達(dá)芬奇機(jī)器人——開創(chuàng)外科手術(shù)平臺新紀(jì)元
來源：吉林省腫瘤醫(yī)院 時(shí)間：2015-05-15 瀏覽： 次
手術(shù)機(jī)器人的發(fā)明和應(yīng)用開創(chuàng)了外科手術(shù)的又一新紀(jì)元。與傳統(tǒng)電視腔鏡手術(shù)相比，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)具有更加精細(xì)、微創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)以麻省理工學(xué)院（原名斯坦福研究學(xué)院）研發(fā)的機(jī)器人外科手術(shù)技術(shù)為基礎(chǔ)。Intuitive Surgical隨后與IBM、麻省理工學(xué)院和Heartport公司聯(lián)手對該系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步開發(fā)。FDA批準(zhǔn)將達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)用于成人和兒童的普通外科、胸外科、泌尿外科、婦產(chǎn)科、頭頸外科以及心臟手術(shù)。達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)是一種高級機(jī)器人平臺，其設(shè)計(jì)的理念是通過使用微創(chuàng)的方法，實(shí)施復(fù)雜的外科手術(shù)。
外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生
20世紀(jì)80年代電視腹腔鏡系統(tǒng)手術(shù)在膽囊切除術(shù)的成功開展，正式開創(chuàng)了微創(chuàng)外科時(shí)代。微創(chuàng)外科與傳統(tǒng)手術(shù)相比，具有傷口小且美觀，術(shù)中出血較少，恢復(fù)較快，患者術(shù)后疼痛降低，住院天數(shù)減少等優(yōu)點(diǎn)，深受患者的推崇，同時(shí)也成為各個(gè)醫(yī)院吸引患者的重要外科項(xiàng)目。微創(chuàng)手術(shù)也逐漸成為評價(jià)醫(yī)院醫(yī)療水平的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此傳統(tǒng)的電視腹腔鏡系統(tǒng)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)的手術(shù)設(shè)備，被各級醫(yī)院所接納。
隨著電視腔鏡手術(shù)的廣泛開展，其局限性也逐漸暴露出來，電視腹腔鏡手術(shù)對復(fù)雜精細(xì)的手術(shù)顯得力不從心。例如胰十二指腸手術(shù)，要在電視腔鏡下完成眾多的體內(nèi)縫合吻合相當(dāng)困難，需要施術(shù)者具有豐富的開腹手術(shù)經(jīng)驗(yàn)和嫻熟的電視腔鏡手術(shù)技術(shù)。因此，迄今為止，全世界完成的電視腔鏡胰十二指腸手術(shù)并不多，國內(nèi)僅見少數(shù)個(gè)案報(bào)道。與此類似的還有泌尿外科微創(chuàng)前列腺癌根治術(shù)和心臟外科微創(chuàng)心臟搭橋等。
由于人類一些器官的生理、解剖結(jié)構(gòu)的特殊性和傳統(tǒng)電視腔鏡技術(shù)的局限性，外科手術(shù)要達(dá)到廣泛微創(chuàng)化、精細(xì)化的目的，必須有一種新的外科平臺的出現(xiàn)才能解決。就像工業(yè)生產(chǎn)已依靠機(jī)器人作業(yè)達(dá)到了人類無法達(dá)成的成就一樣，外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)而生，突破了人類在外科手術(shù)領(lǐng)域的局限，開創(chuàng)了外科手術(shù)又一個(gè)新紀(jì)元。
達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)由三個(gè)部分組成
