手术机器人：颠覆外科？
2014/12/14 医学界杂志
对比张强医生的激动，中山医院的韦烨医生对手术机器人的第一印象就没那么美妙了：“感觉有点笨重，手术室突然就来了个大家伙。”
那时候的韦烨，没想过有一天，这个“笨重的大家伙”会成为自己的左膀右臂。从2009年7月份中山医院引进手术机器人到现在，时间已过了5个年头，现在的韦烨，则会说：“用机器人做手术，只有你想不到的，没有你做不到的。”
手术室里的机甲
手术机器人，更正式的名称为“内窥镜手术器械控制系统”，它主要由控制台、3-4只操作臂和显像系统组成。手术时，由医生坐在控制台前，将手指放入相应的“指套”里，通过控制手柄“远程”操纵机械臂尖端的动作，就像是科幻电影中战士在操作战斗机甲一样。只不过通过机甲，战士的动作威力值往往被放大数百倍，手术机器人却相反，医生手上的动作通过计算机系统过滤抖动后，经过等比例调整，被缩放成更精细的操作，如控制台的医生划开1cm的切口，机械臂远端的手术刀才在患者的皮肤上切开1mm——被缩减的动作，加上视野框里可放大的三维立体高清摄像，极大限度地解放了医生的手和眼睛，让医生坐在符合人体工程学的椅子上，舒舒服服地做手术；最棒的是，过滤手部颤动的设计延长了高年资医生的职业生涯。
韦烨解释道：“它其实是一个提线木偶的原理。你看过木偶戏吗？以前也叫傀儡戏。表演时，演员手上牵着十几条甚至更多的线，操控着台上小木偶的一举一动。而手术机器人也一样，通过计算机和传感器，医生的手也对应着机械臂的动作。”
不过手术机器人做的，不止是复原医生手上的动作。除了运动轨迹的等比缩放，机械臂还能做到7个维度360度灵活转动，同时，接有手术剪、手术钳、手术刀各种手术器械的“机器手”可以灵活切换器械，进行手术。坐在控制台的医生，通过脚踏板完成换挡，让多只机械臂完成超越人手生理极限的动作。
“以前做手术时会忙不过来，有时候恨不得自己多生一双手，但用机器人就不一样了。它非常灵活，简直就像是八爪章鱼一样!”韦烨笑着感慨。
认为是腔镜你就输了
刚听说手术机器人时，不少医生以为这是一个升级版的腔镜：同样有个摄像头，可以通过操作杆进行操作，“那不就跟腹腔镜一样吗？机器人什么的，只是个噱头吧？”
听到这种将手术机器人和腹腔镜相提并论的说法，中山医院泌尿外科王国民教授连连摇头。这位复旦大学的老教授，曾在美国参与了手术机器人最早期的试验。而他所在的中山医院，也是目前中国开展机器人手术最成熟的医院之一。王教授感慨：“手术机器人的优点，真是说也说不完。首先是微创。比如泌尿外科的手术，输尿管、前列腺都在身体深部，传统的开放性手术需要很大的切口，但手术机器人就免去了这一点，只要开几个小孔，就能完成深部的复杂手术。”
手术机器人当然不是腔镜，它能完成腔镜难以望其项背的任务。目前在国外，手术机器人在泌尿外科、胃肠科、妇产科、胸外、心外科、男科都有很好的应用。韦烨医生补充道，在韩国，最喜欢手术机器人的是甲状腺外科的患者。
“在传统手术中，即使缝合技术再好，甲状腺切除术都不可避免地在脖子上留下一条小细纹。韩国则开辟了一种新的途径，他们通过双侧腋窝和乳晕入路法进行手术，满足了韩国人对无疤痕手术的要求。”
手术机器人将微创手术做到了极致，它的灵活性、无血操作等是腔镜不可想象的。
韦烨解释说：“腔镜的杆是直的，像筷子一样。做腹腔镜手术时，会觉得手很笨，明明看到了，但就是够不到。但手术机器人就没有这种限制。它就是个八爪章鱼，只要看到了，想到了，就能去做，没有它到不了的地方，让你随心所欲。对，随心所欲，就是这种感觉!”
