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1、2 0 1 7年1 1月2日星期四版面编辑： 高珊视觉编辑： 喻萍1 0新知阅读提示谈起机器人， 人们自然会联想到钢铁身 躯、 智能控制可是如果由手术机器人 “操刀” 你的手术， 你还会那么淡定吗？ 数据显示， 自2 0 0 6年国内引进首台达 芬奇手术机器人以来， 我国已累计开展了4 万多例机器人手术。毫不夸张地说， 外科手 术正在逐渐走进机器人时代。 手术机器人究竟有何神奇之处？机器 人做手术靠得住吗？手术机器人会不会在 某一天完全取代外科医生？带着这些问题， 记者进行了采访。记者高珊地球上多数动物依靠跳动的心脏向全身输送血液 和氧气， 但美国一项最新研究表明， 海蜘蛛主要依靠蠕 动的肠道
2、而非心脏完成这项重要工作。 海蜘蛛是与蜘蛛形似的一种节肢动物， 身躯细小， 有着非常细长的腿。 它们栖于海滨， 通过体表表皮吸收 海水中的氧气， 几乎各大洋中都有它们的存在。 美国蒙大拿大学米苏拉分校的伍兹等人在新一期 的 当代生物学 杂志上报告说， 与我们人类肠道位于 单一体腔内不同的是， 海蜘蛛的肠道遍布全身乃至每 一条腿， 它们的肠道更像人类的循环系统。 在研究中， 伍兹等人花费了大量时间观察生活在 南极的巨型海蜘蛛， 以了解它们怎样获得足够的氧气。 通过研究发现， 海蜘蛛的心脏跳动很弱， 无法向中央主 躯干以外的部位供血， 但它们的肠道蠕动很强， 除了帮 助消化食物， 还承担输运血液和
3、氧气的任务。 本组稿件/ 记者吴韬综合新华社手术机器人已在泌尿外科、 肝 胆胰外科等领域广泛应用2 0 17年9月2 5日上午9时。在北京 协和医院的手术室内， 一名患者正在接 受一台 “特殊” 的肾部分切除手术： 给他 进行手术操作的不是医生本人， 而是通 过医生控制的手术机器人 “达芬 奇” 。 “达芬奇手术机器人的正式名称应 为 内窥镜手术器械控制系统 ， 它在 19 9 9年诞生于美国。2 0 0 0年，达芬奇 被美国药监局正式批准投入使用， 成为 全球首套可以在腹腔手术中使用的手术 机器人， 为手术机器人研发和应用打开 了一个新局面。 ” 北京协和医院泌尿科副 主任医师谢燚介绍， 目
4、前，“达芬奇” 是在 全球范围内应用最广泛的手术机器人， 代表着当今手术机器人最高水平。 在过去， 即使资深的医生也要在手 术台前站立2到3个小时才能完成这台 手术， 但今天的主刀医生却轻松很多， 他 只需要坐在机器人控制台前， 通过3D 目 镜、 借助遥控手柄， 即可进行各项精细操 作。而且手术时间也大大缩短， 只需要1 个半小时左右。 “传统的肾部分切除手术， 需要在患 者身上开一个2 0厘米长的切口， 如今， 有了 达芬奇 帮忙， 只需要在患者身上 打几个小洞， 便可完成切割、 缝合等操 作。 ” 谢燚说， 这不仅意味着能够减少术 中出血， 还可以大大减少创面， 有助于患 者的术后恢复。
5、 北京协和医院借助 “达芬奇” 完成的 这台手术， 是我国手术机器人迅速普及 的一个缩影。 早在2 0 0 6年， 第一台手术机器人被 引进到中国开展手术， 如今， 我国已有几 十家医院引进了手术机器人。“由于手术 机器人特别适合做一些空间狭小的手 术， 特别是前列腺癌的手术， 还有一些需要精细缝合的手术， 所以最开始泌尿外 科用手术机器人做的手术最多。后来， 手术机器人又逐渐在肝胆胰外科、 胃肠 外科、 妇产科等其他领域普及。 ” 谢燚 介绍。 数据显示， 2 0 0 6年至2 0 16年10年 间， 我国使用达芬奇机器人累计完成手 术40 8 9 6例。其中泌尿外科占40 %， 普 外科占
