摘 要：手术机器人由主控制平台，移动平台和三维成像视频影像平台三部分组成。机器人手术不仅微创，而且针对狭小空间的手术具有无与伦比的优势，因此机器人给外科手术带来了革命性巨变。
关键词：机器人；外科手术；革命性巨变
18世纪80年代，Billroth用手术刀打开病人腹腔，完成了首例外科手术。这种传统的开刀手术为第一代手术方式。上世纪80年代，腹腔镜下微创手术取得突破性进展，在许多领域取代传统开刀手术，称为第二代外科手术方式。21世纪以来，手术机器人得到开发并迅速投入临床，预示着第三代外科手术时代的来临[1]。本文就机器人给外科手术所带来的革命性变化进行综述。
1 机器人辅助手术简介
机器人辅助手术最早要追溯到1985年，发展到现在已经到了达芬奇外科机器人时代。它自2000年获得FDA批准用于临床手术以来，已有近千台机器人在投入使用[2]。它相对于传统开放型手术有很多优点，如切口小、出血少、疼痛轻、零感染和康复快等。腹腔镜有四个活动度，而机器人有七个活动度。尤其是机器人有腕关节，极大地方便了体内缝合等活动，还能克服手工操作的颤抖等[3]。尽管现有设备对儿童心脏手术来说尺寸有点儿大，但并未留下过大的疤痕，在儿童胸外科也有一定程度的应用[4]。机器人辅助手术的主要缺点是缺乏触觉反馈，在通过较大外科空间时容易出现仪器碰撞，器械笨重，价格昂贵等。
2 手术机器人辅助设备的构成
机器人主要由三部分构成：主控制平台，机械臂、摄像臂和手术器械组成的位于手术床边的移动平台，三维成像视频影像平台。手术过程中，医生不与病人直接接触，而是通过三维视觉系统和动作动标系统操作。医生手臂、手腕和手指动作通过传感器在计算机中记录下来，同步翻译给机械手臂，进而传递给机械前端安装的手术器械，由其模拟医生操作。机器人手术在狭小空间操作具有无可比拟的优势，如盆腔和胸腔内的手术中，有十分广阔的应用前景[2]。手术时，医生坐在主控制平台旁，距离病人手术台数英尺远，通过放大的三维图像观察手术视野，双手通过主控制台同步操作系统进行手术。移动平台的机械臂直接接触病人，它有2-3个机械臂和一个内窥镜臂。其感觉反馈目前仅限于感知工具之间的碰撞，所以医生在缝合或接触软组织的时候只能依靠视觉。可拆卸部分使得机器人手臂能够灵活地模拟人手功能。每一个部件都有其自己的功能，可以进行缝合及钳夹等操作。这些部件可以通过位于机械臂上的杠杆快速拆卸。设备具有良好的记忆功能，第二个部件可以准确地放置于第一个部件曾经所在的位置。机械手可以自由旋转，这是非机械手所不能具备的优点。此外，机器人可以很准确地控制力量的使用，完全滤除手工操作的颤抖。手术空间靠充二氧化碳气体维持。三维视觉系统提供了清晰的高保真放大图像，医生可以清楚地看到手术野，而且不受雾气的影响，其效果显著优于传统手术[2]。视野的转换靠踩动脚踏板来实现。
3 机器人辅助的常见手术
机器人辅助手术由于其独特的深部操作和精细操作的技术优势，使其能够广泛地应用于狭小空间手术。目前经常使用机器人辅助的手术主要有心胸外科和盆腔内手术等。心脏搭桥手术和二尖瓣成型手术是机器人辅助手术在心胸外科开展的代表手术[5]；盆腔手术则以泌尿外科手术为代表[6]。传统心胸外科手术需要开胸，创伤大，术后遗留疤痕大，手术风险高，术后恢复时间长。机器人辅助手术能在不损坏胸廓完整性的前提下，可以高质量地完成手术操作。适应证范围广泛，几乎能够包含所有的心胸外科手术，如心脏搭桥术、瓣膜成型术、瓣膜置换术、缺损修补术和心脏肿瘤切除术等[5]。泌尿外科手术是机器人的另一个好战场，如前列腺癌根治、肾盂成形、肾切除、膀胱切除、输尿管成形、输精管吻合和活体供肾切取等是机器人手术的强项。前列腺癌根治术是最能体现机器人优势的手术之一。手术能够在宽阔而清晰的视野下进行，能够清楚呈现组织、器官的解剖构造和神经血管束的走行，操作精准、灵活，能够精细地分离淋巴结，缝合质量高、吻合好[6]。
综上所述，机器人辅助手术是开始于21世纪的新型手术方式，创伤小、手术视野清晰、技术操作精准，在狭小空间操作更是具有传统手术及腔镜手术无法比拟的优势，开创了外科手术的新纪元。
参考文献
[1]Palep JH.Robotic assisted minimally invasive surgery[J].J Minim Access Surg，2009，5（1）：1-7.
[2]da Vinci Surgical System.Robotic Surgery（Website）.
[3]Kumar R，Jog A，Vagvolgyi B，Nguyen H，Hager G，Chen CC，Yuh D.Objective measures for longitudinal assessment of robotic surgery training[J].J Thorac Cardiovasc Surg，2012，143（3）：528-34.
[4]Cannon JW，Howe RD，Dupont PE，Triedman JK，Marx GR，del Nido PJ.Application of robotics in congenital cardiac surgery[J]. Semin Thorac Cardiovasc Surg Pediatr Card Surg Annu，2003，6：72-83.
[5]Modi P，Rodriguez E，Chitwood WR Jr. Robot-assisted cardiac surgery[J].Interact Cardiovasc Thorac Surg，2009，9（3）：500-5.
[6]Heer R，Raymond I，Jackson MJ，Soomro NA.A critical systematic review of recent clinical trials comparing open retropubic，laparoscopic and robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy[J].Rev Recent Clin Trials，2011，6（3）：241-9.
作者简介：朱博（1991，5-），男，长春市人，吉林大学机械科学与工程学院2010届卓越工程师班。
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