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将来还需要外科医生么?

发布时间:2015-06-18作者:器械科-转载
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2014 年以来,随着国家卫计委批准多家大型医院购买手术机器人的申请,全国手术机器人的的配置数量达到一个高峰,随之而来的是外科医生的兴奋、新闻媒体的热捧和医疗器械产业的狂欢。


那么到底什么是手术机器人?它到底有何神奇之处?有了手术机器人还需要外科医生吗?这到底是是一场炒作还是又一次外科技术革命的到来?


手术机器人

前世今生

美剧「神盾局特工」的热播,让很多人对「神盾局」心驰神往。神盾局在现实世界当然不存在,但美国国防部的确有一个类似的机构:DARPA,国防部高级研究计划局。DARPA 专门从事最尖端科技的研究,手术机器人最早即来源于该机构。想象一下,在人类远征宇宙的勇敢旅程中,太空船里的宇航员突然生病急需手术,而地球上的外科医生却鞭长莫及,最好的解决办法就是远程医疗;在战场上,很多伤员都没有来得及从战地转移到医院即牺牲,如果能有一台遥控设备可以现场手术将会挽救多少人的生命。


基于以上需求,美国宇航局和军方合作开始研发可以进行远程医疗的手术机器人。手术机器人一共有三代产品:简单的持镜机器人、早期的手术操作机器人、充分结合了美国宇航局及众多研究机构先进技术开发的新一代机器人手术系统。

手术机器人
是什么?

机器人手术系统是一种高级机器人平台,其理念是使用微创的方法,实施复杂的外科手术。主要由三个部分组成:外科医生控制台、床旁机械臂系统及成像系统。实施手术时外科医生不与病人直接接触,通过三维视觉系统和动作定标系统操作控制,医生手臂、手腕和手指的动作通过传感器在计算机中记录下来,并同步翻译给机器手臂,机械手臂的前端安装各种特殊的手术器械模拟外科医生的技术动作,完成手术操作。


外科医生控制台

外科医生控制台(Surgeon Console)是外科手术机器人的控制中心。主刀医生坐在控制台中,位于手术室无菌区之外,使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。正如在立体目镜中看到的那样,手术器械尖端与外科医生的双手同步运动。


床旁机械臂系统

床旁机械臂系统(Patient Cart)是外科手术机器人的操作部件,包括器械臂和摄像臂。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作,负责更换器械和内窥镜,协助主刀医生完成手术。为了确保患者安全,助手医生比主刀医生对床旁机械臂系统具有更高优先控制权,怎么样,读到这里,常常作为助手的你是不是感觉暗爽。


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成像系统

成像系统(Video Cart)内装有外科手术机器人的处理器及图像处理设备,在手术过程中位于无菌区外。手术机器人的内窥镜为高分辨率 3D 镜头,对手术视野具有 10 倍以上的放大作用。在做手术转播的时候,参观者也可以带着 3D 眼镜观看手术,是不是有种进电影院看大片的感觉!

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手术机器人
有何神奇之处?

与传统的开放手术或腔镜手术方式相比,机器人手术有何神奇之处?简单来说,手术机器人系统具有如下明显优点: 


(1)提供主刀医师高清晰、立体的手术视野,符合人类工程学,让医师拥有和人眼一样的立体式感觉,可以清晰准确地进行组织定位和器械操作。


(2)仿真手腕手术器械可以模拟人的手指的灵活度,同时消除不必要的颤动,所以手术器械完全达到人手的灵活度和准确度,可以进行人手不能触及的狭小空间的精细手术操作。


(3)医师使用含手脚操作装置的医师控制台,操控精密机器手臂及 3D 摄影内视镜,操作方式完全尊重医师开放手术操作方式,不需要长时间的培训和学习。


(4)一个主刀医师就可以完成一个电视腔镜手术团队的全部工作,减少了主刀医师和其他手术团队成员的配合,更容易实现主刀医师的意图。


(5)主刀医师采取坐姿进行系统操作,舒适的坐势有利于长时间复杂的手术,而且延长了主刀医师的手术生命。


(6)远程医疗是手术机器人的研发初衷,也是理论上的最大优点。早在 2001 年时,美国的医疗团队即通过远程控制,横跨大西洋为一位法国的患者成功进行了手术。但这一优势要在中国发挥的话,网络运营上还需要再给力一点,手术时可容不得半点网络延迟。