6、 32 % ， 胸外科占 12 % ， 妇产科占 11%。仅2 0 16年， 我国大陆就累计完成 达芬奇机器人手术17 9 7 9例。目前， 全 球单机手术量排名前三的达芬奇机器人 都在中国。 在谢燚看来， 在科技水平不断提高 的今天， 手术机器人发展拥有良好的前 景。目前， 我国已陆续出台了多个战略 规划和支持政策促进机器人产业的健康 和快速发展， 包括 中国制造2 0 2 5 机 器人产业发展规划 （2 0 162 0 2 0年） 等， 其中医用机器人是重要的一部分。 “作为机器人的一种， 手术机器人在 传感、 控制、 交互等技术方面都有着无限 的创新空间， 手术机器人时代正在来 临。 ”
7、 谢燚表示。精度高、 创伤小、 恢复快， 将 微创手术做到极致“远远超过人类的操作精度。 ” 在谈 到手术机器人相比人类外科医生的优势 时， 谢燚这样表示。 在外科手术中， 切口大意味着损伤 大、 出血多、 感染风险高。缩小手术切 口、 降低手术风险， 是外科手术医生一直 追求的目标。而操作精度极高的手术机 器人， 在控制切口方面拥有天然优势。 “就拿 达芬奇 来说， 它外形酷似章 鱼， 由外科医生控制台、 三维高清成像系 统和配有四条机械臂的手术系统三部分 组成。与人的手臂一样，达芬奇 的手 臂也有肩、 肘、 腕三个关节， 能完成上下、 前后、 自由运动与仿真手腕的左右、 旋 转、 开合、
8、末端关节弯曲共7种动作。它的前臂可脱卸， 能根据需要安装剪刀、 钳 子、 持针器等不同功能的 手 ； 而它的腕 关节比人的手腕更加灵活， 不仅能自由 旋转540度， 还能在手腕向下弯曲9 0度 后， 再自由旋转540度。 ” 谢燚介绍，“因 此，达芬奇 的机械臂比人手灵活很多， 只要接到指令， 它就可以在狭小的空间 内实现精确操作。 ” “对手术精度要求极高的前列腺手 术就是一个典型例子。前列腺位于尿道 和膀胱接口处， 部位很深， 传统的开放手 术需要很大的切口， 但利用机器人手术 只需开几个1厘米左右的小孔， 出血量 一块纱布就能搞定。 ” 谢燚告诉记者， 在 美国， 目前超过9 0 %的前
9、列腺癌根治切 除术由机器人辅助完成。 “因为创伤较小、 操作精确， 用手术 机器人做手术， 绝大多数病人不需要输 血， 还能更好地保护周围脏器， 住院时间 也相对缩短了， 甚至可以今天做手术， 明 天就出院。 ” 谢燚介绍。 另外， 在外科手术中水平再高的医 生长时间工作也会疲劳， 难免产生手部 颤抖， 影响手术精度和质量。而手术机 器人则不会有情绪变化、 也不会疲劳。 因此， 它可以将微创手术做到极致， 这一 优点， 进一步提高了其手术时的精准度 和成功率。 手术机器人的优点还远不止这些。 目前国内使用的手术机器人一般配 备有放大多倍的三维成像系统， 能为主 刀医生提供高清晰全方位的立体手术
10、视 野， 即便在窄小的空间之中， 也能看得很 清楚， 三维影像还能弥补传统手术中二 维影像欠缺的距离感， 为主刀医生创造 钻进患者肚子的 “即视感” ， 降低手术 难度。 此外， 传统手术过程中， 医生需要做 很多防护措施， 既影响视线， 也影响手 感， 在某些突发状况下， 可能根本无法防 范感染。而机器人手术过程完全处于患 者腹腔内， 基本能够防范病毒以血液和 体液方式传播， 保障医生安全。 随着技术发展， 手术机器人还在不 断进步。“以 达芬奇 为例， 第一代 达芬 奇 的操作区域范围很小， 如果想要继续 探究病人其他身体部位或者是身体更深 部位的病理情况， 要进行重新再定位， 而 现今新
11、一代的已经能够完美解决这一难 题， 操作范围可以到达身体的任何部位， 而且具有更广阔的视野、 更大的扩展性， 可以与一系列影像和机械技术无缝连 接， 帮助外科医生完成更为复杂和高难 度的手术。 ” 谢燚说。手术机器人不会完全取代 医生尽管手术机器人日趋成熟， 人们对 其安全性还是抱着怀疑甚至否定态度。 “电压不稳怎么办？ ”“机器出现故障 怎么办？ ” 这些担忧不无道理。美国食品药品 监督管理局的报告数据库中， 每年都会收到数百例达芬奇手术机器人的不良事 件报告， 这其中绝大多数是人为操作不 当， 但也有少数是机器故障而导致患者 受伤或死亡。 此外， 一些专家对手术机器人的有 效性也提出了质疑
