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Thoraxchirurgie
Info
Verfasst von:
Martin Eichhorn, Peter Reimer und Hauke Winter
Publiziert am: 01.01.2023

Roboterassistierte Thoraxchirurgie

Die roboterassistierte minimalinvasive Thoraxchirurgie hat im vergangenen Jahrzehnt zunehmend an Bedeutung gewonnen. In den USA, aber auch in Europa und Asien nimmt die Zahl der thoraxchirurgischen Abteilungen mit roboterassistiertem Operationsprogramm kontinuierlich zu. In Deutschland entwickeln sich die Operationszahlen seit 2014 annähernd exponentiell. Der Grund hierfür liegt vor allem in der Weiterentwicklung und Verbesserung der verfügbaren Systeme, die sich in den kommenden Jahren aufgrund der allgemeinen technologischen Entwicklung vermutlich fortsetzt. Im vorliegenden Kapitel wird zunächst ein Überblick über die Grundprinzipien der roboterassistierten minimalinvasiven Thoraxchirurgie gegeben. Anschließend werden die robotischen Operationstechniken der am häufigsten durchgeführten roboterassistierten Operationen, der Thymektomie bzw. Mediastinaltumorresektion, der anatomischen Lungenresektion und der Zwerchfellraffung bei Zwerchfellhochstand erläutert.
Die roboterassistierte minimalinvasive Thoraxchirurgie hat im vergangenen Jahrzehnt zunehmend an Bedeutung gewonnen. In den USA, aber auch in Europa und Asien, nimmt die Zahl der thoraxchirurgischen Abteilungen mit roboterassistiertem Operationsprogramm kontinuierlich zu (Veronesi et al. 2016). In Deutschland entwickeln sich die Operationszahlen seit 2014 annähernd exponentiell (Moller et al. 2019). Der Grund hierfür liegt vor allem in der Weiterentwicklung und Verbesserung der verfügbaren Systeme, die sich in den kommenden Jahren aufgrund der allgemeinen technologischen Entwicklung vermutlich fortsetzt.
Im vorliegenden Kapitel wird zunächst ein Überblick über die Grundprinzipien der roboterassistierten minimalinvasiven Thoraxchirurgie gegeben. Anschließend werden die robotischen Operationstechniken der am häufigsten durchgeführten roboterassistierten Operationen, der Thymektomie bzw. Mediastinaltumorresektion, der anatomischen Lungenresektion und der Zwerchfellraffung bei Zwerchfellhochstand erläutert.

Allgemeine Aspekte roboterassistierter Eingriffe

Der Begriff der roboterassistierten thorakoskopischen Chirurgie (Robotic-Assisted Thoracosopic Surgery, RATS) umfasst derzeit Operationen unter Einsatz eines telerobotischen Chirurgiesystems, das die präzise Steuerung von speziellen endoskopischen Instrumenten durch den Operateur ermöglicht. Autonome Operationsschritte erfolgen durch das System bislang nicht. Das am weitesten verbreitete und im thoraxchirurgischen Bereich zugelassene telerobotische System ist das daVinciTM-System der Firma Intuitive Surgical. Das System wurde erstmals im Jahr 2000 für den klinischen Einsatz durch die FDA zugelassen und ist mittlerweile in der 4. Systemgeneration (S/SI/Xi&X/SP-System) verfügbar. Prinzipiell bietet das System gegenüber den konventionellen thorakoskopischen Operationstechniken mehrere Vorteile:
1.
Das Videosystem des da VinciTM-Systems gewährleistet eine hochauflösende 3-dimensionale binokuläre Sicht bei einer bis zu 10-fachen Vergrößerung. Die Bildstabilität ist durch die robotisch geführte Kamera wesentlich höher und die Kamera kann selbständig durch den Operateur bewegt und damit das Sichtfeld optimal eingestellt werden.
 
2.
Die speziellen endoskopischen Instrumente (EndowristTM) ermöglichen im Vergleich zu den konventionellen minimalinvasiven Instrumenten einen größeren Bewegungsumfang mit bis zu 7 Freiheitsgraden, sodass die Präparationstechnik wesentlich mehr der einer offenen Technik entspricht als dies mit normalen VATS-Instrumenten und eingeschränkten Freiheitsgraden möglich ist.
 