张强也同意这种感受：“它比腹腔镜更容易上手，因为腹腔镜和实际操作的方向是相反的，但它却完全和手上的动作一样。而且它的视野非常清晰，又是3D的摄像，看上去和人眼看到的一样。加上是放大的视野，所以做精细手术时，比如远端小血管的手术，眼睛能看得很舒服。”
也许让韦烨医生印象最深刻的一次手术可以很好地说明手术机器人的优势。2014年3月5日，中山医院用手术机器人在一位57岁的患者身上同时完成了直肠癌根治术、肝转移灶切除术和肺转移灶切除术。如果做传统的开放性手术，考虑到患者的身体情况，手术必须分三次完成，而完成这三个手术至少需要两个月。使用机器人不仅减少了手术时间和创伤、术中出血量，而且降低了切除原发灶后，肝肺转移灶迅速增大的风险。韦烨医生表示，用机器人开展多病灶的手术，不但能减少费用和人力，还提高了危重患者对手术的耐受力，术后恢复也快，“像这位患者，术后第二天就可以下床了。”
它是一个战术型的装备
凡事有其一必有其二。虽然机器人辅助的手术创伤小、更安全，明显改善患者的生存质量，但手术依然有一定风险，传统手术的所有并发症同样存在于机器人手术，只是因创伤小，发生的概率降低了。另外，由于做手术前，要先在手术部位打入二氧化碳创造足够的手术空间，如腹腔的手术需先形成气腹环境，但有些病人可能无法耐受气腹的高张力。
韦烨解释道：“在手术中要高度关注病人的心肺功能，一旦出现无法耐受的情况，就需要及时关掉气腹，转开腹手术。不过这个中转率不高，去年做了1200台只出现了1例。术前我们就要考虑这个情况，对病人的各个方面、尤其是心肺功能都要进行充分的评估，术前检查也比传统手术更细致，比如我们还要做24小时心电图和超声心动图。”
另外，有些人会存在误解，以为是机器人在做手术，实际上，“手术还是医生在做，机器人只是一个辅助设备。”张强表示：“它不像开放性手术，创口小，整体观不好。因此在手术中，要定期将镜头退出来，看看周围有没有出血，以获得一个全局观。所以说，它是一个战术型的设备，而非战略型的设备。手术就像打仗一样，要筹划，要布局安排，机器人只是在战术上给予辅助，全局始终是医生在控制着。”
即使是使用机器人系统，手术仍然是一个需要医护人员团队合作的任务。术中，主刀医生坐在控制台前冲锋陷阵，助手在床边负责视野的掌控，洗手护士和巡回护士在一旁协助，麻醉医生则一如既往地为整个手术提供平稳的后盾，监控患者的实时生命体征。而手术机器人，则在医生们的意志下，缓缓移动巨大的操作臂，进行精细的切割缝合。一旦手术结束，医生离开，它就收阖起操作臂，安静蜷缩在手术室里。
就像傀儡戏一样，木偶再栩栩如生，一旦断开线，就掉落在台上，恢复成没有生气的木偶。
知识产权外的艰难探索
目前得到美国FDA审批的手术机器人是Intuitive Surgical公司的达芬奇系统，这也是唯一一个通过审批的手术机器人系统。截至到2014年7月底，全世界范围内共装机3079台，其中美国2153台，欧洲499台，亚洲322台(韩国46台，日本183台，印度27台，中国大陆、香港、台湾分别为18台、8台和21台)。
从数据上不难看出，这项技术在中国的应用才刚起步。对于手术机器人这项先进的技术来说，诸如体积庞大、缺乏力反馈等问题，并非是阻碍它在中国推广的原因。
“主要还是太贵了。”几位医生异口同声地说道。
据了解，第二代达芬奇系统约2000万人民币，第三代达芬奇Si系统更是要多出几百万人民币，另外，该系统还需要每年100万的维修费。因此，今年卫计委也才只批准了11个名额。
而另一方面，对病人而言，需要支付的手术费也更高昂。目前在上海，一旦使用机器人，手术费则需另加3万，这追加的费用主要是耗材的费用。在达芬奇系统中，每一次机器人及器械的使用都在系统中自动记录备案，一次性的耗材必须次次更换，而装在操作臂远端的手术器械，在使用十次手术后就需要强制性更换。这固然保证了手术的安全性，但病人却必须为这份医保不覆盖的手术安全性买单。
在医生们看来，器械只能用十次太浪费了。如果能够增加使用次数，即使只是一两次，都能减少一笔不少的耗材费。
但显然，美国的公司不太能理解中国人对费用的担忧，设备的价格居高不下的同时，公司还对研发该系统中的每一项技术都进行了专利注册，保护其知识产权。这意味着国内研发手术机器人的团队必须规避已注册的技术原理，另辟蹊径，开发出新的系统。
这并不容易，不过仍有好消息陆续传来。今年4月份，湘雅三医院率先使用了国产手术机器人开展了胃穿孔修补术和阑尾切除术。据悉，目前国产手术机器人已经成功突破了“多自由度丝传动解耦设计、从操作手变胞重构布局原理与实现技术、系统异体同构控制模型构建技术”三个关键问题，但复杂手术的技术还需进一步改进。业内人士分析，一旦技术成熟，国产手术机器人投入市场后，预测价格只有进口的三分之一，将对目前一枝独秀的手术机器人市场造成良性的冲击。
国产机器人还在孕育中，进口设备则在不断地更新换代。引进第三代手术机器人Si系统的仁济医院副院长闻大翔介绍，现在最新的手术机器人，已经可以提供一定的力反馈了，能让医生有更好的手术体验；另外，新系统带有的记忆功能将自动调整机位，快速恢复到每一个操作过的医生最舒服的机位。
“2001年9月7日，美国纽约的医生们通过跨大西洋海底光缆，成功用手术机器人为远在巴黎的一位患者做了胆囊切除术。那时候的手术机器人还很简单，如今十多年过去了，手术机器人的发展是我们想象不到的。”王国民教授感慨：“技术的革新常常让人有种追不上时代的感觉，就像是在看未来电影一样。不过，这不是电影，也不是科幻小说：机器人的时代已经到来。”
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