达芬奇机器人

达芬奇手术机器人又称“内窥镜手术控制系统”，是由总部位于美国加利福尼亚州的直观医疗公司(Intuitive Surgical)设计、研发和生产在国内由直观复星医疗进行推广和销售的。达芬奇手术机器人改变外科医生进行微创手术的方式，由外科医生操作操控台的手柄控制进入人体内的机械臂来完成各种外科操作。系统高清放大的3D手术视野，可转腕器械和直觉式操作，让外科医生实现精准的微创手术方式。达芬奇手术机器人已应用到多个外科领域，包括泌尿外科、普外科、胸外科、妇科、小儿外科和心外科等。^[1][2]

达芬奇机器人 (Leonardo's robot)是由 列奥纳多·达芬奇大约于1495年所设计的仿人型机械。

这个机器人的设计笔记出现于在1950年代被发现的手稿中，但没有人知道是否有人尝试把它制造出来。^[1]

2019年7月，第四代达芬奇机器人亮相2019夏季达沃斯论坛，与传统手术相比，第四代达芬奇机器人可对患者体内实时拍摄画面，为医生提供最大可放大20倍的手术部位三维高清视野。同时，比人手更加稳定，消除了手部不必要的颤抖。^[2]

列奥纳多·达·芬奇不仅是一位伟大的艺术家，也痴迷于 机械和其他 自然科学，他的很多超越时代的观念改 变了世界。

在他那个时代，他“发明”出许多令人匪夷所思的“现代科技”，其中包括自行车、潜水呼吸器、悬挂式滑翔机、降落伞、 潜水艇、军用坦克、飞行机器甚至机器人的模型。

然而， 达·芬奇的多数“发明”只停留在图纸上，这些设计草图后来大多被编进了达·芬奇的科学手稿《大西洋古抄本》。后世科学家一直试图根据达·芬奇故乡的达·芬奇博物馆收藏的《大西洋古抄本》中的草图复制出一些达·芬奇的发明。 身为 左撇子的达·芬奇，一生中都以 镜像写字。对左手写作者来说，将羽毛笔由右向左拉过来写比由左向右推过去写容易，而且不会将刚写好的字弄糊。但这样的书写习惯却给后人解读他的手稿带来了诸多困难。直到十七世纪，才有人开始解读这些结合了大量笔记和绘图的手稿。 而且，人们发现达·芬奇的许多发明都暗藏“缺陷”，从而使这些发明即使被复制出来，也无法派上用场。研究人员相信，这显然是达·芬奇“刻意为之”，一是保护自己的“ 知识产权”，二是担心被用于战争目的。

“泰克诺艺术”公司的下一步计划，是搜索达·芬奇手稿中剩余的两万多幅草图， 找出机器狮的设计图，造出 达·芬奇机器狮。

据悉，在达·芬奇的众多发明中，机器人并不是他最满意的作品，他最伟大的发明是一个被称做“ 雄蜂”的飞行器和一只能自由漫步的“机器狮”。有记载称，达·芬奇在1515年将一只机器狮赠给法国国王，当后者对着机器狮抽上三鞭，狮子的胸部就会打开，开出一朵“ 鸢尾花”。

达芬奇手术机器人是外科领域高科技产品。具备传统微创外科手术的如下优势。三维高清视野 最大可放大10倍的三维高清视野包括传统开放手术及腹腔镜手术。EndoWrist专利可转腕手术器械EndoWrist手术器械设计目的在于为外科医生提供自由便捷动作操作。EndoWrist手术器械的器械头种类众多，适用于各种不同手术的操作。 Intuitive直觉式运动眼-手协调、手-器械尖端实时同步，医生可以自动操控器械。人体工程学设计增强型人体工程学设计，使外科医生能以舒适的坐姿完成复杂的机器人微创手术。术中荧光成像技术将一种名为吲哚青绿（ICG）的荧光染料注入人体血液，该染料与血浆蛋白结合，受激发光源激发后发射出红外信号，荧光内窥镜捕捉红外画面同步进行渲染，在医生视野中呈现出亮绿色。根据该染料注入血管后的时间不同，以方便医生判断关键解剖结构、或在实体脏器中确定肿瘤边界、或用于评估目标组织的血液灌注等。^[3][4][5]

