摘 要 以“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)為代表的機(jī)器人輔助手術(shù)在中國(guó)已有近二十年的應(yīng)用歷史。心臟外科是國(guó)內(nèi)第一個(gè)應(yīng)用機(jī)器人輔助手術(shù)的領(lǐng)域，但受到包括心血管微創(chuàng)技術(shù)發(fā)展、心臟手術(shù)特點(diǎn)、醫(yī)療費(fèi)用昂貴、國(guó)外手術(shù)機(jī)器人技術(shù)壟斷等多重因素的影響，機(jī)器人輔助手術(shù)在心臟外科中的普及和應(yīng)用與其他學(xué)科相比相差甚遠(yuǎn)。本研究旨在分析機(jī)器人輔助心臟手術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)要討論國(guó)內(nèi)心臟手術(shù)中機(jī)器人輔助手術(shù)遇到的具體問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 心臟外科；機(jī)器人輔助手術(shù)；國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人

中圖分類號(hào) R654.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2024）04-0722-05

Robot-assisted cardiac surgery： dilemma and development trends

DENG Jianqing， YANG Ming

（Department of Cardiovascular Surgery， Senior Department of Cardiology， the Sixth Medical Center of PLA General Hospital， Beijing 100048， China）

Abstract Robot-assisted surgery， represented by the Da Vinci robotic surgical system， has been applied in China for nearly 20 years. Cardiac surgery was the first filed using robot-assisted surgery in China. However， its popularization and application is far from other disciplines due to multiple factors， including the development of minimally invasive cardiovascular technologies， the characteristics of cardiac surgery， the high cost of medical care， and the monopoly of foreign surgical robot technology. This paper aims to analyze the current status of robot-assisted cardiac surgery， briefly discuss the specific problems encountered in robot-assisted cardiac surgery and its development trends in China.

Key words Cardiac Surgery; Robot-assisted Surgery; Domestic Surgical Robot

以“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)為代表的機(jī)器人輔助手術(shù)已在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了近二十年，心臟外科是最先應(yīng)用機(jī)器人輔助手術(shù)的領(lǐng)域：2007年高長(zhǎng)青院士開(kāi)展了中國(guó)首例機(jī)器人輔助心臟手術(shù)。自此，機(jī)器人外科手術(shù)在其他外科領(lǐng)域得到迅猛的發(fā)展，特別是泌尿外科、婦產(chǎn)科、肝膽外科、普外科、胸外科等。然而，無(wú)論是手術(shù)開(kāi)展單位、手術(shù)數(shù)量還是國(guó)際學(xué)術(shù)影響力，國(guó)內(nèi)外機(jī)器人輔助心臟外科一直處于“小眾”地位。究其原因，心臟外科技術(shù)特點(diǎn)、手術(shù)難度、應(yīng)用成本、規(guī)范化培訓(xùn)、中遠(yuǎn)期效果等因素都是制約機(jī)器人技術(shù)在心臟外科發(fā)展的阻力。本研究擬分析機(jī)器人心臟外科的現(xiàn)狀及問(wèn)題，并討論國(guó)內(nèi)機(jī)器人輔助心臟手術(shù)未來(lái)發(fā)展方向。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)器人手術(shù)技術(shù)在心臟外科的發(fā)展可以用“起步早，發(fā)展緩”來(lái)概括。1998年，Carpentier在巴黎成功使用達(dá)芬奇原型機(jī)完成世界首例機(jī)器人輔助手術(shù)——二尖瓣成形術(shù)[1]。2007年解放軍總醫(yī)院開(kāi)展了國(guó)內(nèi)首例達(dá)芬奇機(jī)器人輔助房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)[2]，與國(guó)際相比，并沒(méi)有明顯“代差”，同處于起步階段。得益于病例資源、穩(wěn)定的團(tuán)隊(duì)、政策扶植（費(fèi)用優(yōu)惠），機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)在個(gè)別醫(yī)療中心得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，完成了多種首創(chuàng)術(shù)式，手術(shù)數(shù)量、質(zhì)量全面提升，使我國(guó)在該領(lǐng)域獲得了較大的國(guó)際影響[3]。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，解放軍總醫(yī)院已經(jīng)擁有了一支經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)嫻熟、配合一流的機(jī)器人心臟手術(shù)團(tuán)隊(duì)，技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)引進(jìn)吸收并對(duì)外輸出的模式。

