흡입으로 12 mmHg에서 기추를 확립합니다. 복기 전반에 걸쳐 안정적인 12 mmHg 기추를 유지할 수 있는 능력으로 포트 위치 성공을 확인하세요.
- SP 로봇 시스템을 접근 장치에 도킹하고, 왼쪽 측면 수술대에 수직으로 위치시킵니다. 네 개의 기구 팔은 다음과 같이 구성하세요: 쌍극성 박리 겸자용 팔 1, 잡는 겸자용 팔 2, 내시경용 팔 3, 단극 전기소작 가위용 팔 4(그림 1). 복부기 동안의 도킹 구성은 그림 2A에 나와 있습니다.
- 복부 탐색을 시작하여 예상치 못한 병변이나 이상이 없음을 확인하세요.
- 하장간막동맥(IMA)을 확인하고 혈관을 골격화하여 IMA 뿌리를 따라 림프절개 절제술을 시행합니다. 전기 소작술은 주변 조직으로의 열 확산을 최소화하기 위해 주의하세요.
- 왼쪽 산통동맥(LCA) 기점에서 멀리 떨어진 IMA를 클립 및 분할하여 LCA를 보존하여 근위 결장에 충분한 혈액 공급을 유지합니다.
- 중측결장면을 따라 해부하여 S결장과 하행 결장을 동원합니다.
- 복막 반사면까지 직장중간면을 따라 골반 박리를 시행합니다.
3. 로봇 경간문 준비
- 절개 전에 장기 작용 마취제를 사용하여 항문주부 국소 침윤 차단술을 시행하여 적절한 수술 후 진통을 보장합니다. 언급된 수술용 수축 장치를 사용하여 항문 원형 수축을 설정하고 수술 노출을 최적화하세요.
- 윤활된 경간골 포트를 삽입하세요. 직장 내강을 포비돈-요오드 담근 거즈로 소독한 후 희석한 포비돈-요오드 용액으로 세척합니다.
- 항문 가장자리에서 약 5cm 가까운 곳에 원형 주머니끈 봉합선을 삽입하여 직장 내강을 막으세요. 직장 내강이 완전히 폐쇄되면 퍼스스트링이 성공하여 이후 직장 절제술 중 하강내 오염을 방지할 때 확인됩니다(그림 2B).
- 기흉 흡입 전에 멸균 생리식염수로 원위 직장 내강을 철저히 세척하여 이물질과 잔여 포비돈-요오드 용액을 제거하세요.
- 맞춤형 SP 경강간 접근 플랫폼을 항문관에 삽입하세요.
- CO2 흡입으로 12 mmHg의 기공을 확립합니다. 항문경 포트 삽입의 성공은 12 mmHg의 안정적인 기체와 원위 직장 내강의 명확한 내시경 시각 확인으로 확인됩니다.
- 로봇 시스템을 항문 접근 포트에 도킹하세요. 기구 팔은 다음과 같이 할당합니다: 첫 번째 팔은 양극성 박리 겸자에, 세 번째는 내시경에, 네 번째는 단극 전기소작 후크에 할당합니다.
4. 로봇 항문 경위
- 주머니끈 봉합선에서 0.5–1.0cm 떨어진 곳에 전층 원형 직장 절제술을 시행합니다.
- 중계측근(성스러운 차원)에 들어가 하향식 해부를 시작하세요.
- 무혈면을 따라 천골 쪽으로 뒤쪽으로 해리합니다.
- 신경혈관 다발을 조심스럽게 보존하며 측면 절제를 계속하세요.
- 직장을 인접한 골반 구조와 분리하여 앞쪽으로 진행하세요.
- 복막 반사 쪽으로 두개골 박리를 확장하세요.
참고: 항문경 경로에서 절단된 중측측(성평면)이 복부 단계에서 움직이는 평면과 성공적으로 연결(랑데부)하는 지점에서 해리가 완료된 것으로 확인됩니다.
5. 표본 채취 및 문합
- 절제된 직장과 중간직장을 접근구를 통해 경간암을 적출합니다(그림 2C).
- 절제 절제 가장자리를 점검하여 완전성을 확인하세요.
- 근위 대장을 문합 준비하세요.
- 중단된 흡수성 봉합사를 사용해 직접 시각화 하에 손으로 꿰맨 콜론 문합술을 수행합니다(그림 2D).
