搜索高级搜索

机器人网首页业界新闻医疗和健康
 .

远隔千里,机器人也能做手术?

目前,在前列腺癌高发的美国及欧洲大部分国家,机器人辅助前列腺癌根治术几乎已经取代了具有局限性的传统治疗前列腺癌的标准手术。其中,被使用最广泛的是美国机器人手术系统——达芬奇手术机器人。它为远程医疗提供了可能。借助高速而稳定的互联网,医生可以通过屏幕实时了解病人的状况,运用机械臂在千里之外完成手术。

解说员带着孩子们走到一个陈列柜前。

“你们听说过普罗米修斯吗?”

“听过。”孩子们齐声答道。

“不,我说的不是盗火的那个,而是赚了很多票房收入的那个。”

解说员笑着把一张光盘放进播放器。

“这就是电影中出现的,为女主角做手术的自动医疗舱。——你们想过它的好处吗?”

机器人

从偃师到达芬奇

《康熙字典》中写道:“病……又苦也。”痛苦总是伴着疾病而来。于是,从希波克拉底的誓言到《日贝瓦宣言》,再到《中国医学生誓词》,一代又一代的医生,都以减轻病人痛苦为己任。这不仅要求医生拥有娴熟的技术和崇高的道德,而且依赖于技术的进步。

东方有偃师的传说,西方文艺复兴时期的达芬奇更是手绘过机器人的图纸。古今中外的人都对机器人投入了巨大的热情,因为它代表着效率、精准和智能化。

机器人

1994年,美国的Computer Motion公司研制出了第一台协助微创手术的系统,取名为“伊索(AESOP)”,迈出了机器人在临床应用中的第一步[1]。1999年“达芬奇(daVinci)”,终于诞生。这套由Intuitive Surgical公司研发的系统,先后通过了欧洲CE市场认证和美国FDA市场认证,是目前世界上可以在手术中使用的机器人手术系统之一。

机器人

神奇所在——不仅增添了一双手

让我们想想医生做手术的过程,首先需要用眼睛去观察,发现病灶,然后根据自己的医学知识进行判断,最后,通过手去完成所需要的操作。与之对应的,达芬奇手术机器人也分为三个部分,三维成像视频影像平台相当于眼睛,手术医生的操作主控台就是机器的大脑,机械臂、摄像臂和手术器械组成的移动平台好比是医生的双手。

外科手术从技术层面,可以分为三代。第一代即传统的开放手术,18世纪80年代,医学先驱Billroth打开了患者的腹腔,完成了人类历史上首例腹部外科手术,这种外科手术被一直沿用至今。20世纪80年代,以腹腔镜技术为标志的微创手术取得突破性进展,在许多外科领域取代传统手术,它被称为第二代外科手术。进入21世纪,以达芬奇(da Vinci)为代表的手术机器人开发并被迅速投入到临床应用,以其全新的理念和技术优势被认为是外科发展史上的又一次革命,也预示着第三代外科手术时代的来临。三代外科手术技术的比较见下表。

机器人

这样的描述不免过于专业,那就让我们举个例子来说明三代手术的不同。

机器人

一个人得了阑尾炎,要到医院去开刀,他肯定不会选一个刚毕业的医生,因为他知道做手术是一个很需要技术和经验的事。这就是传统手术的第一个缺点——培养周期长,对技术要求高。他也不会选一个虽然德高望重但是已经退休且眼花手颤的老教授,因为他知道做手术需要站着,需要用眼睛看,需要很精细的操作。这就是传统手术的第二个坏处——对医生的体力要求高。

机器人

于是,这个病人选了一个年富力强且技术娴熟的主治医生。他被麻醉,切开,切口为2~5厘米不等,医生顺利先找到捣蛋的阑尾,再切除,最后缝合。这就万事大吉了吗?不,有1/3的概率要对他使用止疼药,他还要在床上躺40个小时左右才能下床,要住一周院,还要预防术后感染。那么,这很麻烦吧?

这时候,第二个病人来了,医生告诉他,现在引进了腹腔镜技术,不需要传统手术那么大的切口,只需要在下腹部开三个小洞,每个伤口不超过5毫米,止疼药的使用概率是9%,术后24小时即可下床,需要住院3天。这时,他会怎么选?当然选择腹腔镜技术,因为过程更简便。

机器人

即使如此,腹腔镜手术还是有很多不足,医生看到的是二维图像,眼手协调性差,而且传统腹腔镜所用机械的自由度完全比不上人的手。

达芬奇手术机器人继承了以上两种手术方式的优点,而且有了更大进步。你会发现医生是坐着做手术的,不用担心他体力不支;你会发现医生通过机器看到的是三维立体的图像,而且比肉眼更清晰;你会发现机械臂有七个自由度,可以多角度转动;你也不用担心医生的手颤,因为系统本身可以消除。那么,这样完美么?