初期的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)器人輔助心臟手術(shù)表現(xiàn)出了微創(chuàng)、術(shù)后恢復(fù)時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)[2]，但部分專家仍質(zhì)疑該項(xiàng)技術(shù)的安全性、有效性。而且機(jī)器人手術(shù)設(shè)備龐大笨重，費(fèi)用昂貴，手術(shù)室需要重新配置，缺乏規(guī)范性的手術(shù)操作、培訓(xùn)模式和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，再加上機(jī)器人手術(shù)耗時(shí)長(zhǎng)，缺乏觸覺(jué)反饋，心臟外科醫(yī)生缺乏腔鏡手術(shù)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致機(jī)器人輔助手術(shù)在國(guó)內(nèi)心血管外科的應(yīng)用發(fā)展緩慢。同期有腔鏡應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的胃腸外科、肝膽外科、婦科、泌尿外科等學(xué)科，逐步體會(huì)到了機(jī)器人輔助手術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)并快速發(fā)展，手術(shù)種類和技術(shù)創(chuàng)新呈爆發(fā)性增長(zhǎng)，年手術(shù)量以15%的速度增長(zhǎng)[4]。劉愛(ài)華等人[5]應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析了2010～2019年“中國(guó)知網(wǎng)”中機(jī)器人輔助手術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)情況，發(fā)現(xiàn)解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心泌尿外科張旭院士團(tuán)隊(duì)發(fā)文量位居全國(guó)首位，該中心普通外科、婦產(chǎn)科的發(fā)文量也位居全國(guó)前列。而在此階段，機(jī)器人輔助心臟外科的專家也進(jìn)行了相應(yīng)的推廣工作，例如進(jìn)行各類培訓(xùn)工作、建立培訓(xùn)基地、與國(guó)家衛(wèi)健委合作編寫“操作和培訓(xùn)管理規(guī)范”、對(duì)中遠(yuǎn)期臨床結(jié)果進(jìn)行隨訪研究。但從目前的結(jié)果來(lái)看，機(jī)器人心臟手術(shù)的開(kāi)展還是局限于個(gè)別中心，手術(shù)量同其他學(xué)科相比有巨大的差異。

2 機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈和二尖瓣手術(shù)

在目前已開(kāi)展的機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)中，機(jī)器人輔助手術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（Coronary Artery Bypass Grafting，CABG）和二尖瓣成形術(shù)中，也可應(yīng)用于房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)、心臟黏液瘤切除或三尖瓣手術(shù)等[6]術(shù)式。

2.1 機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù) 機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（Robot-assisted Coronary Artery Bypass Grafting，RCABG）包括兩種常用術(shù)式，機(jī)器人輔助完全內(nèi)鏡下冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（Totally Endoscopic Coronary Artery Bypass，TECAB）及機(jī)器人輔助微創(chuàng)直視下冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（Minimally Invasive Direct Coronary Artery Bypass，MIDCAB），二者均可在體外循環(huán)或非體外循環(huán)下完成。

體外循環(huán)下的機(jī)器人輔助TECAB技術(shù)復(fù)雜，需行股動(dòng)脈/腋動(dòng)脈、股靜脈插管以及主動(dòng)脈腔內(nèi)阻斷，對(duì)術(shù)中監(jiān)測(cè)設(shè)備要求較高，開(kāi)展的例數(shù)較少。國(guó)內(nèi)大部分RCABG都采用非體外循環(huán)冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（Off-Pump Coronary Artery Bypass，OPCAB），其中MIDCAB占多數(shù)。非體外循環(huán)可以縮短手術(shù)時(shí)間，避免股動(dòng)靜脈插管相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生，但對(duì)于部分病例的心臟側(cè)壁、后壁靶血管暴露有一定難度，也增加了潛在風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)了手術(shù)時(shí)間。早期臨床觀察研究顯示[7]，非體外循環(huán)下機(jī)器人輔助TECAB和MIDCAB手術(shù)死亡率分別為1.7%和1.0%，圍手術(shù)期心肌梗死發(fā)生率分別為1.1%和1.2%，因出血導(dǎo)致的二次手術(shù)止血率為3.2%和2.7%，術(shù)后（3個(gè)月～8年）死亡率為0～5.4%。從上述的指標(biāo)來(lái)看，RCABG臨床結(jié)果可以媲美傳統(tǒng)常規(guī)手術(shù)。但需要指出，RCABG的平均搭橋支數(shù)為1～2.8支，明顯少于常規(guī)術(shù)式，且機(jī)器人輔助TECAB的平均橋血管數(shù)量少于2支。同時(shí)，納入觀察的8000余名患者平均年齡為58～67歲，大部分患者的心功能正常，這種高度選擇的患者對(duì)臨床結(jié)果存在一定的影響。

