閆志文　鄔華陽

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)工程部　（杭州　310014）

2 浙江省杭州市紅十字會醫(yī)院　（杭州　310003）

達芬奇Si手術(shù)機器人系統(tǒng)使用注意事項及常見故障處理

閆志文1鄔華陽2

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)工程部（杭州310014）

2 浙江省杭州市紅十字會醫(yī)院（杭州310003）

達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)高度集成光學(xué)、機械、電子、計算機等眾多尖端技術(shù)，是目前世界上最先進的手術(shù)機器人系統(tǒng)。醫(yī)生通過控制操作手柄，同步控制患者體內(nèi)的專用手術(shù)器械進行手術(shù)，完全不同于傳統(tǒng)的手術(shù)方式，給外科領(lǐng)域帶來了革命性的突破。本文結(jié)合達芬奇Si手術(shù)機器人系統(tǒng)的組成及特點，著重介紹了手術(shù)機器人系統(tǒng)的一些使用注意事項和常見故障及處理方法，有利于降低使用過程中故障出現(xiàn)的可能性，保障手術(shù)順利進行。

達芬奇Si手術(shù)機器人使用注意事項常見故障及處理方法

1.達芬奇Si手術(shù)機器人系統(tǒng)介紹

達芬奇Si手術(shù)機器人系統(tǒng)是美國Intuitive Surgical公司開發(fā)的第三代手術(shù)機器人系統(tǒng)，主要由外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車三部分組成。

1.1外科醫(yī)生控制臺

外科醫(yī)生控制臺采用人體工程學(xué)設(shè)計，是機器人系統(tǒng)的操作與控制中心，由操作手柄、3D手術(shù)監(jiān)視器、觸摸屏、左右操作面板、腳踏板等構(gòu)成。采用直覺同步操控技術(shù)，醫(yī)生通過3D視野與操作臂配合來操作手術(shù)器械，器械尖端直接由主刀醫(yī)生控制，3D手術(shù)監(jiān)視器兩側(cè)具有紅外感應(yīng)功能，防止誤觸碰，動作幅度可按比例（1.5：1、2：1、3：1）縮小［1］。在微創(chuàng)環(huán)境下模擬開放手術(shù)環(huán)境，能夠?qū)⑨t(yī)生手的顫抖或其他不良運動進行有效濾過，確保手術(shù)過程的平穩(wěn)性和精確性。具有多信號復(fù)合輸入顯示功能，手術(shù)中可接入其他設(shè)備信號，如術(shù)中超聲，實時顯示在3D手術(shù)監(jiān)視器上，便于醫(yī)生術(shù)中觀察、參考和診斷。

1.2操作臂系統(tǒng)

操作臂系統(tǒng)主要由可移動基座和固定在其上的四個機械臂構(gòu)成，位于正前方的是四關(guān)節(jié)的鏡頭臂，負責(zé)握持攝像機系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的腔鏡手術(shù)由助手握持相比，穩(wěn)定性更高，避免了手術(shù)助手因疲勞導(dǎo)致手部抖動出現(xiàn)視野不穩(wěn)定的問題［2］。其余三個機械臂均為七關(guān)節(jié)的器械臂，分別是位于移動基座右側(cè)的一號臂、左側(cè)的二號臂和后方的三號臂，負責(zé)握持達芬奇機器人系統(tǒng)專用的手術(shù)器械，配合EndoWrist仿真機械手，可完全模仿人手腕動作，具有7個自由度，活動范圍遠大于人手，狹窄解剖區(qū)域中比人手更靈活［2～3］。電腦控制每秒同步1300次位置信息，可有效濾除機械臂的震顫。為保證患者和醫(yī)護人員安全，操作臂系統(tǒng)的行動優(yōu)先級高于外科醫(yī)生控制臺。

1.3視頻車

視頻車主要由雙CCD高清攝像頭、3D內(nèi)窺鏡、光源、相機控制單元、24寸觸摸屏以及臺車構(gòu)成。機器人系統(tǒng)的中心處理器和視頻處理系統(tǒng)均內(nèi)置其中，是整個系統(tǒng)的大腦。雙CCD分別實現(xiàn)左右眼功能，可輸出1080i高清視頻。成像系統(tǒng)中包含了兩個圖像同步器和一個聚焦控制器［4］，通過3D手術(shù)監(jiān)視器可獲得放大10倍的質(zhì)量可控的高清3D圖像。