达芬奇Xi手术系统是达芬奇手术机器人第四代产品，旨在提供革命性的手术通路以及合理舒适的人体工程学设计，并兼具直觉式操控的可转腕手术器械和3D高清手术视野。

达芬奇Xi手术系统具有悬吊式手术臂结构特点，并且有多角度摆位设定的关节，可以由内到外地延展手术工作区域。· 自主定位-机械臂和加长的手术器械，布孔和定位简洁。· 空间延伸-通过一体化手术联动，不需要暂停手术即可优化手术通路、暴露解剖结构并增加触及范围。· 视角灵活-在手术中内窥镜可以放置在四条机械臂的任意一条上，以提供更灵活的角度观察手术区域。^[6]

达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为基础。Intuitive Surgical公司随后与IBM、 麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开发。 FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、 胸外科、 泌尿外科、 妇产科、头颈外科以及心脏手术。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台(简称 )，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。

简单地说，达芬奇机器人就是高级的腹腔镜系统。大家可能对现在流行的微创治疗手段如：胸腔镜、腹腔镜、妇科腔镜等有所了解，达芬奇机器人进行手术操作的时候也需要机械臂穿过胸部、腹壁。

达芬奇机器人 由三部分组成：外科医生控制台；床旁机械臂系统；成像系统。

一、外科医生控制台

主刀医生坐在控制台中，位于手术室无菌区之外，使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。正如在立体目镜中看到的那样，手术器械尖端与外科医生的双手同步运动。

二、床旁机械臂系统

床旁机械臂系统(Patient Cart)是外科手术机器人的操作部件，其主要功能是为器械臂和摄像臂提供支撑。助手医生在无菌区内的床旁机械臂系统边工作，负责更换器械和内窥镜，协助主刀医生完成手术。为了确保患者安全，助手医生比主刀医生对于床旁机械臂系统的运动具有更高优先控制权。

三、成像系统

成像系统(Video Cart)内装有外科手术机器人的核心处理器以及图象处理设备，在手术过程中位于无菌区外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。外科手术机器人的内窥镜为高分辨率三维(3D)镜头，对手术视野具有10倍以上的放大倍数，能为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像，使主刀医生较普通腹腔镜手术更能把握操作距离，更能辨认解剖结构，提升了手术精确度。

达芬奇手术机器人可以治疗哪些疾病：

1、心胸外科：

开放式心胸外科手术需要开胸，分离胸骨，游离肋骨，在体外循环下完成，手术创伤大，手术风险高，术后恢复时间长。胸腔镜已用于肺叶切除、冠脉搭桥等心胸外科手术，这种微创的手术方法不用开胸，仅需在肋间作几个小切口，就能完成手术操作，病人痛苦小，术后恢复快。但其适用范围有限，无法完成一些解剖结构复杂的手术，因而开展并不普及。手术机器人最早于1999年完成了首例冠状动脉旁路移植术，2003年起用于各种心脏外科直视手术。它在不破坏胸廓完整性的前提下，能精准地完成手术操作，而且适应证范围广泛，几乎涵盖所有的心胸外科手术，如心脏外科的全腔内心脏搭桥、心脏不停跳取乳内动脉、 二尖瓣成型、二尖瓣置换、房间隔缺损修补、三尖瓣成型、心脏肿瘤切除，胸外科的肺叶切除术、 食管癌切除、胸腺切除术和食管失弛缓症的治疗等。其中，全腔内心脏搭桥手术和二尖瓣成型手术是手术机器人在心胸外科开展的代表手术。临床应用表明手术机器人的手术安全性高，疗效明显好于开放式手术和胸腔镜手术。

