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外科機器人技術(shù)是對傳統外科手術(shù)的又一次挑戰,正在掀起又一次微創(chuàng )外科技術(shù)***的新浪潮。根據目前臨床使用的情況,總結了如下外科機器人的分類(lèi)。
1.被動(dòng)式機器人被動(dòng)式機器人系統的動(dòng)力能源完全來(lái)自于外科醫生,系統能提供有關(guān)手術(shù)器械與操作定位的信息。在手術(shù)操作困難的部位,被動(dòng)式機器人可以幫助醫生導入的器械,如腔鏡固定器等設備。
2.半自動(dòng)和協(xié)同機器人半自動(dòng)機器人是指部分功能自動(dòng)化,而其余功能仍靠醫生操控的裝置,如 腔鏡輔助機器人系統(LARS),其具有4級可調活動(dòng)度的機械臂,可安裝*或者是回收裝置,并裝有 控制力量大小和扭矩的傳感器。該裝置依靠手術(shù)者來(lái)操作,但是當力量超過(guò)一定上限,如身體組織的承受力時(shí),機器就會(huì )停止操作直到操作者恢復正確的操作。
3.主動(dòng)式機器人是一種帶有動(dòng)力的裝置,可不依賴(lài)醫生指令來(lái)完成其相關(guān)功能。這類(lèi)機器人一般是為了一些特定區域的而創(chuàng )制,使用較為安全。
4.持鏡機器人在腹腔鏡手術(shù)中,常需有助手持鏡,常常會(huì )使鏡頭不穩定、定位不準確、鏡頭旋轉 而影響手術(shù)者判斷和操作。1994年研制成功的協(xié)助腹腔鏡手術(shù)的內鏡自動(dòng)鏡頭調節系統(AESOP)是持 鏡機器人系統,具有聲控指令系統,即內鏡自動(dòng)定位聲控機械手(voice-controlled robotic arm)。該系統成 功地取代了持鏡助手,使單人手術(shù)成為可能。
5.矯形外科機器人矯形外科手術(shù)的目標位置比較固定,特別適合使用自動(dòng)化程序。矯形外科使用機器 人有以下優(yōu)點(diǎn).:減少醫源性損傷,更精細的骨質(zhì)鉆孔,比如髓內釘手術(shù)中輔助術(shù)者進(jìn)行髄內釘遠端鎖孔的操 作,改善骨與假體的連接,獲得更好地長(cháng)期效果。如Robodoc系統主要應用于全髖置換術(shù)、半髖置換術(shù)、膝關(guān)節置換術(shù)。其切割、骨面打磨及調整骨接觸面積均較人工精確。此外,還有如Orthodoc系統等。
6.神經(jīng)外科機器人最早的神經(jīng)外科機器人只被用作定向工具,而今具有動(dòng)力驅動(dòng)、計算機輔助、 影像***功能的機器人系統已廣泛應用于神經(jīng)系統的定位和***。如Minerva是一臺通過(guò)CT影像系統來(lái) ***的神經(jīng)外科機器人。NenroMate也是一臺神經(jīng)外科機器人***系統,系統能在術(shù)前將患者的CT、MRI 資料或其他個(gè)休化信息進(jìn)行分析處理,建立一個(gè)坐標系統,使機器人能夠在手術(shù)時(shí)鎖定患者手術(shù)部位。
7.泌尿外科機器人經(jīng)尿道前列腺切除術(shù)(TURP)可在內鏡引導下用電刀來(lái)完成。使用自動(dòng)化可提 高TURP手術(shù)精度。Probot是一種帶驅動(dòng)、有影像***、由計算機控制的進(jìn)行TURP操作的機器人。計算 機通過(guò)特殊的軟件將超聲的影像重建前列腺的三維影像,再由醫生來(lái)決定切除部位。外科醫生在工作臺上 可監控整個(gè)操作過(guò)程,并可以不斷調整切割參數,也可以隨時(shí)停止操作。如果系統發(fā)生錯誤,外科醫生可 以接著(zhù)完成手術(shù)。Probol具有很好的精確性和安全性。