6. 폐쇄
- 경항문 포트를 제거하고 골반 내 혈전을 보장합니다.
- 복부를 빼내고 복부 포트를 제거하세요.
- 복부 절개부는 근막과 피부에 흡수성 봉합사를 여러 겹으로 봉합합니다.
- 요로 카테터를 제거하세요.
- 수술 완료 후, 동물이 아직 깊은 전신마취 상태일 때, 펜토바르비탈 나트륨(100 mg/kg)을 정맥 주사 과다 투여하여 인도적으로 안락사시킵니다. 심장 박동과 호흡이 없다는 것을 확인해 사망을 확인하세요.
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결과
SHURUI SP 로봇 시스템 사용 중 주요 운영 문제나 장애물은 없었으며, 수술 중 부작용도 발생하지 않았습니다. 추정 출혈량은 약 10mL였습니다. 총 수술 시간은 140분으로, 도킹 25분, 복부 경부 45분, 경항문기 35분, 항문 문합 및 폐쇄 35분으로 구성되었습니다. 이 결과들은 로봇 시스템을 이용한 taTME 수행의 실현 가능성과 안전성을 뒷받침하는 예비 증거를 제공합니다. 그러나 이 보고서는 단일 실험 모델에 기반하고 있기 때문에, 이 기술의 안전성, 효능, 재현성을 검증하기 위해 특히 임상 환경에서 추가 연구가 필요합니다.
그림 1
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토론
SP 로봇 taTME가 돼지 모델에 성공적으로 구현된 것은 이 접근법의 실현 가능성과 기술적 신뢰성을 입증합니다. 절차적 성공을 보장하기 위해 몇 가지 중요한 단계가 필수적입니다. 항문 경유 봉합사의 정확한 위치는 직장 절제술 중 하강내 오염을 예방하는 데 필수적입니다. 마찬가지로, 제한된 골반 공간 내에서 최적의 시각화와 정밀한 해부를 위해 안정적인 기공 유지가 매우 중요합니다 6,7.
SP 로봇 시스템의 도킹도 또 다른 중요한 단계입니다. 정렬 불균형은 기구의 관절 조절 능력 제한과 해양면에 대한 접근성 저하로 이어질 수 있습니다. 적절한 도킹 각도와 적절한 포트 밀봉을 확보하면 이러한 문제를 크게 줄일 수 있습니다.
초기 임상시험에서 흔히 겪은 어려움으로는 항문...
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공개 사항
저자들은 이번 연구 기간 동안 기술 지원과 동물 관리를 제공해 준 육군 의과대학 다핑병원 외과팀과 동물 관리 직원들에게 감사의 뜻을 전합니다. 또한 이 연구에 사용된 SHURUI SP 로봇 플랫폼을 제공해 준 베이징 수르게리 로보틱스 유한회사에 감사드립니다.
이 연구는 충칭 의학과학연구프로젝트(충칭시 보건위원회와 과학기술국의 공동 프로젝트)의 지원을 받아 2022ZDXM015 보조금 번호를 받았습니다.
감사의 글
저자들은 외과 및 동물 관리팀의 도움에 감사드립니다. 이 절차에 사용된 SHURUI SP 로봇 플랫폼은 제조사에서 친절히 제공하였습니다. 이 작업은 충칭 보건위원회와 과학기술국의 공동 프로젝트(보조금 번호 2022ZDXM015)와 충칭 보건 기술 진흥 프로젝트(보조금 번호 2026 cyjstg004)의 지원을 받았습니다.
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재료
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Lone Star Retractor System | 수술 견인 장치 | ||
| SHURUI 단일 포트 로봇 수술 시스템 | Beijing Surgerii Technology Co., Ltd., 중국 | SHURUI SP (SR-ENS-600) | Shurui 단일 포트 로봇 수술 시스템은 단일 절개를 통한 최소 침습 수술을 위해 설계된 새로운 로봇 플랫폼입니다. 뱀 모양의 팔과 연속 변형 메커니즘으로 알려져 있으며, 전통적인 다중 포트 로봇 수술 또는 단일 절개 복강경 수술에 비해 상처 외관과 유연성에서 장점을 제공할 수 있습니다. |
| STARport | 신나이데, 샤먼, 중국 | 변형된 단일 포트 로봇 보조 경항 최소 침습 수술 플랫폼 |
참고문헌
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재인쇄 및 허가
