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机器人为心脏搭桥 靠谱吗?

作者:AG九游会老哥俱乐部更新时间:2020-11-27 02:53点击次数:字号:T|T

  当达芬奇机器人走进上海各大医院的手术室时,外科医生兴奋不已,他们个个跃跃欲试,因为“一个新的外科医学时代近在眼前”。在最近20年里,中国的外科医学发生着重大变化:首先是腹腔镜手术,它将“微创理念”第一次传递给国人——开刀原来可不必“开膛破肚”;如今则是“达芬奇”——手术刀能让机器人掌控。外科医学的一次次重大变革,带给患者的无疑是越来越多的好消息。

  瑞金医院的达芬奇一直站在外科大楼309号手术室内。5月19日上午,它迎来第28位病人——66岁的赵先生。赵先生的心脏冠状动脉严重堵塞,心脏外科主任赵强教授和助手蔡俊峰为他实施心脏不停跳下的搭桥手术——将原本位于胸壁的乳内动脉接往心脏,重新建立一条心脏血液供应的通路。

  有了达芬奇,搭桥手术从一开始就与众不同。通常,麻醉医生会用气管插管帮助沉睡中的病人呼吸,但这一次,他只为赵先生开通了右侧的呼吸气道,也就是让他的左肺暂时休息,仅仅依靠右肺来呼吸。

  麻醉医生此举,就是为达芬奇辅助下的心脏手术创造操作空间。与腹腔镜手术一样,医生先往病人胸腔内充入一定量的惰性气体,使之微微鼓起,人工建立一个宽敞的空间,以便手术展开。

  “我要开始打洞了。”助手蔡俊峰医生说。他在病人左侧肋间等距离打了三个钥匙孔大小、直径约12—20毫米的小洞。

  作为外科医生的分身,一个拥有4只手臂的机器人站在手术台左侧。与人的手臂一样,达芬奇也有肩、肘、腕三个关节,能够上下左右任意移动。它的前臂有些特别:可脱卸,能根据需要安装不同功能的“手”。

  达芬奇的前臂长近50厘米,腕关节直径仅0.5厘米。这个腕关节最为神奇,也是设计的关键所在:它拥有比人手腕更加灵活的能力,不仅能自由旋转540度,还能在手腕已经做出向下90度弯曲的动作后,再自由旋转540度。

  达芬奇的手长得很迷你——仅1厘米长,足以进入许多人手不能企及的狭小空间。“手”的品种丰富多样,有的是剪刀、有的是镊子,有的能缝合、有的能止血……“有了这些小手,传统的开胸器、手术剪刀、镊子都退居二线了。”手术室护士说:“传统器械成了应对手术突发事件的替补。”

  蔡俊峰将三个手臂一一置入病人胸腔后,主刀医生赵强教授坐在2米外的医生操作台上,低下头将双眼置于3D显示器上,看到一个跳动着的心脏。他双手食指和拇指分别套在机械指环内,控制着左右两个操作杆。显示器上,深入病人胸腔内的金属双手,动作与赵强的双手完全同步。

  “右手,换电凝刀!”赵强下达协助指令。听到指令后,助手蔡俊峰将机器人右手前臂拆下,护士及时安装上有双极电凝刀的新手臂。安装到位后,“肘关节”上的蓝色信号亮起确认。达芬奇的手臂具有记忆功能,新换上的“手”能自动找回更换前的手术位置,便于医生继续手术。

  赵强熟练操纵达芬奇双手的时候,他的双脚一刻也没有闲。操作台的下方共有4个踏板,分别由左右脚操控。最左边的踏板是离合器,踩下就切断了医生操纵杆与“达芬奇”手臂的联系,医生调整操纵杆时,“达芬奇”的手并不会随之移动。另一个左侧踏板能调整摄像头的焦距,右侧的两个踏板分别是双极电凝刀和单极电凝刀的开关。这两种电凝刀是微创手术中必不可少的“武器”,它们产生的高温能够在结扎血管的同时,起到止血功能。

  “达芬奇机器人就是医生的替身,我用手、眼、脚操纵、控制它,比过去更加严谨、可靠。”赵强说。

  11点20分,赵强完成左乳内动脉的游离,并且用机器人打开了病人心包,整个过程几乎没有出血。

  搭桥手术的最后一步——左乳内动脉与心脏血管吻合即将开始,可这一步却让赵强有些遗憾,也让此次的达芬奇机器人辅助手术并不完整。

  “我现在必须返回传统手术,在病人前胸做一小切口,然后手工完成血管吻合。”由于心脏外科最尖端的微血管吻合“手”尚未配置到位,赵强不得不在病人胸腔上开一个8厘米的小切口,亲手完成吻合。尽管仍然开了胸,但这台搭桥手术的伤口已经比传统手术短了1/2,也没有截断病人的胸骨。

