中南大学湘雅二医院外科, 匹兹堡大学医学中心访问学者
文宇, MD (Class 92)

 

2012年2月9日我满怀豪情，带着医院领导的殷殷嘱托踏上了美国的求学之旅，来到世界闻名的匹兹堡大学医学中心（UPMC），学习当前医学最前沿的机器人外科技术。

匹兹堡位于美国东海岸的宾夕法尼亚州，是美国钢铁工业的中心，有“世界钢铁之都”之称。匹兹堡医学中心（UPMC）是美国领先的非营利性医疗系统，也是全美最知名的学术研究医学中心之一，现拥有55000名员工，包括22家医院和400多家的医疗服务机构，每年为近160万人提供医疗保健服务。其在器官移植、肿瘤学、精神病学、神经外科学、整形外科学、运动医学、干细胞科学与组织工程、纳米科学等领域均处于国际领先地位。

我一到匹兹堡，受到了UPMC外科系主任BILLIAR教授的热情接待，并同肿瘤外科的Dr Moser和Dr Zeh两位教授会面，他们向我详细介绍了全球机器人外科发展的情况。目前临床上使用的机器人外科系统都是Intuitive Surgical生产的daVinci Surgical System (dVSS)，2000年美国FDA批准应用于普通外科，2001应用于泌尿外科，2005年应用于妇产科，2008年全世界安装超过了800台。2010年全球机器人手术台次超过30,0000例，涵盖了几乎所有的外科领域，手术例次最多的是机器人辅助根治性前列腺切除术（RARP）。UPMC不是全美开展机器人手术最早的单位，但近年发展势头迅猛，全中心拥有8台da Vinci手术系统，手术范围涉及普外、泌尿、妇产、内分泌、耳鼻喉、神经等多个学科，尤其是胰腺外科，近3年开展了200多台机器人辅助大型胰腺手术，包括胰十二指肠切除术、胰腺中段切除术、胰腺体尾部切除（保留或不保留脾脏），处于国际领先地位。这些手术即便是传统的开放手术也有一定的难度，腔镜下操作更是由于术后较高的并发症而未能广泛开展。利用机器人辅助手术，患者的手术时间、出血量和住院天数缩短，并发症减少，术后恢复快，明显优于开放手术和传统腔镜手术。在UPMC众多医护人员的帮助下，我的机器人外科学习非常顺利，除了参观机器人手术外，还能够去进行模拟训练，基本了解机器人外科操作的特点。

众所周知，现代外科已朝微创美容方向发展，腔镜技术应用于几乎所有的外科领域，它利用尽可能小的切口，充分显露手术操作部位，手术效果优于开放手术。但是，传统腔镜存在着诸多缺点：如镜头的不稳定性；视野是二维的，没有立体感；直器械自由度小；不符合术者人体工程学标准等等。所以经过30多年的发展，传统腔镜技术已进入“瓶颈”期，许多高危复杂手术都无法在传统腔镜下完成，机器人外科就在这“瓶颈”期孕育而生。2009年10月美国芝加哥召开了首届国际机器人临床外科大会，国内外的腔镜专家一致感受到“机器人外科时代的到来”，机器人辅助外科手术并将广泛应用到临床，而且其将作为反映一家医院临床医疗水平的重要标志。目前国内已有七家医院引进了Da Vanci 机器人外科系统，开始应用于临床的手术治疗中，取得了令人满意的疗效。

微创外科是21世纪外科的发展方向，医院和医生要保持具有竞争性，需要不断的培训和掌握最新的技术才能跟上医学发展的步伐。Da Vinci 是目前最新、使用范围最广的机器人外科系统，具有以往机器人无法比拟的优势，受到全世界众多医院和外科医师的青睐。它彻底改变了传统的手术方式，加速了外科的前进步伐，成为当今最为前沿的医疗技术。国外已经将机器人外科操作列入三级医师培训课程，而国内在这一领域发展相对滞后，我们湘雅人任重道远，一定要抓住医学发展的机遇，积极引进机器人项目（robotics program），努力提高医院综合竞争实力。为了保证这一项目的可持续性发展，我们应该从以下四个方面着手：

