手術(shù)醫(yī)師操縱機(jī)器人在微創(chuàng)外科的應(yīng)用進(jìn)展論文

手術(shù)醫(yī)師操縱機(jī)器人在微創(chuàng)外科的應(yīng)用進(jìn)展論文

　　微創(chuàng)外科是通過(guò)微小創(chuàng)傷或微小入路，將特殊器械、物理能量或化學(xué)藥劑送入人體內(nèi)部，完成對(duì)人體內(nèi)病變、畸形、創(chuàng)傷的滅活、切除、修復(fù)或重建等外科手術(shù)操作，以達(dá)到治療目的的醫(yī)學(xué)科學(xué)分支，其特點(diǎn)是對(duì)病人的創(chuàng)傷明顯小于相應(yīng)的傳統(tǒng)外科手術(shù)。以下是學(xué)習(xí)啦小編今天為大家精心準(zhǔn)備的：手術(shù)醫(yī)師操縱機(jī)器人在微創(chuàng)外科的應(yīng)用進(jìn)展相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!

　　手術(shù)醫(yī)師操縱機(jī)器人在微創(chuàng)外科的應(yīng)用進(jìn)展全文如下：

　　一、歷史與背景

　　在世界上引起巨大轟動(dòng)。從此迎來(lái)了微創(chuàng)手術(shù)的新時(shí)代，腹腔鏡外科成為最具活力的領(lǐng)域。此后，隨著器械的改進(jìn)和手術(shù)醫(yī)師操作技能的提高，微創(chuàng)外科取得了長(zhǎng)足發(fā)展。

　　但是現(xiàn)有的內(nèi)鏡手術(shù)在臨床應(yīng)用中也暴露出了不足：(1)經(jīng)固定的通道器械操作限制了醫(yī)生的活動(dòng)度和手的靈巧性;(2)二維圖像使外科醫(yī)生失去了視覺(jué)的深度感和對(duì)術(shù)野直觀平穩(wěn)控制力;(3)手眼間協(xié)調(diào)性差，使得精細(xì)的解剖和吻合變得困難;(4)觸覺(jué)的減弱和手的不自主陣顫、易疲勞增加了操作的困難等。為了解決上述問(wèn)題，科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)系統(tǒng)，即“手術(shù)機(jī)器人”系統(tǒng)，使微創(chuàng)外科的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。

　　Kwoh 等為了提高神經(jīng)外科活檢的精確度使用了“美洲獅 560”，這是最早應(yīng)用于手術(shù)的機(jī)器人。3 年后，“美洲獅 560”又被 Davies等成功地應(yīng)用于經(jīng)尿道前列腺切除術(shù)，最終演化成一種專門(mén)行經(jīng)尿道前列腺切除術(shù)的設(shè)備PROBOT。同期，第一個(gè)被美國(guó) FDA 批準(zhǔn)并應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的機(jī)器人“ROBODOC”誕生，用以提高術(shù)中股骨調(diào)整的精準(zhǔn)度。但這個(gè)時(shí)期的機(jī)器人與現(xiàn)在流行的主從式(master-slave)手術(shù)機(jī)器人仍有很大不同。