RCABG與常規(guī)CABG及MIDCAB的對(duì)比研究也在進(jìn)行中，但此類研究基本為臨床觀察研究，缺乏隨機(jī)臨床對(duì)照研究結(jié)果。研究結(jié)果顯示[8]，RCABG與常規(guī)CABG相比，輸血量、呼吸機(jī)輔助時(shí)間、術(shù)后疼痛程度、住院時(shí)間、傷口感染和肺炎發(fā)生率均較低；與常規(guī)MIDCAB相比，在ICU居留時(shí)間、肺炎發(fā)生率、輸血量、術(shù)后疼痛程度、術(shù)后恢復(fù)時(shí)間和住院時(shí)間上均有一定優(yōu)勢(shì)；在腎功能衰竭、二次開(kāi)胸止血、圍術(shù)期腦梗死發(fā)生率等方面，RCABG與其他兩種術(shù)式相比有一定的優(yōu)勢(shì)，但并不明顯。需要指出的是，雖然RACBG在某些指標(biāo)上優(yōu)于其他兩種術(shù)式，但需要更深入地解讀：①機(jī)器人輔助手術(shù)可能會(huì)選擇基礎(chǔ)條件較好的患者，患者選擇性更高；②機(jī)器人輔助手術(shù)橋血管數(shù)量少于常規(guī)手術(shù)，特別是靜脈橋的使用率較低；③對(duì)于肺功能基礎(chǔ)較差的患者通常避免行機(jī)器人輔助手術(shù)或小切口手術(shù)，而選擇常規(guī)手術(shù)；④應(yīng)考慮患者完全再血管化率。當(dāng)然機(jī)器人手術(shù)技術(shù)也在不斷地演化中，已從單純前降支搭橋發(fā)展到多支血管吻合，聯(lián)合RCABG和經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療的“冠狀動(dòng)脈雜交技術(shù)（Hybrid Coronary Revascularization，HCR）”也已成功開(kāi)展[9]。OPCAB同HCR比較，兩組在開(kāi)胸止血、圍手術(shù)期心肌梗死、中風(fēng)、輸血、住院死亡率和重癥監(jiān)護(hù)病房住院時(shí)間方面的結(jié)果相似；HCR組院內(nèi)再血管化干預(yù)率高于OPCAB組，大于24 h呼吸機(jī)機(jī)械通氣發(fā)生率顯著低于OPCAB組，同時(shí)HCR組的ICU時(shí)間和住院時(shí)間相對(duì)較短，術(shù)后心絞痛發(fā)生率和生存率都優(yōu)于OPCAB組[10]。

既往研究表明，RCABG橋血管通暢率的隨訪結(jié)果較好。國(guó)際上大宗病例研究顯示[11]，機(jī)器人輔助MIDCAB組術(shù)后早期（lt;1個(gè)月）、中期（lt;5年）和長(zhǎng)期（gt;5年）平均移植物通暢率分別為97.7%、96.1%和93.2%，機(jī)器人輔助TECAB組分別為98.8%、95.8%和93.6%。RCABG 5年生存率始終大于90%，5年無(wú)主要心血管事件發(fā)生率約為75%[12]。國(guó)內(nèi)最大的一組RCABG橋血管通暢率研究顯示[13]，RCABG組術(shù)后短期（lt;1年）、中期（1～3年）暢通率為98.8%和97.1%，機(jī)器人輔助MIDCAB組則分別為98.5%和97.1%，3～8年的機(jī)器人冠脈橋血管通暢率為96.4%～97.1%。

