1、LOGO外科手术机器人外科手术机器人外科手术机器人外科手术机器人贡会源贡会源外科手术机器人的历史外科手术机器人的历史l19941994年年 美国美国Computer Motion AesopComputer Motion Aesop机器人机器人l19961996年年 美国美国Intuitive Surgical Da Vinci系统机器人系统机器人l19981998年年 美国美国Computer Motion ZeusComputer Motion Zeus系统机器人系统机器人Da Vinci系统机器人系统机器人v灵感源于灵感源于-达芬奇机器人达芬奇机器人(Leonardosrobot)是由达
2、芬奇大约是由达芬奇大约于于1495年所设计的仿人型机械年所设计的仿人型机械。v达芬奇机器人手术系统以麻省理工达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为学院研发的机器人外科手术技术为基础。基础。IntuitiveSurgical公司随后公司随后与与IBM、麻省理工学院和、麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开公司联手对该系统进行了进一步开发。达芬奇外科手术系统是一种高发。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。科手术。Da Vinci系统机器
3、人系统机器人l1996年年第一代第一代DaVinci系统机器人系统机器人l2006年年第二代第二代DaVinciS系统机器人系统机器人l2009年年第三代第三代DaVinciSi系统机器人系统机器人l2014年年第四代第四代DaVinciXi系统机器人系统机器人Da Vinci S系统机器人系统机器人Da Vinci Si系统机器人系统机器人Da Vinci Xi系统机器人系统机器人达芬奇机器人的组成达芬奇机器人的组成达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。成像系统。外科医生控制台外科医生控制台v外科医生控制
4、台是达芬奇机器外科医生控制台是达芬奇机器人系统的控制中心，由计算机人系统的控制中心，由计算机系统、监视器、控制手柄、脚系统、监视器、控制手柄、脚踏控制板及输出设备组成。外踏控制板及输出设备组成。外科医生控制台的操作者坐在消科医生控制台的操作者坐在消毒区域以外，通过使用控制手毒区域以外，通过使用控制手柄来控制手术器械和立体腔镜。柄来控制手术器械和立体腔镜。术者通过双手动作传动手术台术者通过双手动作传动手术台车上仿真机械臂完成各种操作，车上仿真机械臂完成各种操作，从而达到术者的手在患者体内从而达到术者的手在患者体内做手术的效果。同时可通过声做手术的效果。同时可通过声控、手控或踏板控制腹腔镜。控、手
5、控或踏板控制腹腔镜。术者双脚置于脚踏控制板上配术者双脚置于脚踏控制板上配合完成电切、电凝等相关操作。合完成电切、电凝等相关操作。达芬奇机器人系统让术者在微达芬奇机器人系统让术者在微创的环境里可以达到开放手术创的环境里可以达到开放手术的灵活性的灵活性成像系统成像系统v成像系统成像系统(Video Cart)(Video Cart)内装有外内装有外科手术机器人的核心处理器以及科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，在手术过程中位图象处理设备，在手术过程中位于无菌区外，可由巡回护士操作，于无菌区外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。外并可放置各类辅助手术设备。外科手术机器人的内窥镜为高分
6、辨科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维率三维(3D)(3D)镜头，对手术视野具镜头，对手术视野具有有10-1510-15倍以上的放大倍数，能为倍以上的放大倍数，能为主刀医生带来患者体腔内三维立主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，使主刀医生较普通体高清影像，使主刀医生较普通腹腔镜手术更能把握操作距离，腹腔镜手术更能把握操作距离，更能辨认解剖结构，提升了手术更能辨认解剖结构，提升了手术精确度。精确度。床旁机械臂系统床旁机械臂系统v床旁机械臂系统床旁机械臂系统(Patient(Patient Cart)Cart)是外科手术机器人的是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为操作部件，其主要功能是为器
7、械臂和摄像臂提供支撑。器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。为了确保患医生完成手术。为了确保患者安全，助手医生比主刀医者安全，助手医生比主刀医生对于床旁机械臂系统的运生对于床旁机械臂系统的运动具有更高优先控制权动具有更高优先控制权手术室各种装置的摆放示意图手术室各种装置的摆放示意图术中体位的摆放术中体位的摆放手术切口的选择手术切口的选择术中机械臂的放置术中机械臂的放置机械手臂的自由度机械手臂的自由度v机械手可以模拟人手各种操作，机械手可以模拟人手各种操