3.
Durch eine einstellbare Übersetzung der Bewegungen des Operateurs auf die Instrumente sind sehr kleine Bewegungen an den Instrumentenspitzen möglich, die in Kombination mit einer Tremorkorrektur eine äußerst präzise und ruhige Präparation ermöglichen.
 
4.
Die Ergonomie des Arbeitsplatzes an der Steuerkonsole ist im Vergleich zur Ergonomie während einer konventionellen thorakoskopischen Operation verbessert.
 
5.
Durch professionelles Simulationstraining ist ein schrittweises Erlernen der Technik mit Erfolgskontrollen möglich.
 
Als wesentlicher Nachteil des Systems wird abgesehen von hohen Investitions-, Wartungs- und Verbrauchsmaterialkosten das fehlende haptische Feedback während der Präparation angeführt. Nach Abschluss der Lernkurve kann das fehlende haptische Feedback wesentlich durch die hochauflösende 3-dimensionale Sicht kompensiert werden.

Systemkomponenten und OP-Setup

Das daVinci-System setzt sich aus 3 Hauptkomponenten zusammen: dem Patientenwagen (Patient Cart), der Steuerkonsole (Console) und dem Videoturm (Vision Cart), der neben dem Monitor den Zentralrechner sowie die integrierten monopolaren und bipolaren HF-Geräte enthält (Abb. 1). Alle Systemkomponenten werden über flexible Glasfaserkabel verbunden. Die derzeit am häufigsten eingesetzten Systeme (Xi/X-System) verfügen über 4 Roboterarme, wobei alle Instrumente und die Kamera an jedem Arm eingesetzt und gesteuert werden können. Die Arme werden vor Beginn der Operation steril bezogen. Prinzipiell kann das System flexibel in jedem Operationssaal mit ausreichender Größe betrieben werden. Durch optimale Platzierung der Systemkomponenten und Schulung des gesamten Behandlungsteams können die Abläufe optimiert und Ressourcen eingespart werden. Das gesamte OP-Setup richtet sich nach der Art des geplanten Eingriffs und wird in Abhängigkeit der Eingriffsart angepasst. Zur Ausbildung des Operateurs besteht die Option einer Doppel-Konsole (Dual-Console), sodass analog zu einem Flugzeugcockpit alle Instrumente oder ein Teil der Instrumente jederzeit von einem erfahrenen Operateur übernommen oder Teilschritte an den sich in Ausbildung befindenden Kosolenchirurgen abgegeben werden können.
Nach Platzierung der Trokare erfolgt die exakte Positionierung des Roboters, die Konnektion der Trokare an die Roboterarme (Docking) und das Einsetzen der Videooptik und der Instrumente. Anschließend wechselt der Operateur an die Konsole. Der Tischassistent verbleibt direkt am Patienten und ist für den Wechsel der Instrumente während der Operation verantwortlich. Über einen Assistenten- oder Hilfstrokar (Assist-Port) kann der Tischassistent den Operateur bei der Exposition der Zielstrukturen unterstützen, benötigte Materialien (gerollte OP-Tupfer, Vessel-Loops etc.) in den Situs einbringen und bergen sowie gegebenenfalls Gefäß- und Parenchymdurchtrennungen durch endoskopische Klammernahtgeräte durchführen.

Robotische Instrumente

An robotischen Instrumenten steht eine Vielzahl unterschiedlicher Halte- und Präparationsinstrumente zur Verfügung, die in den letzten Jahren mit Instrumenten für den Gefäßverschluss und robotischen Klammernahtgeräten ergänzt wurden. Eine Übersicht über Instrumente, die sich für thoraxchirurgische Operationen bewähren zeigt Abb. 2. Je nach Präferenz des Operateurs sind ein monopolarer Spatel (Abb. 2a), die monopolare Schere (Abb. 2b) oder ein bipolarer Dissektor (Abb. 2c) die am häufigsten eingesetzten Präparationsinstrumente auf der dominanten Hand. Bei den Halteinstrumenten kann zwischen Instrumenten mit reiner Haltefunktion (ProGrasp/Cadiere/Tip-Up Grasper), die hinsichtlich ihrer Schließkraft und Form Unterschiede zeigen, und Instrumenten mit zusätzlicher bipolarer Koagulationsfunktion (Fenestrated bipolar Grasper/Forced bipolar Grasper) unterschieden werden. Für die Aufbereitung der Instrumente gelten spezielle Aufbereitungsvorschriften, die bei der Durchführung eines robotischen Operationsprogramms berücksichtigt werden müssen.

