機器人與人的手術，誰更好？

楊欣

讓機器人幫助人或替人干活早已不是什么新鮮事，而且由于機器人的工作效率大大高于人工效率，機器人已經在各個領域大顯身手。但是，現在大量使用的機器人只是機器人對工具和器物的操控，機器人醫生對人診治疾病卻極為罕見。現在機器人用于醫療一是對人診斷看病，二是對病人進行手術。

醫學領域的機器人醫生也可以分為內科醫生和外科（手術）醫生，或稱手術機器人。前者以沃森著稱（沃森是一個具有龐大信息庫和診療軟件的電腦，可以替人診斷治病），但尚未正式應用于臨床;后者以達芬奇手術系統（達芬奇手術機器人）聞名于世。

手術機器人的前世今生

由于沃森內科醫生并未進入臨床，尚無實際意義。而且，即便機器人內科醫生診治病人，其風險也沒有手術醫生的風險大，因此，現在人們更關注的是手術機器人治病的效果。現在，比較著名的進入臨床的手術機器人是達芬奇手術機器人系統和Flex？機器人系統。

500多年前，意大利畫家達·芬奇畫出了第一張機器人設計圖，今天，以其名字命名的手術機器人系統進入了臨床實踐。最初想要用機器人對傷病員進行手術的是美國軍方和美國航空航天局，為了預防宇航員在太空中出現疾病和戰場上需要緊急外科手術，研究人員發明了手術機器人，后者其實就是一種遠程醫療系統。實際上，達芬奇外科手術機器人是一種高級機器人平臺，它并非像工廠的機器人一樣，通過電腦程序設計直接由機器對病人做手術，而是通過醫生操作機器人的機械手讓后者精確模仿人手動作而進行實時手術。

達芬奇手術機器人有點像章魚，有4只手臂，1只手臂為專用攝像頭，可進行三維成像，其余3只手臂可隨意實施其他手術功能，如使用鑷子、電凝刀、分離器、超聲刀、分離、止血、縫合等，甚至進行復雜的多臺手術。不過，直至2000年，由美國直覺外科公司設計和制造的達芬奇手術機器人才被美國食品與藥物管理局（FDA）批準使用。

這一手術機器人系統最初主要用于泌尿外科的微創手術，例如進行前列腺切除手術，而且，這一手術機器人不斷改進，已經升級到第四代，其使用的范圍擴大到普通外科（肝膽、胰腺、胃腸道、甲狀腺手術等）、心臟外科、胸外科、泌尿外科、婦科、小兒外科、咽喉頭頸外科等領域的手術。

目前，達芬奇手術機器人已經在許多國家采用，迄今，僅由達芬奇手術機器人完成的手術就有20多萬例。第四代達芬奇手術機器人也于2014年4月1日獲批，最先在美國邁阿密大學醫院使用。

2015年7月，美國卡耐基梅隆大學的醫療機器人公司發表聲明稱，該公司生產的Flex？機器人系統已經獲得美國食品與藥物管理局批準，可以在市場上銷售和進入臨床治病。這款機器人的設計基于該大學機器人研究所的豪伊·喬賽特教授的研究。

Flex？機器人系統主要是進行口腔手術，可通過口腔進入人體，能夠讓外科醫生看到并且能夠到達非常難以到達的解剖區域，并進行頭部和頸部的微創手術。Flex？機器人系統的特點是，擁有一個可彎曲視鏡，但不會變形。它結合了腹腔鏡（一種使用于微創手術的堅硬筆直的探測裝置）和內窺鏡（可以彎曲，但是會變形的探測裝置）的優點。

Flex？機器人系統的頭部裝有一個高分辨率的攝像頭（探針），攝像頭兩邊的端口可以連接切割、抓握組織的工具，外科醫生可以用一個操縱桿來指揮探針繞開器官和其他障礙物并進行微創手術。

手術機器人的優勢

以達芬奇為代表的手術機器人技術的普及，將外科手術的精準度和成功率提升到了一個全新的高度，也將外科手術帶入了一個新的時代。

比起傳統的醫生人工手術，手術機器人有明顯的優勢。其一，有3D高清影像技術為主刀醫生提供高清晰和全方位立體式手術視野，可以對手術的局部位置視野放大15倍，對手術部位不僅能精確定位，而且能讓醫生看得更清楚。

