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1、实用标准全球手术机器人的发展现状及前景机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体。主要用于心脏外科和前列腺切除术。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。第一代手术机器人已经用于世界各地的许多手术室中。这些机器人不是真正的自动化机器人，它们不能自已进行手术，但是它们向手术提供了有用的机械化帮助。这些机器仍然需要外科医生来操作它们并对其输入指令。这些手术机器人的控制方法是远程控制和语音启动。虽然说手术机器人比人手有一些优点，但是要用自动化的机器人在没有人参与的情况下对人体进行手术，还有很长的一段路要走。但是，随着
2、计算机能力和人工智能的发展，在本世纪将会设计出一种机器人，可以找出人体中的异常，进行分析并校正这些异常而不需要任何人指导。组成部件之所以将机器人引入医疗，是因为在微创手术中，它们可以实现对外科仪器前所未有的精准控制。目前为止，这些机器已经用来定位内窥镜、进行胆囊手术以及胃灼热和胃食管反流的矫治。机器人手术领域的最终目标是设计一种机器人，可以用来进行不开胸口的心脏手术。某制造商表示，仅在美国，机器人设备每年可以用于超过350万个医疗手术中。机器人。1、达芬奇手术系统2、ZEUS机器人手术系统3、AESOP机器人系统2000年7月11日，美国食品和药物管理局（FDA）批准了达芬奇手术系统，使其成为
3、美国第一个可在手术室使用的机器人系统。由IntuitiveSurgical公司开发的达芬奇系统使用的技术使外科医生可以到达肉眼看不到的外科手术点，这样他们就可以比传统的外科手术更精确地进行工作。价值1百万美元的达芬奇系统由两个主要部件组成：1、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。2、床旁机械臂系统：床旁机械臂系统(PatientCart)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
4、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。3、成像系统：成像系统(VideoCart)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。操作方法外科医生站在控制台边，离手术台几十厘米远，透过探视镜向里看，来研究病人体内
5、的照相机发送的3-D图像。图像显示的是手术点以及两个固定在上述两根杆端点上的手术仪器。像操纵杆一样的控制手柄，位于屏幕的正下方，外科医生用来操作手术仪器。每次操纵杆移动时，计算机就向仪器发送电子信号，仪器就和外科医生的手同步移动。另一个即将被FDA批准的机器人系统是ZEUS系统，由ComputerMotion公司制作，在欧洲已经可以使用。但是，无论是达芬奇系统还是ZEUS系统，用来进行手术计划的每一道程序都必须得到政府部门的批准。价值75万美元的ZEUS系统与达芬奇的装置类似。它有一个计算机工作站、一个视频显示器和控制手柄，用于移动手术台上安装的手术仪器。ZEUS系统目前在美国只被批准用于医疗
6、试验，而德国医生已经使用此系统进行了冠心病搭桥手术。ZEUS系统得到了自动化内窥镜定位（AESOP）机器人系统的协助。由ComputerMotion公司于1994年发布的AESOP是FDA批准使用的第一台可以用于手术室协助手术的机器人。AESOP比达芬奇系统和ZEUS系统要简单得多。AESOP基本上只是一个机械臂，用于医生定位内窥镜一种插入病人体内的外科照相机。脚踏板或声音软件用于医生定位照相机，这就让医生的手空出来继续进行手术。加拿大卡尔加利大学日前宣布，该校外科专家加内特萨瑟兰德博士带领的研究小组与研制航天飞机机械手的MDA公司合作，研制出名为“神经臂”的外科手术机器人系统。有关专家认为，