OPCAB的核心操作還是乳內(nèi)動(dòng)脈至前降支的吻合，乳內(nèi)動(dòng)脈游離質(zhì)量是決定橋血管遠(yuǎn)期通暢的關(guān)鍵一環(huán)[14]。機(jī)器人輔助下乳內(nèi)動(dòng)脈游離相比小切口術(shù)式，操作的便利性和安全性較高，骨骼化游離的難度小于正中開(kāi)胸術(shù)式，乳內(nèi)動(dòng)脈的質(zhì)量也可以得到良好的保障。機(jī)器人輔助TECAB下橋血管吻合可以采用專用縫線或U-clips和遠(yuǎn)端吻合器C-Port Flex A 完成，目前采用專用縫合線是國(guó)內(nèi)完成TECAB吻合的唯一方式。應(yīng)用分流塞、冠脈阻斷和缺血預(yù)處理都是提高吻合前安全性常用手段，機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的心肌固定器可以方便吻合。非體外機(jī)器人輔助MIDCAB比機(jī)器人輔助TECAB搭橋血管支數(shù)多，機(jī)器人輔助MIDCAB下多支橋血管搭橋也在個(gè)別單位得以開(kāi)展。但是機(jī)器人輔助TECAB對(duì)術(shù)者心理負(fù)擔(dān)較重，吻合技術(shù)難度大，術(shù)中可能出現(xiàn)血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定，這可能是機(jī)器人輔助TECAB開(kāi)展例數(shù)較少的原因[15]。機(jī)器人條件下各種專用器械的研發(fā)能大幅度提高吻合的安全性和便利性，但目前心血管領(lǐng)域的專業(yè)設(shè)備研發(fā)關(guān)注度較低。

2.2 機(jī)器人二尖瓣手術(shù) 機(jī)器人輔助技術(shù)在二尖瓣手術(shù)中開(kāi)展的例數(shù)較多，應(yīng)用較為成熟。自1998年Carpentier使用達(dá)芬奇原型機(jī)完成首例二尖瓣成形術(shù)及2002年美國(guó)FDA批準(zhǔn)達(dá)芬奇機(jī)器人用于二尖瓣手術(shù)以來(lái)，機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)便受到全世界心臟外科醫(yī)生的追捧[16]。尤其是在2011年Mihaljevic T等人[17]報(bào)道了機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)手術(shù)具有術(shù)后部分并發(fā)癥發(fā)生率更低和術(shù)后患者恢復(fù)更快的優(yōu)勢(shì)后，包括2000～2010年機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)量低迷的歐洲在內(nèi)，全世界掀起了一股開(kāi)展機(jī)器人輔助二尖瓣成形術(shù)的熱潮，手術(shù)數(shù)量快速增長(zhǎng)[16]。