最近网络上很红火的各国医生拿着手术机器人玩各种游戏的视频,剥葡萄皮的、画画的、折飞机的… …不一而足,充分展示了手术机器人的灵活精巧。我可以很负责任的告诉你,只要你本身掌握了以上各种游戏技能,经过简单的机器人训练,你也可以办的到,说不定借助灵活的机械臂你还可以做得更好。当然,前提条件是你得先说服院长把这个大玩具给买回来。


患者从这种新手术方式更是受益良多,切口变小、康复时间缩短、住院天数减少。综合起来,使用手术机器人系统让复杂的微创手术变得如例行手术一般的简单,大大扩大微创手术应用范围。满足了外科追求卓越的目标,能够达到更接近理想的手术效果、更小的创伤和更大的患者适用范围。

机器人手术
有何不足?

什么,如此高科技的机器人竟然还有不足?


记得以前临床实习的时候,开胸或开腹后,很多老教授喜欢仰头看天,把手往胸腔或腹腔摸一摸。这个时候大家都很紧张的看着教授的面部,如果面露难色、轻轻摇头,那就估计手术不好做了;要么面色轻松、表情坚定,那就说明手术有把握。这个环节每每让我对主刀老师的敬仰如滔滔江水连绵不绝,师傅一出手就知有没有啊!确实,很多有经验的外科医生可以根据病变的质地、大小、范围等,对患者病情做出准确的评估。随着手术机器人的应用,这一手绝活儿就无用物之地了:别说打的那几个孔太小伸不进一只手,关键是主刀医生人都在不在台上啊。


再有就是比如心脏手术在主动脉壁上做荷包缝合时,进针要不浅不深,恰到好处时应该是针尖在动脉壁组织间缓慢潜行,手腕可以感觉到微小但均匀的阻力;如果轻飘飘的那说明缝浅了,不牢靠;要是有落空感就说明缝深了,容易出血。这种微妙的手感需要外科医生无数次的练习才能获得,对手术顺利进行不可或缺。但由于手术机器人系统缺乏力回馈系统,操作的深浅轻重全凭视觉,确实带来很大不便。


当然目前限制手术机器人在国内应用最大的还是一个字,贵!前期购买机器人及相关配套设施,起码要投入两千到三千万,每年还有过百万的维护费用。最贵的是手术耗材,以手术器械为例,均为机器人专用而且被限定了使用次数,平均下来每台机器人手术要比常规手术贵 30% 到 40% 左右。

手术机器人
适用范围

手术机器人的应用范围非常广泛,应用得较广泛的是泌尿外科、心胸外科、腹部外科和妇产科。就心胸外科而言,几乎涵盖了所有的心胸外科手术,如冠脉搭桥术、瓣膜成形或置换术、房间隔缺损术等等,全腔内不停跳搭桥手术和二尖瓣成形术是手术机器人在心胸外科开展的代表手术。

有了手术机器人
还需要外科医生吗?

看了电影「普罗米修斯」或「极乐世界」的朋友肯定对里面的自动手术装备印象深刻。目前的手术机器人还需要外科医生操作,而且外科医生还得接受专门的训练。训练流程的第一步是自行学习配套的全英文视频课程。上完全部的课程后通过测试,即可获得一个培训合格的证书。当然,这还只是第一步,拿到证书后再去相关的培训中心接受进一步的培训,内容包括理论学习及实践操作,除了模型练习以外,还要在活的猪身上进行手术实战练习哦。培训合格以后你就有了自己的授权码,可以登录手术机器人进行操作了。


当然手术的顺利完成除了上述的训练以外,最重要的还是要依赖外科医生的专业知识和技能。

手术机器人
前景及未来

有数据显示,截至 2014 年底,全世界范围内手术机器人系统共装机三千多台,美国 2 153 台,欧洲 499 台,亚洲 322 台,亚洲的手术机器人主要集中在日本和韩国。当然,随着今年国家一次性批准三十余家医院引起手术机器人,中国大有赶超的势头。


目前中国市场上的手术机器人以进口为主,但国内也有公司研发手术机器人,据说谷歌公司也在研究下一代的手术机器人。相信随着机器人应用的普及及技术垄断的打破,其应用成本会不断下降。


从传统开放式手术到腔镜辅助微创手术是一次巨大的外科技术飞跃,机器人手术是否引领着下一次的外科技术革新还言之尚早。但由于手术机器人具有微创、灵活、远程医疗等方面的巨大优势,随着技术的进一步发展和改良,其应用一定会越来越广泛。


本文为作者投稿

程才,副教授

华中科技大学同济医学院附属同济医院

略有修改,题图由作者提供


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