达芬奇手术机器人是一种主从式控制的腔镜微创手术系统，专为外科医生执行腹腔镜、胸腔镜等微创手术而设计，产品名称为内窥镜手术控制系统。到目前为止，我国仅有美国IntuitiveSurgical,Inc.一家企业的外科手术机器人获准注册，本文将对达芬奇手术机器人的有关情况作简要的介绍。
本文来源：中国器审
作者：陈敏王雅文姜琳琳
一、上市历史
（一）美国
1.年7月，美国IntuitiveSurgical,Inc.的第一代达芬奇手术机器人IS（商品名daVinci）通过了美国K的认证。
2.年4月，IS（商品名：daVinciS）通过了美国K的认证，相比IS，IS针对患者手术平台和影像处理平台进行了更改，同时医生控制平台和手术器械也有微小的变化。
3.年2月，IS（商品名：daVinciSi）通过了美国K的认证，IS提供了更加智能的用户界面并改善了使用方法。
4.年3月，IS（商品名：daVinciXi）通过了美国K的认证，IS更新了机械臂的设计，器械的连接等。
（二）中国
我国于年7月批准了第一个达芬奇手术机器人，型号为IS；年8月，IS达芬奇手术机器人获准注册；年12月，IS达芬奇手术机器人获准注册。
二、IS产品概述
手术机器人标准配置包括医生控制台、患者手术平台和影像处理平台，与内窥镜、手术器械等配套使用，产品如图1所示。
图1.IS达芬奇手术机器人
（一）医生控制台
外科医生坐在医生控制台，通过使用手动控制器（主控制器）和一组脚踏板来控制手术器械和内窥镜的所有运动。外科医生在三维观察器上通过内窥镜观察供患者解剖和手术器械的视图及其他用户界面特征。一个医生控制台可以同时控制两个手术机械臂，还可以通过脚踏开关控制切换来实现控制镜头臂以及第三个手术机械臂。配置了两个医生控制台的系统，则可实现有两个医生同时操作四个机械臂，医生控制台具体组成如图2所示。
图2.医生控制台
其中最主要的控制部件为手动控制器，如图3所示。手动控制器用以捕捉外科医生的手部或者手臂动作，例如手动控制器平移6cm，终端器械移动的距离为2cm，该比例可根据实际手术情况进行调节。
图3.手动控制器
（二）患者手术平台
患者手术平台位于手术床旁，包含四个机械臂。内窥镜可连接到任一机械臂上，用于提供患者解剖结构的3D视图。手术精细操作则由医生通过医生控制台进行控制。
1.激光定位
患者手术平台具有激光指示灯，为用户提供定位信息。手术前首先进行水平定位和手术定位，使手术平台和机械臂处于一个合适的手术位置。
2.吊杆
吊杆是可调节的旋转支撑结构，可以将机械臂移动到适合于执行手术的位置。
3.立柱
可向上或向下移动吊杆以调整系统的高度。
4.机械臂
四个机械臂的作用是实现握持并移动或操控内窥镜和手术器械。机械臂通过器械中五个对应的转轮对器械进行控制，如图5所示。每个转轮负责控制不同的器械动作，比如有的控制绕轴线自转、有的控制开合等。
图4.患者手术平台
图5.器械控制图
（三）影像处理平台
影像处理平台包括系统核心设备、内窥镜控制器和视频处理器。影像处理平台还具有触摸屏以观看内窥镜图像并调整系统设置。内窥镜控制器用于为内窥镜提供控制和照明，影像处理器用于从内窥镜控制器获取左右视频输入信号，并将处理后的图像输出提供给系统核心，系统核心设备功能包括：
1.与医生控制台及患者手术平台进行通信。将来自各种源（例如影像处理器、外部输入）的视频信号分发到各种终端（例如触摸屏、外部输出）；
2.与第三方高频发生器通信，从医生控制台脚踏板启用电能量实现电凝、电灼、电切等切割、分离、止血等操作。
影像处理平台组成如图6所示。
图6.影像处理平台
达芬奇手术系统IS运动信号流程为：
1.通过医生控制台中的手动控制器捕捉医生的手部和手臂动作并转换为控制信号。
2.通过影像处理平台将控制信号传递到患者手术平台中机械臂，机械臂将接收到的控制信号转换成手术器械或者臂的运动。
视觉信号流程为通过内窥镜采集经影像处理平台传入到医生控制台。如图7所示为传输过程。
图7.信号传输流程
截至年9月30日，全球已安装达芬奇手术机器人台，其中美国有台，欧洲台，亚洲台，其中中国大陆及香港地区总数89台，其中大陆78台，香港11台。目前，全球采用达芬奇手术系统治疗的患者总数已经超过万例。
三、临床适用范围
