發(fā)布日期：2017-07-11

全球各地的研究人員正開發(fā)外科機器人來解決那些通常具有侵入性且耗時的手術。無論是眼部手術或是尋找靜脈采血，對醫(yī)務人員而言可能都是艱巨的任務，但這些操作若由機器人來開展則會變得非常輕松簡單，就如機器人達芬奇剝葡萄皮然后再將它們拼接起來那么簡單。

MedicalDesign網(wǎng)站近日盤點了6款正在革新手術和醫(yī)療保健的外科機器人，包括輕松定位靜脈并采血的機器人，以及縫合軟組織速度是標準縫合程序50倍的縫合機器人。

1、視網(wǎng)膜手術機器人

牛津大學眼科教授Robert MacLaren和Nuffield醫(yī)學研究員Thomas Edwards采用一款遠程控制的機器人開展了一臺眼部手術，提起眼球壁內(nèi)層厚度僅百分之一毫米且透明的視網(wǎng)膜。

這款機器人是一種機器視網(wǎng)膜解剖器（R2D2），通過一個直徑不到1毫米的小孔在眼睛內(nèi)操作，這個小孔供R2D2在整個手術過程中進出眼睛，不管眼睛轉(zhuǎn)動與否。

就像機械手一樣，這款機器人使用7個獨立的電腦控制的馬達在千分之一毫米尺度內(nèi)精確移動。眼科醫(yī)生使用操縱桿和觸摸屏來控制機器人，并通過手術顯微鏡監(jiān)測手術進展。

2、人工耳蝸植入機器人

瑞士伯爾尼大學新聞稱，該大學醫(yī)學院的外科醫(yī)生和ARTORG生物醫(yī)學工程研究中心的工程師們發(fā)明了一種人工耳蝸植入機器人，這種機器人可以完成外科醫(yī)生難以手工操作的外科手術。

在開展人工耳蝸植入術時，外科醫(yī)生通常必須通過頭骨在耳后建立一個接入點。然后，一個橋接內(nèi)耳受損部分以恢復聽力的電極通過接入點進入耳蝸，所有這些都是手工完成。

研究人員注意到，采用手術規(guī)劃軟件和機器人鉆頭可創(chuàng)建出一個直徑約2.5毫米的通道，允許直線接入耳蝸。研究者稱，這種孔是微創(chuàng)的，并在面部神經(jīng)和鼓索神經(jīng)之間留出安全距離用于耳蝸植入。

通過采用3個互鎖安全部件，這款機器人鉆頭可以安全地鉆入人耳內(nèi)，避免對神經(jīng)和顯微結(jié)構(gòu)的損害。ARTORG生物醫(yī)學工程研究中心成員Stefan Weber表示，機器人依靠多個傳感器工作，這些傳感器是高精度的光學跟蹤系統(tǒng)，一個阻力傳感器用于“感知”鉆孔過程中的骨骼紋理、一個雷達樣神經(jīng)刺激探頭發(fā)射小的電脈沖至骨骼，通過這種方式，機器人能計算鉆頭是否在預定的軌道上。

外科醫(yī)生隨時能夠了解機器人鉆頭在哪兒，并且可以安全地控制鉆頭。頭頸部外科醫(yī)生Marco Caversaccio表示，我們的研究結(jié)果非常鼓舞人心，目前我們已解決了使用機器人進行人工耳蝸植入手術方面的很多挑戰(zhàn)。

研究人員表示，這款機器人能夠完成外科醫(yī)生在無機器人輔助下無法完成的手術。他們希望進一步開發(fā)出用于向內(nèi)耳遞送藥物的機器人。

3、采血/輸液機器人

VascuLogic公司開發(fā)的VenousPro機器人可以在醫(yī)生的指導下持續(xù)采血或輸液。這種機器人采用紅外線和超聲波成像來確定插入針頭的最佳位置。醫(yī)生通過一個直觀的觸摸屏界面與VenousPro機器人進行互動。通過智能制導系統(tǒng)，針頭被插入靜脈內(nèi)的目標部位。VenousPro機器人采血視頻鏈接：https://www.youtube.com/watch?v=IpdTeGPruFA

這款機器人對患者和醫(yī)生都很安全，并且具有人體工程學的臂架、約束帶和止血帶。通過VenousPro的自動針頭處理，醫(yī)生不再需要接觸使用過的針頭。VenousPro機器人還能提供快速、平穩(wěn)置入針頭的穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)換管過程中通常會發(fā)生的針頭超調(diào)或針頭運動性震顫。

VascuLogic公司還聲稱，VenousPro機器人還能夠為患者帶來無痛體驗，這是由于該機器人配置有一個超聲激活的局部麻醉貼。對于無法忍受看到針頭的焦慮患者，VenousPro機器人具有開口裝置設計，但針卻是隱藏式看不見的。

4、骨科手術機器人Phecda

在北京天智航醫(yī)療科技股份有限公司（以下簡稱“天智航”）開發(fā)的骨科手術機器人Phecda（天璣）的幫助下，北京積水潭醫(yī)院的外科醫(yī)生們開展了全球首例上頸椎機器人輔助手術。