　　主從式機(jī)器人系統(tǒng)概念最初源于美國(guó)軍方的遠(yuǎn)程手術(shù)構(gòu)想圈。1994年，美國(guó)ComputerMotion 公司在軍方風(fēng)險(xiǎn)基金的資助下研制了第一臺(tái)協(xié)助微創(chuàng)手術(shù)的內(nèi)窺鏡自動(dòng)定位系統(tǒng)——伊索(automated endoscopic system for optimal positioning，Aesop)。盡管它還不是能執(zhí)行指令獨(dú)自進(jìn)行手術(shù)操作的“機(jī)器人”，而只是一只“扶鏡”的電子機(jī)械手，但是邁出了機(jī)器人技術(shù)介入外科手術(shù)的關(guān)鍵一步。1999年，Intuitive Surgical公司制造的“達(dá)芬奇”(da Vinci)和 Computer Motion 公司制造的“宙斯”(Zeus)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)都通過(guò)了歐洲CE市場(chǎng)認(rèn)證，標(biāo)志著真正“手術(shù)機(jī)器人”的誕生，并于2000年7月通過(guò)了美國(guó) FDA市場(chǎng)認(rèn)證。“達(dá)芬奇”現(xiàn)已成為世界上首套可以正式在醫(yī)院手術(shù)室腹腔手術(shù)中使用的機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)。手術(shù)機(jī)器人將醫(yī)生的手術(shù)操作轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，傳遞給機(jī)器人的操作臂，控制操作臂來(lái)完成手術(shù)。手術(shù)操作轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后又可借助高速寬帶技術(shù)與其他有數(shù)字接口的設(shè)備對(duì)接以遠(yuǎn)距離傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)。2001年9月，外科醫(yī)師在美國(guó)紐約通過(guò)觀看電視屏幕操縱機(jī)械手，遠(yuǎn)距離遙控7000 km 外位于法國(guó)斯特拉斯堡醫(yī)院手術(shù)室里的機(jī)器人“宙斯”，成功地為一位68歲的患者進(jìn)行了腹腔鏡膽囊切除術(shù)。此次手術(shù)的成功是遠(yuǎn)程手術(shù)的一個(gè)里程碑，標(biāo)志外科手術(shù)跨時(shí)代的飛躍。

　　二、手術(shù)機(jī)器人的系統(tǒng)組成與特點(diǎn)

　　機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)主要由控制臺(tái)、傳遞外科醫(yī)生手部動(dòng)作的有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和操作臂三部分組成?？刂婆_(tái)是機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的核心，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、手術(shù)操作監(jiān)視器、機(jī)器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入、輸出設(shè)備等組成。操作臂通常有3個(gè)，其中1個(gè)用于控制腹腔鏡，另外 2 個(gè)用于控制器械。手術(shù)前，醫(yī)生需要通過(guò)機(jī)器人控制監(jiān)視器設(shè)定器械動(dòng)作的幅度、張開(kāi)的角度、器械閉合后鎖定與否以及操作臂的活動(dòng)范圍等。系統(tǒng)設(shè)定完成后，醫(yī)生可在遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)的控制臺(tái)，通過(guò)觀察病人體腔內(nèi)三維圖像來(lái)引導(dǎo)操作手柄的操縱，控制“扶鏡”和執(zhí)行手術(shù)操作的機(jī)械臂進(jìn)行手術(shù)。醫(yī)生的動(dòng)作經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)過(guò)濾后，按比例縮小后實(shí)時(shí)傳遞給操作臂，保證了手術(shù)操作的精確性和穩(wěn)定性。機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)采用的基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的主動(dòng)引導(dǎo)技術(shù)、語(yǔ)音控制技術(shù)、手術(shù)器械跟蹤技術(shù)、觸覺(jué)反饋技術(shù)等，則保證了手術(shù)操作的順利進(jìn)行。“宙斯”的“扶鏡”手是聲控的，而“達(dá)芬奇”的手術(shù)器械頭端增加“手腕關(guān)節(jié)”，擴(kuò)大了活動(dòng)范圍和靈活性。

　　與傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)相比，手術(shù)機(jī)器人具備如下優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)無(wú)需助手扶持腹腔鏡，而是根據(jù)術(shù)者意愿隨意調(diào)節(jié)鏡頭的方向機(jī)位置，保持提供清晰、穩(wěn)定和接近真實(shí)的、極佳的三維圖像，得到的術(shù)野直觀平穩(wěn)，能有效克服傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)中操作易疲勞、助手和術(shù)者協(xié)調(diào)不一致的弊端。

　　(2)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)通過(guò)軟件處理來(lái)消除術(shù)者手部的震顫，將控制柄的大幅度移動(dòng)按照比例轉(zhuǎn)換成在患者體內(nèi)的精細(xì)動(dòng)作。

