手術醫(yī)師操縱機器人在微創(chuàng)外科的應用進展論文

　　微創(chuàng)外科是通過微小創(chuàng)傷或微小入路，將特殊器械、物理能量或化學藥劑送入人體內(nèi)部，完成對人體內(nèi)病變、畸形、創(chuàng)傷的滅活、切除、修復或重建等外科手術操作，以達到治療目的的醫(yī)學科學分支，其特點是對病人的創(chuàng)傷明顯小于相應的傳統(tǒng)外科手術。以下是學習啦小編今天為大家精心準備的：手術醫(yī)師操縱機器人在微創(chuàng)外科的應用進展相關論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!

　　手術醫(yī)師操縱機器人在微創(chuàng)外科的應用進展全文如下：

　　一、歷史與背景

　　在世界上引起巨大轟動。從此迎來了微創(chuàng)手術的新時代，腹腔鏡外科成為最具活力的領域。此后，隨著器械的改進和手術醫(yī)師操作技能的提高，微創(chuàng)外科取得了長足發(fā)展。

　　但是現(xiàn)有的內(nèi)鏡手術在臨床應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)生的活動度和手的靈巧性;(2)二維圖像使外科醫(yī)生失去了視覺的深度感和對術野直觀平穩(wěn)控制力;(3)手眼間協(xié)調(diào)性差，使得精細的解剖和吻合變得困難;(4)觸覺的減弱和手的不自主陣顫、易疲勞增加了操作的困難等。為了解決上述問題，科學家們開發(fā)了計算機輔助手術系統(tǒng)，即“手術機器人”系統(tǒng)，使微創(chuàng)外科的發(fā)展進入了一個新時代。

　　Kwoh 等為了提高神經(jīng)外科活檢的精確度使用了“美洲獅 560”，這是最早應用于手術的機器人。3 年后，“美洲獅 560”又被 Davies等成功地應用于經(jīng)尿道前列腺切除術，最終演化成一種專門行經(jīng)尿道前列腺切除術的設備PROBOT。同期，第一個被美國 FDA 批準并應用于髖關節(jié)置換手術的機器人“ROBODOC”誕生，用以提高術中股骨調(diào)整的精準度。但這個時期的機器人與現(xiàn)在流行的主從式(master-slave)手術機器人仍有很大不同。

　　主從式機器人系統(tǒng)概念最初源于美國軍方的遠程手術構想圈。1994年，美國ComputerMotion 公司在軍方風險基金的資助下研制了第一臺協(xié)助微創(chuàng)手術的內(nèi)窺鏡自動定位系統(tǒng)——伊索(automated endoscopic system for optimal positioning，Aesop)。盡管它還不是能執(zhí)行指令獨自進行手術操作的“機器人”，而只是一只“扶鏡”的電子機械手，但是邁出了機器人技術介入外科手術的關鍵一步。1999年，Intuitive Surgical公司制造的“達芬奇”(da Vinci)和 Computer Motion 公司制造的“宙斯”(Zeus)機器人手術系統(tǒng)都通過了歐洲CE市場認證，標志著真正“手術機器人”的誕生，并于2000年7月通過了美國 FDA市場認證。“達芬奇”現(xiàn)已成為世界上首套可以正式在醫(yī)院手術室腹腔手術中使用的機器人手術系統(tǒng)。手術機器人將醫(yī)生的手術操作轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，傳遞給機器人的操作臂，控制操作臂來完成手術。手術操作轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后又可借助高速寬帶技術與其他有數(shù)字接口的設備對接以遠距離傳輸，實現(xiàn)遠程手術。2001年9月，外科醫(yī)師在美國紐約通過觀看電視屏幕操縱機械手，遠距離遙控7000 km 外位于法國斯特拉斯堡醫(yī)院手術室里的機器人“宙斯”，成功地為一位68歲的患者進行了腹腔鏡膽囊切除術。此次手術的成功是遠程手術的一個里程碑，標志外科手術跨時代的飛躍。

　　二、手術機器人的系統(tǒng)組成與特點

　　機器人手術系統(tǒng)主要由控制臺、傳遞外科醫(yī)生手部動作的有線網(wǎng)絡系統(tǒng)和操作臂三部分組成?？刂婆_是機器人手術系統(tǒng)的核心，由計算機系統(tǒng)、手術操作監(jiān)視器、機器人控制監(jiān)視器、操作手柄和輸入、輸出設備等組成。操作臂通常有3個，其中1個用于控制腹腔鏡，另外 2 個用于控制器械。手術前，醫(yī)生需要通過機器人控制監(jiān)視器設定器械動作的幅度、張開的角度、器械閉合后鎖定與否以及操作臂的活動范圍等。系統(tǒng)設定完成后，醫(yī)生可在遠離手術臺的控制臺，通過觀察病人體腔內(nèi)三維圖像來引導操作手柄的操縱，控制“扶鏡”和執(zhí)行手術操作的機械臂進行手術。醫(yī)生的動作經(jīng)過計算機過濾后，按比例縮小后實時傳遞給操作臂，保證了手術操作的精確性和穩(wěn)定性。機器人手術系統(tǒng)采用的基于計算機視覺的主動引導技術、語音控制技術、手術器械跟蹤技術、觸覺反饋技術等，則保證了手術操作的順利進行。“宙斯”的“扶鏡”手是聲控的，而“達芬奇”的手術器械頭端增加“手腕關節(jié)”，擴大了活動范圍和靈活性。

