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手术机器人发展最新进展

发布时间: 2015-5-6 下午1:48

作者: 左边有风右没风

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机器人不仅用于工业领域,在医疗系统也已得到推广应用。如大名鼎鼎的手术机器人(Surgical Robot)的问世不过短短10年,但同样取得重大进展。

实际上,手术机器人是一组器械的组合装置。它通常由一个内窥镜(探头)、刀剪等手术器械、微型摄像头和操纵杆等器件组装而成。据国外厂商介绍,目前使用中的手术机器人的工作原理是通过无线操作进行的外科手术,即医生坐在电脑显示屏前,通过显示屏和内窥镜仔细观察病人体内的病灶情况,然后通过机器人手中的手术刀将病灶精确切除(或修复)。这种被国外科学家命名为MIS的系统是设计一切手术机器人的基础。以目前各国医院使用中的达·芬奇手术机器人为例,只要在病人皮肤表面开一个极小的口子,将探头塞进体内,即可观察到病人病灶所在位置,然后再用机器人手中的手术刀将其切除。

此外,手术机器人还可做器官修补、血管吻合或骨磨削等需要十分精细的手术。近年来,手术机器人被用于做包括基因移植、神经手术和远程手术等在内的各种重要手术,从而大大提高了危重病人的存活率。

由于手术机器人的用途逐渐广泛,它在世界各国的销售数量越来越大。据国外报道,截至去年年底,美国的手术机器人保有量位居全球第一(约300多台),其次为英国(约80~90台),韩国居第三(37台)。迄今为止,包括中国在内有40多个国家拥有各种手术机器人。它们均为美国Intuitive Surgical 公司生产的达·芬奇手术机器人或欧洲新开发的手术机器人,目前以前者居多。据介绍,欧洲厂商在5年前已独立研制成手术机器人,即Computer Motion 公司生产的宙斯手术机器人和AESOP手术机器人,其工作原理类似于美国公司的达·芬奇手术机器人。

令人振奋的是,我国第三军医大学的科研人员在不久前也已研制成一台专门用于脊柱微创手术的新型机器人系统,它可代替医生在放射条件下工作。既能提高手术的精确性,又能降低手术风险。同时还可减少射线对医生的伤害。而早在几年前,北京航空航天大学的科研人员与海军总医院合作,开发出一套可用于远程颅脑手术的新型机器人CRAS-BH1。据介绍,该系统已成功用于全国数百例脑部手术。

近年来,国外在手术机器人的开发上又有新进展。现将国外手术机器人新技术开发情况作扼要介绍。

腹部手术机器人

不久前,日本JIKEI大学医用诊断成像技术研究所的科研人员开发出一种袖珍腹部手术机器人。其最大尺寸仅6mm。据研制者介绍,该腹部机器人适合做各种腹腔内直视手术,也适合做心血管手术。新开发的手术机器人配备有一台立体摄像仪、两个操纵杆和一只直径3mm的柔性管(可作为仪器通道)。此外,该手术机器人还可配备4D超声波成像仪等设备,其通用性较强。

蛇形机器人

美国卡内基-梅隆大学的一个科研小组去年研制成一种蛇形手术机器人(CARDIA-ARM)。它有一个“蛇头”(内安装有摄像头和一些手术器械)。其“蛇身”则由若干节可自由弯曲的部件构成,总长为300mm,“蛇头”、“蛇身”的直径为12mm。据研制者介绍,该蛇形机器人适合做各种血管手术,尤其是复杂的动脉血管手术,如切除动脉内壁上附着的脂类物质斑块等。只要在胸前皮肤上开一个很小的口子,塞入蛇形机器人,就能进行手术,且术后病人恢复较快。

膝部手术机器人

中国台湾成功大学下属的一个研究中心开发出一种适合做各种膝部手术的新型机器人。据介绍,人的膝部骨骼、肌肉和神经非常紧凑和复杂。当医生在膝部动手术刀时,一不小心就会伤及神经或肌肉。台湾大学开发的膝部手术机器人具有六角形结构的平行操纵杆,在软件导引下,该手术机器人可进行各种复杂的膝部手术,如骨质增长部分的精确磨削等,使其恢复原状,从而可代替外科医生做一些难以完成的手术。

便携式低价手术机器人

目前市场上的手术机器人的售价动辄在每台100万美元左右。这对广大发展中国家的医院来说有点难以承受。为开发出一种大众化的手术机器人,美国普渡大学电子机械系的科研人员经多年研究,终于研制成一套新型便携式手术机器人,其售价仅为每台20万~25万美元,约为目前手术机器人市场价格的1/4~1 /5。据了解,由普渡大学新开发的手术机器人的灵敏度极高,适合做包括前列腺癌切除等需要高精度的外科手术,因为前列腺附近密布各种神经,人工手术时一不小心就会伤及性神经,造成病人阳痿等不良后果。这种手术机器人的切口十分精确,绝不会伤及前列腺周围神经。

心血管手术机器人

东京大学研究人员去年开发出一台适合做心血管微创手术的新型机器人(C-PORT-FLEX A)。
众所周知,心胸手术的难度较大,一旦手术失误则很有可能危及病人的生命。日本医学界在内窥镜手术方面的技术在国际上领先。即便如此,日本医学界每年都有病人死于心血管手术,如冠心病搭桥手术等。东大研究人员开发的新型心血管手术机器人体积小巧,可在探头导引下精确完成血管缝合等需要高精度的外科手术。预期这种心血管手术机器人将在今年批量投产。
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