7、该系统将为外科手术带来变革，从而使显微手术产生革命性的突破。未来研究外科手术特别是神经外科手术，受到人手准确性的限制。发展于上世纪60年代的显微外科技术，使外科医生超越了人手精准、灵活和持久的极限，而“神经臂”系统则又极大地提高了外科手术的精准率，使外科手术水平从器官级发展到细胞级。利用该系统，外科医生可通过操纵计算机工作站，使“神经臂”与核磁共振图像仪协同作战，从而在显微尺度下使用器械从事微细手术。据研究人员介绍，“神经臂”需要与具有强磁场的核磁共振成像仪一起运行，它的开发是由包括医疗、物理、电子、软件、光学和机械工程师等的合作进行的。项目启动时，MDA公司的工程人员与卡尔加里大学外科医生一
8、起，确定了设计“神经臂”机器人的技术需求。由于医生和工程人员仅擅长于各自的专业，难以沟通，把外科术语翻成技术词汇面临很大的挑战。目前萨瑟兰德博士的研究小组正与卡尔加里卫生局、卡大医疗教育的教师合作开展一个培训项目，对将使用“神经臂”系统的外科医生进行培训。萨瑟兰德博士表示，他们不仅要研制“神经臂”机器人，还要为其设计一套医疗机器人教学大纲。他们希望这一新技术能够在世界范围得到应用。为实现这一目标，他准备更多地向学生和年轻专家宣传该技术，因为他们更推崇新技术，也是临床新技术应用的中坚力量。前景展望在现在的手术室，一般会有两到三名外科医生，一名麻醉师和几名护士，即使是最简单的手术也需要这么多人。大
9、多数外科手术需要将近十来个人在手术室。手术机器人全部都是自动化的，这会最大限度地减少操作人员。展望一下未来，外科手术可能只需要一名外科医生、一名麻醉师以及一到两名护士。在这个宽敞的手术室中，医生坐在手术室内或手术室外的计算机控制台前，使用手术机器人来完成以前需要很多人才能完成的手术。使用计算机控制台从稍远的地方进行手术开创了远程手术的概念，就是让医生从离病人很远的地方来进行精密的手术。如果医生不用站在病人的身旁进行手术，而是在离病人几十厘米远的计算机台旁远程控制机器人手臂，那么下一步将是从离得更远的位置来进行手术。如果可以使用计算机控制台来实时移动机器人手臂，则在加利福尼亚的医生就可以对身在纽
10、约的病人进行手术。远程手术的主要障碍就是医生手的移动和机器人手臂做出的反应之间的时间延迟。当前，医生必须与病人同在一室，以便机器人系统可以根据医生手的移动快速做出反应。手术室中人员的减少以及医生可以远距离对病人进行手术减少了医疗保健的费用。除了成本效益高之外，机器人手术还有比传统手术更优越之处，包括更加精确以及减少病人创伤。例如，心脏搭桥手术现在需要在病人的胸口“切开”一个30.48厘米长的切口。而如果使用达芬奇或ZEUS系统，可能是在胸口处做三个切口来进行心脏手术，每个切口直径仅有1厘米。因为外科医生做手术时切口非常小，而不是沿着胸口向下的很长的一个刀口，病人受的痛苦也会少一些、流血也会减少
11、，恢复的就快一些。机器人还使医生在长达几个小时的手术过程中节省了体力。外科医生在如此长的手术过程中会很疲惫，结果可能手会颤动。即使最稳定的人手也比不上手术机器人的手臂。达芬奇系统经过程序设定可对手的颤动这个缺点进行补偿，因此如果医生的手颤动，计算机会忽略此颤动，使机械臂保持稳定。达芬奇手术机器人治疗疾病的优势：一、达芬奇手术机器人拥有三维影像技术，可以向术者提供高清晰的三维影像，突破了人眼的极限，并且能够将手术部位放大10-15倍，使手术的效果更加精准。二、达芬奇手术机器人的机器手臂非常灵活，而且具有无法比拟的稳定性及精确度，能够完成各类高难度的精细手术。三、达芬奇手术机器人治疗疾病创伤非常小
