手術醫師操縱機器人在微創外科的應用進展論文

手術醫師操縱機器人在微創外科的應用進展論文

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

　　手術醫師操縱機器人在微創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師操作技能的提高，微創外科取得了長足發展。

　　但是現有的內鏡手術在臨床應用中也暴露出了不足：(1)經固定的通道器械操作限制了醫生的活動度和手的靈巧性;(2)二維圖像使外科醫生失去了視覺的深度感和對術野直觀平穩控制力;(3)手眼間協調性差，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，科學家們開發了計算機輔助手術系統，即“手術機器人”系統，使微創外科的發展進入了一個新時代。

　　Kwoh 等為了提高神經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等成功地應用于經尿道前列腺切除術，最終演化成一種專門行經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置換手術的機器人“ROBODOC”誕生，用以提高術中股骨調整的精準度。但這個時期的機器人與現在流行的主從式(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助微創手術的內窺鏡自動定位系統——伊索(automated endoscopic system for optimal positioning，Aesop)。盡管它還不是能執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”現已成為世界上首套可以正式在醫院手術室腹腔手術中使用的機器人手術系統。手術機器人將醫生的手術操作轉化為數字信息，傳遞給機器人的操作臂，控制操作臂來完成手術。手術操作轉化為數字信息后又可借助高速寬帶技術與其他有數字接口的設備對接以遠距離傳輸，實現遠程手術。2001年9月，外科醫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、手術機器人的系統組成與特點

　　機器人手術系統主要由控制臺、傳遞外科醫生手部動作的有線網絡系統和操作臂三部分組成。控制臺是機器人手術系統的核心，由計算機系統、手術操作監視器、機器人控制監視器、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，醫生需要通過機器人控制監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。系統設定完成后，醫生可在遠離手術臺的控制臺，通過觀察病人體腔內三維圖像來引導操作手柄的操縱，控制“扶鏡”和執行手術操作的機械臂進行手術。醫生的動作經過計算機過濾后，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定性。機器人手術系統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”，擴大了活動范圍和靈活性。

　　與傳統腹腔鏡手術相比，手術機器人具備如下優點：

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

　　(2)機器人手術系統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換成在患者體內的精細動作。

　　(3)恢復了術者合適的眼手協調性，提高了手術操作的精確性、穩定性和輕柔性，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師發出的，外科操作仍需遵循傳統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)完全改變了傳統外科醫師臨臺手術模式，形成一種實時透明的經驗傳承與交流模式。而且機器人手術系統具有記憶功能，方便醫生之間討論、交流。還可以實時通過網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、縫線斷裂均常有發生;4)動作比例設定、手顫過濾功能及影像系統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勢已為世界各地的醫生所認同，其應用領域在迅速拓展，手術種類和數量迅速增加，手術機器人的技術優勢正逐漸轉化成優越的治療效果。目前，國際上手術機器人在醫學多個領域多個學科如心臟微創外科、泌尿外科、神經外科、關節脊柱外科、婦產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績斐然。膽囊切除是世界上開展最早、例數最多的機器人手術，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學手術操作起步較晚。2004年4月，深圳市人民醫院引進了大陸第一臺“宙斯”手術機器人系統，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，發現與腹腔鏡組相比 , 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癥發生率的比較，差異均無統計學意義，認為達芬奇機器人系統輔助胃癌手術安全可行，具有術中出血少、淋巴結清掃數多和術后康復快等優點，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勢，機器人手術系統可望在小兒微創外科領域發揮獨特的價值，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在膽管惡性腫瘤領域尋找新的突破口。韓波等運用手術機器人系統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，使微創外科的發展進入新的一頁。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，極大地拓展了傳統的腹腔鏡微創外科，將掀起微創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，極大地拓展了傳統的腹腔鏡微創外科，實現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完成。