醫(yī)院中的達(dá)芬奇

●馬昊楠/本刊記者

機(jī)器人技術(shù)作為人類最偉大的發(fā)明之一，自20 世紀(jì)60 年代問世以來，歷經(jīng)50余年的發(fā)展如今已得到長足的進(jìn)步。在各個科學(xué)領(lǐng)域，人們都能輕易看到機(jī)器人的身影，甚至在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用不同功能的機(jī)器人代替醫(yī)生進(jìn)行精密的外科手術(shù)也早已不是幻想，其中達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人便是其中的佼佼者。這個擁有“三頭六臂”的金屬醫(yī)生被冠以歐洲文藝復(fù)興時期意大利巨匠的名諱，足見其在外科手術(shù)方面的極高造詣。

三頭六臂 刺繡拈花

與多數(shù)強調(diào)定位、引導(dǎo)功能的醫(yī)學(xué)機(jī)器人不同，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)顯得更為“強大”與“復(fù)雜”。“達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人是一種高級機(jī)器人平臺，其設(shè)計的初衷是通過使用微創(chuàng)方法，實施復(fù)雜的外科手術(shù)。”一位親身使用過達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的醫(yī)生這樣說道。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人由控制臺、機(jī)械臂系統(tǒng)及成像系統(tǒng)三部分組成，控制臺就如同醫(yī)生的大腦，主刀醫(yī)生端坐在控制臺中，通過三維成像直接獲取患者體內(nèi)的手術(shù)目標(biāo)位置以及周圍組織的三維立體視野。主刀醫(yī)生操作主控制器和腳踏板控制機(jī)械手臂系統(tǒng)，使其按照主刀醫(yī)生的指令做出相應(yīng)的動作。

四條機(jī)械手臂是達(dá)芬奇機(jī)器人的核心，其中一條機(jī)械手臂是持鏡臂，負(fù)責(zé)持握攝像機(jī)系統(tǒng)，依靠三維內(nèi)窺鏡形成三維立體圖像，可以將手術(shù)視野擴(kuò)大10 ～20 倍。余下3 條機(jī)械手臂是持械臂，負(fù)責(zé)握持特制的外科手術(shù)微器械，較為常見的諸如針持、抓鉗、剪刀等，且位置可以自由更換。達(dá)芬奇機(jī)器人每條機(jī)械手臂都有一系列多位置、可旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié)，加之特制的微器械，完全可以達(dá)到人手的7 個活動自由度，甚至可以做出各種復(fù)雜至人手有時也無法完成的動作，如此靈活的機(jī)械手臂保證了其在接到主刀醫(yī)生指令后，能夠精確地完成分離、切割、縫合等動作。“前不久達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人縫合葡萄皮的視頻在網(wǎng)絡(luò)上走紅，達(dá)芬奇機(jī)器人的手臂先是準(zhǔn)確的將一顆葡萄的皮劃開，而后又完好地將葡萄皮縫合上。足以表明其機(jī)械手臂的準(zhǔn)確和靈活，不禁讓人感嘆，一人多高的龐然大物竟能完成如此細(xì)致的工作。”

除了擁有靈活的“手臂”，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人與肉眼相比“看”得更遠(yuǎn)，這得益于它強大的視覺系統(tǒng)。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的視覺系統(tǒng)主要由三維內(nèi)窺鏡、攝像機(jī)和觀察系統(tǒng)組成，它們分別位于持鏡臂、成像系統(tǒng)和控制臺中。三維內(nèi)窺鏡得到的圖像通過成像系統(tǒng)的兩臺攝像機(jī)，傳輸?shù)街骺刂婆_上的觀察器中。看似簡單的過程卻暗藏玄機(jī)。“成像系統(tǒng)的兩臺攝像機(jī)產(chǎn)生的略帶視差的高清圖像，通過觀察器，分別傳輸?shù)街鞯夺t(yī)生的左右眼中，最終形成高質(zhì)量的三維圖像，為主刀醫(yī)生帶來最佳的術(shù)中視覺效果。”該醫(yī)生如此說道。

科技感十足的手術(shù)體驗

不同于傳統(tǒng)的手術(shù)，利用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，主刀醫(yī)生的雙手摒棄了冰冷的手術(shù)刀，轉(zhuǎn)而握住了控制器，以往傳出的手術(shù)刀、剪的金屬聲也被現(xiàn)代機(jī)器運轉(zhuǎn)的聲音所掩蓋。“傳統(tǒng)手術(shù)方式往往會讓人有一種緊張感，但操作達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，感覺就像是在操作一臺‘游戲機(jī)’，從某些方面講主刀醫(yī)生會輕松很多。”

