一种克服手动限制的外科手术机器人系统

2010-11-27 09:26:31来源: 创e时代

  腹腔镜手术是一类外科手术,在手术过程中将一个长柄器械通过小切口插入患者体内需要动手术的目标部位。与传统的开放式手术相比,腹腔镜手术能缩短恢复时间、痛苦小、粘连少,使病人在术后能拥有更好的生活质量。但是,手动腹腔镜手术存在很多局限,包括不能感知深度、对相机的控制不强、仪器尖端能自由转动的角度和空间有限、医生手术器械能活动的幅度也受局限。这些局限会导致外科医生在手术过程中要忍受不自然和痛苦的手术姿势,从而容易疲劳。

  机器人辅助腹腔镜手术,如达芬奇系统,能让外科医生坐镇立体声控制台通过患者床边的机器手臂实现对内窥镜手术器械的远程控制。达芬奇系统由三个部分组成:外科医生主控制台、病人床边用于放置手术器械的手术推车和成像处理设备。该系统的三维可视化功能可提供深度感知,而其类似手腕状关节的微型化手术器械提高了外科医生的灵活度和运动范围。该系统还通过减少手的抖动和把外科医生的动作经系统处理之后按比例提供给机械手臂来加强(对手术精度的)控制。相比医生手动的腹腔镜手术,符合人体工程学的仪表-手-眼结合和直观的器械动作还可以缩短外科医生的训练时间。

 

  图中所示的达芬奇高清外科手术系统(da Vinci Si HD Surgical System)配置有两个外科医生主控制台、一台病人手术推车和一台用于放置显示手术过程成像设备推车。

  达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院(原名斯坦福研究学院)研发的机器人外科手术技术为基础。Intuitive Surgical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。

达芬奇机器人

  达芬奇外科手术系统要求在病人身体开多达五个小型(小于1厘米)的切口,用于插入两个手术机械手臂和一个摄像头。放置在病人床边的配套推车将手术器械移动到病人身边,病人床边会有外科手术助手在。与此同时,医生可以坐到房间的控制台来操作系统,外科医生的所见和感受与开放式手术是相同的。外科医生通过对主控装置(用于将外科医生的动作翻译并传递给机械手臂)进行操纵来进行手术。外科医生用手抓住显示屏下方的主控装置,手腕相对其眼睛自然地动作。外科医生的对主控装置的动作被转换成在患者体内进行的精确的、实时的机器手臂动作。

  通过外科医生的手腕、手和手指的运动来控制主刀的机器手臂,这和典型的开放式手术是一样的。此外,该系统还有一系列全套的EndoWrist手术器械可供选择。这些手术器械可以做7度角的旋转,超出了人类手腕的灵巧度。每一类手术器械都有特定的作用,如用于夹紧,缝合手术和组织处理。

  病人旁边的推车用于容纳两个机器人手臂和一个内窥镜手臂,它们用来复制外科医生的动作。腹腔镜手臂以手术部位作为支枢,不用依靠患者的体腔壁来做支撑,这样就将把对组织和神经的损伤降到了最低程度。外科医生的助手们安全好合适的手术器械,在患者身上准备合适的切口,并监管腹腔镜机械手臂和正在使用的工具。

  在上面的图片中,EndoWrist制动器正在进行缝合操作。在下面的图片中,外科医生正在对主控制台的主控装置进行操作以引导EndoWrist制动器。

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关键字:达芬奇  手术机器人系统

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2010/1127/article_1686.html
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