AquaBeam系统由三部分组成：规划模块(conformal planning unit, CPU)、控制模块和机器人操作件(图1)。

图1

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	图1 AquaBeam系统

患者接受硬膜外麻醉后取截石位, 放置双平面经直肠超声(transrectal ultrasonography, TRUS)探头, 在规划模块上可看到前列腺的实时图像, 操作者使用此图像来规划切除的范围和轮廓。将参数输入规划模块, 规划模块将参数传输到控制模块, 控制模块直接控制盐水喷射压力, 根据外科医生规划的范围进行自动切除。操作者在直视下将F₂₂硬性膀胱镜置入膀胱。移除内芯, 置入机器人操作件并固定(图2), 使用带有矢状位和横轴位图像的实时双平面TRUS探头来调整水刀切除的长度、深度和角度。水刀由脚踏板启动, 垂直于操作件发射(图3), 该过程自动进行, 可以随时终止或实时调节切割深度。使用蠕动泵注入冲洗盐水, 同时吸出含组织的冲洗液, 以维持恒定的膀胱内压力。水刀自动切割结束后, 取出操作件, 连接膀胱冲洗器, 冲洗出膀胱内的残余前列腺组织。部分患者可采用电灼或激光进一步止血, 最后放置三腔尿管持续冲洗。

图2

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	图2 AquaBeam系统机器人操作件细节及固定臂

图3

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	图3 控制模块软件操作界面

2015年Faber等^[7]首先报道在8只犬动物模型中进行了经尿道前列腺机器人水刀切除术的安全性评估。纳入研究的前列腺大小为16~34 g, 水刀切除平均时间60.5 s, 切除后使用激光对前列腺窝进行止血。术中出现1例假道, 术后出现2例尿路感染。术后解剖检查显示前列腺包膜结构完整, 从括约肌到膀胱颈尿道梗阻缓解。组织学检查显示尿道通道由多层上皮构成, 其下有再生的纤维肌层和弹性基质支撑。这一区域以外的细胞结构没有受到影响, 这表明水刀对周围组织是安全的。

随后新西兰陶朗加（Tauranga）泌尿外科中心的Gilling等^[10]报道了最初的临床实验, 入组者为15例药物治疗无效的BPH患者, 平均年龄73岁(59~86岁), 平均前列腺大小54 g(27~86 g)。15例患者中有6例有明显的中叶突出。平均手术时间48 min, 平均水刀切除时间8 min。平均IPSS评分从基线的23分改善到术后6个月的8.6分(P< 0.01)。平均Q_max从基线的8.4 mL/s改善到术后6个月的18.6 mL/s(P< 0.01)。尿动力学参数中, 最大尿流率时逼尿肌压力(detrusor pressure at maximum flow, PdeQ_max)由6.468 kPa(66 cmH₂O)改善至4.41 kPa(45 cmH₂O)(P< 0.01)。前列腺体积平均减小36 g(P< 0.01)。14名患者在术后第1天成功拔除导尿管。手术后30 d内5例患者暂时留置尿管, 3例患者出现血尿, 2例出现间断性排尿困难, 均未采用药物治疗, 自行缓解。1例患者术后90 d内再次接受手术治疗。无患者出现勃起功能障碍、逆行射精或尿失禁。无一例需要输血或发生术后电解质紊乱。该试验了证实了此类手术的安全性和可行性。

Gilling等^[8]在新西兰和澳大利亚的三个医院进行了一项更大规模的多中心单臂2期前瞻性临床试验。试验纳入了21例50~80岁有中度到重度LUTS的患者。纳入标准还包括IPSS> 12分, 尿流率< 12 mL/s, 前列腺体积25~80 g; 排除标准包括活动性尿路感染、尿潴留或排尿后剩余容量大于400 mL。主要终点为IPSS改变, 次要终点是6个月时的尿流率、TRUS中前列腺体积和逼尿肌压力改变。21例患者平均前列腺体积为57.2 g, 1例患者的前列腺体积为102 g。手术均获得成功, 平均手术时间为45 min。平均水刀切除时间为5 min, 平均止血时间为7.5 min。21例患者中有20例留置尿管1 d, 其中19例在住院1晚后出院。血红蛋白平均下降8 g/L。患者在术后1个月LUTS开始改善, 并在12个月的随访中持续改善。12个月时主要终点IPSS提高了16分(P< 0.01)。此技术也显著改善了所有次要终点, 平均Q_max由8.7 mL/s增加到18.3 mL/s(P< 0.01)。剩余尿量由136 mL降至54 mL(P< 0.01)。术后6个月随访, PdetQ_max从6.37 kPa(65 cmH₂O)降至3.822 kPa(39 cmH₂O)(P< 0.01)。前列腺体积从53 cm³减少到35 cm³(P< 0.01)。按Clavien-Dindo不良事件分类进行评估, 6例患者发生不良事件, 包括1级(排尿困难、血尿和重新插入尿管以留置尿管)和2级(需要药物治疗的尿路感染)。