其二，手術時外科醫生可以遠離手術臺坐在操縱臺上，雙手握住手柄，同步控制機械臂手術器械進行手術，減少了醫生的勞動強度，有利于長時間的復雜手術。

其三，醫生操控的機器人的“手指”可以突破人手不可能完成的極限，實現360度旋轉，在有限的空間內，多個維度任意變換操作姿勢。機器人手指可以使用手術刀、剪刀、鑷子或縫線所需的持針器，快速完成切割、電燒、縫合、打結等動作，其精確度和靈巧度比之人的雙手有過之而無不及。

其四，機器人手腕和手指擁有穩定器，可以有效防止傳統外科手術中人手可能出現的抖動和顫動，降低手術風險。尤其是在狹窄的解剖區域進行手術，能對患者進行更好的保護，因而手術更安全。

其五，一個主刀醫生可以憑借手術機器人的“三頭六臂”完成一個手術團隊的全部工作，減少了配合失誤，更容易實現主刀醫生的意圖。

其六，患者的創口更小，康復時間更短，感染風險也大大減少。例如，常規的胰腺腫瘤切除手術需要開腹，創口在15～30厘米之間，而達芬奇手術機器人的手術創口僅在1厘米左右。

其七，可以同時對一名病人的多處病灶進行手術，例如，可以同時實施腸、肝、肺3處病灶的微創切除術，從而避免患者進行多次手術以及等待手術的不安和恐懼。

醫生操作達芬奇機器人動手術

上述方方面面的優點主要是目前普遍應用的第三代達芬奇手術機器人的特點，但是其手術操作范圍也有局限。如果醫生想要繼續探究病人其他部位或身體更深部位的病理情況，需要重新定位。第四代達芬奇手術機器人則擁有更多優點。例如，數字內窺鏡更加輕巧，使用激光定位并可自動計算機械臂的最佳手術姿態，畫面成像更清晰，3D立體感更準確。經過大幅改進的驅動結構使得機械臂移動范圍更靈活精準，可覆蓋更廣的手術部位。更小、更細的機械手加上全新設計的手腕為手術操作提供了前所未有的靈活度。而且，第四代達芬奇手術機器人的內窺鏡可以拆卸連接到任何一個機械臂上，手術視野更加廣闊。同時，更長的支架設計為醫生提供了更大的手術操作范圍。第四代達芬奇手術機器人還有新的4個微創手術刀和可旋轉支架，能夠使微創手術刀旋轉到患者的任何部位。

第四代達芬奇手術機器人的影像可以與直覺外科公司的螢火蟲熒光影像系統兼容，因而可以為醫生提供更多實時的視覺信息，包括血管檢測、膽管和組織灌注等。此外，第四代達芬奇手術機器人具有更大的擴展性，為一系列影像和器械技術提供了無縫連接入口。

因此，第四代達芬奇手術機器人能夠幫助外科醫生完成更為復雜和高難度的手術。

手術機器人的事故

盡管手術機器人具有無與倫比的優勢，但是，它也像人一樣會失誤，最嚴重的是致病人于死地。

美國芝加哥拉什大學醫學中心的拉曼等人從美國食品與藥物管理局獲取資料進行的一項研究表明，手術機器人的操作遠非完美，會造成在手術中一些病人的受傷和死亡。美國食品與藥物管理局的記錄表明，手術機器人在2000～2013年間進行手術共導致或涉及144人死亡。在頭部、頸部、心胸部采用手術機器人進行手術的風險幾乎是人工手術或其他形式的手術風險的10倍。

手術機器人做手術發生事故大致分為兩類，一是操作者，即手術醫生的失誤造成的，二是機器人，如達芬奇手術機器人系統的各種問題，包括電路、機械故障等造成的。這兩者產生事故致病人傷殘和死亡的比例為：40%由醫生誤操作和手術固有風險等因素引起，60%是由機器人設備故障引起。

對手術機器人安全性和可靠性的綜合研究源自美國食品與藥物管理局，為了確保手術機器人的安全性，美國食品與藥物管理局強制要求上報任何機器人手術事故，這些上報的資料形成了名為“生產商和用戶機構設備體驗”（MAUDE）的數據庫，包含了2000～2013年間強制和自愿提交的手術機器人的事故報告。

2000～2013年間，美國共有170萬名病人是由各種手術機器人做的手術，病人中大部分是婦科和泌尿科患者。手術機器人出現事故的報告有1萬多份，相當于每10萬例手術有588例事故，其中超過1500例對病人有顯著的不良影響。在2000～2013年期間，美國的手術機器人完成的手術數量大量增加，因此，這類手術出現事故導致的死亡和傷殘數量也從2006年以來增加了30倍。

