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        做手術(shù)的“達(dá)·芬奇”

        2021-09-18 14:03:49湯明
        家庭醫(yī)藥 2021年9期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械手術(shù)系統(tǒng)

        湯明

        說到達(dá)·芬奇,人們首先會(huì)想到他是一個(gè)畫家,以及他那些了不起的畫作,《蒙娜麗莎》和《最后的晚餐》更是舉世皆知。事實(shí)上,達(dá)·芬奇還擅長(zhǎng)雕刻、發(fā)明、建筑,通曉數(shù)學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科。

        物理方面,他提出了連通器原理,是最早開始研究物體之間的摩擦學(xué)理論的人,形象生動(dòng)的描述了原子能的威力。光學(xué)上,他認(rèn)為光和水波、聲波的運(yùn)動(dòng)方式相似,并預(yù)見了多普勒效應(yīng),同時(shí)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了針孔成像試驗(yàn),根據(jù)眼球的構(gòu)造和功能設(shè)計(jì)了光學(xué)儀器。醫(yī)學(xué)方面,達(dá)·芬奇解剖了30個(gè)以上的人體,被認(rèn)為是近代生理解剖學(xué)的始祖;他發(fā)現(xiàn)了血液的功能,認(rèn)為血液對(duì)人體起著新陳代謝的作用,并認(rèn)為血液是不斷循環(huán)的;他還研究過心臟,發(fā)現(xiàn)心臟有4個(gè)腔,并畫出了心臟瓣膜;他認(rèn)為老年人死因之一是動(dòng)脈硬化,而產(chǎn)生動(dòng)脈硬化的原因是缺乏運(yùn)動(dòng)。后來(lái),達(dá)·芬奇的這些生理解剖學(xué)的成果在英國(guó)科學(xué)家哈維的研究中得到了證實(shí)和發(fā)展。

        達(dá)·芬奇對(duì)機(jī)械也很感興趣。他提出/設(shè)計(jì)了水下呼吸裝置、拉動(dòng)裝置、發(fā)條傳動(dòng)裝置、滾珠裝置、反向螺旋、差動(dòng)螺旋、風(fēng)速計(jì)和陀螺儀等裝置,還設(shè)計(jì)了仿人型機(jī)械,被認(rèn)為是世界上第一臺(tái)機(jī)器人的發(fā)明者。臨床上的“達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人”就是為了致敬達(dá)·芬奇在醫(yī)學(xué)和機(jī)械制造學(xué)做出的巨大貢獻(xiàn)而命名。

        初代的達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人于1999年推出,并于次年獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)認(rèn)可用作普通腹腔鏡手術(shù)。我國(guó)是在2006年引進(jìn)的第一臺(tái)達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人,同年還推出了第二代機(jī)器人,其機(jī)械手臂活動(dòng)范圍更大,允許醫(yī)生在不離開控制臺(tái)的情況下進(jìn)行多圖觀察。2009年推出的第三代機(jī)器人相比第二代機(jī)器人增加了雙控制臺(tái)、模擬控制器、術(shù)中熒光顯影技術(shù)等功能。第四代機(jī)器人在2014年推出,其靈活度、精準(zhǔn)度、成像清晰度等方面有了質(zhì)的提高,同年下半年還開發(fā)了遠(yuǎn)程觀察和指導(dǎo)系統(tǒng)。

        雖然被稱作“機(jī)器人”,但它其實(shí)是一種電腦輔助的微創(chuàng)手術(shù)系統(tǒng)。從醫(yī)學(xué)的角度來(lái)說,達(dá)·芬奇機(jī)器人就是高級(jí)的腹腔鏡系統(tǒng),其設(shè)計(jì)的理念是通過使用微創(chuàng)的方法,實(shí)施復(fù)雜的外科手術(shù)。它主要由外科醫(yī)生控制臺(tái)、床旁機(jī)械臂系統(tǒng)、成像系統(tǒng)組成。

        1.外科醫(yī)生控制臺(tái)按人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì),一般位于手術(shù)室無(wú)菌區(qū)之外,主刀醫(yī)生可以坐著使用雙手(通過操作兩個(gè)主控制器)及腳(通過腳踏板)來(lái)控制器械和一個(gè)三維高清內(nèi)窺鏡。

        2.床旁機(jī)械臂系統(tǒng)是外科手術(shù)機(jī)器人的操作部件,它主要的功能是給器械臂和攝像臂提供支撐。機(jī)器人手臂擁有7個(gè)自由度,具有人手無(wú)法企及的精確性;它可以過濾人手的抖動(dòng),使得手術(shù)更精細(xì);同時(shí),它具有移動(dòng)縮減功能的特點(diǎn),簡(jiǎn)單的說就是醫(yī)生在操縱這一裝置的過程中,如果移動(dòng)操作桿5毫米,在患者體內(nèi)的機(jī)械末端僅移動(dòng)1毫米,這大大的提高了手術(shù)的精確性和安全性。一般會(huì)有助手醫(yī)生在無(wú)菌區(qū)內(nèi)的床旁機(jī)械臂系統(tǒng)邊工作,主要是負(fù)責(zé)更換器械和內(nèi)窺鏡,協(xié)助主刀醫(yī)生完成手術(shù)。

        3.成像系統(tǒng)內(nèi)裝有外科手術(shù)機(jī)器人的核心處理器以及圖象處理設(shè)備,在手術(shù)過程中位于無(wú)菌區(qū)外,可由巡回護(hù)士操作,并可放置各類輔助手術(shù)設(shè)備。外科手術(shù)機(jī)器人的內(nèi)窺鏡為高分辨率三維(3D)鏡頭,對(duì)手術(shù)視野具有10倍以上的放大倍數(shù),能為主刀醫(yī)生帶來(lái)患者體腔內(nèi)三維立體高清影像,使主刀醫(yī)生較普通腹腔鏡手術(shù)更能把握操作距離,更能辨認(rèn)解剖結(jié)構(gòu),提升了手術(shù)精確度。

        以腔鏡手術(shù)為例,頭發(fā)絲粗細(xì)的血管在“達(dá)·芬奇”眼中清晰可見,機(jī)械手臂可在患者體內(nèi)靈活“轉(zhuǎn)身”,即便在極其狹窄的空間,也能夠保證操作精準(zhǔn)可靠,這都是人力所不及的。

        從醫(yī)生角度來(lái)說,達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人向術(shù)者提供高清晰度三維圖像并將手術(shù)野放大10~20倍;加入計(jì)算機(jī)的技術(shù)可提高手術(shù)的操控性、精確性和穩(wěn)定性,可排除主刀醫(yī)生可能的手的顫抖對(duì)手術(shù)所造成的不利影響;能使主刀醫(yī)生在較為輕松的工作環(huán)境工作,減少疲勞更集中精力;減少參加手術(shù)人員。

        對(duì)患者而言,達(dá)·芬奇手術(shù)機(jī)器人能帶來(lái)更理想的手術(shù)結(jié)果,減少圍手術(shù)期后遺癥以及并發(fā)癥的發(fā)生;因創(chuàng)傷小、恢復(fù)快,使可接受手術(shù)的患者年齡范圍擴(kuò)大并使某些危重病患者接受手術(shù)成為可能,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于成人和兒童的普通外科、胸外科、泌尿外科、婦產(chǎn)科、頭頸外科、心臟手術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。

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