截至目前，直接對(duì)比機(jī)器人輔助下和開(kāi)放式二尖瓣成形術(shù)的文獻(xiàn)數(shù)量有限。早期研究結(jié)果顯示[17]，機(jī)器人輔助手術(shù)與正中開(kāi)胸、胸骨部分切口、胸骨旁右側(cè)切口手術(shù)相比，二尖瓣成形術(shù)成功率差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，神經(jīng)系統(tǒng)、肺部、腎臟并發(fā)癥發(fā)生率相似，但機(jī)器人組術(shù)后房顫和胸腔積液發(fā)生率最低，同時(shí)有效減少了住院天數(shù)。數(shù)據(jù)表明[18]，與接受開(kāi)放式二尖瓣手術(shù)的患者相比，接受機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)的患者往往更年輕，且男性比例、慢性病患病率更低。因此，直接對(duì)比接受機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)和接受開(kāi)放式二尖瓣手術(shù)的患者可能不是很恰當(dāng)。Paul S等人[18]從美國(guó)國(guó)家住院患者樣本數(shù)據(jù)庫(kù)收集了2008～2012年接受二尖瓣成形術(shù)的患者數(shù)據(jù)，并根據(jù)年齡、性別、慢性病患病情況進(jìn)行傾向性得分匹配，得到基線更齊的兩組隊(duì)列數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種手術(shù)的住院死亡率、總并發(fā)癥、心血管并發(fā)癥、腦卒中、肺部并發(fā)癥、醫(yī)源性并發(fā)癥發(fā)生率、總住院費(fèi)用等方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，進(jìn)一步調(diào)整混雜因素后也得到了同樣的結(jié)果，但機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)患者的住院時(shí)間更短。然而該研究?jī)H籠統(tǒng)地比較了各系統(tǒng)的總并發(fā)癥發(fā)生率，并未比較房顫、胸腔積液等具體并發(fā)癥的發(fā)生率。類似地，Wang A等人[19]從美國(guó)胸外科醫(yī)師學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)庫(kù)中收集了2012～2014年65歲以上接受心臟二尖瓣手術(shù)患者的臨床數(shù)據(jù)，同樣采用傾向性得分匹配的方法得到基線較齊的兩組隊(duì)列，結(jié)果發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助二尖瓣成形術(shù)需要更長(zhǎng)的心肺轉(zhuǎn)流和主動(dòng)脈阻斷時(shí)間，但患者術(shù)后總住院時(shí)間、ICU住院時(shí)間、輸血率、房顫發(fā)生率均顯著低于正中開(kāi)胸二尖瓣修復(fù)手術(shù)，兩組患者術(shù)后腦卒中、腎衰、肺炎、肺栓塞、主動(dòng)脈及股髂動(dòng)脈夾層、手術(shù)部位感染、心臟驟停發(fā)生率與圍手術(shù)期死亡率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Wang A等人[19]還比較了患者中期預(yù)后情況，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人輔助二尖瓣成形術(shù)與正中開(kāi)胸二尖瓣成形術(shù)術(shù)后3年的全因死亡率、因心衰住院率、二尖瓣再干預(yù)率分別為7.1% Vs 6.1%、3.3% Vs 5.5%、1.7% Vs 0.8%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述數(shù)據(jù)表明，機(jī)器人輔助二尖瓣成形術(shù)可顯著降低患者的住院時(shí)間及房顫等部分并發(fā)癥發(fā)生率，大部分并發(fā)癥發(fā)生率和再干預(yù)率與傳統(tǒng)二尖瓣成形術(shù)無(wú)明顯差異，但目前還需要隨機(jī)對(duì)照研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)。另外，隨著機(jī)器人輔助手術(shù)的經(jīng)驗(yàn)積累和機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的更新?lián)Q代，期待未來(lái)真實(shí)世界中機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)在并發(fā)癥發(fā)生率方面表現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。

3 國(guó)產(chǎn)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展

機(jī)器人輔助手術(shù)在心臟外科發(fā)展較慢，除了前期心臟外科手術(shù)醫(yī)師缺乏腔鏡經(jīng)驗(yàn)之外，還有一些心血管病方面的原因：①常規(guī)微創(chuàng)（胸骨小切口、肋間小切口等）手術(shù)、胸腔鏡微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展使得患者可以在不增加費(fèi)用的情況下達(dá)到與機(jī)器人輔助手術(shù)類似的臨床療效。

②近些年心血管內(nèi)科以導(dǎo)管介入為代表的微創(chuàng)技術(shù)快速發(fā)展，使得機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)的微創(chuàng)優(yōu)勢(shì)難以凸顯[4]。③機(jī)器人輔助手術(shù)的優(yōu)勢(shì)是在深部狹窄的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行手術(shù)操作，心臟體積小、組織密布、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此與腹部手術(shù)相比，心臟手術(shù)的操作空間更小，手術(shù)視野的暴露和操作的難度增加，心臟手術(shù)血管吻合及縫合打結(jié)操作多，精細(xì)程度要求高，而目前主流機(jī)器人操作系統(tǒng)缺乏力學(xué)反饋，會(huì)影響手術(shù)安全性[20]。④機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)操作難度大，而且心臟不能耐受長(zhǎng)時(shí)間停跳及缺血，對(duì)術(shù)者手術(shù)操作熟練程度的要求較高，導(dǎo)致機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)學(xué)習(xí)曲線較長(zhǎng)，增大了普及難度。⑤目前主流的達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)由美國(guó)Intuitive Surgical公司設(shè)計(jì)和制造，由于其技術(shù)壟斷和投資效益，導(dǎo)致機(jī)器人輔助手術(shù)費(fèi)用昂貴，且其在心臟外科方面的技術(shù)改進(jìn)和更新速度較慢，阻礙了其在心臟外科領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展[20]。但機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)擁有10倍以上的清晰手術(shù)視野和三維立體成像、靈活的操作手臂、濾除震顫及精細(xì)的器械操作、能夠在深部狹窄區(qū)域操作、坐姿操作等優(yōu)勢(shì)，使其在心臟外科領(lǐng)域仍然有廣闊的應(yīng)用前景，也是未來(lái)心臟外科手術(shù)的重要發(fā)展方向[2]。因此，研發(fā)國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、安全微創(chuàng)、輕便易操作、觸覺(jué)/力學(xué)反饋良好、適用于心臟外科手術(shù)的智能心臟?？剖中g(shù)機(jī)器人是未來(lái)重要的發(fā)展方向。

