神奇的“達芬奇”手術機器人

陳飛

隨著科技的高速發展，高科技產物越來越貼近我們的生活。機器人是大家再熟悉不過的高科技產品了，如今，科學家已經發明了許多各種功能的機器人。在這里不得不特別提到“達芬奇機器人”，這款機器人的技術源于擁有官方背景的美國斯坦福研究院（SRI）。在20世紀80年代末的時候，一群科學家在斯坦福研究院開始了外科手術機器人的研發，初衷是要研制出適合戰地手術的機器人。

直覺外科公司從SRI獲得了遠程手術機器人的技術授權后，在1996年4月組建了一支工程師團隊。1997年，公司將測試改造的新系統命名為“Lenny”，隨著這一手術系統更新得越來越先進，先后出現了“Leonardo”（達芬奇名字）和“Mona”（靈感來自蒙娜麗莎）兩代更新版本，最終推出的核心產品命名為“Da Vinci”手術系統。它是一個外科手術系統，準確地說是一種高級機器人平臺，其設計理念是通過使用微創的方法，實施復雜的外科手術。

達芬奇機器人并不是我們一貫認為的具備人形以及人工智能深度學習功能的智能機器人，而是一種高級機器人平臺。從醫學角度講，就是高級的腹腔鏡系統。達芬奇手術機器人主要由3個部分組成：外科醫生控制臺、床旁機械臂系統、成像系統。

18世紀80年代，醫學先驅Billroth成功打開了病人的腹腔，完成了人類歷史上首例腹部外科手術，這種傳統的開腹（開胸）手術被稱為第一代外科手術，并沿用至今。到20世紀80年代，以腹腔鏡技術為標志的微創手術取得了突破性的進展，這一技術在許多外科領域取代了傳統手術，被稱為第二代外科手術。進入21世紀，隨著以da Vinci為代表的手術機器人的開發并迅速投入臨床應用，其全新的理念和技術優勢被認為是外科發展史上的又一次革命，也預示著第三代外科手術時代的到來。

一項技術的革新，向來是與質疑并存的，達芬奇機器人手術也不例外，有人擔憂手術中是否會出差錯。

事實證明，這點擔憂是多余的。達芬奇機器人能提供寬闊的視野，具備準確、靈活的控制能力，能夠清楚地呈現組織、器官的解剖構造和神經血管束的走行。精細的分離有利于淋巴結的清掃，準確的縫合可確保吻合的高質量，更能保證實施者手眼的協調。高分辨率的立體腔鏡提供放大10～15倍的高清三維圖像，降低錯誤的發生率。機器人的機械臂可完全模仿人類手腕，特殊設計的運動模式保證了醫生手部動作與機械臂運動一致，并濾除了手部的抖動，具有人手無法比擬的穩定性和精確度。另外，機器手的活動范圍遠大于人手，在狹窄解剖區域可360度自如運動，比人手更靈活。這樣，它既可保證手術的安全性，又可提升手術的精準性。

對醫生而言，達芬奇機器人并不止步于解放醫生的雙手。當遇到某些特殊的病況時，達芬奇機器人甚至勝于人手，比如傳統腹腔鏡手術最困難的是縫合和打結，而這對達芬奇機器人而言，就連之前不會做腹腔鏡手術的醫生毫不費勁。同時，達芬奇手術機器人還能降低術者的工作強度，為術者減少疲勞感，使術者精力更集中，使手術更完美。

對患者而言，達芬奇機器人手術的優勢也非常明顯。它可使術后的并發癥、損傷和失血明顯減少，使患者恢復更快，手術效果及美觀性也明顯提高。對于某些高齡患者及高危患者來說，通過達芬奇機器人手術可規避開放手術帶來的創傷。

從技術上講，達芬奇機器人的控制臺通常與病人保持一定距離，可以允許醫生進行遠程外科手術。2001年，Marescaux博士和IRCAD團隊采用先進的異步傳輸模式（ATM）和宙斯遙控操縱器（Zeus telemanipulator），結合高速光纖連接，在美國紐約成功操縱法國斯特拉斯堡的一臺手術，這是第一臺跨越大西洋的遠程手術，被認為是全球遠程外科手術的里程碑。