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    手術(shù)機(jī)器人賦予醫(yī)生“超能力”

    佚名 2024-05-21 05:14:45

    在兩三厘米見方的人體空間內(nèi),機(jī)械臂可以如繡花般精細(xì)操作

    。如今
    ,手術(shù)機(jī)器人正在讓很多原本無法想象的手術(shù)場景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
    。其中
    ,達(dá)芬奇外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)(以下簡稱"達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人")更是代表了該領(lǐng)域的尖端水平

    自2006年國內(nèi)引進(jìn)首臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人以來

    ,國內(nèi)已累計(jì)開展了4萬多例機(jī)器人手術(shù)
    ,涵蓋了泌尿外科、肝膽胰外科
    、胃腸外科
    、婦產(chǎn)科等多種手術(shù)。2月26日
    ,國內(nèi)首家達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人基礎(chǔ)培訓(xùn)基地在上海啟用
    ,為國內(nèi)外醫(yī)生提供國際化的培訓(xùn)服務(wù)
    。未來,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用將更為廣闊

    手術(shù)機(jī)器人究竟有何神奇之處

    ?達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為何能多年來獨(dú)占鰲頭呢?

    更明亮的"眼睛"和更靈活的"手"

    早在去年

    ,一段視頻就曾火遍網(wǎng)絡(luò)
    。視頻顯示在一個(gè)小小的玻璃瓶內(nèi),一顆葡萄在接受機(jī)器人做的皮膚縫合"手術(shù)"
    ,這臺機(jī)器人就是達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人
    。葡萄皮的長度不到2.5厘米,厚度不到1毫米
    ,并且非常脆弱
    。在達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人縫完最后一針后,這顆葡萄基本上保持完美狀態(tài)
    。整個(gè)手術(shù)過程快速而精準(zhǔn)
    ,讓不少人對達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人拍手稱奇。但其實(shí)
    ,對于醫(yī)療界來說
    ,它已經(jīng)不算新鮮事物。

    以達(dá)芬奇系統(tǒng)為代表的手術(shù)機(jī)器人

    ,是醫(yī)用機(jī)器人中的一種。

    "醫(yī)用機(jī)器人是個(gè)很大的概念

    ,根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語
    ,只要是在潛在能力上能用于醫(yī)療領(lǐng)域的機(jī)器人或者機(jī)器人化裝備,都可以叫作醫(yī)用機(jī)器人
    。"哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所副所長杜志江介紹說
    ,醫(yī)用機(jī)器人可以分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人
    、醫(yī)用服務(wù)機(jī)器人(即把服務(wù)機(jī)器人用于醫(yī)療領(lǐng)域)和機(jī)器人化的醫(yī)療裝備

    在杜志江看來,醫(yī)用機(jī)器人的作用不僅要能輔助醫(yī)生工作

    ,擴(kuò)展醫(yī)生的能力
    ,不斷提高智能水平,同時(shí)要具有安全
    、有效的醫(yī)用性
    ,否則就不可能走向臨床,同時(shí)要有靈活
    、柔性的臨床適用性和良好的交互性
    ,以達(dá)到醫(yī)生
    、患者、機(jī)器之間和諧共存的狀態(tài)

    不可否認(rèn)

    ,手術(shù)機(jī)器人的出現(xiàn)是得益于外科領(lǐng)域?qū)ξ?chuàng)手術(shù)追求的大背景。"與傳統(tǒng)的開放式手術(shù)相比
    ,腹腔鏡手術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)
    ,現(xiàn)在也已經(jīng)普遍開展了。但腹腔鏡手術(shù)器械操作對醫(yī)生技能要求非常高
    。同時(shí)
    ,醫(yī)生長時(shí)間做手術(shù)會導(dǎo)致疲勞、手部顫抖
    ,影響手術(shù)精度和質(zhì)量
    。腹腔鏡手術(shù)器械的自由度也仍受限。于是
    ,為了進(jìn)一步提升微創(chuàng)手術(shù)的水平
    ,手術(shù)機(jī)器人就應(yīng)運(yùn)而生了。"杜志江介紹說
    ,手術(shù)機(jī)器人有幾大優(yōu)勢
    ,一是具有多自由度的手術(shù)器械,使得手術(shù)更加靈巧
    ;二是能提供給醫(yī)生放大的三維影像
    ,讓手術(shù)做得更加精細(xì);三是改變了此前手術(shù)的模式
    ,原來是醫(yī)生站在患者旁邊手術(shù)
    ,現(xiàn)在是坐在控制臺前手術(shù),緩解了醫(yī)生的疲勞度
    ;四是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)
    ,我們可以把機(jī)器人放在偏遠(yuǎn)地區(qū),由醫(yī)生遠(yuǎn)程操控
    ,使更多患者享受到高端器械的福利