Patientenselektion und Anästhesie

Bezüglich der Indikationsstellung für einen roboterassistierten Eingriff gelten dieselben Prinzipien wie für alle konventionellen minimalinvasiven thorakoskopischen Eingriffe. Voraussetzung ist die Möglichkeit der Einlungenventilation. Relative Kontraindikationen sind große zentrale Tumore oder eine fortgeschrittene lymphogene Metastasierung beim Lungenkarzinom. Eingriffe nach neoadjuvanter Therapie, Tumore mit Brustwandinfiltration oder bronchoplastische Eingriffe können bei entsprechender Erfahrung des Operateurs ebenfalls robotisch assistiert mit erforderlicher Sicherheit und Ergebnisqualität erfolgen (Egberts et al. 2019; Geraci et al. 2020).
Im Vergleich zu konventionellen VATS-Eingriffen ergeben sich bei robotisch assistierten Operationen für die Anästhesie veränderte Bedingungen (Pauli et al. 2019). Nach dem Andocken des Roboters kann der Zugang zum Kopf des Patienten in Abhängigkeit der Stellung des Patientenwagens und der Systemgeneration für den Anästhesisten eingeschränkt sein. Nach erfolgtem Docking dürfen der Patient und der OP-Tisch in der Regel nicht mehr bewegt werden sofern keine integrierte Table-Motion-Funktion existiert, die eine koordinierte und simultane Bewegung des OP-Tisches und der Roboterarme sicherstellt.
Die CO2-Insufflation mit einem intrathorakalen Druck von 8–12 mmHg verbessert durch Verdrängung des Diaphragmas nach kaudal und Kompression der Lunge die Übersicht und vergrößert den retrosternalen Raum. Bei Mediastinaleingriffen wird nach Eröffnung der kontralateralen Pleura mediastinalis auch die kontralaterale Lunge komprimiert, sodass eine verbesserte Übersicht im vorderen Mediastinum erreicht wird. Durch Anfeuchten und Erwärmen des insufflierten CO2 wird der Hypothermie entgegengewirkt und das Lösen einzelner Gewebeschichten bei der Präparation erleichtert. Als Folge der CO2-Insufflation und des damit verbundenen erhöhten intrathorakalen Druckes kann es in seltenen Fällen aufgrund eines kompromittierten venösen Rückstroms zu hämodynamischer Instabilität kommen. Auch höhere Beatmungsdrücke zur ausreichenden Ventilation der Gegenseite sind gelegentlich erforderlich, auch um einer permissiven Hyperkapnie entgegen zu wirken (Pauli et al. 2019).
Bezüglich der Schmerztherapie kann auf einen Periduralkatheter verzichtet werden. Am Ende der Operation empfiehlt sich die konsequente Durchführung einer Interkostalnervenblockade. Im weiteren Verlauf ist eine Schmerztherapie mit oralen Opiatderivaten in Kombination mit NSARs in der Regel ausreichend.

