会做手术的机器人——“达芬奇”
2011-09-08 17:31阅读：
近年来，关于机器人的研发层出不穷，不断带给人们许多的惊喜，机器人被应用于医疗界后，还给一些患者带来福音——机器人能以百分百的精确度做手术，给人治病。西南肝胆外科医院院长别平教授就为记者介绍了身高
1.8米，有三头四臂，身价超过2 000万的——
会做手术的机器人——“达芬奇”
本刊记者 詹丽茵
通讯员 何雷
在科技发达的今天，机器人被越来越多地应用于各个领域，在医疗圈也掀起了一番热潮，称之为“手术机器人”。第一代手术机器人已经被应用于世界各地的许多手术室中。这些机器人不是真正的自动化机器人，它们不能自己进行手术，但是它们向手术提供了有用的机械化帮助。这些机器仍然需要外科医生来操作它们并对其输入指令，其控制方法是远程控制和语音启动。
而“达芬奇”手术机器人作为其中一款手术机器人，备受国内甚至国际医疗圈的追捧。数据显示：截至去年底，全世界只装备了
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395台“达芬奇”机器人。在中国，也仅有9台“达芬奇”机器人投入临床治疗。其实，“达芬奇”机器人是一种“内镜手术器械控制系统”，与通常意义上的机器人还有明显差别。
西南肝胆外科医院院长别平教授表示，与在电影中看到的人形机器人不同，“达芬奇”机器人的结构要复杂得多，精细得多。他认为，“达芬奇”机器人在医疗领域用途广泛，前景广阔，能够为患者带来完全不同的手术模式。
三维立体成像如3D电影《阿凡达》
据悉，“达芬奇”是世界上仅有的几个可在腹腔手术中使用的机器人手术系统，也是目前最复杂和最昂贵的外科手术系统之一。
别平教授介绍，“达芬奇”拥有3个操作平台及4只机器手臂，被别平教授形象地比喻为“三头四臂”。3个平台是：手术医师操作的主控台；4只操作臂和手术器械组成的移动平台；三维成像视频影像平台。3个看似独立的平台在为病人实施手术时各有分工，却相辅相成。在工作时，主控台靠墙，是手术医师操作平台，手术医师通过主控台观察并发出指令，移动平台在病人身边，它伸出4个操作臂，与病人身体“亲密接触”。
“‘达芬奇’要完成各类手术，4个机械臂就是钥匙。正是通过手臂动作，它才能成功完成各项手术任务。”别平教授说道，“少了它们，好比人没了手臂。”虽然它的4条机械手臂很庞大，但指尖却只有几厘米大，可以将患者体内绿豆大小的胆结石精确地取出。
那么，医生如何进行操作呢？别平教授告诉记者，机械臂手中的超小型摄像机能将手术现场实况显现在控制系统的监控器上，医生可以通过它看到病人手术部位的详细情况，突破了传统腔镜手术中医生没有深度概念的弊端，真正地做到了三维观察。摄像平台负责将手术视野放大、成像，在多个屏幕上现场直播，医生在屏幕上看到的影像是三维立体的。摄像平台是一个高大的视频车，它负责将手术视野放大、成像，在手术室内的多个屏幕上做“现场直播”。别平教授开玩笑地说，“在屏幕上看到的三维立体成像，就如观看3D电影《阿凡达》一样清晰。”
灵活程度堪称达芬奇作画的手
53岁的患者张某被查出患有多发性子宫肌瘤，西南医院决定让手术机器人“达芬奇”来“操刀”为张某做手术，这是国内首例。全身灰白色的“达芬奇”做好术前准备——四个弯曲成60度的机械臂进入待机状态，其主控台“坐”在手术台边。然后，医生将通过这个平台实施操控。
张某被全身麻醉之后，安静地躺在手术台上。此时的手术室是属于“达芬奇”的——没有过去那么多的器械、刀具，宽敞的空间内只有“达芬奇”和它的操控医生——西南医院妇产科的徐惠成副教授。
别平教授告诉记者：“手术中，它的机械手臂将模仿手腕运动，比达芬奇作画的手还要灵活。‘达芬奇’之名也由此而来。”
“达芬奇”伸出右臂，精确地在患者小腹部“点”出3个小洞。“每个只有5毫米，作为手术窗口。”