    為何獨(dú)占鰲頭

    全世界對手術(shù)機(jī)器人的探索在20世紀(jì)80年代就開始了。1985年

    ,美國研究者就嘗試用工業(yè)機(jī)器人輔助進(jìn)行腦組織活檢
    ,這也是手術(shù)機(jī)器人的雛形。此后的上世紀(jì)80年代末90年代初
    ,誕生了專門用于手術(shù)的外科機(jī)器
    ,較有代表性的是RoboDoc外科手術(shù)機(jī)器人。1994年,美國Computer Motion公司研制的伊索(Aesop)持鏡機(jī)器人
    ,實(shí)現(xiàn)了比人更精確
    、一致的鏡頭運(yùn)動(dòng),邁出了機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)的關(guān)鍵一步
    ,但它還不能獨(dú)自執(zhí)行指令進(jìn)行手術(shù)操作
    ,只是一只"扶鏡"的電子機(jī)械手。1996年
    ,Computer Motion又研發(fā)出宙斯(Zeus)機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)
    ,嘗試用于微創(chuàng)手術(shù)。

    1999年

    ,美國Intuitive Surgical公司發(fā)布了達(dá)芬奇外科手術(shù)機(jī)器人
    ,從此為手術(shù)機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用打開了一個(gè)新局面。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人由外科醫(yī)生控制臺
    、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)和成像系統(tǒng)三部分組成
    。與人手相比,它的仿真手腕器械有7個(gè)自由度
    ,更加靈活
    、精確,還可以自動(dòng)濾除震顫
    ,比人手更穩(wěn)定
    。此外,它的成像技術(shù)更加逼真
    ,裸眼3D立體高清圖像可以將圖像放大10倍
    。自發(fā)布后,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人便一發(fā)不可收拾
    ,迅速應(yīng)用到世界各地
    ,幾乎壟斷了全球的手術(shù)機(jī)器人市場,并一直延續(xù)至今

    2000年,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人被美國藥監(jiān)局正式批準(zhǔn)投入使用認(rèn)證

    ,成為全球首套可以在腹腔手術(shù)中使用的手術(shù)機(jī)器人
    。301醫(yī)院在2006年底引進(jìn)了中國大陸第一臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人,并在2007年完成了第一例手術(shù)
    。2014年
    ,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人更新了第四代系統(tǒng)。

    在杜志江看來

    ,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人之所以能夠獨(dú)占鰲頭
    ,其對工程技術(shù)與醫(yī)療需求緊密結(jié)合的重視功不可沒。"我去Intuitive Surgical公司參觀時(shí)就看到,公司的工程技術(shù)人員每天的重要工作之一就是與醫(yī)生充分交流
    ,使機(jī)器人最大程度滿足醫(yī)生的需要
    。"杜志江總結(jié)說,"達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人有多條機(jī)械臂
    ,用多臂協(xié)調(diào)的方式完成手術(shù)
    ;它對人體切口位置的要求放寬了,在手術(shù)過程中
    ,機(jī)械臂要從人身體的切口進(jìn)入
    ,如果切口要求太過嚴(yán)格,有些術(shù)式就不好操作了
    ;此外
    ,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人便于快捷擺位,減少了手術(shù)的準(zhǔn)備時(shí)間
    。特別是當(dāng)手術(shù)過程中發(fā)生意外要從微創(chuàng)手術(shù)轉(zhuǎn)為開放式手術(shù)時(shí)
    ,就需要把手術(shù)機(jī)器人的器械在非常短的時(shí)間內(nèi)撤除;達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的接口統(tǒng)一
    ,減少了手術(shù)更換器械的時(shí)間
    ;另外,它還可以按術(shù)式主動(dòng)預(yù)設(shè)
    ,不斷提高機(jī)器人的智能水平
    。這些年來,達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)一直在沿著這些方向往前走
    。"

