医疗“手术机器人”来袭！

sczg　来源：cnhae　 2014-07-31

手术机器人是复合手术室众多设备中的领军者，机器人手术室是复合手术室的核心组成部分，目前国内达芬奇手术机器人较为普遍。

达芬奇手术机器人简介                           

1998年12月，第一台达芬奇（da Vinci）手术机器人系统问世，在多学科得到了应用。达芬奇手术机器人是医学、工程学相结合的又一典范，从功能、性能、操作范围来说，是目前最好的外科手术机器人系统。

外科手术机器人手术逐渐地成为微创外科手术的主要潮流。目前全世界已有33个国家、800多家医院成功开展了60多万例机器人手术，手术种类涵盖泌尿外科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科。

达芬奇（da Vinci）手术机器人系统，其高度1.8米，分为三部分：手术医师操作主控台、移动平台（机械臂、摄像臂、手术器械组成）、三维成像视频平台。

主控台是手术医师操作平台，通过两个操纵杆和一些脚踏板来控制，手术医师通过主控台观察并发出指令，它是手术过程指挥中心。实施手术时，外科医生不与病人直接接触，通过主控台操作控制系统，医生的动作通过计算机传递给手术台边的机械手，手臂前端的各种微创手术器械模拟外科医生的手术动作，操控各种不同的手术工具。

主控台装有三维视觉系统和动作定标系统，医生的手臂、手腕、手指的运动通过传感器在计算机中记录下来，并同步翻译给机器手臂。

图：达芬奇手术医师操作主控台

移动平台在病人身边，它伸出4个操作臂，与病人身体接触，虽然它的4条机械手臂很庞大，却可将患者体内绿豆大小的胆结石精确地取出。

图：达芬奇移动平台

达芬奇手术机器人系统中四个机械操作手臂，承担工作各不相同，有明确的分工。左臂、右臂是手术臂，进行手术操作，等同于手术医生的双手；第三手臂是辅助臂，起牵引、稳定作用。第四手臂是内窥镜操作臂，臂中的超小型摄像机，可以产生三维立体图像，医生通过它看到病人手术部位的详细情况。手术视野图像被放大镜放大10~15倍，提供16﹕9比例的全景三维图像。

手臂的腕部有可自由活动的手术器械，每种器械都有各自的具体任务，如夹紧、转动和组织的操作。有七个自由度，模仿外科医生手和手腕的动作。系统还具有振动消除功能和动作定标功能，可保证手术臂在狭小手术视野内进行精确操作。

达芬奇手术机器人能提供高分辨率三维术中图像；手术器械关节腕具有七个自由度，拓展了手术医生的操作功能，提高了手术精度，使外科手术的精确和技术超越了人类双手的能力。术者可采取坐姿操作，更适合长时间操作的高难度手术。机器人手术拓宽了微创手术（MIS），是内窥镜微创手术的一次重大发展和完善，代表了先进的研究趋势和方向，是医学同工程学相结合的又一成功典范。

图：达芬奇三维成像视频平台

机器人手术室设计基本原则

机器人手术过程中，开4个25px小洞，插入四个机械操作手臂，手术时间比常规开放性手术时间短，属于微创手术。环境洁净度要求同微创手术室。                                                                 

手术室布局设计中应充分考虑手术机器人设备昂贵，系统复杂，故障率高，维修保养任务繁重。为预防手术中突然死机，应配置替代设备和急救通道。医生与设备的配合需要长时间训练，要为教学提供方便。