西安商网讯(记者 赵亮 通讯员 陈锐 缑永强)电影《阿凡达》里,人类军团娴熟地操作机甲士兵战斗的情景,如今在医院的手术室就可以看到。1月6日晚,代表着国际最高科技水平的手术机器人“达芬奇”抵达西安交大一附院,并在1月7日凌晨组装完成。1月8日,落户仅一天,该院泌尿外科团队就驾驭“达芬奇”成功地为一位男性前列腺癌患者实施了前列腺癌根治手术,完成精彩的“首秀”。手术的成功标志着西安交大一附院的外科手术开始步入了“机器人”时代,我省的腔镜微创手术技术迈入了国际先进水平。

上午9时,交大一附院泌尿外科吴大鹏教授坐到离机械手臂不远的操控台前,像操作游戏手柄一样,将两手的拇指和食指套在操作系统两边的感应指套里,眼睛对着操控屏上的3D目镜,开始做前进、后退、剪、挑等动作。与此同时,达芬奇的机械臂灵活地在患者身上做相同动作:切割分离组织、电凝止血、扭转、打结……随着三支手臂像“八爪鱼”一样相互配合,剥离和不断清扫肿瘤周围的淋巴和组织,长有肿瘤的前列腺被完整地切除下来。

跟以往手术不同的是,吴大鹏教授团队有了达芬奇后,单独一人就能完成上百种精细手术动作而手术助手则负责为达芬奇更换“手指”工具,如电凝刀、剪刀、镊子、持针器等。“机械手臂与人手最大不同之处在于,机械手能完成人手无法实施的动作,如任意360°旋转拐弯,机器人的手臂很小可深入人手难以达到的部位,从而超越了传统外科手术的极限。”泌尿外科贺大林教授介绍说。“由于前列腺位于男性盆腔深处,神经和血管分布比较复杂,与传统腹腔镜手术相比,机器人手术有两个优点,一是手术操作稳定性更好,精细化程度更高,更有利于神经和血管的保护,由于损伤减小,患者术后控制排尿和生理功能达到最好的恢复;另外,达芬奇机器人手术系统所使用的大量的手术器械都具前有腕状结构,具有7个自由度,大于人手的活动度,解决了由于位置深,前列腺切除后尿道重建不容易缝合的操作难点,复杂的重建过程变成简单的手术操作。总之,达芬奇的到来,使得手术的部位被放大了5-10倍,器官和神经血管的细微部分都看得一清二楚,容易被误切的前列腺筋膜能被精确保留,现在美国有90%的前列腺癌根治术,都靠达芬奇来完成。“哪怕最好的外科医生,手也难免会有轻微抖动,而达芬奇可以帮助医生过滤这些抖动。”吴大鹏教授这样解读达芬奇。由于手术就象操作3D游戏一样,所以医生一台手术做下来,也不那么辛苦了,以往需要4人的手术,用机器人只需要1-2人。
达芬奇手术机器人已在普外科、泌尿外科、心血管外科、胸外科、妇科、五官科、小儿外科等多个科室应用,如胃胰十二指肠切除、心脏搭桥、输卵管成形手术等。在北美,已有约2000台达芬奇在各大医院“工作”。不过,中国目前仅有40余台,在陕西省则刚刚起步。
尽管达芬奇非常先进,但也并非“包治百病”,一些传统方式就能很好完成的简单手术就无需达芬奇上场;病变部位黏连严重缺乏手术空间的患者,也不能用达芬奇,仍需医生用手一点点完成手术。“达芬奇另一个神奇的地方在远程医疗。”2001年,在美国与法国之间,曾进行过首例跨国远程机器人手术。中国目前也在研发类似的手术机器人,一旦普及化成为可能,将机械手和操控台进行联网,医生即使身在西安,也能为其他地区如*疆新**、*藏西**的病人做手术。
附: 达芬奇机器人的“前世今生”
意大利著名画家列奥纳多•达•芬奇,不仅有着极高的艺术造诣,还痴迷于机械和医学。500多年前,他设计了世界上第一个机器人。20世纪90年代,美国Intuitive Surgical公司研制出医疗手术机器人,将其命名为“Da Vinci Si”(达芬奇手术机器人)。起初,美国研制达芬奇是为了战时需要,希望医生能为前方战士遥控手术。这种*用军**技术,后来逐渐应用于医学临床,到如今,临床上已发展到第三代“达芬奇”机器人。
