醫(yī)療機(jī)器人研究、應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

劉偉，趙瀟，傅揚(yáng)

1.湖北文理學(xué)院附屬醫(yī)院/襄陽(yáng)市中心醫(yī)院 設(shè)備處，湖北 襄陽(yáng) 441000；2.湖北文理學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441000

引言

機(jī)器人技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到集計(jì)算機(jī)、圖像、機(jī)械、材料、電子、仿生以及控制等多個(gè)學(xué)科為一體，在工業(yè)、軍事、農(nóng)業(yè)、建筑以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛運(yùn)用。在工業(yè)機(jī)器人誕生后，有學(xué)者考慮將機(jī)器人技術(shù)引進(jìn)到醫(yī)療手術(shù)中，手術(shù)機(jī)器人最早出現(xiàn)在1985年的神經(jīng)外科手術(shù)中，該機(jī)器人作為臨床活檢輔助設(shè)備被運(yùn)用，在機(jī)器人的輔助下醫(yī)生的治療操作更加精確[1]。新的定位技術(shù)MRI 在1995 年引入機(jī)器人輔助顯微外科手術(shù)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)有6 個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，使其機(jī)械臂更加靈活，且圖像更加清晰[2]。隨后通過內(nèi)鏡通道能夠?qū)颊唧w內(nèi)病變區(qū)進(jìn)行組織鑷、激光等操作的機(jī)器人系統(tǒng)NeuRobot 被研發(fā)出來(lái)[3]。2007 年Medtech 公司研發(fā)集導(dǎo)航定位、多模態(tài)圖像融合重建以及觸覺反饋等功能的ROSA 手術(shù)機(jī)器人輔助系統(tǒng)取得成功，并廣泛運(yùn)用到多種外科手術(shù)中[4]。機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，相較于傳統(tǒng)腹腔鏡手術(shù)，機(jī)器人手術(shù)因具有諸多優(yōu)勢(shì)受到了臨床醫(yī)生與患者的青睞，成為微創(chuàng)外科發(fā)展的重要方向[5-6]。本文旨在總結(jié)醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出存在的問題及未來(lái)的發(fā)展方向，以期為后續(xù)醫(yī)療機(jī)器人的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 醫(yī)療機(jī)器人的分類

醫(yī)療機(jī)器人是在機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)上融入醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、信息學(xué)等元素發(fā)展而來(lái)的，是集信息系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)以及影像系統(tǒng)為一體的醫(yī)療器械[7-8]。醫(yī)療機(jī)器人在國(guó)際市場(chǎng)上的產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2017 年的119 億美元增長(zhǎng)至2021 年的207 億美元，漲幅達(dá)73.9%。國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及相關(guān)政策的推動(dòng)下，得到快速發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模自2017 年起每年保持著30%的增長(zhǎng)速度，截止到2021 年全國(guó)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到79 億元，其中，醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)規(guī)模得到快速增長(zhǎng)，2021 年度達(dá)到52.5 億元，在國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比66.5%[9]，見圖 1～2。

圖1 國(guó)內(nèi)外醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)比圖

圖2 中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模圖

隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)也變得成熟起來(lái)，并在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中大放異彩。醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)的引入使得精準(zhǔn)、微創(chuàng)、差異化治療成為可能。以2017 年國(guó)內(nèi)使用醫(yī)療機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)數(shù)量為例，2017 年機(jī)器人手術(shù)案例量達(dá)到6069 萬(wàn)例，其中普外科、婦科、泌尿外科和骨科是使用醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人的重點(diǎn)科室，分別占比18%、13%、28%以及6%，占全年手術(shù)量的65%[10]，見圖3。