該醫(yī)生進(jìn)一步說，利用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人主刀醫(yī)生會得到極佳的手術(shù)視野。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人提供的三維影像，使得主刀醫(yī)生仿佛“身臨其境”，不僅提高了準(zhǔn)確性，也在一定程度上減輕了手術(shù)的難度。“傳統(tǒng)的腔鏡手術(shù)，主刀醫(yī)生和助手需要配合默契，助手要能準(zhǔn)確領(lǐng)會主刀醫(yī)生的意圖，適時調(diào)整腔鏡角度，即使配合再默契的團(tuán)隊，也無法保證助手與主刀醫(yī)生之間不出現(xiàn)配合失誤，如果助手狀態(tài)不好，難免會影響手術(shù)進(jìn)程。而利用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，主刀醫(yī)生想看什么位置，自己就能操作。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人有效避免了傳統(tǒng)腔鏡手術(shù)主刀醫(yī)生和助手出現(xiàn)配合不默契的問題。”

在利用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人手術(shù)的過程中，主刀醫(yī)生絕大部分時間是坐在控制臺前完成手術(shù)的，大大降低了醫(yī)生的疲勞感。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的機(jī)械手臂還安裝有穩(wěn)定裝置，具有人手無法比擬的穩(wěn)定性和精確度，防止了主刀醫(yī)生因為疲勞所產(chǎn)生的生理抖動。此外，傳統(tǒng)的腔鏡采用杠桿原理進(jìn)行操作，比如想使腔鏡向左轉(zhuǎn)動，醫(yī)生需要向右操作器械。盡管經(jīng)過大量的訓(xùn)練，醫(yī)生將這種左右轉(zhuǎn)換的過程爛熟于心，但畢竟這個過程沒有從根本上發(fā)生改變，而達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的操作是一致的，主刀醫(yī)生的手向左，機(jī)械手臂也隨之向左，避免了一些器械在操作上的限制。

對于患者而言，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人由于是通過微創(chuàng)的方法進(jìn)行手術(shù)，因此患者術(shù)后創(chuàng)傷小、恢復(fù)快，并且手術(shù)給患者帶來的心理壓力也會小很多。當(dāng)然，即使是使用機(jī)器人系統(tǒng)，手術(shù)仍然是一個需要醫(yī)護(hù)人員團(tuán)隊合作的任務(wù)。術(shù)中，主刀醫(yī)生坐在控制臺前沖鋒陷陣，助手和護(hù)士在一旁協(xié)助，麻醉醫(yī)生則一如既往地為整個手術(shù)提供平穩(wěn)的后盾，監(jiān)控患者的實時生命體征。而手術(shù)機(jī)器人，則在醫(yī)生們的意志下，緩緩移動巨大的操作臂，進(jìn)行精細(xì)的切割縫合。一旦手術(shù)結(jié)束，醫(yī)生離開，它就收起操作臂，安靜地蜷縮在手術(shù)室里。

▲利用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，有效降低了復(fù)雜手術(shù)的難度

達(dá)芬奇也有遺憾

誠然，任何技術(shù)都無法做到完美，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人亦是如此。同大多手術(shù)機(jī)器人一樣，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人目前缺乏力反饋能力。“傳統(tǒng)手術(shù)中，主刀醫(yī)生可以明確感覺到人體組織的彈力，目標(biāo)對象的軟硬等，但這些達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人目前還做不到。”通俗地講，主刀醫(yī)生在使用達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)時，無法得到患者的反饋，因此用力的大小全憑經(jīng)驗，這對主刀醫(yī)生提出了更為嚴(yán)苛的要求。一些無法靠感覺得到的信息，只有通過視覺上的感受進(jìn)行彌補，例如：如果想判斷患者某一組織器官的病變程度，只能通過器械觸碰該部位后，組織顏色的變化判斷血液循環(huán)情況等。

目前，即便達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人可以應(yīng)用到臨床多個科室，如泌尿科、婦科、心臟外科、胸外科、肝膽外科中的多種手術(shù)中，但普及程度卻很低。究其原因，主要因為其高昂的手術(shù)費用以及達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人高額的使用成本。醫(yī)院購進(jìn)一臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的成本在2000多萬元人民幣，而與設(shè)備配套使用的微器械屬于消耗材料，每支僅可以使用10次。每支微器械的價格為6000 ～8000美元，而且每次手術(shù)要使用3 ～4 支。“在達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人中，每一次機(jī)器人及器械的使用都在系統(tǒng)中自動記錄備案，一次性的耗材必須次次更換，而裝在操作臂遠(yuǎn)端的微器械，在使用10 次后就需要強制性更換。這固然保證了手術(shù)的安全性，但與傳統(tǒng)手術(shù)或普通腔鏡手術(shù)相比，每次機(jī)器人手術(shù)僅耗材就要多花費3 ～4 萬元人民幣。因此，對于普通患者來說，手術(shù)費用是一個不小的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。”