认识外科机器人的分类及技术

导读外科机器人技术是对传统外科手术的又一次挑战，正在掀起又一次微创外科技术***的新浪潮。

外科机器人技术是对传统外科手术的又一次挑战，正在掀起又一次微创外科技术***的新浪潮。根据目前临床使用的情况，总结了如下外科机器人的分类。

1.被动式机器人被动式机器人系统的动力能源完全来自于外科医生，系统能提供有关手术器械与操作定位的信息。在手术操作困难的部位，被动式机器人可以帮助医生导入的器械，如腔镜固定器等设备。

2.半自动和协同机器人半自动机器人是指部分功能自动化，而其余功能仍靠医生操控的装置，如 腔镜辅助机器人系统（LARS),其具有4级可调活动度的机械臂，可安装*或者是回收装置，并装有 控制力量大小和扭矩的传感器。该装置依靠手术者来操作，但是当力量超过一定上限，如身体组织的承受力时，机器就会停止操作直到操作者恢复正确的操作。

3.主动式机器人是一种带有动力的装置，可不依赖医生指令来完成其相关功能。这类机器人一般是为了一些特定区域的而创制，使用较为安全。

4.持镜机器人在腹腔镜手术中，常需有助手持镜，常常会使镜头不稳定、定位不准确、镜头旋转 而影响手术者判断和操作。1994年研制成功的协助腹腔镜手术的内镜自动镜头调节系统（AESOP)是持 镜机器人系统，具有声控指令系统，即内镜自动定位声控机械手（voice-controlled robotic arm)。该系统成 功地取代了持镜助手，使单人手术成为可能。

5.矫形外科机器人矫形外科手术的目标位置比较固定，特别适合使用自动化程序。矫形外科使用机器 人有以下优点.：减少医源性损伤，更精细的骨质钻孔，比如髓内钉手术中辅助术者进行髄内钉远端锁孔的操 作，改善骨与假体的连接，获得更好地长期效果。如Robodoc系统主要应用于全髋置换术、半髋置换术、膝关节置换术。其切割、骨面打磨及调整骨接触面积均较人工精确。此外，还有如Orthodoc系统等。

6.神经外科机器人最早的神经外科机器人只被用作定向工具，而今具有动力驱动、计算机辅助、 影像***功能的机器人系统已广泛应用于神经系统的定位和***。如Minerva是一台通过CT影像系统来 ***的神经外科机器人。NenroMate也是一台神经外科机器人***系统，系统能在术前将患者的CT、MRI 资料或其他个休化信息进行分析处理，建立一个坐标系统，使机器人能够在手术时锁定患者手术部位。

7.泌尿外科机器人经尿道前列腺切除术（TURP)可在内镜引导下用电刀来完成。使用自动化可提 高TURP手术精度。Probot是一种带驱动、有影像***、由计算机控制的进行TURP操作的机器人。计算 机通过特殊的软件将超声的影像重建前列腺的三维影像，再由医生来决定切除部位。外科医生在工作台上 可监控整个操作过程，并可以不断调整切割参数，也可以随时停止操作。如果系统发生错误，外科医生可 以接着完成手术。Probol具有很好的精确性和安全性。

8.主-从式机器人是一种有自身动力、由电脑控制的装置，但它不能自动完成任务，而要完全依靠医生的操控，因此，医生是“主”，机器人是“从”。医生坐在控制台前，机器人手臂被安 放在忠者的手术野中。这种方式也被称为遥控操作，即主、从两者分隔一定距离，但通过数据线缆相互沟通在控制台上，医生通过一个显示器來观察手术野，用手操作的不是手术器械而是机械传感器，医生的动作通过操控台传给机械臂，机械臂相应地操作各种器械如穿刺针、镊子、剪刀以及摄像镜头。主、从单元间的距离可以是几米远，也可以是几千公里。

与传统的腹腔镜或胸腔镜相比，该系统有其独特的优势，如手术者控制着稳定的摄像镜头平台，摆脱了对持镜助手的依赖；手术野能以一个三维图像呈现给手术 者；机器人设备有更大的活动空间，使得其功能更接近人手；由于有动作缩减和滤颤功能，使操作提商了 精确性，并消除人手的颤动，动作范围可以限定；腔镜专用心表固定器（endoscopic stabilizer),则可使在 跳动的心脏上完成腔镜下冠状动脉旁路移植术；操作台为手术者提供了更好的操作环境。故机器人的功能 大大地增强了微创外科、特别足显微外科的精细性和灵巧性。然而，主-从机器人仍有明显的局限性，最主要的是缺乏触觉反馈系统，使得组织的切开和缝合的力度只能依靠视觉的判断，其次是硬件设备体积太大，可供使用的设备太少。

da Vind (达芬奇）机器人系统和Zens (宙斯）机器人系统是最为著名的主-从式机器人系统。主-从式遥控系统越来越高的精细度和***度，使其逐渐被腹部微创外科所接受。最早在1997年由早 版的da Vinci系统完成胆囊切除术，继而，Zeus及da Vinci系统，都被广泛应用于腹部外科、胸心外科、 妇产科和泌尿外科。

在普通外科的应用有：胆襄切除术、Nissen胃底折叠术、贲门括约肌切开术、阑尾切 除术、胃切除术、腹股沟疝修补术、治疗肥胖的胃减容术、腰交感神经节切除术、远端胰腺切除术、H空 肠吻合术、胃造瘘术、幽门成形术、结肠切除术、直肠癌前切除术、脾切除术和髂-股动脉、腹主动脉-股 动脉旁路手术等。妇产科的应用包括：子宫切除术、子宫肌瘤切除术、输卵管再通术等。泌尿外科的应用有：肾切除术、膀胱切除术、前列腺切除术、肾囊肿切除术、肾盂成形术、输尿管成形术、输尿管切开取 石术、睾丸固定术、膀胱颈悬吊术、肾上腺切除术，以及盆腔淋巴结清扫等。胸心外科的应用包括肺叶切 除术、肺肿瘤局部切除术、肺大疱切除术、膈神经松解术、交感神经切除术、胸腺切除术、纵隔肿瘤切除 术、食管端端吻合术、房间隔缺损修补术、二尖瓣或三尖瓣成形术、二尖瓣置换术和体外循环心脏停跳及 非体外循环心脏不停跳冠脉旁路移植术等。