3.2 WATER Ⅱ 研究

此研究是针对前列腺体积为80~150 mL的BPH患者的一项多中心前瞻性研究（研究编号NCT03123250）^{[13, 14]}, 其他纳入及排除标准与WATER研究类似, 最终有16个中心（美国13个、加拿大3个）入组101位Aquablation组患者。在此研究中Aquablation组在水刀切除后没有采用WATER研究中的电凝止血, 而采用了同一公司最新研制的一次性体外尿管牵拉装置CTD(catheter tensioning device)。CTD以耻骨区域为支撑, 以保持导尿管上的张力, 拉力值可在600~1 500 g间进行调整, 并在牵拉器左侧轴显示。

Aquablation组平均手术时间37(15~97)min, 水刀切除时间8(3~15)min。34例患者采用1次切除, 67名患者采用2次至更多次的分叶切除。术后止血采用CTD(n=98, 平均持续时间18 h)或前列腺窝内水囊直接压迫(n=3, 平均持续15 h), 没有使用电灼止血。术后平均住院时间为1.6 d(1~6 d)。术后出血14例(13.8%), 其中8例通过输血好转, 6例通过电灼止血。与术前相比, 术后3~6个月IPSS（23.2 vs. 6.7）、Q_max（8.7 mL/s vs. 18.8 mL/s）和剩余尿量（131 mL vs. 47 mL）均得以显著改善。此研究说明Aquablation对于前列腺体积较大的患者, 疗效显著, 可减少手术时间和住院时间, 保护射精功能。手术相关的并发症和输血率均在可接受范围。

图4

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	图4 体外尿管牵拉装置(Procept BioRobotics, 美国)

Aquablation结合了水刀本身低温、高效及组织选择性切割的特点, 计算机精确控制及机器人自动操作的优势, 极大减少了外科医生的重复操作, 降低了手术对性功能和尿控的不利影响。HOLEP和TURP患者术后70%以上有逆行射精, 尿失禁发生率约为1%~2%^[1]。而Aquablation通过在手术前对膀胱颈和精阜周围腺体的标记, 术中通过水刀采用特有参数进行精细切割, 避免了术中热损伤, 使得手术效果得以优化。

新西兰陶朗加（Tauranga）泌尿外科中心的Gilling教授在Aquablation的探索中起到重要作用, 他进行了首例临床探索和对比研究, 为这种手术方式的改进, 设备的完善, 临床安全性和有效性的评估提供了诸多原始数据支持^{[8, 9, 10, 15, 16, 17]}。此后西南医学中心的Roehrborn教授和南加州大学的Desai教授分别开展的WATER研究和WATER Ⅱ 研究, 确立了这一技术的临床地位和适用范围。使得Aquablation迅速进入AUA^[11]和EAU指南^[12]。

在各项临床试验中, Aquablation可显著改善IPSS和尿流率, 这些客观指标的改进与TURP相当。目前Aquablation的总体手术时间与TURP和激光接近, 而水刀的工作时间平均为7 min, 随着技术的成熟和参数设置的简化, 相信Aquablation总时间会进一步减少。且Aquablation已经达到了极好的安全性, 与目前的常规技术相比, AquaBeam“ 前列腺水刀机器人手术系统” 的优势及特点如下：①图像实时导航：在B超图像的实时导引下, 进行手术规划, 自动生成手术路径, 保证手术的精准, 提高了对手术的决策以及手术计划; ②个性化治疗：针对不同大小的前列腺可进行一次切割或分叶切割。针对突入膀胱内的前列腺中叶、膀胱颈、精阜周围腺体, 采用特有的切割参数, 优化手术效果, 减少并发症; ③自动化操作：机器人控制系统中, 医生只需要做好手术规划, 在显示屏上监控自动切割过程, 同时可以精准控制水流喷射的速度和精度, 有助于减少学习曲线和不同外科医生之间的个体差异; 主刀医生可实时微调切割深度, 或终止机器人自动操作; ④独有的水刀切除（Aquablation）技术：利用接近声速的水流喷射进行精确切割, 具有组织选择性, 显著减少术中出血, 避免热损伤, 降低术后刺激性排尿症状; ⑤手术时间短恢复快：机器切割时间为3~8 min, 平均住院时间1.6 d; ⑥性功能的保护：特别可有效减少术后逆行射精; ⑦扩大手术适应证：对高龄高危以及巨大前列腺增生患者优势突出; ⑧占地面积小, 移动及携带方便：占地约0.3 m², 可快速组装移动; 近期也报道了针对WATER研究的3年随访结果, Aquablation与TURP相比, 在IPSS、Q_max、PSA缓解程度中未发现显著差异^[16]。Aquablation临床应用价值还需要进一步长期随访, 确认其安全性及有效性。