機器人手術開展的現狀與展望

　　微創外科因為其良好的手術效果，例如痛苦小、恢復時間短、併發症發生率低，在過去二十年內得到了快速的發展，同時逐漸被廣大患者廣泛接受。微創技術給外科領域帶來了革新，而機器人手術系統則進一步完善了微創手術的定義，開拓了新的視野。
　　1987年，當Moret第一次報道完成了腹腔鏡膽囊切除術時，就給外科手術帶來了一場名為“微創”的革命。然而，在某些方面腹腔鏡技術也有一定的侷限性。如手術器械移動的限制（可自由活動度問題），二維的圖像畫面，圖像的不穩定性（長時間持鏡可能造成的頻繁移動）以及對於外科醫生來說不符合人體工程學的姿勢及角度等。機器人手術系統為這些腔鏡手術的缺陷提供瞭解決方法。
　　歷史
　　早在80年代晚期，就已出現了一些簡單的計算機輔助機器人手術系統，而其在腹部外科的應用與發展則開始於90年代初。1991年，Computer Motion公司首先為微創手術設計了世界第一個機器人裝置。名為AESOP（automated endoscopic system for optimal positioning ），為一個聲控的機器人手臂內鏡攝像頭。1993年，Cedars-Sinai醫學中心的Jonathan Sackier醫生實施了世界上首例機器人系統輔助腹腔鏡膽囊切除術。2001年9月，J.Marescaux教授和他的團隊第一個完成了遠程外科手術（即Lindbergh手術）。目前，在不同程度的機器人輔助系統的幫助下，已完成了超過200000例外科操作，範圍遍佈幾乎所有的外科領域。而機器人手術系統也已更加完善。
　　機器人手術系統
　　現在，常用的機器人系統包括Da Vinci系統和Zeus機器人。以Da Vinci系統為例，機器人系統包括三部分：操作檯（圖1）、機器人手臂（圖2）及腔鏡器械。操作檯提供給醫生的圖像，來自於左右眼獨立的取景器，系統通過模擬人腦的能力，整合圖像偏差、產生視深度，從而給術者提供一個高清立體的三維圖像。除了控制攝像頭的機器人手臂外，Da Vinci系統還包括三個用來裝配腔鏡器械的機器人手臂。機器人系統的腔鏡器械和開腹手術的人類手腕活動度一樣，擁有7度的自由度，而傳統腔鏡手術器械只有四度的活動自由度。外科醫生可以坐在操作檯前通過操縱類似於遊戲手柄的操縱桿來控制機器人手臂完成精細的手術操作。
　　機器人系統的優缺點
　　機器人系統具有多項優點。首先，機器人系統能為術者提供高清的三維立體的圖像畫面，而不是僅依賴於偏光及顏色分離技術。因此，即使手術野由於鏡頭角度關係受到限制，但卻有超乎想象的真實度。這套系統能使術者如同開腹手術一般看清周圍的情況並同時具有放大縮小的功能。其次，機器人可以過濾掉外科醫生在術中操作器械時的手部振顫。這種處理方式使外科手術達到了空前的精準性。再次，與傳統腔鏡相比，機器人的器械擁有接近人手的活動範圍度以及能在極小的切口中超過360度的移動。最後，將機器人操作系統與遠程通訊結合在一起就能完成遠程協作手術。在過去的幾十年裡，機器人遠程手術被用來消除距離的障礙。它可以使無法到達現場的醫生參與並共同完成手術步驟。由於上述優勢，機器人手術系統可以實現複雜手術的微創化。
　　高昂的器械費用，是機器人系統的最大缺陷。一套Da Vinci系統約需數百萬美金，而其每年的維護費用約為總價值的10％，此外還有手術器械的消耗費用。機器人系統的價格限制了它在大型醫療中心的作為手術首選的普及和對其技術的深入研究。它的其他缺點還包括缺乏觸覺反饋等。
　　機器人手術的現狀與發展
　　目前，機器人系統的應用幾乎已涉及所有的外科領域。包括大部分的消化道手術（腔鏡膽囊切除術，Nissen/Toupet胃底摺疊術，肥胖症的胃轉流手術，食管手術，直結腸、胰腺和肝臟手術）、泌尿外科手術（前列腺癌根治術、腎癌根治術）、婦科手術、機器人輔助胸腔鏡等。
　　雖然機器人系統彌補了很多傳統腔鏡上的不足，但就目前來說，它的普及還有很多的侷限因素。首先，限制機器人系統普及的最主要的原因還是價格問題。我們相信，隨著技術的發展，總會出現適應市場高需求的低成本機器人系統。此外，儘管機器人系統的三維圖像系統能通過提高手術的安全性、精確度來彌補腔鏡手術觸覺反饋的缺乏。但是在一些病例中，缺乏觸覺反饋仍會引起某些意外狀況。因此，各種替代方案正在實施和研究當中。由於機器人系統的信息轉換全由電子化控制，所以它使遠程協作手術變成了可能。能夠使發展中國家的患者在自己國家就能享受到世界知名外科醫生的治療。最後，通過虛擬現實技術與術前模擬的結合，機器人系統將會引領外科手術進入一個半自動甚至全自動遠程手術的新時代。通過將病人解剖數據與三維重建的融合，可以使術者在術前對某個特定病人模擬的結果進行多次實踐，從而找出對於該病人的最佳方案。
　　結論
　　在過去的近20年中，我們經歷了從傳統開腹手術到腹腔鏡手術，從機器人手臂鏡頭輔助系統到機器人手術，最終到現在的遠程協作手術。雖然目前機器人系統並沒有普及到成為手術室的必備裝備，但是如果能夠預測未來的話，我們可以說，這只是一個時間問題。未來的機器人將會變得更小、更便宜、具有觸覺反饋系統以及能夠完成遠程協作手術。目前，顯而易見，機器人系統對於我們來說還是一項較先進的技術，其臨床應用和優點仍有較大的發展空間。