李軍 房愛玲 天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心 （天津 300060）

內(nèi)容提要： 本文從設(shè)備工作原理，臨床應(yīng)用領(lǐng)域及臨床技術(shù)優(yōu)勢等幾個方面介紹手術(shù)機(jī)器人的基本情況，該設(shè)備是高級智能的機(jī)器人外科手術(shù)平臺，它由醫(yī)生操作系統(tǒng)手術(shù)控制臺、機(jī)械臂系統(tǒng)、視頻處理成像系統(tǒng)三大部分組成，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于泌尿外科，胸外科和婦科等臨床的微創(chuàng)手術(shù)中，是應(yīng)用于外科手術(shù)技術(shù)的新一代智能高科技產(chǎn)品，具有患者創(chuàng)傷小，痛苦小、失血量減少，恢復(fù)時間縮短，手術(shù)清掃精細(xì)等技術(shù)優(yōu)勢。

達(dá)芬奇智能手術(shù)機(jī)器人是一種高級智能的機(jī)器人外科手術(shù)平臺，它由手術(shù)操作系統(tǒng)控制臺、機(jī)械臂系統(tǒng)、視頻處理成像系統(tǒng)三大部分組成，同時也是高級的腹腔鏡系統(tǒng)。該設(shè)備可以通過使用微創(chuàng)的方法，實施各種復(fù)雜的臨床外科手術(shù)，對整個臨床外科手術(shù)領(lǐng)域來說是一次巨大的技術(shù)飛躍，尤其是應(yīng)用于泌尿外科領(lǐng)域，臨床病種的適應(yīng)類型比較廣泛。

1.手術(shù)機(jī)器人平臺的工作原理

1.1 醫(yī)生操作系統(tǒng)控制臺

在手術(shù)室無菌區(qū)之外手術(shù)醫(yī)師可在主控制臺中操作兩個主控制器及通過腳踏板來控制機(jī)器人的器械和高清三維內(nèi)窺鏡成像系統(tǒng)，正如在3D視野目鏡中看到的一樣，手術(shù)器械末端與手術(shù)醫(yī)生在控制臺的雙手操作進(jìn)行同步運動，該操作系統(tǒng)控制臺是符合人體工程力學(xué)的原理的設(shè)計可操控性強(qiáng)。

1.2 床旁機(jī)械臂

床旁機(jī)械臂系統(tǒng)是智能手術(shù)機(jī)器人的主要操作部件，其主要功能是為了完成器械臂和攝像臂提供支撐作業(yè)，它有七個自由度的轉(zhuǎn)動方式，手術(shù)醫(yī)生的助手可以在無菌區(qū)內(nèi)的機(jī)械臂系統(tǒng)旁邊進(jìn)行操作，負(fù)責(zé)及時更換相關(guān)器械和內(nèi)窺鏡，協(xié)助手術(shù)醫(yī)生完成一系列外科手術(shù)操作，它比人手的五個自由度轉(zhuǎn)動更加靈活和精細(xì)。為了確?；颊叩陌踩中g(shù)醫(yī)生的助手應(yīng)該比手術(shù)醫(yī)生對于床旁機(jī)械臂系統(tǒng)的運動具加有更優(yōu)先的控制操作權(quán)。

1.3 視頻處理成像系統(tǒng)

視頻處理成像系統(tǒng)也是機(jī)器人的重要組成部分，其內(nèi)部安裝有達(dá)芬奇智能手術(shù)機(jī)器人的核心處理器以及圖象處理單元系統(tǒng)，在手術(shù)過程中位于無菌區(qū)之外，可由護(hù)士進(jìn)行操作，并可以放置各類輔助的手術(shù)器械。手術(shù)機(jī)器人的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)均為高分辨率的3D高清鏡頭，對手術(shù)過程中的視野能達(dá)到放大十倍以上的功能，并能清楚顯示出來患者體內(nèi)的三維立體的高清影像，使得外科手術(shù)醫(yī)生能夠比普通的腹腔鏡手術(shù)更好把握住操作的距離和精確度，更方便能辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu)，充分提高了患者手術(shù)的精確度從而提高手術(shù)質(zhì)量。

2.智能手術(shù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用范圍

2.1 泌尿外科

泌尿外科手術(shù)目前利用腹腔鏡技術(shù)來完成各種手術(shù)治療，這一微創(chuàng)的手術(shù)方式適用于腎臟、膀胱腫瘤、前列腺腫瘤及腎上腺的切除術(shù)等疾病。但是由于人體解剖學(xué)上泌尿系統(tǒng)的其特殊性，使得腹腔鏡技術(shù)在一些復(fù)雜的手術(shù)中難以普及推廣和掌握，并且患者手術(shù)后并發(fā)癥比較多，部分愈后效果不理想。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人具有獨特的靈活的七個自由度的轉(zhuǎn)動腕手術(shù)器械突破了人手轉(zhuǎn)動的局限性，因此手術(shù)深部操作和精細(xì)操作的技術(shù)優(yōu)勢可以廣泛應(yīng)用于各種泌尿外科手術(shù)，包括前列腺癌的根治、腎臟切除、膀胱切除、輸精管吻合等。其中，前列腺癌根治術(shù)是最能體現(xiàn)其設(shè)備技術(shù)優(yōu)勢的手術(shù)，手術(shù)機(jī)器人可以有相當(dāng)靈活的控制能力，寬闊的3D高清視野，能夠清楚呈現(xiàn)各種組織及各個器官的解剖構(gòu)造，做到精細(xì)分離，更有利于周圍淋巴結(jié)的清掃，它準(zhǔn)確的縫合技術(shù)充分保證了高質(zhì)量的吻合，使得患者術(shù)后有良好的效果。目前手術(shù)機(jī)器人對于前列腺癌根治性切除有明顯的優(yōu)勢，該術(shù)式在臨床得到迅速推廣使用。