一个典型的例子在2010年,重庆第三军医大学西南医院全军普通外科中心、微创外科中心完成了国内第一例胃癌根治性全胃切除术,手术时间仅为270分钟,出血约60毫升,术后第2天即拔除病人的胃管,可下床活动,第3天进流质饮食,第9天顺利出院。

孜孜不倦的智能化

智能医疗是近些年兴起的一个概念。一方面源于人们对健康的不断重视,另一方面,则是传统的医疗模式越来越不能满足人们的需求。智能医疗号召打造全民的健康档案,通过互联网连接传感器、医疗机器人和医疗机构,将病人和医疗资源紧密的联系在一起。

机器人

中国作为人口大国,患者自然也多,而优质的医疗资源总是集中在大城市的三甲医院。这是看病难、看病贵的一个重要原因。医疗资源的分配不均,似乎是城市化过程中的通病。绝对的平均主义肯定行不通,放任不管则是对人们健康的忽视。在《中|共中央、国务院向社会公布的关于深化医药卫生体制改革的意见》中,明确指出“建立医药卫生科技创新人才保障机制”,就是看到了技术进步在解决医疗问题中的作用,达芬奇手术机器人就是技术进步解决医疗问题的典型代表。

机器人

虽然命名为“机器人”,但严格地说,这是一套医生辅助系统,和常规意义上的能自主行动的机器人有很大区别——它更多是增强了医生的能力。在使用时,医生坐在无菌区外的控制台前,双手从正常位套入操作手柄指环,通过双手动作传动带动手术台上仿真机械臂(包括2~3只工作臂及1只持镜臂,前者拥有7个自由度,即上下、前后、左右运动以及机械手的左右旋转、开合末端、关节弯曲,垂直轴运动范围达360°,水平轴达270°;后者有效避免了人手持腹腔镜时因为疲劳而产生的震颤),并可通过声控、手控或踏板控制腹腔镜,双脚也有对应的踏板进行动作配合。

机器人

至于医生的视野,由双目内窥镜承担。这是一套由双高强光源系统和一个双CCD摄像系统[作者注]组成的3D视觉系统,有效解决了传统腹腔镜视野狭窄的问题。除此之外,每个机器手上都被装置了稳定器,系统还有一套软件来保证将颤抖降到最低,减少对病人的损伤。

可以看到,达芬奇手术机器人一方面放大了医生的能力,比如扩大了视野,拥有更高自由度的机械臂;另一方面,则意味着医生的每一个指令都能被精准的执行,这就使得远程医疗成为可能。医生从此不必非要站在病人身边才能完成手术。那么,此举的意义又在何处呢?还是举个例子吧。

机器人

一个人得了本地医院治不好的病,在没有达芬奇手术机器人之前,他只能坐车去北京或者上海这种大城市的三甲医院就医,问题是这些三甲医院经常人满为患,何时才能轮到他呢?

目前,达芬奇手术机器人已经能被用作远程医疗。即使你在小县城,生了病也不需要跑。只要你们县城有达芬奇手术机器人,千里之外的医生就可以通过互联网给它下达指令,从而完成诊断和治疗。也就是说,达芬奇手术机器人并不能增加医生的绝对数量,但它可以促进医疗资源的分配,相对增加优质资源的覆盖面。

令人振奋的是,2014年4月4日,中南大学湘雅三医院在长沙宣布,由该院在国内率先开展的三例国产机器人手术于一周内顺利完成。这是我国自主研制的手术机器人系统首次运用于临床,标志着中国走出了一条手术机器人自主创新的道路,打破了国外手术机器人技术在全球的垄断局面。

机器人

并非完美

尽管拥有种种优点,但是达芬奇手术机器人并非完美。比如体积庞大,缺乏触觉反馈,安装、调试都比较复杂,医生和系统的配合需要长时间磨合,系统的负载性也使得它并不那么可靠,使用过程中可能发生故障。此外,由于手术机器人的购置费用高(多在2000万元以上),使得其手术成本极其高昂。

有鉴于此,在批准北京、上海、南京、重庆购买达芬奇手术机器人后不久,卫生部做出了要求各地医院暂缓购买计划的决定,并将组织专家组,整体考评、测算达芬奇外科手术系统在中国医疗领域的“性价比”问题。

机器人

结语

“现在你们知道什么是达芬奇手术机器人了吗?”解说员说道,“它自然还是不能跟电影里的自动医疗舱比。”

“老师,那人们什么时候才能用上那种自动医疗舱呢?”

机器人

解说员笑笑:“那就是你们的责任了。你们要好好学习,努力开发出更智能更廉价的手术系统,更好的为人们的健康服务。科技的进步是永无止境的,电脑从1946年2月14日诞生起,到变成你们手中平板电脑这幅摸样,共花了人们50多年时间。我们离《普罗米修斯》中所幻想的年代,也不过还有70年,这部科幻电影揭示了科学是把双刃剑。这剑柄将来会放到你们手里。”

关键词

机器人  手术机器人  达芬奇 

分享

文章评论

评论: *您还能输入[0]字

分享到:

验证码:

 
返回页首