我国进入外科手术“机器人主刀”猛长期

编者按：1997年5月8日，海军医院神外已经第一次完成第一台医用机器人主刀手术。如今，外科手术已经进入机器人时代。如何使手术更加精准，让患者术后恢复得更快更好，是外科手术追求的终极目标。手术机器人的精准性，是传统外科手术无法比拟的优势。这个“进击的机器人”，能取代外科医生精巧的双手吗？

　　□ 撰文 | 李娟

　　4个不足1厘米的小孔，3个器械臂和1个摄像臂分别插入其中，细如发丝的血管、胆管被成功分离，240克肝脏从不足10厘米的切口取出。

　　人手做不到的事，机器人做到了。2014年2月，上海中山医院成功完成活体肝移植达芬奇机器人取供肝手术，从妈妈体内取出的240克肝脏被移植入患有先天性胆道闭锁、肝脏严重纤维化的宝宝体内。

　　这是亚洲首例由达芬奇机器人完成的取供肝手术。

　　在中国，目前已有14家医院共配置达芬奇18台。截止2013年底，其累计完成手术6535例。其中2013年2984例，2012年1546例，2011年808例，年手术量连续两年同比增长91%。

医生操作达芬奇机器人动手术

研发进程：医疗机器人破局 军工机器人再难独霸市场

　　在好莱坞大片中，机器人往往聪明绝顶、技能高超，甚至具备人类的情感。《机械公敌》里妄图控制人类世界的“薇琪”、《人工智能》中极度渴望被爱的“大卫”……他们共同构成人类对机器人的想象。

　　现实中，机器人的发展水平还远未达到电影中的水平，更多的是在某个特定领域为人类提供精确、方便的服务。

　　与其他产品不同的是，机器人的研发需要巨额资金，加之研发周期漫长，投入往往由各国政府买单。航空航天、军事防御等领域成为机器人扎堆的地方，各式无人驾驶飞机、空间探测器、水下机器人、核工业用机器人……层出不穷。

　　机器人如此“高大上”，老百姓享受高科技成果的那一天是否真的遥不可及？其实，越来越多的民用产品正在打破军事、工业机器人对应用市场的垄断局面，让机器人从“高精尖”的神坛上走下，慢慢融入大众生活——外科手术类医疗机器人就是其中代表。

　　由于机器人技术在外科手术规划模拟、微损精确定位操作、无损伤诊断检测、患者安全救援与无痛转运、康复护理及医院服务等方面的优势，业界人士将医疗机器人大致分为救援、手术、转运、康复及医院服务等五大类。

　　最早的手术机器人同样是为了满足军事医学目的，便于处在战争、核或生化威胁等危险环境中的军事人员接受医疗服务。

　　1986年，美国IBM的Thomas J. Watson研究中心和加州大学开始合作开发、并于1992年成立了Integrated Surgical Systems公司，推出第一个被FDA通过的手术机器人——ROBODOC系统。该系统可完成全髋骨替换、髋骨置换及修复和膝关节置换等手术，髋关节置换过程中，它对股骨的调整精确度达到96%，手工精确度只有75%。

　　同在1992年，瑞士洛桑大学推出MINERVA机器人，它是最早能提供实时影像引导的系统，可进行无框架立体定向手术。但由于利用率不高，两年后研究停止。

　　真正促使手术机器人走向商业化道路的，是1994年由美国Computer Motion公司研制出的伊索(AESOP)系列机器人——一种可由手术医师声控的“扶镜”机械手，以避免由于扶镜手生理疲劳所造成的镜头不稳定。1997年，伊索在比利时布鲁塞尔完成了第一例腹腔镜手术。

　　到1998年，Computer Motion公司再推出的宙斯(ZEUS)系统、Intuitive Surgical公司研发的达芬奇(da Vinci)系统、endoVia公司研发的Laprotek系统三足鼎立，瓜分外科手术机器人市场。

技术优势：手术机器人操刀 出血感染风险大幅度降低 

　　如果用传统外科手术方法为这位妈妈取肝会怎样？患者要承受肋缘下切人字形切口，一边约 15厘米，另一边20厘米，且肌肉全部要切断。

　　切口大意味着损伤重、出血多、感染风险高。如何减少器官供者痛苦、降低手术风险，是活体器官移植手术一直追求的目标。

 　 手术机器人从一开始，就是奔着这个目标去的。1997年，宙斯在一台输卵管重建手术中就已初现微创优势，患者腹部只有几个筷子粗细的小切口供内窥镜和机械臂出入。

 　 再说功能上更为强大的达芬奇，不仅切口细小，且内窥镜还能传回高清3D视频为主刀医生创造钻进患者肚子的“即视感”；数字变焦功能使其能在不继续向患者体内推进的情况下，将手术视野放大10倍以上。

 　 什么解剖结构、组织分层，通通一清二楚，不在话下，看得清自然更有准头。

 　 那普通的内窥镜手术不是也能让医生“身临其境”吗？还真不一样。直觉外科公司研发负责人凯瑟琳·摩尔女士曾展示过一段视频，一位已有3000小时腹腔镜手术经验的外科医师在用器械做缝合手术时，仍显笨拙。为什么？

 　 首先，内窥镜剥夺了医生直接使用工具的直觉，却没给他们3D立体感；其次，腹腔镜技术难度远超预期，学习曲线很长。

 　 达芬奇在视觉上拓展医生术野的同时，3D影像弥补了2D平面影像欠缺的距离感。此外，身高近两米的达芬奇，“手艺”却精细得可以操作绣花针。

 　 与人的手臂一样，达芬奇机械臂也有肩、肘、腕三个关节。然而人体的肩、肘、腕，活动角度十分有限，当到达极限时动作就必须重新调整。而达芬奇不需要：三个关节，可以上下左右任意移动。

 　 最神奇的是达芬奇7自由度的“EndoWrist”手腕。虽然直径只有0.5-0.8厘米，但却比人手灵活得多。

 　 人手上下翻转角度最多180度，而达芬奇的手腕可以自由旋转540度，能够在狭窄的人体胸腔、盆腔中自由弯曲、旋转，实施抓持、切割、缝合、打结等动作。

 　 此外，达芬奇的手也不只一种形态。为了满足不同的手术操作需求，达芬奇“手”的品种丰富多样。超声刀、电凝刀、剪刀、镊子、钩子……用以开胸、缝合、止血……传统手术器械退居二线，成为替补。

 　 虽然拥有高超技术，但人毕竟是人，无法克服手臂的生理性震颤。达芬奇则滤除了这些不必要的颤动，用机器的稳定性使手术全程处于更安全、更精准的状态。

 　 在达芬奇的帮助下，活体器官移植手术追求的目标正逐步达成：切口变小、创伤减少、出血降低、血管损伤减轻。

 　 更重要的是，机器人的帮助使传染病患者的手术也更容易、更安全。如艾滋病患者全身免疫功能低下，难以耐受大创口手术治疗，达芬奇完全克服了这一点。

 　 此外，传统手术过程中，医生需要做很多防护措施，既影响视线，也影响手感，在某些突发状况下，可能根本无法防范感染。而机器人手术过程完全处于患者腹腔内，基本能够防范病毒以血液和体液方式传播，保障医生安全。