　　(3)恢復(fù)了術(shù)者合適的眼手協(xié)調(diào)性，提高了手術(shù)操作的精確性、穩(wěn)定性和輕柔性，三維與二維的視覺(jué)差距主要在更精細(xì)操作的空間定位上，而視覺(jué)上的這一突破將會(huì)提升術(shù)者對(duì)手術(shù)操作的自信與掌控力。這對(duì)于高精度的手術(shù)，如心臟和腦部手術(shù)以及長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)雜手術(shù)尤其重要。

　　(4)值得注意的是，盡管稱為機(jī)器人手術(shù)，但操作意圖和指令仍是由醫(yī)師發(fā)出的，外科操作仍需遵循傳統(tǒng)手術(shù)原則并以腹腔鏡技術(shù)為基礎(chǔ)，但又突破了原腹腔鏡技術(shù)“只看不敢動(dòng)”。

　　(5)完全改變了傳統(tǒng)外科醫(yī)師臨臺(tái)手術(shù)模式，形成一種實(shí)時(shí)透明的經(jīng)驗(yàn)傳承與交流模式。而且機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)具有記憶功能，方便醫(yī)生之間討論、交流。還可以實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲求手術(shù)室外的援助，形成多團(tuán)隊(duì)配合和多學(xué)科融合的新型診療模式，同時(shí)造就了一個(gè)全新的外科模式。

　　同其他任何新技術(shù)一樣，機(jī)器人手術(shù)也有其缺點(diǎn)：1)成本昂貴，需要特制手術(shù)室和專門(mén)培訓(xùn)的人員;2)手術(shù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng);3)缺乏觸覺(jué)反饋，致使組織誤傷、縫線斷裂均常有發(fā)生;4)動(dòng)作比例設(shè)定、手顫過(guò)濾功能及影像系統(tǒng)使機(jī)器人技術(shù)在狹小空間及精細(xì)操作方面(如心外科手術(shù)、前列腺手術(shù))具有出色的性能，但在需要較大幅度牽引動(dòng)作的手術(shù)中，操作臂就會(huì)經(jīng)常超出下限而必須重新設(shè)定。

　　三、機(jī)器人手術(shù)的臨床應(yīng)用

　　手術(shù)機(jī)器人的誕生時(shí)間雖然很短，但是其潛在的巨大技術(shù)優(yōu)勢(shì)已為世界各地的醫(yī)生所認(rèn)同，其應(yīng)用領(lǐng)域在迅速拓展，手術(shù)種類和數(shù)量迅速增加，手術(shù)機(jī)器人的技術(shù)優(yōu)勢(shì)正逐漸轉(zhuǎn)化成優(yōu)越的治療效果。目前，國(guó)際上手術(shù)機(jī)器人在醫(yī)學(xué)多個(gè)領(lǐng)域多個(gè)學(xué)科如心臟微創(chuàng)外科、泌尿外科、神經(jīng)外科、關(guān)節(jié)脊柱外科、婦產(chǎn)科等均獲得較好的成就。同樣，手術(shù)機(jī)器人在普外科領(lǐng)域的運(yùn)用亦是業(yè)績(jī)斐然。膽囊切除是世界上開(kāi)展最早、例數(shù)最多的機(jī)器人手術(shù)，而當(dāng)前的機(jī)器人胃底折疊術(shù)、食管賁門(mén)括約肌切開(kāi)術(shù)、腸切除吻合術(shù)和肥胖癥手術(shù)也已被成熟應(yīng)用，胰腺手術(shù)、結(jié)直腸手術(shù)等也有開(kāi)展。

　　我國(guó)運(yùn)用手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行醫(yī)學(xué)手術(shù)操作起步較晚。2004年4月，深圳市人民醫(yī)院引進(jìn)了大陸第一臺(tái)“宙斯”手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，并于當(dāng)月完成了大陸首例“宙斯”手術(shù)機(jī)器人膽囊切除術(shù)。