透过屏幕，能清晰地看到手术的每个细微步骤的全析画面：只见它粗壮而灵活的手臂时而540度旋转，时而180度转体，时而30度小转弯……好像挥动画笔般那么灵巧。
40分钟，8个步骤。
剪断左卵巢固有韧带、离断左侧卵巢；同样方法处理右侧；剪开膀胱子宫反折腹膜，分离宫旁组织暴露的子宫血管；切下全子宫并取出……
患者出血仅100毫升，比人工手术下降了几倍，大大降低了手术风险，同时也减轻了医生的负担。
据别平教授介绍，机器人手术系统不仅具备显微手术的优点，同时还克服了腔镜手术只有两维平面视觉和灵活度不够的缺点。
对医生而言，机器人能计算非常精确的位置，且完全集中遵照指示，做手术时手一点不抖动，也不会疲累或手酸，它的刀是又快又准；外科医生也不需要再面对助手状况欠佳，引起腹腔镜晃动，视野不清，而不得不暂停手术的情况。
机器人还能进行缝针、使用简单手术仪器等其他任务。“达芬奇”机械人允许医生可以更舒服地进行手术，也能够进行更精确复杂的手术，这是过去腹腔镜手术所做不到的。手术采用微创技术，创口直径约
1厘米。由于创面小，出血少，无感染，患者将很快得到恢复。如传统的心脏手术，术后需要借助呼吸机维持8个小时甚至更长时间，3天后才能吃饭、活动。而机器人手术后，病人在普通病房观察3天就可以出院了。
“心”灵“手”巧：关节可旋540度
记者疑问：“达芬奇”1.8米的身高，在手术中不会很占地方吗？”
别平教授解释道：“别看他这么大的个子，干起工作来可是‘胆大心细’，精确无误。”和外科医生操刀手术相比，“达芬奇”的特点是能计算出非常精确的位置，其能够完全遵照医生指示，在手术部位割开几个非常小的切口。动刀快而准，非常安全。患者的手术成功率和手术舒适性也提高了很多。和医生以前亲手动刀相比，医生和“达芬奇”合作，好比运筹于帷幄之中的将军。
手术中，他们只需在控制系统前遥控机械臂和腹腔镜头，经过精确计算后，在手术部位割开几个非常小的切口。随后，控制镜头和机械臂由此切口进入人体。此时，坐在控制台前的医生，通过观察腹腔镜头所拍摄的立体影像，得到现场实况。然后，可做出一定的动作，机械手将根据医生手指和手腕动作做出相同动作。
不仅如此，“达芬奇”还能进行缝针、使用简单手术仪器等其他任务，“这些都是以前的腹腔镜手术不能达到的。”它的机械臂和人手功能一样，甚至能完成常人难以完成的细小动作，有更加细小的关节，可以旋转540度，这是正常人手旋转能力的两倍。
正是它的这些特点，使它在治疗多种疾病方面具有其独特的优势。
对于肝脏移植手术，按照传统方式，外科医生必须打开患者的胸腔，手术让患者承受巨大的创伤。这样，患者不仅要承受巨大风险，术后还要留下一条巨型难看的疤痕。而“达芬奇”则改变了这种局面。“只需要在患者胸前打一个孔，就可完成整个手术。”别平教授介绍道，运用“达芬奇”进行肝脏移植手术将是创面小、出血少、无感染的手术，患者还能很快康复。数据显示，它造成的最小的创口直径只有1厘米而已。
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有患者担心，以目前的科技条件，能放心地将手术交付给机器人吗？
别平教授表示，机器人手术，实际上就是机器人对主刀医生意图的忠实还原，所以不用担心机器人会胡乱手术。由于系统设置了多重安全机制，甚至不会犯人手操作中的一些失误。比如，对手术过程中主刀医生的一些幅度超常的动作，机器人会自动过滤，避免造成血管、神经等重要结构的误伤。此外，机器人探视镜头的放大倍数和清晰度均远高于普通腔镜，十分有利于在狭小的空间内进行精细操作。同时，机器人手术还大大减少了人力。
在现在的手术室，一般会有2~3外科医生、1名麻醉师和几名护士，约有十来个人。未来，外科手术可能只需要一名外科医生、一名麻醉师以及1~2护士。
此外，机器人手术还可用于开展远程手术。并能使外科医生缓解长时间高难度手术的疲劳感，有助于保证手术质量，在熟练掌握手术技巧后手术时间一般短于常规手术。
刊于2011年2月 第13期
