2011-达芬奇手术机器人系统在医疗中的应用_陈广飞

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1、特特稿稿Feature达芬奇手术机器人系统在医疗中的应用陈广飞周丹　张茜陈广陈飞周丹张茜解放军总医院生物医学工程研究室外科手术机器人不是真正意义上的自动化机器中国大陆地区安装达芬奇手术机器人系统的人，它们不能主动完成外科手术，但能在医生的操医院分别是：北京地坛医院、中国人民解放军总医控下，完成复杂的外科手术，在世界各地的许多手院、中国人民解放军第二炮兵总医院、上海交通大术室中得到广泛应用。目前全球共有三种品牌的手学附属胸科医院、上海复旦大学附属华东医院、上术机器人，分别是美国IntuitiveS

2、urgical公司开发海交通大学医学院附属瑞金医院、上海复旦大学附的达芬奇（daVinci）手术机器人、美国Computer属中山医院、重庆西南医院、南京军区总医院、沈Motion公司开发的宙斯（ZEUS）手术机器人和伊索阳军区总医院。（AESOP）手术机器人。其中技术最先进、使用最广泛的是达芬奇手术机器人。本文将简要介绍这一系2系统构成及特点统的应用情况。达芬奇手术机器人系统（如图1所示）主要由1概况医生控制台(surgeonconsole)、床旁机械臂系统(patientcart)和成像系统

3、(visioncart)构成。2000年7月11日，美国食品和药物管理局（FDA）控制台由计算机系统、手术操作监视器、机器批准了达芬奇手术系统，使其成为美国第一个可在手人控制监视器、操作手柄和输入输出设备等组成。术室内使用的机器人系统。从第一款产品面世至今，手术时外科医生可坐在远离手术台的控制台前，头IntuitiveSurgical公司已经陆续推出了三种型号靠在视野框上，双眼接受来自不同摄像机的完整图的手术机器人系统，分别是daVinciStandard、da像，这些图像共同合成术野的三维立体

4、图。医生双VinciSSystem和daVinciSiSystem。手控制操作杆时，手部动作传达到机械臂的尖端。截至2010年12月底，全球的达芬奇机器人手术系利用本系统完成手术操作，能够提高操作的精确性统的装机数量为1752台。其中，美国1285台；欧洲316和平稳性。台；亚洲及其他地区151台。亚洲国家和地区共有95床旁机械臂系统放在手术台周围，它包括3个台，其中，韩国33台；中国大陆10台；中国香港6台；（或4个）执行医生命令的机械臂。机械臂围绕固定中国台湾7台；日本20台；印度7台；其他

5、国家（新加支点移动，能够降低对患者的损伤，从而使患者的坡，泰国，马来西亚，菲律宾）共12台。另外，各个伤口面积较小，并提高手术的整体精度。这个系统国家的达芬奇手术机器人系统都在快速地增长。必须由外科医生直接对其进行操作控制，在手术前2011年7月30日《机器人技术与应用》11特特稿稿Feature应反复对其进行安全性检查，防止任何工具或机械臂的独立运动。这些机械臂都应用了一种叫做内手腕的技术。内手腕（如图2所示）有7个自由度，能够完全模仿人手腕的动作，在狭窄的解剖环境中达到比人手更好的效果。成像

6、系统采集并存储摄像头传来的视频信号，通过对视频信号进行处理和融合，将普通平面图像转换成3D图像，并提供给操作台，供手术医生使用。IntuitiveSurgical公司于1999年推出了第一代达芬奇手术机器人系统（daVinciStandard），包括一个符合人体学设计的医生控制台，有3个机械臂的床旁机械臂系统，高性能的视觉系统和独创的内手腕技术。第二代达芬奇手术机器人系统（daVinciSSystem）集成了HD3D高清内窥镜和当时最先进的机器人技术，拥有4个机械臂。2009年推出的第三代手术机

7、器人系统（daVinciSiSystem）拥有两个医生控制台，两个控制台为主从关系，都能独立控制机械臂动作，但不能同时控制，且主控制台图2内手腕可发出命令停止从控制台的操控权。这一功能使得3在外科手术中的应用高年资医生可以通过主控制台对低年资医生的手术进行指导。此外，第三代系统还采用了先进的可视手术机器人系统的出现给外科手术带来了一场化高清技术，放大倍数高达10倍，为外科医生提供革命。传统的外科手术需要开腹，手术切口大、创更好的术野。伤大、出血多、术后并发症较多、疼痛较明显，给使用机器人手术系统

8、进行手术时，只需在病人病人造成心理和生理上的痛苦。而机器人手术系统的体表切开三个切口，每个切口直径在1cm以内。具有三个明显优势。这三个切口分别插入不同的器械，器械由机器人手一是突破了人眼的局限。拥有可以进入人体臂固定。其中一个器械装配了摄像机，另外两个为内部的机器镜，使手术视野放大20倍。机械手臂增外科手术微器械，用于切开和缝合组织。与传统的加了活动的自由度，大大提高了手术医师的操作能外科手术不同，医生不直接用手接触这些仪器。外力，能将控制柄的大幅度移动按照比例转换成患者科医生站在离手术台几十