科普：达芬奇手术机器人不是人形机器人

原标题：陕西省科学技术协会科普宣传专栏 了解达芬奇手术机器人

张梅

近年来，人工智能开始应用在越来越多的领域。其中，在医学领域应用最多的就是达芬奇手术机器人。 

其实，达芬奇手术机器人准确来讲应该是达芬奇外科手术系统，它是一种高级机器人平台，经批准可广泛用于成人和儿童的普通外科、心胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术等，通过使用微创方法实施复杂的外科手术。 

达芬奇手术机器人不是人形机器人

达芬奇手术机器人又称内窥镜手术器械控制系统，简单地说就是高级的腹腔镜系统，由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统。达芬奇机器人手术系统是目前世界上较成熟且广泛应用的机器人外科手术系统，由总部位于美国加利福尼亚州阳光谷的直觉手术机器人公司设计、生产、销售，其代表着当今手术机器人最高水平。它的诞生，突破了传统腹腔镜设备的局限，以其高清晰度的手术视野、灵活精细的手术操作，可以完成以往腹腔镜难以完成的复杂、高难手术。 

那么，达芬奇手术机器人是如何工作的呢？主刀医生坐在控制台中，使用双手（通过操作两个主控制器）及脚（通过脚踏板）来控制患者手术平台上的三维高清内窥镜和机械臂来进行腹腔镜等微创手术，手术器械尖端与外科医生的双手同步运动。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。 

手术机器人的内窥镜为高分辨率三维（3D）镜头，提供真实的16：9比例的全景三维图像，对手术视野可放大10倍以上，能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，使主刀医生更能把握操作细节，更能辨别解剖结构。利用达芬奇机器人，医生可以把一些复杂而精细的微创外科手术做得更加精准完美。 

达芬奇手术机器人的优势

1996年，达芬奇机器人推出第一代；2006年，第二代机器人机械手臂活动范围更大，允许医生在不离开控制台的情况下进行多图观察；2009年，第三代达芬奇si系统增加了双控制台、模拟控制器、术中荧光显影技术等功能；2014年，第四代达芬奇xi系统推出，灵活度、精准度、成像清晰度都有了质的提高，还逐步开发了远程观察和指导系统。 

相比较于普通的腔镜手术，达芬奇机器人手术具有更精准、创伤更小、术中出血更少等优势。其高清三维成像系统可以将手术切口内的影像放大10倍到15倍，手术医生能够更好地把握操作距离、更清晰地辨认组织结构。它的仿真手臂可以在7个自由度上手术，突破了人手的局限性，比人手更灵活、更准确，尤其是在狭窄的手术空间内，操作更有优势。由于人手的颤动会增加术中组织脏器的损伤，机器人的控制器会自动滤除震颤，使器械更稳定，更好地保护神经和血管。开阔的视野、精准的操作，使得手术对正常组织的损伤更少，患者术中出血更少，痛苦更小，住院时间更短、恢复更快。同时，术中医生采取坐姿，对于长时间、复杂的手术可减少医生因疲劳导致的失误。 

手术机器人的研发探索

截至2017年10月底，达芬奇机器人全世界装机量4200多台，其中美国3000台左右，亚洲地区大概550台。目前，达芬奇手术机器人完成的手术量每年以15%的速度增长。手术机器人应用前景广阔。 

近年来，我国也开展了手术机器人的多项创新研发。海军总医院与北京航空航天大学联合开发的机器人系统CRAS是国内手术机器人系统的先行者，已完成第五代的研制和临床应用；2013年11月，“微创腹腔外科手术机器人系统”由哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功，并通过国家“863”计划专家组的验收；2014年4月，天津大学研发的具有自主知识产权的微创外科手术机器人系统——“妙手S”顺利完成了3例国产机器人手术，这是我国自主研制的手术机器人系统首次运用于临床。“妙手S”系统打破国外技术垄断局面，填补国内空白，是一种可实现模块化组装的全新型的微创手术机器人系统，已获得37项国家发明专利。