　　與傳統(tǒng)腹腔鏡手術相比，手術機器人具備如下優(yōu)點：

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

　　(2)機器人手術系統(tǒng)通過軟件處理來消除術者手部的震顫，將控制柄的大幅度移動按照比例轉(zhuǎn)換成在患者體內(nèi)的精細動作。

　　(3)恢復了術者合適的眼手協(xié)調(diào)性，提高了手術操作的精確性、穩(wěn)定性和輕柔性，三維與二維的視覺差距主要在更精細操作的空間定位上，而視覺上的這一突破將會提升術者對手術操作的自信與掌控力。這對于高精度的手術，如心臟和腦部手術以及長時間的復雜手術尤其重要。

　　(4)值得注意的是，盡管稱為機器人手術，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)手術原則并以腹腔鏡技術為基礎，但又突破了原腹腔鏡技術“只看不敢動”。

　　(5)完全改變了傳統(tǒng)外科醫(yī)師臨臺手術模式，形成一種實時透明的經(jīng)驗傳承與交流模式。而且機器人手術系統(tǒng)具有記憶功能，方便醫(yī)生之間討論、交流。還可以實時通過網(wǎng)絡獲求手術室外的援助，形成多團隊配合和多學科融合的新型診療模式，同時造就了一個全新的外科模式。

　　同其他任何新技術一樣，機器人手術也有其缺點：1)成本昂貴，需要特制手術室和專門培訓的人員;2)手術時間相對較長;3)缺乏觸覺反饋，致使組織誤傷、縫線斷裂均常有發(fā)生;4)動作比例設定、手顫過濾功能及影像系統(tǒng)使機器人技術在狹小空間及精細操作方面(如心外科手術、前列腺手術)具有出色的性能，但在需要較大幅度牽引動作的手術中，操作臂就會經(jīng)常超出下限而必須重新設定。

　　三、機器人手術的臨床應用

　　手術機器人的誕生時間雖然很短，但是其潛在的巨大技術優(yōu)勢已為世界各地的醫(yī)生所認同，其應用領域在迅速拓展，手術種類和數(shù)量迅速增加，手術機器人的技術優(yōu)勢正逐漸轉(zhuǎn)化成優(yōu)越的治療效果。目前，國際上手術機器人在醫(yī)學多個領域多個學科如心臟微創(chuàng)外科、泌尿外科、神經(jīng)外科、關節(jié)脊柱外科、婦產(chǎn)科等均獲得較好的成就。同樣，手術機器人在普外科領域的運用亦是業(yè)績斐然。膽囊切除是世界上開展最早、例數(shù)最多的機器人手術，而當前的機器人胃底折疊術、食管賁門括約肌切開術、腸切除吻合術和肥胖癥手術也已被成熟應用，胰腺手術、結直腸手術等也有開展。

　　我國運用手術機器人進行醫(yī)學手術操作起步較晚。2004年4月，深圳市人民醫(yī)院引進了大陸第一臺“宙斯”手術機器人系統(tǒng)，并于當月完成了大陸首例“宙斯”手術機器人膽囊切除術。

　　2006年12月，北京解放軍總醫(yī)院購入中國首臺“達芬奇”手術機器人，并分別于2007年1月和10月成功實施了中國首例“達芬奇”機器人房間隔缺損修補術和前列腺癌根治術，從此拉開了中國“達芬奇”機器人手術的帷幕。

　　張小磊等回顧性分析達芬奇手術機器人系統(tǒng)進行胃癌手術97例 (機器人組) 和腹腔鏡輔助胃癌手術70 例 (腹腔鏡組) 的臨床資料，發(fā)現(xiàn)與腹腔鏡組相比 , 機器人組患者術中出血量(ml)少(80.8±53.1 vs 153.7±26.4，P=0.001)、淋巴結清掃數(shù)量(枚/例)多(23.1±5.4 vs 20.0±4.3，P=0.001)、手術時間(min)長(272.3±46.1 vs 240.3±89.1，P=0.003)、術后進食半流質(zhì)時間(d)早(3.2±0.8 vs 3.6±1.2，P=0.002)及住院時間(d)短(6.1±2.6 vs 6.9±2.3，P =0.037)，差異均有統(tǒng)計學意義，而兩組患者近端切緣長度、遠端切緣長度、術后下床時間、通氣時間及術后并發(fā)癥發(fā)生率的比較，差異均無統(tǒng)計學意義，認為達芬奇機器人系統(tǒng)輔助胃癌手術安全可行，具有術中出血少、淋巴結清掃數(shù)多和術后康復快等優(yōu)點，可取得與腹腔鏡手術相同的腫瘤根治效果。王巍等運用手術機器人在結直腸癌根治術領域取得良好的效果。由于在狹小空間和精細操作上的優(yōu)勢，機器人手術系統(tǒng)可望在小兒微創(chuàng)外科領域發(fā)揮獨特的價值，如對小兒細小膽道、腸道的吻合等。

　　四、展望

　　目前我國手術機器人在普外科領域亦取得了巨大發(fā)展。趙舒霖等成功開展了手術機器人對肝臟腫瘤肝切除治療，與傳統(tǒng)腹腔鏡組對比，手術機器人組的手術時間、住院時間均縮短，但術中出血量增多。周寧新等通過手術機器人系統(tǒng)在膽管惡性腫瘤領域?qū)ふ倚碌耐黄瓶凇ｍn波等運用手術機器人系統(tǒng)成功開展了胰腺手術。以診斷性手術為主的操作限制。手術機器人的出現(xiàn)，使微創(chuàng)外科的發(fā)展進入新的一頁。目前手術機器人的臨床應用已擴展到外科領域的各個分支，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革命浪潮。手術機器人的臨床應用已擴展到外科領域的各個分支，極大地拓展了傳統(tǒng)的腹腔鏡微創(chuàng)外科，實現(xiàn)了具有跨時代意義的飛躍。可以預計，手術機器人將掀起微創(chuàng)外科的又一次新技術革命浪潮。相信未來外科領域中的各種手術操作都將可以通過手術機器人系統(tǒng)完成。