圖3 國(guó)內(nèi)使用醫(yī)療機(jī)器人手術(shù)類型圖

1.1 手術(shù)機(jī)器人

手術(shù)機(jī)器人類型多樣，尚未有統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，目前主流的劃分方式是根據(jù)臨床應(yīng)用的場(chǎng)景劃分為骨科手術(shù)機(jī)器人、腔鏡手術(shù)機(jī)器人、經(jīng)皮穿刺手術(shù)機(jī)器人、泛血管手術(shù)機(jī)器人、經(jīng)自然腔道手術(shù)機(jī)器人以及神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人；按操控方式可以劃分為被動(dòng)支撐手術(shù)機(jī)器人、協(xié)同操作手術(shù)機(jī)器人、主動(dòng)驅(qū)動(dòng)手術(shù)機(jī)器人以及主從遙控操作手術(shù)機(jī)器人。

骨科手術(shù)機(jī)器人、腔鏡手術(shù)器人以及神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人的研究較為成熟且臨床應(yīng)用也更多，本文以這3 種手術(shù)機(jī)器人為主要研究對(duì)象進(jìn)行分析。手術(shù)機(jī)器人作為一種先進(jìn)的智能醫(yī)療手段，能夠精準(zhǔn)地在人體血管、腔道和神經(jīng)分布密集的病變區(qū)域進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)，不僅能夠降低感染風(fēng)險(xiǎn)，還能夠有效縮短術(shù)后康復(fù)時(shí)間，極大提升患者術(shù)后的生活質(zhì)量[11]。

1.1.1 骨科手術(shù)機(jī)器人

第一個(gè)引入到脊柱外科手術(shù)的機(jī)器人是在2004 年通過美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）認(rèn)證的Spine Assist?半自動(dòng)系統(tǒng)機(jī)器人（Mazor Robotics），該機(jī)器人具有6 個(gè)自由度，主要用于胸腰椎螺釘位置的固定[12]。時(shí)隔7 年，該公司推出第二代名為Renaissance?的脊柱手術(shù)機(jī)器人，Renaissance?機(jī)器人在Spine Assist?的基礎(chǔ)上加以升級(jí)，升級(jí)后螺釘位置固定成功率提高到98.9%，這兩款機(jī)器人在世界范圍內(nèi)得到廣泛運(yùn)用[8]，隨后又出現(xiàn)了性能更為先進(jìn)的脊柱手術(shù)機(jī)器人：Mazor X、ROSA?Spine、Excelsius GPS?等脊柱類機(jī)器人。

在人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的手術(shù)中最具備代表性的機(jī)器人系統(tǒng)有第一代的ROBODOC，該機(jī)器人系統(tǒng)配置有規(guī)劃功能，能夠幫助臨床為患者選擇最符合的假體，匹配率較高，但因?yàn)槠渥陨砉收下瘦^高，術(shù)后易出現(xiàn)并發(fā)癥等問題已經(jīng)被臨床淘汰。目前更為先進(jìn)的關(guān)節(jié)手術(shù)機(jī)器人是MAKO 和NAVIO PFS 機(jī)器人系統(tǒng)，這兩款機(jī)器人均具有觸覺反饋裝置，能夠幫助醫(yī)生對(duì)力道進(jìn)行把控，更好地對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)治療。

國(guó)內(nèi)較為成功的通用型骨科手術(shù)機(jī)器人是2016 年得到國(guó)家藥品監(jiān)督管理局資質(zhì)認(rèn)證的天璣機(jī)器人，該機(jī)器人是世界范圍內(nèi)第一臺(tái)通用型骨科手術(shù)機(jī)器人，能夠在13 個(gè)不同身體部位進(jìn)行手術(shù)，且其在脊柱類手術(shù)中的定位精度方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平[13]。

1.1.2 腔鏡手術(shù)機(jī)器人

腔鏡技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)開放式手術(shù)來(lái)說(shuō)更具優(yōu)勢(shì)，腔鏡技術(shù)的出現(xiàn)開啟了手術(shù)微創(chuàng)化之路，但腔鏡技術(shù)存在相應(yīng)的缺陷和局限性，難以適用情況較為復(fù)雜的手術(shù)。為應(yīng)對(duì)這一情況，腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)隨之誕生。