da Vinci外科系統(tǒng)是最新一代手術(shù)機(jī)器人平臺，能夠通過微創(chuàng)的方法完成復(fù)雜的外科手術(shù)。實(shí)施手術(shù)時(shí)外科醫(yī)師不與患者直接接觸，通過觀察監(jiān)視器操作控制系統(tǒng)，醫(yī)師的動(dòng)作通過計(jì)算機(jī)傳遞給手術(shù)臺邊的機(jī)械手，機(jī)械手的前端安裝各種微創(chuàng)手術(shù)器械模擬外科醫(yī)師的技術(shù)動(dòng)作。醫(yī)師控制臺裝有三維視覺系統(tǒng)和動(dòng)作定標(biāo)系統(tǒng)，醫(yī)師手臂、手腕和手指的運(yùn)動(dòng)通過傳感器在電腦中記錄下來，并同步翻譯給機(jī)器手臂。
達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)主要分為3部分：醫(yī)生控制系統(tǒng)，機(jī)械臂、攝像臂和手術(shù)器械組成的床旁機(jī)械臂系統(tǒng)，三維成像視頻系統(tǒng)。
（1）醫(yī)生控制系統(tǒng)
醫(yī)生控制系統(tǒng)是da Vinci系統(tǒng)的控制中心，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、監(jiān)視器、控制手柄、腳踏控制板及輸出設(shè)備組成。醫(yī)生控制系統(tǒng)的操作者坐在消毒區(qū)域以外，通過使用控制手柄來控制手術(shù)器械和立體腔鏡。術(shù)者通過雙手動(dòng)作傳動(dòng)手術(shù)臺車上仿真機(jī)械臂完成各種操作，從而達(dá)到術(shù)者的手在患者體內(nèi)做手術(shù)的效果。同時(shí)可通過聲控、手控或踏板控制腹腔鏡。術(shù)者雙腳置于腳踏控制板上配合完成電切、電凝等相關(guān)操作。da Vinci系統(tǒng)讓術(shù)者在微創(chuàng)環(huán)境里可達(dá)到開放手術(shù)的靈活性。
（2）床旁機(jī)械臂系統(tǒng)
床旁機(jī)械臂系統(tǒng)是da Vinci系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部分，上面安裝有工作臂和持鏡臂。第一代達(dá)芬奇機(jī)器人只有2只工作臂，2003年起，新一代達(dá)芬奇機(jī)器人安裝3只工作臂，增強(qiáng)應(yīng)用能力和靈活性。手術(shù)車的基本功能是支撐手術(shù)器械臂和鏡頭臂。
工作臂裝上各種手術(shù)器械（電子仿真手），用于完成各種復(fù)雜的手術(shù)操作，持鏡臂用于術(shù)中握持腹腔鏡物鏡，可提供更加穩(wěn)定的圖像，避免了傳統(tǒng)腹腔鏡術(shù)中助手疲勞導(dǎo)致手部抖動(dòng)出現(xiàn)視野不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
（3）Endo Wrist
仿真機(jī)械手可以模擬人手各種操作，并可達(dá)到7個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，包括臂關(guān)節(jié)上下、前后、自由運(yùn)動(dòng)與仿真手腕的左右、旋轉(zhuǎn)、開合、末端關(guān)節(jié)彎曲共7種動(dòng)作，可作沿垂直軸540°和水平軸180°旋轉(zhuǎn)，且每個(gè)關(guān)節(jié)活動(dòng)度大于90°。尤其在行深部操作時(shí)，機(jī)械手動(dòng)作靈活，體積小巧，與開放手術(shù)的人手操作相比具有顯著優(yōu)勢。
仿真機(jī)械手配置了各種類型的手術(shù)器械，可滿足抓持、鉗夾、縫合等各項(xiàng)操作要求；同時(shí)機(jī)械臂具有計(jì)算機(jī)輔助位置記憶功能，更換器械后機(jī)械臂可迅速回復(fù)至更換前位置，具有“即插即用，無縫連接”的特點(diǎn)。
（4）三維高清影像系統(tǒng)
傳統(tǒng)腹腔鏡技術(shù)的一個(gè)主要弊端在于二維平面成像，術(shù)者在監(jiān)視器中無法辨別組織前后相對關(guān)系，只有充分練習(xí)后才可以掌握。達(dá)芬奇機(jī)器人的三維高清影像系統(tǒng)則完全解決這一問題，為術(shù)者提供了一個(gè)真實(shí)的手術(shù)視野，使打結(jié)、縫合等操作變得簡單易學(xué)。另外，借助數(shù)碼放大技術(shù)，無須移動(dòng)腹腔鏡即可將手術(shù)部位放大到最大10倍，有利于更加精細(xì)的手術(shù)操作。