對事故原因細致分析發現，手術機器人做手術出現的事故可以詳細分為幾類。一是機器人設備在手術中拉弧或打火，這類事故在2000～2013年間燒傷了193名病人;二是燒焦或脫落的零件掉進病人體內，這類事故發生了100多次并致死一名病人;三是機器人儀器不受控制地移動，這類事故使52人受傷，并致死2人;四是手術機器人的視頻卡死，這類系統錯誤產生了約800例事故或不良事件。

另外，對于手術機器人因事故造成的144例病人死亡，只有很少一部分病例詳細記述了事故情況。手術機器人事故的另一個特點是，在心胸、頭、頸手術中有較高的致傷、致死率，原因是，這類手術更復雜，操作者不常用機器人設備和缺少關于該領域機器人的專業知識。

手術機器人與人工手術事故比較

美國食品與藥物管理局提供的手術機器人的事故數據當然不一定令人信服，因為有很多事故是沒有上報的，因此上述數據肯定低估了手術機器人事故造成的病人死傷的數量和傷害程度的真實水平。不過，即便以此為據，與人工手術進行比較，也可以看出手術機器人和人工手術的天壤之別，前者的失誤要遠遠低于后者。

以2000～2013年間美國的數據為例，14年總事故率為0.59%（10萬例手術有588例事故），平均到每年則為0.042%。現在，對人工手術的粗略統計表明，成功率為95%，失敗率為5%，一般失敗的手術即病人死亡。所以，人工手術的失誤和事故率比機器人手術的事故率或失敗率要高得多。再以英國和中國的具體數字比較，可能更容易理解機器人與人工手術的事故率差異。

英國倫敦帝國理工學院研究人員收集了英格蘭公費醫療系統從2008年到2011年的全部非急診手術資料，通過檢查大約400萬例手術病例發現，有27000多人在手術后一個月內死亡，死亡率為0.67%。即便以2000～2013年間美國手術機器人14年總事故率的0.59%比較，也表明人工手術的事故率更高。當然，英國的這項研究也提供了人工手術出問題的某些原因，如在星期五做手術的風險要比星期一高出44%。

數據顯示，星期一做手術風險最低，然后逐日增加，在星期五達到風險最高點。研究人員認為，星期五手術死亡率高可能是因為患者在手術后最需要得到照料的時候正好遇到周末，因而不能得到良好的術后照料。手術后的最初48小時對患者來說至關重要。如果在這個時候出現出血和感染等問題，但身邊又沒有稱職的醫生，后果就會很嚴重。這也說明，手術的失敗率并非只涉及手術本身的因素，而是包括手術結束后的護理等因素。

中國的統計數據表明，中國每年死于醫療事故的人數是40萬，是交通事故致死人數的4倍。其中，致死原因很大一部分是不安全用藥。但是，手術失敗率導致的死亡沒有準確的數據。不過，一個數據可以窺見一斑。國家心血管病中心主任胡盛壽在2012中國心臟大會上公布的一項研究結果顯示，根據對17個省市、43家醫院的8739例患者心血管外科手術調查發現，不同醫院以及各地區間冠狀動脈搭橋手術存在明顯差距，死亡率最低的醫院僅0.7%，死亡率最高的醫院可達5.8%，相差約8倍。這些手術都是人工手術，但僅此一項手術的最低死亡率（0.7%）也高于美國手術機器人14年的總事故率（0.59%）。

還有一個有趣的問題是，人做手術和機器人做手術比較，兩者誰可能做到零事故率。一般人可能認為是機器人，因為，機器人更精準，但是，目前沒有手術機器人零事故的報道，在中國卻有人做手術為零事故的報道。2015年當選為“湖湘名醫”的瀘溪縣人民醫院外科主任張清貴，28年來主刀為近萬名患者實施手術，無一例事故發生。

根據上述數據比較，手術機器人的事故率和失敗率顯然要大大低于人工手術。盡管如此，由于操作機器人的是人（醫生），因此，對操作機器人的醫生進行嚴格訓練至關重要。而且，手術機器人的使用日漸增多并不意味著今后將會取代外科手術醫生，而是對操作機器人的醫生提出了更高和更嚴格的技能要求。