第一臺(tái)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人于20 世紀(jì)80 年代初研制出，并應(yīng)用于泌尿外科手術(shù)，開啟了微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人時(shí)代[14]。經(jīng)過技術(shù)的革新與發(fā)展，腔鏡手術(shù)機(jī)器人研發(fā)最成功的是1999 年由美國(guó)直覺機(jī)器人公司研制的達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)，該機(jī)器人系統(tǒng)由控制臺(tái)、機(jī)械臂系統(tǒng)和成像系統(tǒng)3 個(gè)部分構(gòu)成[15]。隨著不斷發(fā)展，達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)已更新至第五代，目前應(yīng)用最廣的是第四代機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)打破傳統(tǒng)布局，將視野鏡頭和機(jī)械臂置于吊塔上，還可以根據(jù)術(shù)中情況將視野鏡頭與機(jī)械臂調(diào)換位置，這樣能夠更好地方便醫(yī)生操作。開放式手術(shù)、腔鏡手術(shù)兩種手術(shù)術(shù)后疤痕較大，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，患者對(duì)手術(shù)創(chuàng)傷面的微創(chuàng)化、美觀化的需求較高[16]，達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)是當(dāng)下微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人最具權(quán)威性的代表之一，攻克了傳統(tǒng)腹腔鏡的很多技術(shù)難題，截止到2019 年初，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)安裝4800 多臺(tái)，在手術(shù)機(jī)器人安裝方面處于領(lǐng)跑階段。國(guó)產(chǎn)腔鏡手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)還處于“嬰兒”階段[17]，目前較為成功的是“妙手”系列腔鏡機(jī)器人，該機(jī)器人系統(tǒng)已完成多項(xiàng)臨床手術(shù)，在膽囊摘除、胃癌根治等多項(xiàng)復(fù)雜案例中得以運(yùn)用，在未來(lái)可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。其他代表性的國(guó)產(chǎn)腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)還有“神刀華佗”“華鵲-II”等[11]。

與傳統(tǒng)腹腔鏡的設(shè)備和器械相比，腔鏡手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)在靈活性、精確性和穩(wěn)定性等方面擁有極其明顯的優(yōu)勢(shì)。此外，腔鏡機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)具有更大術(shù)野放大倍數(shù)，決定了其精細(xì)且靈活的操作特點(diǎn)，尤其是在狹窄空間內(nèi)，更能體現(xiàn)腔鏡手術(shù)機(jī)器人的優(yōu)越性能，這是傳統(tǒng)開放式手術(shù)以及腹腔鏡手術(shù)無(wú)法比擬的。因此，腔鏡機(jī)器人較適用于空間狹小、神經(jīng)豐富的手術(shù)情況。

1.1.3 神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人

Analysis on the Education Reform Approaches of “Growing-up Adult” in Higher Vocational Colleges——A Case Study of Hebei Tourism Vocational College________________________________LIU Zhanming,XU Xinguo et al 89

神經(jīng)外科手術(shù)對(duì)臨床醫(yī)生的操作熟練度要求極高，在保證操作精準(zhǔn)度的前提下患者才能得到有效救治，否則極易引發(fā)醫(yī)療事故甚至導(dǎo)致患者死亡[18]。機(jī)器人系統(tǒng)在定位精度、穩(wěn)定性等方面有著明顯的性能優(yōu)勢(shì)，因此神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人受到臨床一線人員的青睞。自1985 年誕生首款神經(jīng)外科機(jī)器人PUMA 后[4]，市面上陸續(xù)出現(xiàn)了Neuromate、ROSA Brain 和“睿米”等具有代表性的神經(jīng)外科機(jī)器人，這些機(jī)器人主要用于輔助臨床醫(yī)生進(jìn)行立體定向手術(shù)。其中，“睿米”機(jī)器人是由我國(guó)自主研發(fā)的神經(jīng)外科機(jī)器人，該款機(jī)器人主要用于腦外科手術(shù)定位，定位精度可達(dá)1 mm，并在腦出血、癲癇等疾病的治療中表現(xiàn)出優(yōu)異性能[19]。