2、泌尿外科：

腹腔镜技术被越来越广泛地应用于泌尿外科手术，这一微创的手术方式适用于许多常规的泌尿外科手术，如肾切除、肾上腺切除、输尿管切开、膀胱肿瘤切除、前列腺肿瘤切除等。但由于泌尿系统解剖学上的特殊性，限制了腹腔镜技术的普及和推广，一些复杂的手术往往难以掌握，而且手术并发症发生率较高。目前国内的 孙颖浩教授已经能很好的运用手术机器人独特的深部操作和精细操作的技术优势广泛应用于各种泌尿外科手术，包括前列腺癌根治、肾切除、肾盂成形、全膀胱切除、输精管吻合、输尿管成形、活体供肾切取等。其中，前列腺癌根治术是最能体现其技术优势的手术，手术机器人提供宽阔视野和准确、灵活的控制能力，能够清楚呈现组织、器官的解剖构造和神经血管束的走行，精细的分离有利于淋巴结的清扫，准确的缝合保证了吻合的高质量，手术中精确保留前列腺侧筋膜，有利于减少手术对患者性生活的影响，术后病理检查和随访都显示了良好的肿瘤切除效果。自2000年开展首例手术机器人前列腺癌根治性切除以来，该术式在国外得到迅速推广，在北欧国家超过一半以上的 前列腺癌根治手术由手术机器人完成，而在 美国，这一比例更是高达90%，已成为前列腺癌根治手术的“ 金标准”。

3、 妇科：

以腹腔镜技术为代表的微创手术方式正逐步取代传统的开放式手术，应用于从 卵巢囊肿开窗引流到全子宫切除、盆腔淋巴结清扫的各种妇科手术中。但是大部分的妇科手术需要在狭窄的盆腔内完成，手术操作的视野和空间都非常有限，这使腹腔镜器械的活动自由度受限，且操作的动作幅度不稳定，难以完成一些需要精细分离、缝合及淋巴结清扫的操作，限制了腹腔镜技术在复杂妇科手术中的应用。da Vinci手术机器人于2005年被美国FDA批准用于妇科微创手术，此后，该技术迅速普及。临床应用结果表明手术机器人手术具有更高的精确性、更好的操控性，能在骨盆中完成精细的操作，有利于功能的重建和盆腔淋巴结清扫。国外报道较多的是用于宫颈癌根治手术，该手术需要运用精确的分离技术进行韧带切断、输尿管游离、淋巴结清扫等，可以充分发挥手术机器人的技术优势，达到理想的手术效果。对于需要进行比较复杂缝合技术的手术，如复杂的 子宫肌瘤切除术，运用手术机器人灵巧的手术臂高质量地完成缝合，有助于减少术后并发症的发生。此外，报道的手术机器人手术还有全子宫切除、输卵管再通吻合、卵巢切除和盆底重建等。

4、腹部外科：

早期手术机器人主要用于腹部外科，开展了一些比较简单的手术，但并没有表现出比 腹腔镜手术更明显的优势，因而未推广应用。随着手术机器人在其它外科领域的成功开展，其在腹部外科的应用和研究又重新活跃，迅速开展了各种手术。根据其对第二代腹腔镜手术的影响程度，可将手术机器人腹部外科手术分为三类：①对常规开展的腹腔镜手术基本没有影响的机器人手术，例如机器人胆囊切除、抗反流的胃底折叠、疝修补、阑尾切除、可调节捆扎带胃减容和良性胃肠肿瘤的切除等。②可显著提高腹腔镜手术效果的机器人手术，范围比较广泛，包括机器人肝叶切除、复杂胆道重建、胃旁路减重、胃癌根治、结直肠癌根治、胰腺部分切除和胰十二指肠切除等。③在腹腔镜下难以完成，唯有手术机器人能精准完成的一些手术，例如内脏动脉瘤切除吻合、细口径的胆管空场吻合、复杂的腹腔内淋巴结清扫等。