达芬奇机器人手术系统构成
达芬奇机器人手术系统主要由三个部分构成:术者控制台、床旁机械臂、视频成像系统。三部分组件在手术室内通过数据传输光缆连接为一体,实现交互式信息传递;手术时需要两名进行过专门训练,主刀医师于术者控制台前控制机器人手臂的运动以完成手术,另一名医生在患者旁协助。
术者控制台装有3D视觉系统、动作定标系统和震动消除系统,术者于控制台利用控制手柄控制机械臂和3D内镜。医生手部的动作通过传感器被精确捕捉,并立刻同步翻译给机器手臂。动作定标系统和震动消除系统能保证机器人能在狭小的手术空间内进行精确的操作。术者同时可以使用脚踏板完成对内镜、电刀、超声刀等能量激发器及切换机械臂的操作。术者控制台的上端是3D观测窗口,三维观测窗口能按比例(10倍-40倍)再现内镜在体内所看到的人体组织结构,从而实现同开放手术相同的真实3D手术视觉效果;同时可以导入超声图像、心功能检测等医学实时图像及数据。
床旁机械臂主要由3个机械臂及1个镜头臂组成。根据手术需要床旁医师助手可以更换不同的手术器械。达芬奇机器人手术系统所使用的手术器械都具有腕状结构,器械具有7个自由度,大于人手的活动度,可以完成人手难以完成的高难度动作,从而大大的为复杂手术创造了条件。达芬奇机器人手术系统所有器械在手术过程中都围绕着一个中心点移动,术中需将此中心点置于患者的腹壁或者胸壁上,再加上所有器械孔直径只有5-8mm,从而为患者体表提供最小化的创伤。
视频成像系统是整个机器人的数据处理中心。其装备有高分辨率广角3D摄像头、镜头控制系统、系统数据处理中心、光源及一个宽屏高清触摸显示屏。
达芬奇机器人手术系统早期主要用于腹腔手术及胸科手术中,后来被逐步应用于心脏外科手术,问世以来,已经广泛在多学科得到了应用,包括心脏外科、泌尿外科、肝胆外科、胸外科、妇产科、胃肠外科、耳鼻喉科等。其微创程度、手术精准性和安全性备受广大外科医师和患者的认可和推崇。
机器人手术的系统优势体现在什么地方?
与传统开放手术和腹腔镜手术相比,机器人系统有着巨大的技术优势,它使外科手术的精度和技术超越了人类双手的能力,从而拓宽了传统微创手术的应用。
机器人机械臂的运动模式保持了手眼一致、手与器械端运动一致,从而达到人对器械的有效控制,有助于医生将开放手术中的经验应用到机器人手术中;机械臂的操作手可完全模仿人手腕动作7个自由度,其活动范围远大于人手,每秒可同步1300次,同时还设计了很多提示来协助手术。医生手上动作被等比例调整,滤除抖动,动作幅度可按比例缩小,并精确传递至机器臂及器械上,在狭窄解剖区域中机械手比人手显现出更大的灵活性。机器人的“眼睛”是一部三维、高分辨率的立体腔镜,可获得放大10倍的高清晰立体图像,获得如开放手术般的定位,并实现术中实时信息的整合显示。
达芬奇手术机器人系统还有很多“独门绝技”,例如功能确认系统可以进行手术器械冻结功能以确保安全;术者使用确认功能,确保更换器械时更安全;设备智能自检系统,开机时和手术中随时检查系统和手术器械的状态;屏幕符号显示随时了解工作状态;具有双向视听通讯功能,配备了便于沟通的扬声器和画中画功能等。
机器人手术系统,谁将从中获益?
对于患者来说,手术机器人可使手术效果明显改善,术后并发症、手术创伤和失血明显减少,手术效果及美观性明显提高。可使手术适用范围得到一定程度扩大,如对于某些高龄患者及高危患者,通过机器人手术可规避开放手术带来的创伤。对于外科医生来说,可以明显延长有经验医师的“手术生命”,可使手术更加精准、微创,提高手术治疗效果,并支持开展更高难度的手术。
机器人手术系统,让全球外科技术共享成为可能。2001年,在美国与法国之间进行了首例跨国远程机器人手术,这台手术以首位飞越大西洋的飞行员林德伯格先生的名字命名为“林德伯格手术”。
(编辑 雷晶)