　　2006年12月，北京解放軍總醫(yī)院購(gòu)入中國(guó)首臺(tái)“達(dá)芬奇”手術(shù)機(jī)器人，并分別于2007年1月和10月成功實(shí)施了中國(guó)首例“達(dá)芬奇”機(jī)器人房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)和前列腺癌根治術(shù)，從此拉開(kāi)了中國(guó)“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)的帷幕。

　　張小磊等回顧性分析達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行胃癌手術(shù)97例 (機(jī)器人組) 和腹腔鏡輔助胃癌手術(shù)70 例 (腹腔鏡組) 的臨床資料，發(fā)現(xiàn)與腹腔鏡組相比 , 機(jī)器人組患者術(shù)中出血量(ml)少(80.8±53.1 vs 153.7±26.4，P=0.001)、淋巴結(jié)清掃數(shù)量(枚/例)多(23.1±5.4 vs 20.0±4.3，P=0.001)、手術(shù)時(shí)間(min)長(zhǎng)(272.3±46.1 vs 240.3±89.1，P=0.003)、術(shù)后進(jìn)食半流質(zhì)時(shí)間(d)早(3.2±0.8 vs 3.6±1.2，P=0.002)及住院時(shí)間(d)短(6.1±2.6 vs 6.9±2.3，P =0.037)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而兩組患者近端切緣長(zhǎng)度、遠(yuǎn)端切緣長(zhǎng)度、術(shù)后下床時(shí)間、通氣時(shí)間及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率的比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)輔助胃癌手術(shù)安全可行，具有術(shù)中出血少、淋巴結(jié)清掃數(shù)多和術(shù)后康復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，可取得與腹腔鏡手術(shù)相同的腫瘤根治效果。王巍等運(yùn)用手術(shù)機(jī)器人在結(jié)直腸癌根治術(shù)領(lǐng)域取得良好的效果。由于在狹小空間和精細(xì)操作上的優(yōu)勢(shì)，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)可望在小兒微創(chuàng)外科領(lǐng)域發(fā)揮獨(dú)特的價(jià)值，如對(duì)小兒細(xì)小膽道、腸道的吻合等。

　　四、展望

　　目前我國(guó)手術(shù)機(jī)器人在普外科領(lǐng)域亦取得了巨大發(fā)展。趙舒霖等成功開(kāi)展了手術(shù)機(jī)器人對(duì)肝臟腫瘤肝切除治療，與傳統(tǒng)腹腔鏡組對(duì)比，手術(shù)機(jī)器人組的手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間均縮短，但術(shù)中出血量增多。周寧新等通過(guò)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)在膽管惡性腫瘤領(lǐng)域?qū)ふ倚碌耐黄瓶?。韓波等運(yùn)用手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)成功開(kāi)展了胰腺手術(shù)。以診斷性手術(shù)為主的操作限制。手術(shù)機(jī)器人的出現(xiàn)，使微創(chuàng)外科的發(fā)展進(jìn)入新的一頁(yè)。目前手術(shù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用已擴(kuò)展到外科領(lǐng)域的各個(gè)分支，極大地拓展了傳統(tǒng)的腹腔鏡微創(chuàng)外科，將掀起微創(chuàng)外科的又一次新技術(shù)革命浪潮。手術(shù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用已擴(kuò)展到外科領(lǐng)域的各個(gè)分支，極大地拓展了傳統(tǒng)的腹腔鏡微創(chuàng)外科，實(shí)現(xiàn)了具有跨時(shí)代意義的飛躍?？梢灶A(yù)計(jì)，手術(shù)機(jī)器人將掀起微創(chuàng)外科的又一次新技術(shù)革命浪潮。相信未來(lái)外科領(lǐng)域中的各種手術(shù)操作都將可以通過(guò)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)完成。