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手术机器人太能干,但他能取代医生吗?

发布时间: 2015-7-27 下午5:45

作者: 沉默的熊

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近年来,达芬奇手术机器人在越来越多的医院里应用,有些人担心将来做手术是不是不需要医生了?


今天,“机器人医生”并非只存在于科幻故事或影视剧的想象中。

2015年初,广东首台达芬奇手术机器人(下称“达芬奇”)落户中山大学附属第一医院(下称中山一院),作为第三代达芬奇外科手术机器人,在医生的指挥下,它已“成功开展”数十例肠胃、肝脏、胆胰、泌尿方面的手术。

“手术机器人具有高稳定性和精准度,超越了肉眼和人手的局限,且由机器人完成的手术创伤更小、失血更少,患者在术后恢复更快,愈合更好,能缩短住院时间。”说到“达芬奇”的好处,用它做过十余台手术的中山大学附属第一医院胆胰外科主任殷晓煜教授如数家珍。

可他也坦言,机器人并非万能,一些复杂、疑难的手术,仍需要外科医生以传统的方式处理。“说到底,手术机器人也是由医生来操作的嘛!”

“达芬奇”做手术

“达芬奇”由外科医生控制台、床旁机械臂系统和成像系统三部分组成。其机械臂系统如同一只章鱼,共有四条可实现540度旋转的可交互式“操作臂”和“镜头臂”

哪怕10年前,殷晓煜也没想过会用机器人给病人做手术。如今,他成为广东最早尝鲜的医生之一。

2015年初,中山一院引进广东首台达芬奇手术机器人,受到专家欢迎。“以前我们总羡慕国外有先进的医疗设备,现在我们也往前迈进一步了。”殷晓煜说。

在香港达芬奇机器人腹腔镜培训中心学习培训后,殷晓煜正式开启了与“达芬奇”并肩作战的历程。

前不久,殷晓煜接收了一位胰腺体尾部长有肿瘤的50岁男性患者。该患者患有糖尿病,经CT检测,肿瘤初步判断良性,直径达7厘米。

“他的脾脏血管被肿瘤压迫得很严重,肿瘤与脾静脉、脾动脉粘连得很紧密,需要将胰体尾和脾脏连带肿瘤一并切除。”在过去,殷晓煜会给这位患者做传统开腹手术,手术切口会达到二三十厘米,“创伤大,意味着感染几率也会比较大。”

那能否选择微创腹腔镜手术?

“是可以的。不过胰腺属腹腔后的脏器,组织很软,且与周边器官关系复杂,传统腹腔镜器械头端都是固定的,应用起来不够灵活,这样会增加手术难度。”深思熟虑后,殷晓煜打算用“达芬奇”试试。

“达芬奇”手术机器人是一款可以辅助医生进行外科微创手术的机器人系统。不同于人形机器人,“达芬奇”的设计注重功用而非仿形,它由外科医生控制台、床旁机械臂系统和成像系统三部分组成。其机械臂系统如同一只章鱼,共有四条可实现540度旋转的可交互式“操作臂”和“镜头臂”。

“这次切除胰腺体尾肿瘤手术,我们动用了‘达芬奇’的四条‘手臂’:三条操作臂和一条镜头臂。”殷晓煜等在患者腹部开了五个1厘米左右的切口,“三个供机械臂进入体内,一个提供给镜头臂,余下的一个为助手孔,由助手操作辅助器械,切除的标本从助手孔取出”。

操作臂的设计精细到关节,能完成上下、前后、自由运动与仿真手腕的左右、旋转、开合、末端关节弯曲共七种动作,它的四个金属连接端相当于机器人的“手指”,可根据手术需要安装手术刀、钳子、缝针器等器械。

手术过程中,殷晓煜坐在手术无菌区之外的操控台上,眼前的显示器呈现放大了10倍的三维立体高清影像,使他能清晰地关注到手术视野中的每一个细节。

他双手控制两个指套式手柄,“手柄可感应医生的手部动作,再等比例转换成机械臂的同步精细操作。”殷晓煜的脚也不闲着,通过操控台下方的脚踏板调整机械臂的远近位置、调节镜头的焦距。

就这样,他调动双手双脚,发出移动、捏夹、提拉、打结等动作指令,犹如“隔空取物”。“如果将这台手术比作一场战役,医生就是在后方运筹帷幄、发号施令的指挥官,而机器人就是在前线冲锋陷阵、配合操作的士兵。”殷晓煜如此打比方。

在他的指挥下,“达芬奇”很灵巧地完成了这项手术,病人也恢复得很快。

机器人的长处

“机器人医生”具有更高的精准性与稳定性,手术风险更低、创伤更小、出血更少,患者恢复更快

有人说,与传统开腹手术相比,手术机器人突出特点之一是微创。然而,普通腹腔镜手术的特色也是微创,手术机器人究竟独特在哪儿?