2.使用注意事項

2.1電源系統(tǒng)

表1. Si機器人系統(tǒng)對電源的需求和待機功耗

達芬奇機器人系統(tǒng)對電源系統(tǒng)有著嚴格的要求，手術(shù)間必須提供三路獨立的電源，分別單獨為外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車供電，不允許共用同一路電源，以免相互影響帶來風(fēng)險。Si機器人系統(tǒng)在運行中對電源的需求和待機功耗情況詳見表1。

達芬奇機器人系統(tǒng)首次使用前必須先對操作臂系統(tǒng)的后備電池充電至少14小時。此后，即使整個系統(tǒng)處于關(guān)機狀態(tài)，操作臂系統(tǒng)也必須一直處于通電狀態(tài)，以確保電池時刻處于滿格狀態(tài)，以防術(shù)中出現(xiàn)緊急情況時有足夠電能撤出機械臂系統(tǒng)。

2.2開機自檢

開機過程中，系統(tǒng)會進行自檢。這時操作手柄和四個機械臂會有小幅運動，目的是自檢以及確認初始位置。由于機械臂會運動，所以開機前必須確保機械臂間不會相互碰撞，以防發(fā)生意外。如果發(fā)生碰撞，按住臂上的離合按鈕調(diào)整位置，調(diào)整完成后松開離合按鈕，系統(tǒng)會繼續(xù)進行該臂的自檢。自檢過程中系統(tǒng)檢測到有適配器、專用器械等安裝在機械臂上時，臂不會運動，所以手術(shù)過程中允許重啟系統(tǒng)。為安全起見，在條件允許的情況下，最好移除器械后重啟。如果操作手柄的運動被阻止，需要用手輕拉，使其繼續(xù)完成自檢過程。自檢過程中不允許將頭伸入3D手術(shù)監(jiān)視器，也不允許觸碰任何功能鍵及腳踏，否則可能導(dǎo)致系統(tǒng)錯誤，一旦發(fā)生不可恢復(fù)性錯誤，需重啟機器。

2.3光纖使用注意事項

在開機使用前必須首先正確連接光纖，嚴禁在開機狀態(tài)下插拔光纖。此外，所有外設(shè)需在系統(tǒng)處于關(guān)機狀態(tài)下連接，并先于機器人系統(tǒng)開機前啟動完畢。光纖的最小安全彎折半徑為1英寸，嚴禁打折、碾壓、踩踏等。光纖的指示燈有藍、黃、紅三種顏色：藍色代表完全正常；黃色代表光纖傳輸率低；紅色代表光纖未連接。據(jù)此可以判斷光纖的工作狀態(tài)。為保證信號傳輸效率，需要定期使用壓縮氣體對光纖進行清潔保養(yǎng)。

3.常見故障處理

外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車上均有一個開關(guān)機鍵，按其中任意一個開關(guān)機鍵均可開啟整個系統(tǒng)。在不連接光纖的情況下，機器人系統(tǒng)支持獨立模式，即外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車均可單獨開關(guān)機。當(dāng)其中一個組件處于開機狀態(tài)時，連接好光纖后會自動開啟其他組件。在使用達芬奇機器人的過程中常見的故障有無法正常開機啟動和術(shù)中報警等。

3.1無法正常開機啟動

當(dāng)達芬奇機器人系統(tǒng)無法正常開機啟動時，首先確認電源插座有輸出，然后檢查機器人系統(tǒng)各部件交流電源是否連接正常，6個斷路器是否均處于閉合狀態(tài)，位于操作臂系統(tǒng)的緊急斷電鍵EPO是否處于閉合狀態(tài)。經(jīng)過上述步驟后，確認電源系統(tǒng)各部件正常，仍然無法啟動，需要進行下電重置：（1）首先撥下外科醫(yī)生控制臺和視頻車上的斷路器來移除交流電；（2）操作臂系統(tǒng)配備有后備電池，因此即使撥下斷路器操作臂系統(tǒng)仍可工作。EPO鍵不僅可以使操作臂系統(tǒng)斷開所有電源而且還可以使其退出待機狀態(tài)或者睡眠模式。按下緊急斷電鍵EPO斷開操作臂系統(tǒng)所有電源，間隔至少兩秒后再次按下EPO鍵完成對操作臂系統(tǒng)的重置；（3）撥上外科醫(yī)生控制臺和視頻車上的斷路器恢復(fù)供電。大概30秒后，開關(guān)機鍵亮起成琥珀色表明整個機器人系統(tǒng)恢復(fù)到了可用狀態(tài)；（4）重啟。

