手术机器人发展概况

手术机器人的发展概况肝胆外科金法•瓦特—机械化•危险操作领域—机械臂Figure1.TheArgonneNationalLaboratorydexterousmanipulator-(fromJohnsonandCorliss,ArchivesofArgonneNationalLaboratory,1967)Figure2.MIT-Utahdexteroushand.(CourtesyStephenJacobsen）一、手术机器人的产生Figure3.ScottFisherwearingoneofthefirstheadmounteddisplaysattheNASAAmesResearchCentervirtualrealitylaboratory-ca1985.Figure4.EarliestconceptoftelepresencesurgeryfromdrawingsbyDrs.JosephRosen,MDandScottFisher,PhD-ca1986Figure5.Initialtelepresencesurgeryworkstationshowingintuitiveinterface-ca1987.远程控制—血管及神经吻合Figure6.RoboDoc-thefirstroboticsurgicalsystem-usedtocorethefemoralshaftintotalhipreplacement-ca1986RoboDoc（SacramentoCA联合手术设备有限公司发明）：髋关节置换术中精确的调整股骨，精确度达96%,而当时手工精确度只有75%。第一个被FDA通过的手术机器人。•YulunWangPhD：美国加州ComputerMotion公司,军方提供风险基金研究，内镜自动定位系统—伊索(AESOP)—一种能由手术医师声控的“扶镜”电子机械手。Wang,Y.andSackier,J.RoboticallyEnhancedSurgery:Fromconcepttodevelopment.SurgEndosc.8:63-66,1994Figure7.Phantomhapticsinputdevice.(CourtesyMarcRaibert,PhD,BostonDynamicsInc.,Cambridge,MA,1995)Phantom：虚拟触觉输入系统，成为手术机器人的组件之一。二、腹腔镜技术为代表的微创外科•结合自动机械技术、远程通讯和计算机技术开创一个机器人外科的新时代。三、手术机器人商业化时代腹腔镜手术中使用的手术机器人系统：（1）“达芬奇”(daVinci)：IntuitiveSurgical公司制造，1999年1月获得欧洲CE市场认证，2000年7月11日通过美国FDA市场认证（2）“宙斯”(Zeus)：ComputerMotion公司制造，1999年2月获得欧洲CE市场认证达芬奇系统(daVinci）(1)手术医师操作的主控台;一个视觉平台和三维摄像头组成;(2)有两个机械臂和一个摄像臂的移动平台。Figure8,9Roboticsurgeryingynecologiconcology:evolutionofanewsurgicalparadigm.JohnF.Boggess.JRoboticSurg(2007)1:31–37宙斯系统（Zeus）（1）手术医师控制台（2）两个操作臂，一个声控内镜自动定位系统——手术医师声控的“扶镜”电子机械手（伊索系统）Figure10,11ZeussystemFigure14NewYorkFigure15Strasbourg2001年9月7日，法国JacquesMarescaux教授成功完成了人类历史上第一例跨大西洋手术。患者为一68岁老年女性，患有胆囊结石，手术室在法国的Strasbourg医院，而外科医生在纽约曼哈顿的一座大楼里实施胆囊切除手术。手术持续45分钟，有40多位专家参与了手术，包括医护团体、法国电信的工程师及ComputerMotion公司的机器人专家。OperationLindberghFigure122001.9.7NewYork–StrasbourgOperationLindbergh的成功引起世界性的轰动，并将远程手术推向一个新的里程碑。•目前已开展的机器人手术：涉及普外、胸外、泌尿外科及妇科等腔镜手术。Figure17-20RoboticsurgeryFigure16.RobotAssistedMicroSurgery(RAMS)for10micronaccuracyinlaserretinalsurgery.•手术机器人的优点：手术医师舒适、图像三维、能通过软件处理消除手术医师手部的震颤、精细操作。•手术机器人的缺点：适应症有限、费用昂贵，设备兼容性差、培训要求高四、未来的手术机器人系统Figure21-23FutureroboticsurgeryFigure25EndoWristroboticinstrumentFigure24.Asmall,autonomousbiomimeticrobotconstructedfromMEMStechnology(CourtesySandiaNationalLabs,Albuquerque,NM)五、结语•手术机器人目前还是处于起步期,还有许多问题比如医疗事故的发生、市场准入资格、训练设备等。机器人外科的前景是光明的。