Spezielle Aspekte roboterassistierter Eingriffe

Thymektomie

Die Thymektomie bzw. Medistinaltumorresektion ist weltweit der häufigste roboterassistiert durchgeführte thoraxchirurgische Eingriff (Rueckert et al. 2015; Wei und Cerfolio 2016; Ismail et al. 2013). Die Hauptindikation der robotischen Thymektomie ist die Entfernung der Thymusdrüse bei autoimmun-bedingter Myasthenia gravis sowie die Thymusresektion bei gesicherten Tumoren oder suspekten Raumforderungen. Für die robotische Thymektomie oder Mediastinaltumorresektion gelten dieselben operativen Grundsätze wie bei der offenen transsternalen oder transthorakalen bzw. konventionellen thorakoskopischen Operation. Insbesondere aufgrund des kleinen begrenzten Raums im vorderen Mediastinum bietet die robotische Technik aus Sicht der Autoren klare Vorteile für den Operateur und ermöglicht eine sehr sichere, präzise und radikale Entfernung des Thymus.
Prinzipiell ist bei der roboterassistierten Thymektomie ein rechtsseitiges oder linksseitiges operatives Vorgehen möglich. Aus anatomischen Gründen bevorzugen die Autoren wie auch andere Zentren für die Thymektomie ein linksseitiges Vorgehen (Ismail et al. 2013).
Für die robotische Thymektomie von links erfolgt eine Rückenlagerung des Patienten mit ca. 15–30 Grad angehobener linker Seite und Schulter (Abb. 3). Der linke Arm des Patienten wird möglichst unter das Rückenniveau gelagert, um einen optimalen Zugangsweg und maximalen Arbeitsumfang der Roboterarme ohne äußere Kollisionen zu gewährleisten. Der Patient muss so steril abgewaschen und abgedeckt werden, sodass im Fall von Komplikationen eine Konversion zur Sternotomie ohne Verzögerung möglich ist.
Die Präparation erfolgt nach Platzierung von drei 8 mm Trokaren (Xi/X-System) in 3-Arm-Technik. Zusätzlich kann in Abhängigkeit des Situs ein 12 mm Assist-Port eingebracht werden, über den der Tischassistent die Exposition verbessern und sofern erforderlich kleine gerollte Tupfer in den Situs geben kann. Als erstes wird der Kameratrokar auf Höhe des 4. bis 5. Interkostalraums in der mittleren Axillarlinie platziert. Die Autoren bevorzugen die Verwendung einer 30 Grad Optik, die vor allem Vorteile bei der Identifizierung des kontralateralen Nervus phrenicus im Vergleich zur 0 Grad Optik bietet. Unter Sicht wird ein weiterer 8 mm Trokar im 5. bis 6. Interkostalraum in der Medioklavikularlinie sowie ein 8 mm Trokar im 3. Interkostalraum in der vorderen Axillarlinie platziert. Als Instrumente bewähren sich linksseitig ein Halteinstrument (Cadiere bzw. Fenestrated bipolar) und rechtsseitig ein bipolarer Dissektor (z. B. Curved biplor Dissector). Andere Operateure bevorzugen die Präparation mittels Harmonic ACE oder monopolarem Spatel oder Haken. Die Thymusvenen können in Abhängigkeit der Größe entweder mittels Ultracicsion oder Bipolar durchtrennt oder mittels robotischem Hämolock-Clip verschlossen und abgesetzt werden.
Die Präparation erfolgt analog zur konventionell minimalinvasiven Operation. Das präperikardiale Fettgewebe und Thymusgewebe wird schrittweise unmittelbar auf dem Perikard von kaudal nach kranial mobilisiert und der linke Nervus phrenicus langstreckig neurolysiert (Abb. 4a). Die kontralaterale Pleura mediastinalis wird eröffnet. Nach kranial wird die Vena anonyma sinistra dargestellt (Abb. 4b). Die Thymusvenen werden an der Einmündung zur Vena anonyma sinistra dargestellt, verschlossen und abgesetzt (Abb. 4c) und die Thymushörner schrittweise aus der zervikalen Loge ausgelöst (Abb. 4d). Nach rechts wird die Vena mamaria dextra und der rechte Nervus phrenicus (Abb. 4e) identifiziert und das Thymus- bzw. Fettgewebe bis zum rechtsseitigen Nerven entfernt. Das Präparat wird abschließend über den kaudalen Assist-Port mit einem Bergebeutel entfernt. Am Ende erfolgt zur analgetischen Therapie eine Interkostalnervenblockade unter Sicht und die Anlage einer Thoraxdrainage, die mediastinal platziert wird, um beide Thoraxhöhlen zu drainieren. Bei unkompliziertem Verlauf kann die Thoraxdrainage am 1. postoperativen Tag entfernt und der Patient am 2. postoperativen Tag entlassen werden.

