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- 作者:杨明|发布时间:2011-01-24|浏览量:856次
背景
“机器人”技术产生于上世纪60年代:1959年美国发明家英格伯格和德国人德沃尔联合制造出第一台工业机器人,并应用于汽车制造业和核工业领域。随现代科学技术的发展,越来越多的特种“机器人”逐步应用于军事、海洋探测、航天、医疗等人类生产生活的各个领域。同时,20世纪是微创外科的形成与发展时期。腔镜技术是典型代表,这种手术与传统的打开式手术相比,具有创伤小、瘢痕轻、恢复快等特点。但以临床实践来看,腔镜技术主要缺陷为协调性和灵活性差、精细解剖困难、器械操作难度大,不能满足心脏手术所需的精细操作。追求更完美的微创手术效果成为机器人手术系统的发展动力。1980年,单臂的机器人系统“美洲狮”(PUMA560)首次应用于经尿道前列腺切除术中。1989年,在美国Computer Motion公司成立,并制造了“伊索”(AESOP, Automated Endoscopic System for Optimal Positioning)和“宙斯”(ZEUS)医疗机器人系统。上述两种系统分别于1994年和2001年被批准于临床医用,同期机器人辅助下心脏手术概念被提出。1995年福瑞德里克和美国国家航空航天局及斯坦福研究院合作建立了Intuitive Surgical公司,并制造了“达芬奇”(da Vinci)机器人手术系统。2000年7月11日通过了美国食品和药物管理局(FDA,Food and Drug Administration)市场认证后,“达芬奇”成为世界上首套可以正式在医院手术室中使用的机器人手术系统,早期主要用于腹腔手术中。在经历了小切口、腔镜、声控腔镜三个渐进性阶段后,“达芬奇”系统被逐步应用于心脏外科手术中。与传统的正中开胸、体外循环下实施心脏手术不同,机器人手术可最大程度的减小手术切口、降低手术创伤,是目前微创心脏外科学最前沿技术,同时也有望应用于远程急救医学,实现战争、地震等极端环境下的遥控手术。北京301医院心血管外科杨明
“达芬奇”机器人手术系统主要由三部分构成:术者控制台(Surgeon Console)、床旁机械臂车(Patient Cart)和视频系统(Vision Cart)。三部分组件在手术室内通过数据传输光缆连接为一体。术者于控制台利用控制手柄(Master Controller)控制机械臂和三维内镜(3D Endoscope)而完成手术。术者控制台的顶端为三维观测窗口(Stereo Viewer),三维观测窗口可按比例完全再现内镜所在的人体组织内部结构,从而实现同开放式手术相同的手术视野效果。“达芬奇”机器人手术系统的床旁机械臂车由镜头臂及三个器械臂组成。床旁机械臂车上所使用的器械为具有“腕状”(Endowrist)结构的特制器械。器械头部的直径为5~8mm,可通过钥匙孔大小的切口进入人体组织内,从而实现微创。手术过程中,术者远离患者,通过控制台控制床旁机械臂,在胸腔完全闭合的情况下完成脏表面或心腔内手术。微创器械有7个自由度,可以完成人手不可能的高难度动作,大大增加了手术可覆盖范围和完成高难度操作的可能性。系统同时可以消除人手的颤抖,从而增加操作的精确性和平稳性。该系统区别于传统腔镜外科,可控制性强、操作精细、手术视眼良好,术者劳动强度降低、不易疲劳,可以提高术者工作效率和准确度。
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