  “在香港培训的时候,我已经能熟练操作心脏微血管吻合‘手’,缝合直径只有2毫米的血管。”此时的赵强很羡慕普外科、泌尿外科,由于那里的吻合“手”已经配齐,机器人能够完整辅助手术。

  由于此前不用接触病人,赵强一直没有洗手。即将要开胸,他不得不走向手术室外的洗手台,反复清洗自己双手。在病人胸口划开伤口后,309手术室出现了久违的蛋白质灼烧后的气味,赵强的手术动作很迅速,但出血明显比之前多了。“等买了新的‘手’,就不一样了。”赵强说。

  下午1点,赵先生从手术室进入重症监护室,心脏外科病房护士长康磊看到他时,觉得比完全开胸手术后的病人干净许多。“他身上的管子少了许多。”康磊说。第二天,赵先生离开了重症监护室。过去,完全开放的搭桥手术病人需要在重症监护室里待上3天。

  未来,云南的病人不必再离开家乡,就能请远在上海的医生动手术。随着机器人手术系统的到来,原本不可想象的远程手术有可能在中国变成现实。

  在国际医学界,远程手术已经有过成功的报道。2001年《自然》杂志报道了世界首例从美国纽约到法国斯特拉斯堡的跨大西洋腹腔镜胆囊切除术,这是医生借助机器人手术系统的一次成功尝试,也是远程手术的一个里程碑,更标志着外科手术的跨时代飞跃。

  机器人手术系统的设想源于美国的登月计划。当航天员完成登月后,科学家们就开始为他们在太空中的身体健康考虑:“如果航天员在太空中生病,需要手术怎么办?”与此同时,海外战争造成的军人战争创伤,也令美国科学家更加积极地开发远程医疗手术系统。

  上世纪90年代末,机器人辅助手术开始在外科领域推广应用,腹部外科、泌尿外科、妇产科先后引入机器人进行辅助手术。1998年末,机器人辅助技术应用于心脏外科手术。

  第一代机器人辅助系统名叫“伊索”,与今天的达芬奇相比,它只能算是一个机械臂,由Computer Motion公司于1994年发布,是美国食品药品管理局(FDA)批准使用的第一台可用于手术室协助手术的机器人。“伊索是由声音控制的,当我发出向右移动的指令后,它就会一直向右移,直到我再次发出停止的指令。”瑞金医院心脏外科主任赵强教授从2000年起操作“伊索”,并用它完成了100多台心脏外科手术。

  2000年前后,国际上先后出现了两种机器人手术系统,一种叫“宙斯”,另一种就是“达芬奇”。宙斯系统由Computer Motion公司研制,它需要医生在手术时戴上3D眼镜;而达芬奇系统的主人是美国Intuitive Surgical公司,公司从美国军方得到专利,并于2001年6月获得美国FDA的许可,运用于前列腺切除术。

  宙斯与达芬奇的构成很相近,都是由一个计算机工作站、一个视频显示器和带有多个机械手臂的机器人三部分组成。计算机系统能够将手术医生的手上动作转化成信号,传送到机械手臂上,使其能够根据医生的意图操作。这令远程手术成为现实,只要建立网络连接,医生就可以在异地完成对机器人的操控。

  到2003年,“达芬奇”所在的Intuitive Surgical公司收购“宙斯”所在的Computer Motion公司,使宙斯系统彻底退出竞争,达芬奇系统完成了对市场的垄断。截至2009年12月31日,达芬奇系统的全球装机总量为1395台,其中美国拥有1028台,欧洲248台,包括中国在内的亚洲及其他地区拥有达芬奇系统119台。2009年一年,全球达芬奇辅助外科手术的数量高达20.5万台。

  目前远程手术的主要障碍在于,医生手的移动与机器人手臂做出的反应之间存在时间延迟。这需要研究人员进一步攻关。当然,达芬奇仍有很多改进的余地,它的身体或许可以更小些,它无法提供给医生手感的问题或许可以解决。世界各地的科学家、工程师、医生都在积极参与机器人的优化方案。

  2008年3月,英国研究人员为达芬奇添加了一个能够跟踪医生眼球运动的装置,通过分析医生眼球的运动,机器人就能够精确抵达医生正在观察的手术部位。

  中国医生对此也有很高的热情。赵强教授希望今后能够为达芬奇增加更为精确的导航功能。“我们的设想是通过三维CT扫描,重建病人的心脏结构,然后将这些数据输入‘达芬奇’的智能系统内,使它能更精确地找到病变的位置。”他期望有机会能够申请到研究课题,亲身参与达芬奇机器人的优化方案之中。

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