    醫(yī)工結(jié)合是重點(diǎn)

    上世紀(jì)90年代

    ,國內(nèi)開始涉獵手術(shù)機(jī)器人的研究。典型的系統(tǒng)如北京航空航天大學(xué)和海軍總醫(yī)院聯(lián)合研制的腦外科手術(shù)機(jī)器人
    、北京航空航天大學(xué)研制的骨科手術(shù)機(jī)器人
    ,都獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理總局的認(rèn)證。

    此外

    ,哈爾濱工業(yè)大學(xué)在腹腔鏡
    、骨科、介入手術(shù)等領(lǐng)域開展了研究
    ,中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所等在血管介入
    、骨科等領(lǐng)域開展研究,天津大學(xué)在腹腔鏡
    、顯微外科等領(lǐng)域開展研究
    ,北京理工大學(xué)在軟組織穿刺、顱頜面外科等領(lǐng)域開展研究
    ,復(fù)旦大學(xué)
    、浙江大學(xué)等也都在醫(yī)用機(jī)器人方面開展了研究
    ,并取得了成果。

    杜志江認(rèn)為

    ,要做好手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)
    ,首先必須要注重醫(yī)工結(jié)合。"醫(yī)生要把手術(shù)操作流程
    、對手術(shù)機(jī)器人的使用需求和醫(yī)療應(yīng)用禁忌講清楚
    ,可以海闊天空地提出一些主觀性的內(nèi)容。工程技術(shù)人員則需要傾聽
    、理解
    ,確定設(shè)計(jì)輸入,規(guī)劃實(shí)現(xiàn)方式
    ,然后用工學(xué)語言表達(dá)出來
    ,拿出樣機(jī)后再跟醫(yī)生進(jìn)行反復(fù)交流。醫(yī)生與工程技術(shù)人員一定要互動(dòng)
    ,這種互動(dòng)可能是長期的
    。"

    在杜志江看來,當(dāng)前醫(yī)用機(jī)器人發(fā)展擁有良好的前景

    。當(dāng)下
    ,醫(yī)用機(jī)器人的全球市場正在持續(xù)高速增長,國內(nèi)也陸續(xù)出臺了多個(gè)戰(zhàn)略規(guī)劃和支持政策促進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的健康和快速發(fā)展
    ,包括《中國制造2025》《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》等
    ,其中醫(yī)用機(jī)器人是重要的一部分。"作為機(jī)器人的一種
    ,手術(shù)機(jī)器人在機(jī)構(gòu)
    、傳感、控制
    、交互
    、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)方面都有著無限的創(chuàng)新空間。"杜志江表示

    與此同時(shí)

    ,手術(shù)機(jī)器人發(fā)展也面臨著來自技術(shù)、人才
    、資本
    、市場、政策等方面的挑戰(zhàn)
    。"手術(shù)機(jī)器人是高度技術(shù)密集型機(jī)器人系統(tǒng),技術(shù)門檻高
    ,需要機(jī)器人
    、醫(yī)療器械
    、醫(yī)學(xué)等各方面的人才,尤其是跨界的復(fù)合型人才
    。手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)周期也較長
    ,一般要6~10年,投資大
    ,風(fēng)險(xiǎn)大
    ,需要持續(xù)性投入。"杜志江說
    ,"要想在手術(shù)機(jī)器人研發(fā)領(lǐng)域取得突出進(jìn)展
    ,就要建立'政-產(chǎn)-學(xué)-研-醫(yī)'結(jié)合的長效機(jī)制,形成政府引導(dǎo)
    、資本支持
    、企業(yè)努力、研發(fā)團(tuán)隊(duì)爭氣
    、醫(yī)生敢想敢試的局面
    ,打通研發(fā)、注冊
    、生產(chǎn)
    、銷售的鏈條。這還需要多方共同努力
    。"

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