8.主-從式機器人是一種有自身動(dòng)力、由電腦控制的裝置,但它不能自動(dòng)完成任務(wù),而要完全依靠醫生的操控,因此,醫生是“主”,機器人是“從”。醫生坐在控制臺前,機器人手臂被安 放在忠者的手術(shù)野中。這種方式也被稱(chēng)為遙控操作,即主、從兩者分隔一定距離,但通過(guò)數據線(xiàn)纜相互溝通在控制臺上,醫生通過(guò)一個(gè)顯示器來(lái)觀(guān)察手術(shù)野,用手操作的不是手術(shù)器械而是機械傳感器,醫生的動(dòng)作通過(guò)操控臺傳給機械臂,機械臂相應地操作各種器械如穿刺針、鑷子、剪刀以及攝像鏡頭。主、從單元間的距離可以是幾米遠,也可以是幾千公里。
與傳統的腹腔鏡或胸腔鏡相比,該系統有其獨特的優(yōu)勢,如手術(shù)者控制著(zhù)穩定的攝像鏡頭平臺,擺脫了對持鏡助手的依賴(lài);手術(shù)野能以一個(gè)三維圖像呈現給手術(shù) 者;機器人設備有更大的活動(dòng)空間,使得其功能更接近人手;由于有動(dòng)作縮減和濾顫功能,使操作提商了 精確性,并消除人手的顫動(dòng),動(dòng)作范圍可以限定;腔鏡專(zhuān)用心表固定器(endoscopic stabilizer),則可使在 跳動(dòng)的心臟上完成腔鏡下冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù);操作臺為手術(shù)者提供了更好的操作環(huán)境。故機器人的功能 大大地增強了微創(chuàng )外科、特別足顯微外科的精細性和靈巧性。然而,主-從機器人仍有明顯的局限性,最主要的是缺乏觸覺(jué)反饋系統,使得組織的切開(kāi)和縫合的力度只能依靠視覺(jué)的判斷,其次是硬件設備體積太大,可供使用的設備太少。
da Vind (達芬奇)機器人系統和Zens (宙斯)機器人系統是最為著(zhù)名的主-從式機器人系統。主-從式遙控系統越來(lái)越高的精細度和***度,使其逐漸被腹部微創(chuàng )外科所接受。最早在1997年由早 版的da Vinci系統完成膽囊切除術(shù),繼而,Zeus及da Vinci系統,都被廣泛應用于腹部外科、胸心外科、 婦產(chǎn)科和泌尿外科。
在普通外科的應用有:膽襄切除術(shù)、Nissen胃底折疊術(shù)、賁門(mén)括約肌切開(kāi)術(shù)、闌尾切 除術(shù)、胃切除術(shù)、腹股溝疝修補術(shù)、治療肥胖的胃減容術(shù)、腰交感神經(jīng)節切除術(shù)、遠端胰腺切除術(shù)、H空 腸吻合術(shù)、胃造瘺術(shù)、幽門(mén)成形術(shù)、結腸切除術(shù)、直腸癌前切除術(shù)、脾切除術(shù)和髂-股動(dòng)脈、腹主動(dòng)脈-股 動(dòng)脈旁路手術(shù)等。婦產(chǎn)科的應用包括:子宮切除術(shù)、子宮肌瘤切除術(shù)、輸卵管再通術(shù)等。泌尿外科的應用有:腎切除術(shù)、膀胱切除術(shù)、前列腺切除術(shù)、腎囊腫切除術(shù)、腎盂成形術(shù)、輸尿管成形術(shù)、輸尿管切開(kāi)取 石術(shù)、睪丸固定術(shù)、膀胱頸懸吊術(shù)、腎上腺切除術(shù),以及盆腔淋巴結清掃等。胸心外科的應用包括肺葉切 除術(shù)、肺腫瘤局部切除術(shù)、肺大皰切除術(shù)、膈神經(jīng)松解術(shù)、交感神經(jīng)切除術(shù)、胸腺切除術(shù)、縱隔腫瘤切除 術(shù)、食管端端吻合術(shù)、房間隔缺損修補術(shù)、二尖瓣或三尖瓣成形術(shù)、二尖瓣置換術(shù)和體外循環(huán)心臟停跳及 非體外循環(huán)心臟不停跳冠脈旁路移植術(shù)等。
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