12、。2 0 13年， 国际权威 医学期刊 美国医学会杂志 的一篇文章 指出， 与腹腔镜下全子宫切除术相比， 机 器人辅助手术的并发症并没有降低， 每 例手术的平均花费却要高出2 18 9美元。 “手术机器人并不是万能的， 做手术 就会有风险， 但目前为止， 国内还没有出 现过不良事件报告。 ” 谢燚表示， 手术机 器人配备有安全性设置，“机器人机械臂 设计模仿人手功能， 可自动滤除震颤， 一 秒钟可纠正上千次， 即便医生的手出现 轻微颤抖， 装有手术器械的机械臂也不 会抖动。 ” 谢燚解释道， 手术机器人设计 的紧急叫停和撤出等功能， 都能避免因 电压不稳、 停电等情况引发的故障。 谢燚更为关注
13、的是手术机器人目前 的技术限制。“现在国内使用的手术机器 人比早年使用的内窥镜进步了很多， 但 仍有不足之处， 其中之一在于缺乏触觉 反馈。 ” 医生在进行手术时， 通过接触病 人身体组织， 可以感受到自己对这个组 织施加的力， 还可以通过组织的软硬程 度， 对组织的性质做出判断。“例如， 进行 缝合时， 如果是手动缝合的话， 医生可以 感知到这个结打得紧不紧， 可是通过手 术机器人打结， 就不好判断这个结的松 紧程度。 ” 谢燚表示。 手术机器人的技术研发没有止步。 日前， 澳大利亚迪肯大学和哈佛大学联 手打造了一款新型手术机器人， 它所配 备的一项重要技术就是触觉反馈， 此项 技术将会大大
14、地提高手术的精准度。研 发团队表示， 该款机器人目前仍在实验 阶段， 但不久将应用到人体手术中。 “十年前， 没有一个患者敢于选择当 时的新技术腹腔镜手术。而现在， 在传 统的开放式手术和微创腹腔镜手术之 间， 患者大多选择后者。 ” 谢燚表示， 未来 将会有更多的人选择手术机器人。 “未来， 手术机器人可以实现远程手 术。我们可以把机器人放在偏远地区的 基层医院， 由医生远程操控， 使更多患者 享受到先进的医疗服务。 ” 谢燚表示， 这 也意味着， 未来北京三甲医院的医生可 以在北京为新疆、 西藏地区的病人做 手术。 另外一种技术上的进步， 将会在微 创上继续 “深挖” 。“现在我们还需要多
15、处 打孔进行手术， 未来也许只需要在患者 身上开一个小洞， 就可以进行全部手 术。 ” 谢燚表示。 不过， 谢燚认为手术机器人不管如 何进步， 改变的也只是手术的技术层 面。“手术机器人不会有人类的直觉和情 感， 而这些恰是病患需要的， 即便机器人 再进化， 人们还是需要医生。 ” “未来， 手术机器人可以解放医生， 分担医生的辛劳， 但永远不会完全取代 医生。 ” 谢燚说。奇妙科技海蜘蛛泵血 靠肠不靠心孕妇睡眠障碍与 早产风险存在关联黑猩猩也懂 “石头剪刀布”日本京都大学一个研究小组日前宣布， 黑猩猩也 能理解 “石头剪刀布” 这个游戏的胜负循环关系， 相当 于4岁儿童对该游戏的理解能力。
16、京都大学灵长类研究所等机构研究人员在国际学 术刊物 灵长类 新一期上报告说， 他们对7只黑猩猩 进行了 “石头剪刀布” 游戏的训练。研究人员首先用电 脑给它们展示了黑猩猩出 “石头剪刀布” 时不同手形的 图片， 如果它们选择触摸胜方手势图片， 就可以得到食 物奖励。经过约10 0天的训练， 其中5只黑猩猩能够 理解 “石头剪刀布” 3种手势的胜负循环关系。 研究小组再给它们展示人类玩 “石头剪刀布” 的手 势图时， 一开始黑猩猩判断正确率也不高， 但经过训练 它们也能取得几乎完美的成绩。 研究小组还分析了38 名3岁到6岁人类儿童玩这 个游戏的情况， 结果发现儿童能够完全理解 “石头剪刀 布” 之间胜负循环关系的年龄在4岁左右， 说明黑猩猩 理解复杂循环关系的能力和4岁儿童差不多。研究负 责人松沢哲郎教授说， 这项研究有助于理解人类认知 能力的进化过程。美国研究人员最新发现， 如果孕妇患有失眠、 睡眠 呼吸暂停等睡眠障碍， 其早产风险会增加。 通常情况下， 人类孕期在40周左右， 早产是指妊 娠不满37周的分娩
