机器人走上手术台

机器人走上手术台
——我国的微侵袭立体定向技术

一、脑立体定向技术与微侵袭神经外科

人的空间感是一种高级感觉，也是一种能力。它不像听觉、视觉、嗅觉等只是一般感觉，在大脑里有专职功能区，而空间感是由多个脑区共同完成的一种感觉，是大脑的一个整合功能。所以人的空间定位能力一般需要某种工具来辅助，大脑的立体定向技术更难，更需要工具和设备来提高脑外科医生对脑组织的立体定向技术。

脑立体定向技术提出已100多年，从实验、仪器定型到临床应用经历了漫长岁月。1945年，Spiegel和Wycis完成有史以来第一次人脑立体定向手术，一年后世界上第一台电子计算机问世，而这两门不同的学科只是在1974年才开始结合在一起。加拿大科学家首先在这个领域迈出第一步，通过计算机终端显示人脑立体定向三维解剖图谱。

由于脑立体定向技术与计算机的紧密结合，使得脑立体定向技术的发展无可限量，目前脑立体定向技术在手术机器人方面已经有飞速的进展，机器人已被引入神经外科手术领域。

1983年英国泌尿外科医生Wickham首次提出“minimally invasive surgery（MIS）”的概念，国内译为“微创外科”，其核心思想是以最微小的侵袭性损伤和生理干扰达到最佳的外科疗效。1992年德国学者Bauer和Hellwig进一步提出了“minimally invasive neurosurgery（MINS）”的概念，国内神经外科同行习惯将其译为“微侵袭神经外科”，它包括以下两个基本方面：病变的精确定位和病变的微侵袭治疗方法或途径。

随着计算机技术和影像学技术的发展，在传统的影像学技术基础上，三维CT、CT灌注成像、CT血管成像等新技术的应用使得定位更准确，让手术操作的微侵袭成为可能。

二、医用机器人引领医学技术革命

一场医学技术革命呼之欲出。

目前常见的医用机器人主要有运送物品的机器人、移动病人的机器人、临床医疗用的机器人和为残疾人服务的机器人等。

其中临床医疗用机器人包括外科手术机器人和诊断与治疗机器人，可以进行精确的外科手术或诊断。

迄今为止，人类在医用机器人研制上已有所建树。如日本的WAPRU－4胸部肿瘤诊断机器人。其中较著名的当属美国研发的“达·芬奇系统”。这种手术机器人得到了美国食品和药品管理局认证。它拥有4只机械触手。在医生操纵下，“达·芬奇系统”可以精确完成心脏瓣膜修复手术和癌变组织切除手术。

医用机器人的本领还不仅如此。美国国家航空和航天局宣布了一项计划，将在其水下实验室和航天飞机上进行医用机器人操作实验。届时，医生只需坐在实验中心的电脑前就可以操纵水下和天外的手术。

医用机器人还将被应用于军事领域。2005年，美国军方投资1200万美元研究“战地外伤处理系统”。这套机器人装置被安放在坦克和装甲车辆中，战时通过医生从总部传来的指令，机器人可以对伤者进行简单手术，稳定其伤情等待救援。

除此以外，医用机器人还是理想的教具。美国华盛顿一家医院的医护人员目前使用一部名为“诺埃尔”的教学机器人演练为孕妇接生。

三、1997年5月5日，我国第一台医用机器人主刀手术台

医用机器人研究，中国科学家也没有落在后面，1997年5月5日，我国第一台医用机器人成功主刀手术台。

立体定向手术是当时流行于发达国家的先进脑部手术方式。过程是在病人头上安装一个立体定向仪框架，在此基础上进行CT扫描，定靶点，穿刺病灶，用药或用物理办法破坏病灶或毁损病灶，不用开颅，不用全麻，没有并发症。适用于脑深部的、体积较小的如颅咽管瘤、生殖细胞瘤、胶质瘤、转移肿瘤等多种肿瘤。这种方法还适用于其他不适合开颅的脑出血、脑异物、脑内病变活检、脑脓肿排空、功能性神外疾病（帕金森氏症等）等病症，1987年海军总医院在国内率先开展此种手术后至今已有1500名病人得到治疗，具体操作是一直由医生亲手进行的。

至于此次启用机器人替代医生手工操作的原因，该医院神经外科中心医生认为是基于四个考虑：一是机器人定位更加精确，减少人为误差；二是可以代替医务人员进行有损害的操作，如注入放射性同位素；三是机器人定位时间短、定位精、创伤小；四是机器人可以预模拟手术操作、选择最佳入路手术方案等。他说，国际上少数发达国家从90年代开始致力于研究医用外科机器人，目前仅有美、日、法等国家应用于临床外科手术。

1997年5月5日下午，由海军总医院与北京航空航天大学机器人研究所共同研制成功的第一台医用机器人，在两名医生和一名计算机专家的共同指领下首次完成立体定向颅咽管瘤内放射治疗术，从而掀开我国医用外科机器人前沿课题新的一页。

机器人在实施手术

术后第三天，李志鹏语言流利

机器人辅助手术首位患者叫李志鹏，他患颅咽管瘤全麻开颅手术后三年复发，瘤体达3厘米×3厘米×2．5厘米。手术的步骤是先进行CT扫描定位后，将片子放入扫描仪输入计算机，确定靶点三维坐标，医生将颅骨钻一个直径2．5毫米骨口，机器人在计算程序控制下，用机械手将穿刺针刺入靶点，瘤液流出，医生用注射器通过穿刺针抽出21毫升瘤液，然后机器人将放射性同位素磷－32（以缓慢杀死瘤壁细胞彻底治愈此病）1．2个毫居里注入瘤腔内，而后机器人拔出穿刺针，医生包扎伤口。手术过程仅用45分钟。

病人李志鹏走出手术室，头痛、高颅压同时即缓解，视力恢复正常。

两个小时后，李志鹏即进食了牛奶，没有任何并发症。

术后第三天，李志鹏语言流利，行走自如，很难相信三天前他刚刚被施行脑部肿瘤手术。

这就是机器人辅助立体定向手术创造的奇迹。专家预测，医用外科机器人研究和使用不仅将在手术部位精确定位、手术减小损伤等方面带来一系列的技术变革，且将改变常规医疗外科的概念。