2.2 胸外科

以往的胸外科手術(shù)需要開胸，是手術(shù)創(chuàng)傷較大的開放式術(shù)式，分離胸骨，游離肋骨，在體外循環(huán)下完成，手術(shù)風(fēng)險較高，患者術(shù)后恢復(fù)時間長。胸腔鏡這種微創(chuàng)的手術(shù)方法雖然不用開胸，僅需在肋間打幾個小孔，就能完成一些手術(shù)操作，病人痛苦相對較小，術(shù)后恢復(fù)較快，但其適用范圍有有一定的局限性，無法完成一些解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的手術(shù)術(shù)式，臨床普及率相對比較小。然而達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在胸外科的肺葉切除術(shù)、食管癌切除、胸腺切除術(shù)等癥的臨床治療顯示出其優(yōu)勢，尤其食管癌手術(shù)中震顫過濾、七個自由度旋轉(zhuǎn)手臂及高清的3D視角等優(yōu)勢使得在狹小的空間更容易完成手術(shù)，淋巴結(jié)清掃更徹底，臨床應(yīng)用表明手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)安全性高，能夠完成高精度、高難度的手術(shù)操作，并且能取得比開放式手術(shù)和胸腔鏡手術(shù)更好的遠(yuǎn)期療效。

2.3 婦科

臨床的大部分婦科手術(shù)需要在狹小的患者盆腔內(nèi)操作完成，手術(shù)醫(yī)生的普通視野和操作空間都有一定的局限性，另外人手操作的動作有不穩(wěn)定性，很難完成淋巴結(jié)清掃和精細(xì)分離的術(shù)中操作。手術(shù)機(jī)器人機(jī)械臂的腕部的七個自由度可以任意360度旋轉(zhuǎn)拐彎，能夠完成人手所不能完成的動作，做到精細(xì)分離，淋巴結(jié)徹底清掃，精細(xì)縫合等等，從而更好地完成高難度的婦科手術(shù)。婦科領(lǐng)域臨床應(yīng)用的結(jié)果表明手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)具有更高的精準(zhǔn)性及操控性，能在骨盆中完成高難度精細(xì)的操作，有利于自身功能的重建和盆腔淋巴結(jié)清掃，可以充分發(fā)揮手術(shù)機(jī)器人的技術(shù)優(yōu)勢，有助于減少患者術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，達(dá)到理想的預(yù)期手術(shù)效果。

3.手術(shù)機(jī)器人的臨床技術(shù)優(yōu)勢

3.1 穩(wěn)定性高精細(xì)度高

機(jī)器人擁有七個自由度，突破人手極限的可轉(zhuǎn)腕手術(shù)器械，使得手術(shù)操作更精確，在狹小解剖區(qū)域中比人手操作更加靈活，與二維視覺效果的普通腔鏡手術(shù)對比，三維的視覺效果可放大十至十五倍之多，使手術(shù)精確度明顯大幅度提高，患者愈合效果較好，術(shù)后身體恢復(fù)快。

3.2 創(chuàng)傷小療效顯著

機(jī)器人手術(shù)只是在手術(shù)部位切開幾個非常小的切口，創(chuàng)傷小，病人的痛苦明顯減少、失血量下降，減少了輸血的幾率，減少了對患者臟器的損傷，患者術(shù)后恢復(fù)時間縮短，并減少術(shù)中的組織創(chuàng)傷和各種原因?qū)е碌男g(shù)后粘連等并發(fā)癥狀，皮膚疤痕小并可以增加美容效果。

3.3 三維立體圖形

手術(shù)機(jī)器人是三維高分辨率立體腔鏡，具有可以進(jìn)入人體內(nèi)部的特殊鏡頭，從而產(chǎn)生三維的立體圖像，使手術(shù)視野高清放大一定的倍數(shù)，高清立體圖像為醫(yī)生提供了身臨其境的手術(shù)感覺，手術(shù)中可以實時進(jìn)行信息整合顯示，手術(shù)醫(yī)生可自行控制鏡頭，保證了治療的準(zhǔn)確性和精確性，可取得比傳統(tǒng)腔鏡手術(shù)更好的遠(yuǎn)期治療效果。

3.4 直覺式運動

手術(shù)醫(yī)生可完全復(fù)制現(xiàn)有的手術(shù)經(jīng)驗進(jìn)行眼和手協(xié)調(diào)，手和器械尖端實時同步，醫(yī)生手部動作可以調(diào)節(jié)，顫抖可濾除，機(jī)械手臂和器械在病人體內(nèi)可以準(zhǔn)確無延時的重現(xiàn)完成人手動作。

3.5 節(jié)約技術(shù)人力

使用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)治療靈活性強(qiáng)，穩(wěn)定性精確度高，大大縮短手術(shù)時間，并減少了大夫及護(hù)士等操作人員的數(shù)量，從而節(jié)約了技術(shù)人力，甚至完成一臺高難度的外科手術(shù)只需要外科醫(yī)生、麻醉師及護(hù)士各一名。

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人是目前最先進(jìn)的微創(chuàng)手術(shù)設(shè)備，它使外科手術(shù)的精細(xì)度超越了人手的極限，這個全程高智能的機(jī)器人，是專為外科手術(shù)技術(shù)而生的新一代智能高科技產(chǎn)品。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人具有很多人類無可比擬的優(yōu)點，能夠提高手術(shù)的穩(wěn)定性和精確程度，達(dá)芬奇機(jī)器人經(jīng)過精密儀器計算過的每一步操作也能使手術(shù)更加有保障地順利進(jìn)行。