3.2術(shù)中故障處理

對于達芬奇手術(shù)機器人來說，術(shù)中報錯的概率遠大于其他類型故障，而報錯并不是常規(guī)醫(yī)療設(shè)備上傳統(tǒng)意義的機器故障，大多數(shù)報錯只是精度超出了要求范圍。術(shù)中機器人系統(tǒng)出現(xiàn)的報錯分為兩種：可恢復(fù)故障和不可恢復(fù)故障。

出現(xiàn)可恢復(fù)故障時，機械臂上的LED將會亮起黃燈并伴隨有聲音報警，觸摸屏上會顯示報警代碼和提示信息，需要根據(jù)提示做相應(yīng)處理，如檢查電源連接。然后按下觸摸屏上的“Recover”按鈕，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。如果錯誤是不可恢復(fù)故障，機械臂上的LED將會亮起紅燈并伴隨有聲音報警，觸摸屏上會顯示報警代碼和提示信息，系統(tǒng)必須重新啟動才能恢復(fù)正常。

如果出現(xiàn)故障的僅僅是單個機械臂，觸摸屏上會提示故障機械臂的編號，并且該機械臂的LED指示燈會亮起黃燈或紅燈。否則，所有器械臂上的LED指示燈均會亮起黃燈或紅燈。達芬奇Si系統(tǒng)允許禁用某個器械臂，當(dāng)某個器械臂發(fā)生系統(tǒng)性故障不可恢復(fù)時，可按下disable arm按鈕將其禁用，然后將該器械臂移出手術(shù)區(qū)，使用三號器械臂代替，保證手術(shù)順利進行。

手術(shù)中也會出現(xiàn)機器人專用器械功能性故障，如器械的機械功能正常，可正常夾持等，但電外科功能完全失效。多數(shù)情況為專用器械電路損壞，需要更換器械。由于專用器械一般只有十次可以使用，所以更換器械前必須首先排除其他原因，確保電刀主機等電外科設(shè)備輸出正常，連線完好。

4.結(jié)語

達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)價格昂貴并且對精密度要求很高，在使用中有嚴格的要求，有效的使用管理和故障處理有助于降低故障率，提高效益。達芬奇系統(tǒng)自面世以來不斷進行著技術(shù)改進，但仍然存在一些缺陷，如無力反饋，醫(yī)生手指無觸覺感知，無法判斷組織的質(zhì)地、彈性、有無搏動等性質(zhì)［4］。Si系統(tǒng)及之前版本系統(tǒng)均有一只鏡頭臂，專門用于握持攝像頭，造成手術(shù)的操作區(qū)域范圍有限。如果醫(yī)生想要繼續(xù)探究病人其他身體部位的病理情況，需要重新進行定位。針對這一問題，Intuitive Surgical公司對Si系統(tǒng)進行了升級于2014年推出了Xi系統(tǒng)，其采用架空結(jié)構(gòu)設(shè)計，內(nèi)窺鏡能夠安裝在四只機械臂任何一只上，意味著不用對系統(tǒng)重新定位就可以進行多象限手術(shù)，具有更大的靈活性和可視性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，達芬奇手術(shù)機器人一直朝著輕型化、小型化及具有力反饋的方向不斷發(fā)展。達芬奇機器人手術(shù)代表著今后外科手術(shù)的發(fā)展方向，將逐漸成為微創(chuàng)手術(shù)的主流。

［1］余冬蘭，劉陽萍，李宏行，等.達芬奇Si手術(shù)機器人系統(tǒng)的質(zhì)量控制［J］.中國醫(yī)療設(shè)備，2016，31（1）：128-131.

［2］杜祥民，張永壽.達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)介紹及應(yīng)用進展［J］.中國醫(yī)學(xué)裝備，2011，8（5）：60-63.

［3］李銳.“達芬奇”機器人外科手術(shù)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用與展望［J］.微創(chuàng)外科，2013，8（3）：251-252.

［4］杜志江.達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)技術(shù)分析［J］.機器人技術(shù)與應(yīng)用，2011，24（4）：14-16.

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