Mediastinaltumorresektion

In Abhängigkeit der Lage können Mediastinaltumore prinzipiell von rechts- oder linksthorakal roboterassistiert entfernt werden. Bei Tumoren im vorderen Mediastinum entsprechen die Lagerung und Operationsschritte im Wesentlichen der Thymektomie. Bei Tumorinfiltration von Lunge, Nervus phrenicus oder Perikard können erweiterte Resektionen mit En-bloc-Resektion von Lunge und Perikard roboterassistiert durchgeführt werden (Eichhorn et al. 2020). Hierzu kann bei Bedarf zur besseren Exposition ein 4. Arm mit einem robotischen Halteinstrument gegebenenfalls auch von der kontralateralen Seite eingesetzt werden oder über den Assist-Port mit Hilfe endoskopischer Instrumente, die Exposition bei einer Perikardresektion verbessert werden. Bei Tumorinfiltration der Lunge wird der betroffene Lungenanteil mit einem über den Assist-Port eingebrachtem endoskopischem Klammernahtgerät reseziert und verbleibt en bloc am Mediastinaltumor. Bei Perikardinfiltration erfolgt die Resektion des Perikards mittels robotischer Schere. Die äußerst ruhige und präzise Führung der Instrumente bei hochauflösender 3-dimensionaler Sicht ermöglicht eine sehr sichere Resektion. Auch das Lösen von intraperikardialen Verwachsungen ist mit gebotener Sicherheit möglich. In Abhängigkeit der Größe des Perikarddefektes kann ein alloplastischer Perikardersatz unter Verwendung eines robotischen Nadelhalters analog zur offenen Operation eingenäht werden. Zur Reduktion der postoperativen Schmerzsymptomatik können größere Tumoren abschließend über einen subxiphoidalen Zugang geborgen werden.

