应用、伦理与前沿

手术机器人

手术机器人,是指用机器人操控的器械来帮助外科医生做手术,通常是经由几个微小的切口、而不是一道大口子来完成。医生并不是把控制权交给机器;相反,他坐在几步之外的控制台前,看着放大的体内视频,移动两个手柄。机器人用几只末端带着器械的细长机械臂,把这些手部动作复制到病人体内——于是医生的手留在体外,而干活的器械尖端在体内移动。

这一切的目的,是让微创手术——经由小小的入口、而非一道大切口来手术——做起来更容易、更稳。有两个窍门让机器人胜过单凭一双人手。第一是动作缩放:医生在控制台上移动几厘米,器械尖端只移动几毫米,从而获得精细而放大了的控制。第二是震颤过滤:系统悄悄地把每个人手上那点天生的微小抖动抵消掉,让器械尖端稳如磐石。器械的“腕部”还能像直握的手持器械所做不到的那样弯折,从而在体内绕过转角去操作。

由于医生和病人是通过机器、而不是通过直接的触碰联系在一起的,这其实是一种遥操作——远距离操控一台机器人,哪怕这段距离只是隔着一间手术室。代价是实实在在的:设备非常昂贵,准备过程费时,而且医生会失去那种天然的触觉(称为力触觉反馈),只能主要靠眼睛去判断组织被推压的力道。一旦做得好,对病人的好处就是伤口更小、出血更少、恢复更快。

医生在控制台上把手柄转动 6 厘米;动作缩放把它压缩成器械尖端 6 毫米的转动,而震颤过滤又抹去了手部天生的抖动,于是缝合线正好落在目标点上。

动作缩放加上震颤过滤,把一双普通的手变成了超精密的器械。

如今大多数手术机器人是辅助性的、而非自主的:每一个动作都由医生实时驱动,机器人只是对这些动作做过滤和缩放——它并不会自己决定该往哪里下刀。

又称
robot-assisted surgery机器人辅助手术機器人輔助手術