達芬奇機器人——開創外科手術平臺新紀元
來源：吉林省腫瘤醫院 時間：2016-01-25 瀏覽： 次
手術機器人的發明和應用開創了外科手術的又一新紀元。與傳統電視腔鏡手術相比，手術機器人系統具有更加精細、微創等優點。達芬奇機器人手術系統以麻省理工學院（原名斯坦福研究學院）研發的機器人外科手術技術為基礎。Intuitive Surgical隨后與IBM、麻省理工學院和Heartport公司聯手對該系統進行了進一步開發。FDA批準將達芬奇機器人手術系統用于成人和兒童的普通外科、胸外科、泌尿外科、婦產科、頭頸外科以及心臟手術。達芬奇外科手術系統是一種高級機器人平臺，其設計的理念是通過使用微創的方法，實施復雜的外科手術。
外科手術機器人系統應運而生
20世紀80年代電視腹腔鏡系統手術在膽囊切除術的成功開展，正式開創了微創外科時代。微創外科與傳統手術相比，具有傷口小且美觀，術中出血較少，恢復較快，患者術后疼痛降低，住院天數減少等優點，深受患者的推崇，同時也成為各個醫院吸引患者的重要外科項目。微創手術也逐漸成為評價醫院醫療水平的評價標準，因此傳統的電視腹腔鏡系統作為一項基礎的手術設備，被各級醫院所接納。
隨著電視腔鏡手術的廣泛開展，其局限性也逐漸暴露出來，電視腹腔鏡手術對復雜精細的手術顯得力不從心。例如胰十二指腸手術，要在電視腔鏡下完成眾多的體內縫合吻合相當困難，需要施術者具有豐富的開腹手術經驗和嫻熟的電視腔鏡手術技術。因此，迄今為止，全世界完成的電視腔鏡胰十二指腸手術并不多，國內僅見少數個案報道。與此類似的還有泌尿外科微創前列腺癌根治術和心臟外科微創心臟搭橋等。
由于人類一些器官的生理、解剖結構的特殊性和傳統電視腔鏡技術的局限性，外科手術要達到廣泛微創化、精細化的目的，必須有一種新的外科平臺的出現才能解決。就像工業生產已依靠機器人作業達到了人類無法達成的成就一樣，外科手術機器人系統的應運而生，突破了人類在外科手術領域的局限，開創了外科手術又一個新紀元。
達芬奇手術機器人系統由三個部分組成
da Vinci外科系統是最新一代手術機器人平臺，能夠通過微創的方法完成復雜的外科手術。實施手術時外科醫師不與患者直接接觸，通過觀察監視器操作控制系統，醫師的動作通過計算機傳遞給手術臺邊的機械手，機械手的前端安裝各種微創手術器械模擬外科醫師的技術動作。醫師控制臺裝有三維視覺系統和動作定標系統，醫師手臂、手腕和手指的運動通過傳感器在電腦中記錄下來，并同步翻譯給機器手臂。
達芬奇手術機器人系統主要分為3部分：醫生控制系統，機械臂、攝像臂和手術器械組成的床旁機械臂系統，三維成像視頻系統。
（1）醫生控制系統
醫生控制系統是da Vinci系統的控制中心，由計算機系統、監視器、控制手柄、腳踏控制板及輸出設備組成。醫生控制系統的操作者坐在消毒區域以外，通過使用控制手柄來控制手術器械和立體腔鏡。術者通過雙手動作傳動手術臺車上仿真機械臂完成各種操作，從而達到術者的手在患者體內做手術的效果。同時可通過聲控、手控或踏板控制腹腔鏡。術者雙腳置于腳踏控制板上配合完成電切、電凝等相關操作。da Vinci系統讓術者在微創環境里可達到開放手術的靈活性。
（2）床旁機械臂系統
床旁機械臂系統是da Vinci系統的運轉部分，上面安裝有工作臂和持鏡臂。第一代達芬奇機器人只有2只工作臂，2003年起，新一代達芬奇機器人安裝3只工作臂，增強應用能力和靈活性。手術車的基本功能是支撐手術器械臂和鏡頭臂。
工作臂裝上各種手術器械（電子仿真手），用于完成各種復雜的手術操作，持鏡臂用于術中握持腹腔鏡物鏡，可提供更加穩定的圖像，避免了傳統腹腔鏡術中助手疲勞導致手部抖動出現視野不穩定的現象。
（3）Endo Wrist
仿真機械手可以模擬人手各種操作，并可達到7個自由度的運動，包括臂關節上下、前后、自由運動與仿真手腕的左右、旋轉、開合、末端關節彎曲共7種動作，可作沿垂直軸540°和水平軸180°旋轉，且每個關節活動度大于90°。尤其在行深部操作時，機械手動作靈活，體積小巧，與開放手術的人手操作相比具有顯著優勢。
仿真機械手配置了各種類型的手術器械，可滿足抓持、鉗夾、縫合等各項操作要求；同時機械臂具有計算機輔助位置記憶功能，更換器械后機械臂可迅速回復至更換前位置，具有“即插即用，無縫連接”的特點。
（4）三維高清影像系統
傳統腹腔鏡技術的一個主要弊端在于二維平面成像，術者在監視器中無法辨別組織前后相對關系，只有充分練習后才可以掌握。達芬奇機器人的三維高清影像系統則完全解決這一問題，為術者提供了一個真實的手術視野，使打結、縫合等操作變得簡單易學。另外，借助數碼放大技術，無須移動腹腔鏡即可將手術部位放大到最大10倍，有利于更加精細的手術操作。