12、，不需要开腹，手术创口仅在1厘米左右，大大减少了患者的失血量及术后疼痛，住院时间也明显缩短，有利于术后的康复。近年来，机器人不仅用于工业领域，在医疗系统也已得到推广应用。如大名鼎鼎的手术机器人（SurgicalRobot）的问世不过短短10年，但同样取得重大进展。目前，关于机器人在医疗界中的应用的研究主要集中在外科手术机器人、康复机器人、护理机器人和服务机器人方面。其中，外科手术机器人是目前应用范围最广且最具前景，其提供的强大功能克服了传统外科手术中精确度差、手术时间过长、医生疲劳、和缺乏三维精度视野等问题实际上，手术机器人是一组器械的组合装置。它通常由一个内窥镜（探头）、刀剪等手术器械、微型
13、摄像头和操纵杆等器件组装而成。据国外厂商介绍，目前使用中的手术机器人的工作原理是通过无线操作进行的外科手术，即医生坐在电脑显示屏前，通过显示屏和内窥镜仔细观察病人体内的病灶情况，然后通过机器人手中的手术刀将病灶精确切除（或修复）。这种被国外科学家命名为MIS的系统是设计一切手术机器人的基础。以目前各国医院使用中的达芬奇手术机器人为例，只要在病人皮肤表面开一个极小的口子，将探头塞进体内，即可观察到病人病灶所在位置，然后再用机器人手中的手术刀将其切除。DaVinciSi手术机器人手术此外，手术机器人还可做器官修补、血管吻合或骨磨削等需要十分精细的手术。近年来，手术机器人被用于做包括基因移植、神经手
14、术和远程手术等在内的各种重要手术，从而大大提高了危重病人的存活率。那么，这么厉害的手术机器人发展情况如何？有哪些研发公司？又有哪些细分领域？国内情况如何？未来将如何发展？别急，听我慢慢道来。新兴力量今年3月初，谷歌最新发布的一则通告显示，公司已同医疗器械公司强生达成合作协议，将共同研发一款机器人平台，来帮助医生们进行外科手术。据悉，这款机器人手术平台将有助于外科微创手术技术的的进步，解决病人诸如修疤、疼痛、恢复期漫长等方面的问题。谷歌将为这款机器人平台注入视觉系统和图像分析软件，能为外科医生提供更好的视觉空间，并帮助其获取其他相关信息。到了5月中旬的时候，博实股份公告，公司拟投资1亿元，设立全
15、资子公司博实高端医疗装备有限公司，同时拟通过博实股份或子公司投资微创外科手术机器人及智能器械项目。2015年7月31日的时候，东京工业大学和东京医科齿科大学创立的RIVERFIELD公司宣布，内窥镜手术辅助机器人“EMARO：EndoscopeMAnipulatorRObot”将于2015年8月上市。EMARO是主刀医生可通过头部动作自己来操作内窥镜的系统，无需助手（把持内窥镜的医生）的帮助。东京医科齿科大学生体材料工学研究所教授川嶋健嗣和东京工业大学精密工学研究所副教授只野耕太郎等人，从着手研究到EMARO上市足足用了约10年时间。其作为手术辅助机器人，首次采用了气压驱动方式。用自主的气压控
16、制技术，实现了灵活的动作，在工作中“即使接触到人，也可以躲开其作用力”（只野）等，可保证高安全性。与马达驱动的现有内窥镜夹持机器人相比，整个系统更加轻量小巧也是一大特点。该系统平时由主刀医生由头部的陀螺仪传感器来操作，发生紧急情况时，还可以手动操作。可利用机体上附带的控制面板的按钮来操作。它诞生的背景是，近年为取代对患者造成很大负担的开腹手术，使用内窥镜的低创手术日益普及，就是以“切个1日元硬币的口就可完成全部手术”（东京医科齿科大学理事兼副校长森田育男）为目标的疗法。其典型代表是从在患者腹部切开的小口插入钳子和内窥镜、切除癌症等的腹腔镜手术。作为手术辅助机器人代名词的美国直觉外科公司的“达芬奇系统（daVinciSurgi