近年來(lái)在智能制造、通信與交互、精密設(shè)備、自動(dòng)控制等工業(yè)制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，使我國(guó)逐漸突破了機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)壁壘。中南大學(xué)湘雅三醫(yī)院和天津大學(xué)等單位經(jīng)過(guò)多年聯(lián)合研發(fā)攻關(guān)，終于在2013年研發(fā)出了“妙手S”多機(jī)械臂國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，并于2014年進(jìn)行臨床初步應(yīng)用，2014～2015年成功實(shí)施了胃穿孔手術(shù)、闌尾及膽囊切除術(shù)、結(jié)腸癌根治術(shù)，展現(xiàn)出該機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)的安全性和有效性[21-22]。

盡管上述國(guó)產(chǎn)機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)和“達(dá)芬奇”機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)還存在一定差距，但對(duì)于提升我國(guó)手術(shù)機(jī)器人自主研發(fā)能力具有重要意義[23]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人研發(fā)企業(yè)如雨后春筍快速增長(zhǎng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人研發(fā)企業(yè)超過(guò)94家，其中，微創(chuàng)“圖邁”泌尿外科機(jī)器人、威高“妙手S”腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人、天智航“天璣”骨科手術(shù)機(jī)器人已獲批上市，術(shù)銳單孔腔鏡手術(shù)機(jī)器人、精鋒多孔和單孔腔鏡手術(shù)機(jī)器人等進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[24]。

但目前針對(duì)心臟外科的國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人尚在研發(fā)當(dāng)中。心臟外科手術(shù)機(jī)器人可能比較適合采用單孔蛇形機(jī)械臂機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路，這種機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)通過(guò)大小合適的切口置入2.5 cm左右的多通道套管并使其末端位于手術(shù)區(qū)域上方，隨后將末端攜帶腔鏡鏡頭和適配手術(shù)器械的4個(gè)蛇形臂穿過(guò)通道到達(dá)手術(shù)區(qū)域。蛇形機(jī)械臂通常由多個(gè)圓柱體串聯(lián)而成，有多個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，靠“腱”推拉來(lái)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)超過(guò)135°的彎曲，運(yùn)動(dòng)靈活，從而完成復(fù)雜的手術(shù)操作[23，25]?？梢愿鶕?jù)國(guó)人的胸部解剖參數(shù)、主要開(kāi)展的冠狀動(dòng)脈搭橋及二尖瓣手術(shù)操作運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)大小合適的國(guó)產(chǎn)心臟外科專用單孔蛇形臂，同時(shí)設(shè)計(jì)具有靈敏力學(xué)/觸覺(jué)反饋等人機(jī)信息流的即時(shí)傳輸系統(tǒng)。近日，由解放軍總醫(yī)院王嶸教授牽頭的“單孔心臟手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)和效能評(píng)價(jià)”項(xiàng)目獲批科技部2022年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃。該項(xiàng)目將為我國(guó)搶占單孔心臟外科機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)的制高點(diǎn)，相信在不久的將來(lái)，國(guó)產(chǎn)心臟外科手術(shù)機(jī)器人將面世并支撐國(guó)內(nèi)機(jī)器人心臟外科突破目前的困境，迎來(lái)機(jī)器人輔助心臟外科手術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新的新紀(jì)元。

利益沖突聲明：本文不存在任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：楊明負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)論文框架；鄧見(jiàn)青、楊明負(fù)責(zé)查閱文獻(xiàn)、撰寫論文初稿；鄧見(jiàn)青負(fù)責(zé)論文文字校對(duì)；楊明負(fù)責(zé)指導(dǎo)修改文章整體布局并最后定稿。

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編輯：張笑嫣