科普｜机器人手术知多少

引言

在当今科技迅猛发展的时代，机器人手术作为医学领域的一项先进技术，正逐渐改变着传统外科手术的面貌。在美国，2012年到2022年的十年间，机器人手术占比从0迅速上升到22%。2022年，中国大陆达芬奇机器人手术数量为95000例，全球达芬奇机器人手术量超过1400万例，较去年增长超过15%。机器人手术精准度高，创伤小，成为医学领域的一大亮点，正得到越来越多的患者的认可。本文将深入探讨机器人手术的原理、发展历程、应用领域以及其在未来的潜在影响。

1.机器人手术的基本概念

手术机器人系统并不是我们想象中的那样智慧的的类人机器，它不会思考，需要外科医生决断和操作才能发挥作用。它通常由机器人臂、控制台和视觉系统组成。外科医生通过操控控制台上的手柄，实现对机器人臂的远程操控。三维视觉系统则提供高清晰度的图像，使医生能够清晰地观察手术区域。这种手术方式充分结合了计算机科学、机械工程和医学知识，为外科手术带来了全新的可能性。

2.手术机器人的发展历史

工业机器人存在很多年了，但是机器人进入医疗领域还是近些年的事情。1985年，外科医生利用PUMA机器人系统做了神经穿刺活检术，拉开机器人手术时代的大幕。那个时候，根据术前影像评估，机器人只是提供了一个稳定的穿刺平台，用来安放活检穿刺套管，还不能在术中根据实时图像来实施手术。随后1991年的Minerva是第一个利用实时影像进行手术的机器人。缺点是手术时患者需要长时间躺在CT室，机器人也只能单维度工作。

2000年，Intuitive?Surgical公司开发的革命性产品达芬奇手术系统获得FDA批准，这是一种远程操控的机器人手术系统，该系统有多个机械臂，为外科医生提供了?7?个自由度，使机械臂能够准确地复制人类手臂的功能。机器人的腔镜镜头为外科医生提供高清晰度3D视野，使得外科医生能通过控制台精细操作这些机械臂。这个系统在机器人辅助手术中取得了巨大的成功，是目前应用最为广泛的手术机器人系统。

3.手术机器人的临床应用

泌尿外科

相对其它科室，机器人手术在泌尿外科的应用较为广泛，包括切列腺切除、膀胱切除等。前列腺癌手术约占机器人手术的27.8%。在美国，超过80%的前列腺癌手术都是机器人辅助完成的。肾脏手术方面。机器人手术的精准性和机械臂的稳定性为这些复杂手术提供了更好的解决方案。

骨科

有相当多的骨科手术可以通过机器人手术完成，这包括全膝置换，髋关节手术以及脊柱手术。尤其是脊柱手术对操作的精准性需求很高，机器人操作系统可以帮助外科医生术前绘制详细的脊柱图谱，为器械或移植物制定精确的手术路径。手术创伤小，术后疼痛轻，患者恢复快。

妇科

妇科手术中，机器人手术被广泛用于子宫肌瘤切除、妇科肿瘤切除等疾病的治疗。对于较大或复杂的子宫肌瘤，机器人系统可提供更好的可视化和操作性。在一些妇科重建手术中，机器人系统可以提供更高的操作精度，有助于重建正常的解剖结构。相较于传统手术方式，机器人手术减小了手术创伤，加速了患者康复过程。

心胸外科

在肺部和食管手术等胸外科领域，机器人手术也展现了出色的表现。特别是对于早期肺癌或其他需要切除部分肺组织的疾病。机器人手术系统的高清晰度三维视觉和手臂的灵活性、精准性使得医生可以在狭小的空间内进行精细操作，更好地处理微小结构，降低了手术的复杂性，有助于最小化患者的创伤和促进更快的康复。在心脏外科，达芬奇手术系统已被用于辅助进行冠状动脉搭桥术。通过机械臂的精准操控，医生可以在胸壁微小切口的情况下，完成冠状动脉搭桥手术。二尖瓣和主动脉瓣的置换或修复手术中，这种微创方法也有助于减少创伤，提高手术的安全性和效果。

普通外科

机器人手术最常用在普通外科。甲状腺癌的手术约占机器人手术的38%。通过腋下的切口，实现了甲状腺的无疤痕切除。在胃肠外科手术中的应用主要体现在腹股沟疝气的修补、胆囊切除、结肠手术等领域。机器人手术的精准操控有助于保护周围组织，减少术后并发症。

4..机器人手术的优势与挑战

优势

更精准:?提供高清晰度的三维图像，使医生能够更清晰地观察手术区域。高自由度的机械臂也让手术更精细灵活，避免周围组织的损伤。

更微创:?相较于传统手术方式，机器人手术通常创伤更小，患者康复更快。

更简便:减少了部分手术的辐射暴露，医生易操作，缩短了手术时间。

缓解外科医生的疲劳:不同于传统手术?，外科医生不需要长时间站在手术台上，只要舒适的坐在控制台操作手柄就能完成手术，间接提高手术的安全性和有效性。

挑战

成本:?机器人手术系统的成本相对较高。手术费用昂贵是当前制约机器人手术推广的关键原因之一。以腔镜手术机器人为例，达芬奇手术机器人采购价格超过2000万元，此外还需承担配套的专用耗材和机器维护的成本。单次手术费用比传统手术高出3万元左右。2021年起，上海、北京等地开始将手术机器人费用纳入医保，有利于降低患者支付费用，推广机器人手术的应用。

技术难题:?机器人手术需要医生经过专门的培训，使用技术相对复杂。

依赖性:?有时候机器人手术系统的稳定性和可靠性可能受到影响，医生需要具备应急处理的能力。

5.机器人手术的未来展望

越来越多的国家都在引进和发展机器人手术系统。全球目前已有6700台达芬奇进驻医院，中国大陆就有超过260台。而除了达芬奇机器人，医疗器械巨头美敦力公司也在2022年推出了属于它的Hugo机器人系统。可以相信，随着人工智能技术的不断发展，未来的机器人手术系统将更加智能化，小型化，能够进行更为复杂的手术，并在术中作出更为智能的决策。

机器人手术的应用领域将继续扩大，覆盖更多外科手术类型。从心脏手术到神经外科手术，机器人手术将成为各种手术的重要辅助工具。机器人手术也将不受空间的限制。受益于5G通信的发展，远程机器人手术也将逐步开展，为偏远地区的患者提供更好的医疗服务。

随着技术的普及，机器人平台的开放，很多手术器械可以互相兼容，重复使用。这样，昂贵的机器人手术将广泛地进入门诊日间手术，进入不同层次的医疗机构，为更多患者提供先进的医疗服务。

6.结论

机器人手术作为现代医学的重要组成部分，以其精准度和创伤小的特点成为外科手术领域的重要突破。虽然仍然面临一些挑战，但随着技术的不断进步和应用领域的扩大，机器人手术将在未来继续发挥更为重要的作用，推动外科手术向着更安全、更精密的方向发展。

作者:王振华??杨文钢?上海交通大学医学院附属仁济医院心血管外科

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