8、作，动作的自由度高达动作的自由度高达7度，包括度，包括臂关节上下，前后自由运动与臂关节上下，前后自由运动与仿真手腕的左右旋转，开合，仿真手腕的左右旋转，开合，末端关节弯曲共末端关节弯曲共7种动作，可种动作，可作沿垂直轴作沿垂直轴360和水平轴和水平轴270旋转，且每个关节活动度大于旋转，且每个关节活动度大于90。尤其在进行深部操作时，。尤其在进行深部操作时，机械手动作灵活，体积小巧，机械手动作灵活，体积小巧，与开放手术的人手操作相比具与开放手术的人手操作相比具有显著优势。有显著优势。机械手臂特点机械手臂特点v由于达芬奇机器人的机械由于达芬奇机器人的机械手拥有手拥有7个自由度，具有人个自由度，具
9、有人手无法企及的精确性。手无法企及的精确性。“达芬奇达芬奇”还可以过滤人手还可以过滤人手的抖动，使得手术可以更的抖动，使得手术可以更精细。此外，机器人手术精细。此外，机器人手术还具有移动缩减功能的特还具有移动缩减功能的特点，也就是说医生在操纵点，也就是说医生在操纵这一装置的过程中，移动这一装置的过程中，移动操作杆操作杆5毫米，在患者体内毫米，在患者体内的机械末端仅移动的机械末端仅移动1毫米，毫米，这样就大大提高了手术的这样就大大提高了手术的精确性和安全性。精确性和安全性。手术器械手术器械仿真接携手配置了各种类型的手术器械，可满足抓仿真接携手配置了各种类型的手术器械，可满足抓持，钳夹，缝合等各项
10、操作要求。手术器械近百种，持，钳夹，缝合等各项操作要求。手术器械近百种，8毫米左右大小毫米左右大小应用应用目前达芬奇手术机器人的应用目前达芬奇手术机器人的应用范围为心外科、尿外科、普通范围为心外科、尿外科、普通外科、肝胆外科、妇产科、胸外科、肝胆外科、妇产科、胸外科等。在诸多科室中他都表外科等。在诸多科室中他都表现出优越的性能，未来达芬奇现出优越的性能，未来达芬奇手术机器人会更多地普及到各手术机器人会更多地普及到各个科室，完成各种手术。个科室，完成各种手术。全世界机器人系统现状全世界机器人系统现状2013年12月31日前的数据优势优势1.1.在腔镜手术基础上更加发挥腔镜的优势，去除使用腔镜的劣
11、势；在腔镜手术基础上更加发挥腔镜的优势，去除使用腔镜的劣势；2.2.加入计算机的技术可提高手术的操控性、精确性和稳定性；加入计算机的技术可提高手术的操控性、精确性和稳定性；3.3.向术者提供了高清晰度三维图像并将手术野放大了向术者提供了高清晰度三维图像并将手术野放大了10101515倍；倍；4.4.创新的腕部可自由活动的镜下手术器械可使镜下手术器械完全重创新的腕部可自由活动的镜下手术器械可使镜下手术器械完全重现人手动作从而达到手眼协调；现人手动作从而达到手眼协调；5.5.系统设计可排除主刀医生可能的手的颤抖对手术所造成的不利影系统设计可排除主刀医生可能的手的颤抖对手术所造成的不利影响；可使主刀
12、医师舒适度明显增加，心情放松。响；可使主刀医师舒适度明显增加，心情放松。6.6.与开放手术的视觉一致使操作者手眼协调从而加快了医生学习进与开放手术的视觉一致使操作者手眼协调从而加快了医生学习进程；程；7.7.为患者带来更理想的手术结果，减少围手术期后遗症以及并发症为患者带来更理想的手术结果，减少围手术期后遗症以及并发症的发生；的发生；8.8.创伤小、恢复快而使可接受手术的患者年龄范围扩大并使某些危创伤小、恢复快而使可接受手术的患者年龄范围扩大并使某些危重病人接受手术成为可能；重病人接受手术成为可能；不足不足v自身仍存在着一定的缺陷自身仍存在着一定的缺陷如：力反馈体系的缺失；手术机器如：力反馈体
13、系的缺失；手术机器人的器械臂固定以后，其操作范围受限；整套设备的体积过于庞大，安装、人的器械臂固定以后，其操作范围受限；整套设备的体积过于庞大，安装、调试比较复杂；系统的技术复杂，在使用过程中可能发生各种机械故障，如调试比较复杂；系统的技术复杂，在使用过程中可能发生各种机械故障，如半路死机等；系统的学习曲线较长，医生与系统的配合需要长时间的磨合；半路死机等；系统的学习曲线较长，医生与系统的配合需要长时间的磨合；手术前的准备及手术中更换器械等操作耗时较长等。手术前的准备及手术中更换器械等操作耗时较长等。v使用成本昂贵使用成本昂贵表现在几个方面：表现在几个方面：购置费用高，目前国内第三代购置费用高
14、目前国内第三代四臂达芬奇手术机器人的总体购置费用在四臂达芬奇手术机器人的总体购置费用在2000万以上。万以上。二是手术成本高，二是手术成本高，机器人手术中专用的操作器械每用机器人手术中专用的操作器械每用10次就需强制性更换，而更换一个操作次就需强制性更换，而更换一个操作器械需花费约器械需花费约2000美元。美元。三是维修费用高，手术机器人需定期进行预防三是维修费用高，手术机器人需定期进行预防性维修，每年维修保养费用也是一笔不小的开支。造成机器人手术使用成本性维修，每年维修保养费用也是一笔不小的开支。造成机器人手术使用成本高的原因通常被认为是其生产商通过收购竞争对手和专利保护等手段在这一高的原
15、因通常被认为是其生产商通过收购竞争对手和专利保护等手段在这一领域形成了垄断所致，而这也成为制约手术机器人进一步发展的一个重要原领域形成了垄断所致，而这也成为制约手术机器人进一步发展的一个重要原因。因。v不良反应不良反应根据美国对很多病人的调查，虽然机器人做的前列腺手术可根据美国对很多病人的调查，虽然机器人做的前列腺手术可以减少病人的住院时间，但是可能会导致阳痿和小便失禁。以减少病人的住院时间，但是可能会导致阳痿和小便失禁。达芬奇手术机器人未来展望达芬奇手术机器人未来展望1.1.远程会诊成为可能。远程会诊成为可能。2.2.手术更加微创化，单孔进出所有器械。手术更加微创化，单孔进出所有器械。3.3.随着人工智能技术的发展，将来有一天可能彻底取代外随着人工智能技术的发展，将来有一天可能彻底取代外科医生为人类做手术。科医生为人类做手术。LOGO
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