1.1.4 遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療機(jī)器人

遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療機(jī)器人又稱異地手術(shù)機(jī)器人，遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)由主要控制部分、從機(jī)器人部分、感應(yīng)部分、接收部分、圖像處理部分以及顯示部分組成。醫(yī)生在主控制臺(tái)進(jìn)行操作，通過工具模擬器將動(dòng)作轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，由網(wǎng)絡(luò)傳輸至從機(jī)器人部分對(duì)患者進(jìn)行治療。隨著大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的快速發(fā)展，異地治療、遠(yuǎn)程手術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能并得以推廣。第一例運(yùn)用機(jī)器人輔助的遠(yuǎn)程手術(shù)是由2001 年美國(guó)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的膽囊切除手術(shù)，該手術(shù)的成功標(biāo)志著遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人時(shí)代拉開序幕[20]。但局限于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的不足，遠(yuǎn)程手術(shù)過程中存在畫面延遲、信息數(shù)據(jù)傳遞不流暢等問題，嚴(yán)重制約了遠(yuǎn)程手術(shù)醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)的普及。

目前，第五代通信技術(shù)（5G）已經(jīng)得到全面普及，其峰值數(shù)率最高為20 Gbps，傳播速率一般在10 Gbps，以往的網(wǎng)絡(luò)延遲等問題得到根本上的解決，這對(duì)互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展起到促進(jìn)作用，遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)由此迎來(lái)快速發(fā)展。世界第一例基于5G 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程式人體手術(shù)——腸道腫瘤切除術(shù)的成功實(shí)踐正式拉開5G 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程會(huì)診、治療的序幕。國(guó)內(nèi)首例遠(yuǎn)程手術(shù)是由海南神經(jīng)外科專家通過5G 網(wǎng)絡(luò)對(duì)帕金森病患者進(jìn)行“腦起搏器”植入操作，此次案例填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程式手術(shù)的技術(shù)空白[21]?；?G 網(wǎng)絡(luò)的骨科手術(shù)機(jī)器人在醫(yī)療行業(yè)內(nèi)的“一對(duì)多”模式中表現(xiàn)優(yōu)異。2019 年，北京積水潭醫(yī)院的專家通過5G 網(wǎng)絡(luò)操縱機(jī)器人同時(shí)對(duì)浙江、山東兩名骨科患者進(jìn)行手術(shù)并取得較好的治療效果；同年，北京同時(shí)連線新疆、河北、天津進(jìn)行“一對(duì)三”遠(yuǎn)程骨科會(huì)診、治療，國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程手術(shù)發(fā)展取得重要突破[22]。同年，新型冠狀病毒肺炎在世界范圍內(nèi)傳播，該病毒傳染性極強(qiáng)，致死率極高，嚴(yán)重威脅人民及醫(yī)務(wù)人員的生命安全，超聲及影像設(shè)備能夠幫助臨床更好地獲取疑似病例患者的情況，5G 遠(yuǎn)程超聲機(jī)器人系統(tǒng)孕育而生，有效地保護(hù)了醫(yī)務(wù)人員的生命安全[23]。有資料顯示，第六代通信網(wǎng)絡(luò)（6G）已經(jīng)開啟研發(fā)準(zhǔn)備工作，6G 的傳輸能力可提高至1000 Gbps，是現(xiàn)有5G 的100 倍，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)延遲也會(huì)從現(xiàn)有的ms 級(jí)降低到μs 級(jí)，真正意義上實(shí)現(xiàn)“面對(duì)面”交流[21-22]，為異地診斷、操作提供了必要的技術(shù)支撐。此外，量子通信、VR 等先進(jìn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這將徹底顛覆現(xiàn)有醫(yī)療模式，遠(yuǎn)程醫(yī)療模式、遠(yuǎn)程機(jī)器人系統(tǒng)將會(huì)得到全面普及。