Anatomische Lungenresektionen

Die roboterassistierte Lobektomie und anatomische Segmentresektion sind gut etablierte Operationsverfahren und den offenen und konventionell thorakoskopischen Operationsverfahren hinsichtlich Sicherheit und onkologischem Langzeitergebnis äquivalent (Sesti et al. 2020; Perroni und Veronesi 2020; Tang et al. 2020; Kneuertz et al. 2019).
Roboterassistierte anatomische Lungenresektionen erfolgen in leicht überstreckter Seitenlage und werden bei Verwendung des Xi/X-Systems meist in 4-Arm-Technik durchgeführt. Mit Hilfe des 4. Arms kann die Exposition der Lunge durch den Operateur wesentlich verbessert und damit die Präparation vereinfacht und beschleunigt werden. Die Andockposition und Trokarpositionierung für eine rechtsseitige anatomische Resektion zeigt exemplarisch Abb. 5. Die Trokare für die Arbeitsarme werden auf Höhe des 7. bis 8. Interkostalraums mit einem Mindestabstand von 6 cm eingebracht. Bei der Positionierung des am weitesten dorsal gelegenen 4. Arms muss ein paravertebraler Mindestabstand von ca. 4 cm beachtet werden. In Abhängigkeit der Thoraxkonfiguration, dem Winkel des Rippenverlaufs und des intrathorakalen Situs können die Trokarpositionen variieren. Ein 12–15 mm Assist-Port wird kaudal unmittelbar kranial des Zwerchfellansatzes im Dreieck zwischen Arm 1 und 2 angelegt. Die Gefäß-, Parenchym- und Bronchusdurchtrennung erfolgt mittels konventionellem endoskopischen Klammernahtgerät über den kaudalen Assist-Port durch den Tischassistenten. Alternativ können robotische Stapler über Arm 1 oder Arm 3 eingesetzt werden, die den Einsatz von 12 mm Trokaren erfordern.
Nach dem Andocken des Roboters beginnt die Präparation kaudal mit Lösen des Ligamentum pulmonale (Abb. 6b), hinterer Hilusumschneidung und Dissektion der Lymphknotenstation 9 und 8. Anschließend erfolgt die Dissektion der infrakarinären Zone (Abb. 6c). Rechtsseitig bietet sich die Lymphknotendissektion zwischen Oberlappenbronchus und Bronchus intermedius als Vorbereitung des Austrittspunktes für die Eröffnung der Fissura obliqua an. Linksseitig erfolgt die Freilegung der Pulmonalarterie von dorsal im Bereich der Fissura obliqua. Es folgt die vordere Hilusumschneidung mit Dissektion der L10-Lymphknoten. Nach der interlobären Lymphknotendissektion und Freilegung der interlobären Pulmonalarterie (Abb. 6d) bietet sich bei der Unterlappenresektion die Absetzung der Pulmonalarterienäste (Abb. 6e, f) meist vor der Absetzung der Unterlappenvene an. Nach Absetzung der Pulmonalvene (Abb. 6g) und des Lappenbronchus (Abb. 6h) erfolgt die Komplettierung der Lymphadenektomie in Position L2/4 bzw. L5/6 (Abb. 6i). Nach Verpacken des Lappens in einen Bergebeutel und Unterwasserprobe wird das Präparat nach Abdocken des Roboters über den zum Bergeschnitt erweiterten kaudalen Assist-Port extrahiert.
Bei entsprechender Expertise können heute auch erweiterte bronchoplastische Resektionen in robotischer Technik durchgeführt werden (Egberts et al. 2019; Geraci et al. 2020; Qiu et al. 2019).
Insbesondere die hochauflösende 3-dimensionale Sicht und Beweglichkeit der Instrumente erleichtern die präzise Präparation auf Segmentebene bei anatomischen Segmentresektionen sowie eine komplette interlobäre Lymphknotendissektion.
Bislang konnte jedoch kein Überlebensvorteil der robotisch operierten Patienten im Vergleich zu offen oder konventionell thorakoskopisch operierten Patienten nachgewiesen werden, sodass insbesondere das Kosten/Nutzen Verhältnis nach wie vor kontrovers diskutiert wird (Zhou et al. 2020; Song und Flores 2020).

Zwerchfellraffung

Bezüglich Diagnostik und Indikationsstellung zur roboterassistierten Zwerchfellraffung bei Zwerchfellhochstand und Zwerchfellparese gelten analoge Prinzipien wie für die offene oder thorakoskopische Operation.
Aufgrund der guten Instrumentenbeweglichkeit und 3-dimensionalen Sicht vereinfacht die roboterassistierte Technik die intrakorporalen minimalinvasiven Naht- und Knotentechniken und vereinfacht damit in Kombination mit der CO2-Insufflation wesentlich die Anlage von Nähten zur Zwerchfellraffung.
Die roboterassistierte Operation erfolgt in 3-Arm-Technik und zusätzlicher Verwendung eines 12 mm Assist-Ports, über den das erforderliche Nahtmaterial in die Thoraxhöhle eingebracht wird. Die Trokarplatzierung ist schematisch auf Abb. 7a dargestellt. Sie beginnt mit Platzierung eines ersten 8 mm Trokars auf Höhe der Skapulaspitze. Es folgt die CO2-Insufflation, durch die das hochstehende Zwerchfell nach kaudal verlagert und der intrathorakale Raum deutlich vergrößert wird. Unter Sicht werden dann ventral und dorsal 2 weitere 8 mm Trokare als Arbeitsarme und der 12 mm Assist-Port kaudal ventral unmittelbar kranial des Zwerchfellansatzes eingebracht. Als Optik bewährt sich die nach oben gerichtete 30 Grad Kamera. Nach Exploration des Zwerchfells (Abb. 8d) erfolgt die Raffung durch U-förmig angelegte Muskelnähte mit nichtresorbierbarem Fadenmaterial. Zu Beginn und am Umkehrpunkt bewährt sich die Nahtverstärkung durch PTFE-Patches (Abb. 8e). Es werden insgesamt 5–7 Nahtreihen angelegt und der Eingriff mit einer Interkostalnervenblockade und Thoraxdrainagenanlage beendet.
Literatur
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