“普通腹腔镜提供的视野范围和操作器械的手方向相反,手术时需与视觉反向操作;而且器械活动的自由度少,手部震颤被放大,完成精细分离、缝合、吻合等操作很困难。”殷晓煜说,为克服腹腔镜手术的不足,科学家开始探索更为精细的微创技术。

1994年,美国Computer Motion公司成功研制伊索(AESOP)持镜机器人。它能实现比人为控制更精确、更一致的镜头运动,为医生提供直接、稳定的视野,由此迈出了机器人微创手术系统研发的关键一步。两年后,该公司推出宙斯(ZEUS)遥操作机器人外科手术系统,用于微创手术。

1999年1月9日,美国Intuitive Surgical公司成功开发出达芬奇(Da Vinci)外科手术机器人系统,该系统是以微创的方式辅助复杂外科手术,2000年被美国药监局正式批准投入使用认证,这也是全球首套可以在腹腔手术中使用的机器人手术系统。

此后,“达芬奇”逐渐风靡全球。

中国在2006年引进了第一台达芬奇手术机器人。如今,它被用于外科大部分领域的微创治疗,包括成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术等。

中山一院妇科主任姚书忠教授对“达芬奇”的突出表现也深有感触:“普通微创手术需要一个专门的扶镜手,而机器人手术则减省了这一人力。更重要的是,操作臂的稳定性和精确性,过滤了手臂自然抖动现象,降低了手术风险。”

不仅如此,相较于传统腹腔镜的三倍二维视图,机器人能显示放大了十倍的高清立体影像,使人体的微小血管和神经组织等一目了然,便于主刀医生辨认结构、把握距离,提高了精准度。“也正因此,国外有很多小儿外科的手术就是用机器人来做的。”殷晓煜说。

“达芬奇”还解放了术中的医生。

“传统的手术方式,医生需要长时间的低头站立,对医生来说是极大的体力负担,而有了手术机器人,主刀医生只需坐在操控台操作即可,避免了长期站立带来的疲劳感。”姚书忠认为,医生状态好,也提高了手术的安全性。

与普通腹腔镜相比,“达芬奇”也可让医生更快上手。

“腹腔镜手术的学习期很长,因为要习惯3D到2D的转换,对抗视觉反向操作;而手术机器人提供的3D视角更贴合实际手术情况,有真实的立体感,就像平时开刀一样。”在殷晓煜看来,胰体尾肿瘤、胰头肿瘤、胰腺中段切除、胰肠吻合、胆管肿瘤、胆总管囊肿等手术都可用机器人来做,“这些手术或是肿瘤与血管的粘连较为复杂,或是需要缝合的部位较多,用普通腹腔镜就会比较困难”。

在姚书忠精通的妇科领域,“达芬奇”能有出色表现的手术包括宫颈癌、子宫内膜癌、子宫脱垂等,“机器人做子宫内膜癌的手术甚至比开腹手术效果更好,因为机械手远比人手更能进入盆腔深部,更便于手术切除”。

如今,“达芬奇”被用于外科大部分领域的微创治疗,包括成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术等。

机器人非万能

一些复杂、疑难的手术,机器人操作起来较为困难,仍需要外科医生以传统的方式处理

手术机器人百般好,它能否取代外科医生?

“机器人做手术是以传统外科医生的手术为基础,只有外科医生开腹能做的手术才能采用机器人来做。”殷晓煜说,机器人只是完成手术过程的一项工具,不仅如此,一些复杂、疑难的手术,机器人操作起来较为困难,仍需要外科医生以传统的方式处理。

殷晓煜举例,有些患者体内巨大肿瘤直径达几十厘米,“机器人做手术需要一定空间施展,面对如此大的肿瘤,空间不足;即使机器人将肿瘤切除了,还要考虑如何将巨大的肿瘤取出来,那也必须开一道大的口子”。

专家也普遍认为,坐在操控台上时压力一点儿不比亲手操刀小。

“操作手柄的每个细微动作都不容大意,因为我怎么动机械臂就怎么动,没有重来的机会。”在殷晓煜看来,这跟亲手摸着病人的身体来做手术完全是两回事。“传统手术可感受到患者身体组织的质地、弹性,而机械臂缺少触觉反馈体系,医生使用多大的力度完全靠经验以及视觉上的判断,比如手术中最基本的缝针打结,要判断结是否打紧,只能靠眼睛看。”

此外,手术中可能出现的突发状况更需要有经验的医生来应对。“因此,使用机器人做手术对主刀医生的要求更高,医生不仅要有丰富的传统外科手术经验,能够对解剖区域的组织了如指掌,还要十分熟练地操作机器人。”殷晓煜说。

“达芬奇”的进阶

2006年底,中国引进了第一台达芬奇手术机器人,至今全国已有30多台,美国的数量则达到2000多台,使用机器人做手术已成趋势。

“达芬奇”也在不断更新换代。目前国内使用的手术机器人均为第三代达芬奇Si系统,而在2014年,美国Intuitive Surgical公司发布了旗下机器人手术系统的第四代产品——达芬奇Xi系统。

殷晓煜介绍,相较于第三代,第四代达芬奇更小型,结构更精细,为手术提供了更好的灵活度。此外,第三代机器人的镜头臂只能从肚脐下开孔进入,新一代的镜头臂可从任何部位进入体内,且内窥镜可以拆卸连接到任何一个机械臂上,手术视野更加广阔。

“第四代最大的特点是设计更加人性化。”殷晓煜表示,达芬奇Xi系统四个器械臂的可旋转支架设计,使其可旋转到身体的任何部位,如果医生认为有必要,这四个器械臂还可以取出再重新植入体内。

此外,达芬奇Xi系统与手术床是配套的,可随时根据手术需要变换病人的体位。“我们现在使用的第三代系统,手术过程中病人只能保持同一个体位。”殷晓煜坦言,新一代机器人手术系统问世,将解决前几代系统的一些问题,帮助外科医生完成更为复杂的手术。
他也憧憬,未来的机器人手术系统增加触觉反馈系统,以弥补主刀医生只通过视觉判断手术情况的不足,进一步提高手术精准度。
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