1.2 康復(fù)機(jī)器人

康復(fù)機(jī)器人的出現(xiàn)能夠?qū)⑨t(yī)務(wù)人員從繁雜、重復(fù)的訓(xùn)練任務(wù)中解放出來(lái)，降低醫(yī)務(wù)人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)會(huì)詳細(xì)記錄患者的生理以及訓(xùn)練強(qiáng)度等指標(biāo)，這樣可以為臨床提供數(shù)據(jù)從而制定更科學(xué)、更符合患者且具有針對(duì)性特點(diǎn)的康復(fù)訓(xùn)練方案，幫助患者早日回歸正常生活[24]?？祻?fù)機(jī)器人是在康復(fù)醫(yī)學(xué)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)的輔助治療性機(jī)器人系統(tǒng)，能夠輔助患者進(jìn)行認(rèn)知言語(yǔ)、運(yùn)動(dòng)行走等方面的康復(fù)訓(xùn)練。市面上的康復(fù)機(jī)器人主要有肢體康復(fù)、全身康復(fù)兩種類型，臨床主要用康復(fù)機(jī)器人對(duì)患有腦癱、帕金森病、孤獨(dú)癥以及腦卒中等疾病導(dǎo)致的功能障礙的患者進(jìn)行治療，研究表明使用機(jī)器人對(duì)患者進(jìn)行科學(xué)有效的治療后可以有效提升患者生活質(zhì)量[25]。20 世紀(jì)80 年代末期第一款概念性康復(fù)機(jī)器人Handy1 的出現(xiàn)開創(chuàng)了康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域新局面，隨后有性能更好的康復(fù)機(jī)器人被研發(fā)并投入市場(chǎng)，具代表性的有Armeo Power、SPAR、ReStore、Novo Skeleton 等[26]。2000 年國(guó)內(nèi)第一款神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)誕生，隨后多個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)相繼研究康復(fù)機(jī)器人并取得多項(xiàng)研究成果，但大多研發(fā)的康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)仍處于臨床試驗(yàn)階段，尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，還有較長(zhǎng)的路要走。

1.3 社會(huì)輔助機(jī)器人

社會(huì)輔助機(jī)器人本質(zhì)上是通過科技手段對(duì)無(wú)法自主生活的人群進(jìn)行干預(yù)，對(duì)日常生活提供一定的幫助，實(shí)現(xiàn)生活護(hù)理、情感陪護(hù)以及康復(fù)鍛煉等目標(biāo)。全球正面臨著人口老齡化的問題，隨著時(shí)間的推移，大多數(shù)老年人的部分自主生活能力會(huì)弱化甚至喪失，這就需要投入大量的人力及醫(yī)療資源對(duì)這類人群進(jìn)行照顧，社會(huì)輔助機(jī)器人的出現(xiàn)大大緩解了醫(yī)療資源不足的情況。Resyone 輔助機(jī)器人可以從電動(dòng)輪椅切換至單人床模式，如此可以解決患者行動(dòng)不便的問題，僅需一個(gè)陪護(hù)人員就可以完成多項(xiàng)陪護(hù)任務(wù)[27]。針對(duì)患有孤獨(dú)癥或經(jīng)常感到孤獨(dú)的群體，社交機(jī)器人是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，除了負(fù)責(zé)患者的日常生活，還能夠與患者進(jìn)行情感交流，有文獻(xiàn)顯示使用過此類機(jī)器人的患者群體會(huì)更愿意走出家門與人交流[28]。國(guó)內(nèi)最早開始社會(huì)輔助機(jī)器人研究是在1990 年，5 年后清華大學(xué)研發(fā)出一款針對(duì)高位截癱患者的護(hù)理機(jī)器人，隨后社會(huì)輔助類機(jī)器人在我國(guó)得到深入研究，天津哈士奇機(jī)器人的出現(xiàn)標(biāo)志著我國(guó)社會(huì)輔助類機(jī)器人技術(shù)進(jìn)入新的時(shí)代[28]。

2 醫(yī)療機(jī)器人優(yōu)勢(shì)、局限性及發(fā)展趨勢(shì)