1. 进行市场分析，评估医院的综合实力和年手术量。湘雅二医院是一所卫生部 直属的大型三级甲等医院，2011年医院门急诊量逾200万人次，为湖南省首位，出院病人8.8万人次，住院病人手术5.3万台次。医院具备购买机器人手术系统的基本条件。
2. 降低成本，提高性价比。由于每台Da Vinci市场价175万美元，每年维护费用 140000-160000美元。初期要降低每台手术的成本，就必须努力增加手术台次。建议多学科使用机器人外科系统，以弥补单一学科病源不足的缺点。
3. 拥有成熟的腔镜外科医生可以增加成本竞争力，配备现代化机器人手术室和 培训优秀的手术团队是保证项目实施的必要条件。
4. 制定研究计划，定期回顾分析患者的资料，将不断推进机器人手术的发展和 患者预后的改善。

相信在医院管理部门、麻醉科、手术室和外科团队的共同协作下，尽快建立现代化的机器人手术室，大力开展各类机器人手术，争取5年内把我院建设成为中南地区乃至全国的机器人手术中心和培训基地。

 

附机器人外科系统(RSS)简介

80年代末期美国航空航天中心（NASA）首先提出了外科机器人的概念，经过20多年的发展，它已成为集医学、机器人学、材料学、机械工程以及计算机和信息技术等诸多学科的复杂机器人系统，为传统手术技术带来了重大的变革和影响。

1. 外科机器人的发展历程

1985年Kwoh等采用PUMA500工业机器人作为辅助定位装置完成首例脑部手术。1 9 9 3年美国C o m p u t e r Motion公司研制了第一台协助微创手术的内窥镜自动定位系统，即持镜机（AESOP 伊索）；1998年第一代操作机器人（ZEUS 宙斯）面世，由于其系统的局限性，2003年研发公司C o m p u t e r Motion被美国另一家INTUITIVE SURGERY收购，宙斯也就正式退市，不再销售。2000年INTUITIVE SURGERY研发的达芬奇手术（da Vinci）系统被美国FDA批准上市，成为目前允许临床使用的唯一合法的商品化手术机器人。

（表1） 表1 外科机器人的发展史

1985年	机器人神经外科手术辅助立体定位系统
1989年	PROBOT首先用于前列腺切除
1992年	ROBODOC用于全髋置换术
1993年	伊索，FDA批准第一个商品化的外科机器人
1996年	ARTREMIS, 主从操作系统
1996年	内手腕（Endowrist）, 持镜机器人
1998年	宙斯，第二代外科机器人系统
2000年	达芬奇（da Vinci）机器人系统
2009年	达芬奇（da Vinci si）机器人系统

             

2. 外科机器人系统的构成

Da Vinci机器人系统是主要包括三个部分：医生操作台（surgeon console）、机械手臂（patient card）、光源和图像处理系统三个部分（vision card）。

3. 机器人外科系统的优点

①将医生手的操作转化为机械手臂的运动，过滤震颤和缩小了动作幅度，使外 科操作更加稳定和精细；

②带有关节的机械手臂具有7个方向的活动度，超越了正常手腕的活动范围，更 具灵巧性，能够完成许多高难度的操作，使得游离和缝合更加方便；

③镜头不同于传统腔镜，为放大10倍三维立体视野，操作时组织结构更加清晰；

④机械手臂把持镜头，主刀医师控制视野的调节，不同于传统腔镜助手扶镜， 其稳定性更强，手术连贯性更好；

⑤采用主从式设计原理，主刀医生坐位手术，通过操作台控制患者体内的机械臂，手眼协调一致，更符合人体工程学标准。

⑥手术时远离手术台，彻底改变了传统的手术模式，使远程手术医疗成为可能。 

机器人外科系统有着传统腔镜无法比拟的优点，使得手术操作更加精细，出血量更少，患者术后疼痛感轻，恢复快，住院时间短。2010年全球机器人手术超过30,0000例，涵盖了几乎所有的外科领域，日益成为外科发展的主流。