Phecda是一款具有完全知識產(chǎn)權的骨科手術機器人，為臨床手術提供精準解決方案。該系統(tǒng)定位精度達亞毫米級，可廣泛應用于脊柱全節(jié)段（頸、胸、腰、骶）、骨盆、四肢等部位螺釘內(nèi)固定術，適應癥范圍及定位精度處于世界領先水平。尤其對微創(chuàng)術、高風險區(qū)域具有明顯優(yōu)勢，可有效降低手術風險、減少手術并發(fā)癥。

Phecda配置有3D高清視覺識別系統(tǒng)，可觀察內(nèi)部骨結(jié)構(gòu)，同時具有一個機械臂引導醫(yī)療工具在精度0.8毫米的范圍內(nèi)進行手術操作。

Phecda通過4步計劃進行工作。首先，醫(yī)生獲得與Phecda同步的脊柱三維圖像；其次，醫(yī)生根據(jù)適應癥選擇2D或3D模式完成手術規(guī)劃；之后，機器人精確運動至規(guī)劃位置，確保手術路徑與規(guī)劃路徑一致；最后，機器人開展手術，并實時監(jiān)測患者移動，自我修正。

5、軟組織縫合機器人

來自約翰霍普金斯大學的一項最新研究表明，外科手術機器人可以適應軟組織在手術過程中的細微運動，能夠精確而連貫地進行縫合操作。

在涉及剛性結(jié)構(gòu)（如骨骼）的手術過程中，機器自動化的應用比較有限，因為這些結(jié)構(gòu)在手術過程中更容易保持靜止。但軟組織手術涉及更滑的組織部分，難以掌控，導致外科醫(yī)生必須做出相應的反應，以保持緊密縫合。

約翰霍普金斯大學計算機科學家Simon Leonard和他的團隊已經(jīng)連續(xù)公關4年，計劃研制出一種能夠精確縫合軟組織的機械臂。

他們所開發(fā)的機器人，能夠?qū)?個管狀結(jié)構(gòu)縫合在一起，即所謂的吻合。研究人員聲稱，在結(jié)直腸手術過程中，沿接縫發(fā)生滲漏幾乎占到了手術時間的20%，而在腹部外科手術中則占到了25%-30%。

智能組織自主機器人（STAR）是研究人員用來進行軟組織手術的外科機器人系統(tǒng)，它采用了一個3D成像系統(tǒng)和一個近紅外傳感器，來檢測組織邊緣的熒光標記，在外科醫(yī)生的監(jiān)督下保持縫合針在軌道上運行，但不需要任何動手指導工作。

5位外科醫(yī)生采用開放式腹腔鏡和機器人輔助術完成了同樣的手術。研究人員比較了縫合間隔的一致性、造成縫漏的壓力、導致針頭從組織中取出或重啟機器人的錯誤、以及完成這一過程需要的時間。

研究表明，縫合機器人耗時比開放式機器人輔助手術耗時更長，前者耗時35-57分鐘，而開放式機器人輔助手術為8分鐘。但縫合機器人在其他所有方面都比外科醫(yī)生表現(xiàn)要好。

目前，這款縫合機器人系統(tǒng)還沒有上市，研究人員認為，該系統(tǒng)并不是要取代外科醫(yī)生，而是希望能更好地改善患者的預后，并提供更好的外科技術。

6、顱骨手術機器人

猶他大學的一項最新研究表明，一種由計算機驅(qū)動的顱骨機器人進行鉆顱手術的速度是標準方法的50倍。

猶他大學發(fā)明了一種機器人鉆頭，能產(chǎn)生快速、清潔、安全的切口，同時減少切口的開放時間。該機器人將手術時間從2小時縮短至2分鐘半。通常，外科醫(yī)生需要用手鉆小心翼翼地鉆入顱骨，這增加了手術時間。

猶他大學神經(jīng)外科醫(yī)生Couldwell表示，這就像考古，我們不得不慢慢地取出骨頭以避開敏感的結(jié)構(gòu)。Couldwell領導的團隊開發(fā)了這款機器人鉆頭，所采用的技術是已經(jīng)存在的技術，但沒有被應用于醫(yī)療行業(yè)。

在鉆骨之前，患者首先要接受CT掃描，采集顱骨的骨數(shù)據(jù)并定位諸如神經(jīng)和主要靜脈和動脈等敏感結(jié)構(gòu)。從CT掃描得到的信息被用來對鉆頭的切削路徑進行編程。外科醫(yī)生可以從不同的點選擇最佳路徑，并可以在任何結(jié)構(gòu)的1毫米內(nèi)的切割路徑中設置安全屏障。然后，鉆頭以精確而快速的方式，將大部分骨頭像粉碎機一樣移除。該款機器人鉆頭也有一個緊急關閉開關，如果面部神經(jīng)顯示出任何刺激的跡象，可使機器人立即關閉。

目前，研究人員正在考慮將這款機器人鉆頭進行商業(yè)化，應用于顱骨外科手術。

來源：新浪醫(yī)藥（微信號 sinayiyao）