达芬奇手术机器人批准的适用范围为“该产品用于泌尿外科腹腔镜手术、普通外科腹腔镜手术、妇产科腹腔镜外科手术、胸外科胸腔镜手术、胸腔镜辅助心脏切开术，在心脏血管重建中可结合纵膈切开术进行冠状动脉吻合术。”目前全球已开展的手术种类包括以下几类。
（一）泌尿外科
前列腺切除术，肾盂成形术，肾移植术，肾（部分）切除术，输尿管切除、成形术，输精管吻合术，盆腔淋巴结切除术，肾囊肿手术等。我国泌尿外科累计机器人手术量达到例，其中以机器人前列腺切除术居多。
（二）普外科
1.胃肠外科：结肠、半结肠切除术，直肠低位前切除术，胃分流术，胃部分切除术，胃束带术，胃底折叠术，减肥手术等。
2.肝胆外科：肝叶切除术，胆道、胰、脾脏切除术等。
3.甲状腺外科：经腋/胸/口入路甲状腺切除术等。
我国普外科历年累计机器人手术量达到例。
（三）胸外科
肺叶切除术、胸腺切除术、食管癌根治术、HELLER肌切开术、食管裂孔疝修补术、膈疝修补术、食管支气管瘘修补术等。我国胸外科历年累计机器人手术量达到例。
（四）妇科
子宫、卵巢、输卵管切除术，妇科恶性肿瘤手术，肌瘤切除术，皮样囊肿，卵巢囊肿切除术，子宫肌瘤切除术，输卵管结扎再通，阴道脱垂修复等。我国妇科历年累计机器人手术量达到例。
（五）心脏外科
冠状动脉旁路移植术、全腔内心脏搭桥手术、心脏不停跳取（单支或双支）乳内动脉、二尖瓣修复（置换）术、二尖瓣修复（置换）术等。我国心脏外科历年累计手术量达到例。
除上述学科外，机器人手术亦有用于耳鼻喉外科治疗舌根肿瘤、咽喉部肿瘤等疾病，或用于小儿外科治疗先天性泌尿系统畸形等疾病。
四、达芬奇手术机器人的技术优势
（一）达芬奇可提供清晰放大的3D视野，有效手术视野范围大，并具有荧光显影技术，画质的改善有助于提高手术质量和保障患者安全。
（二）机器人操作臂较人手小，具有7个自由度且可转腕的手术器械，可过滤直接操作时的手部颤动，在狭窄腔体内的操作更加灵活、精准，操控范围大，改进了腔镜下的缝合技术。
（三）操作者可以坐着完成手术，不易疲劳，完成时间长、高难度的复杂手术更加轻松。可节省传统腹腔镜手术或开腹手术因暴露视野需要的2～3名助手。
五、达芬奇手术机器人的不足之处
（一）虽然手术机器人存在开机时自检程序，可排除绝大多数故障，但手术中出现机械故障的概率仍大于传统腔镜手术，导致机器人手术无法继续，需要转换为其他手术方式，这可能增加手术风险并延长手术时间。
（二）目前的手术机器人没有装配触觉反馈系统，即没有外科医生操作的“手感”，医生要靠视觉来弥补触觉缺失，并需要一定的学习曲线以掌握操作技巧。
（三）手术机器人虽然精确，但手术前的准备（包括麻醉时间）及手术中更换器械等操作耗时较长，总体手术时间长。
（四）目前手术机器人的购置费用和维修费用高，手术成本高。
（五）手术室需要一定面积摆放机器人系统，并提供一定空间供手术时系统摆位，所以面积太小的手术室不方便配置达芬奇机器人。
（六）机器人替代医生会增加患者的紧张感。
（七）医护人员需要更多专业的培训。
六、临床手术效果
基于达芬奇手术机器人的适用范围及技术特点，基本传统方式可以进行的手术,达芬奇手术机器人都能完成，国内的临床使用情况梳理后主要分为以下两种：
（一）与传统手术效果基本相当
国内应用达芬奇手术机器人进行手术比较多的科室包括普外科、泌尿外科、妇科、心脏外科等，临床使用数据相对比较多，但多数研究发现手术效果与腹腔镜手术相比无太大差别。
（二）比传统手术方式有优势
临床手术中涉及到手术操作空间小，解剖结构辨识难度较大、需要精准分离并保护细小神经时，达芬奇手术机器人则有明显的优势，例如前列腺癌根治术。
七、结语
综上所述，达芬奇手术机器人优势在于：失血量少、术后恢复快、愈合好；术中组织创伤和炎症反应少、术后粘连少、利于术后快速恢复；术后疼痛轻、止痛药用量少、住院时间缩短；术中更加精准的分离和切除组织，利于保护具有重要功能的结构；创伤小、切口美观、临床满意度高等。但同时也由于存在上述不足之处，制约着其临床应用的拓展。另外，我国开展的机器人手术相对有限，数据资料不足，手术效果的评估也存在与国际不一致的情况，但多数临床医生认为是经验不足所致。普遍的观念认为随着技术的改进、经验的积累及价格降低，机器人手术会是不可阻挡的趋势。
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