2.1 醫(yī)療機(jī)器人優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)開放式手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)相比較，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)在術(shù)中立體化視野、消除人為抖動(dòng)以及精細(xì)化操作等方面的優(yōu)勢(shì)顯著，經(jīng)機(jī)器人輔助后手術(shù)時(shí)間明顯減少[29-30]，系統(tǒng)自帶的智能操作功能能夠增強(qiáng)操作者的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)安全、可靠以及可重復(fù)的治療。機(jī)器人手術(shù)具有創(chuàng)口小、恢復(fù)快、感染率低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)能加強(qiáng)臨床醫(yī)生應(yīng)對(duì)復(fù)雜手術(shù)的能力。根據(jù)目前手術(shù)機(jī)器人已完成的治療案例來(lái)看，患者術(shù)后并發(fā)癥明顯減少，術(shù)后恢復(fù)情況以及生活質(zhì)量均有改善。以子宮內(nèi)膜癌患者為例，用機(jī)器人手術(shù)的圍手術(shù)期指標(biāo)（體質(zhì)指數(shù)＞30 kg/m2）與傳統(tǒng)方式進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明用機(jī)器人手術(shù)的患者的中轉(zhuǎn)開腹率更低、平均住院時(shí)間更短，且清掃淋巴結(jié)數(shù)量明顯增加[29]。從人體學(xué)角度來(lái)看，手術(shù)機(jī)器人的引入不僅能為主刀醫(yī)生提供舒適的手術(shù)環(huán)境，還能夠延長(zhǎng)其職業(yè)生涯。有文獻(xiàn)表明在同種類手術(shù)中，機(jī)器人手術(shù)同腹腔鏡手術(shù)相比，手術(shù)機(jī)器人可以明顯降低外科醫(yī)生的學(xué)習(xí)難度并縮短周期，如同類的腹腔鏡手術(shù)，新手從開始到能夠獨(dú)立自主且熟練操作需要大約40～90 例患者，而從剛開始使用機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)到完全掌握僅需要15～25 例患者[30]。以上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院用機(jī)器人開展的甲狀腺手術(shù)為例，經(jīng)過35 例后，新手手術(shù)臨床操作能力明顯增強(qiáng)，80 例后手術(shù)時(shí)間基本保持穩(wěn)定，相較傳統(tǒng)手術(shù)方式用時(shí)更短[31]。

2.2 醫(yī)療機(jī)器人局限性

醫(yī)療機(jī)器人的結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，需要特定環(huán)境進(jìn)行安裝，不僅生產(chǎn)成本極其昂貴，安裝后維護(hù)費(fèi)用、人力成本也居高不下，必然會(huì)導(dǎo)致患者就醫(yī)成本的大幅增加。目前醫(yī)療機(jī)器人在世界范圍內(nèi)相對(duì)其他醫(yī)療設(shè)備來(lái)說(shuō)安裝率較低且分布不均勻，大多數(shù)已安裝的醫(yī)療機(jī)器人分布在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)領(lǐng)先的發(fā)達(dá)國(guó)家，發(fā)展較為落后的國(guó)家或地區(qū)因?yàn)獒t(yī)療機(jī)器人的造價(jià)昂貴、維護(hù)成本極高以及患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)較重等原因難以安裝，導(dǎo)致醫(yī)療機(jī)器人很難短時(shí)間內(nèi)在世界范圍內(nèi)全面推廣。受限于科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)有的醫(yī)療機(jī)器人大多需要人為干預(yù)，自動(dòng)化、智能化程度較低，導(dǎo)致現(xiàn)有醫(yī)療機(jī)器人的功能較為單一，只能在一定程度上降低臨床醫(yī)生的工作強(qiáng)度。在手術(shù)過程中，醫(yī)生雖然全程參與救治，但直接與患者接觸的卻是機(jī)器人，機(jī)器人尚不具備人類的情感和“自主意識(shí)”，只是單一執(zhí)行人類給予的指令，這就意味著當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)故障時(shí)可能會(huì)直接危害患者的生命[32]。

2.3 發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)有無(wú)創(chuàng)技術(shù)大多是基于人體自然腔道進(jìn)行手術(shù)，限制因素較多，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)在微創(chuàng)方面還有較長(zhǎng)的路要走。目前常規(guī)的腔鏡手術(shù)機(jī)器人一般需要2～4 個(gè)創(chuàng)口才能完成手術(shù)，最先進(jìn)的達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)僅需要一個(gè)創(chuàng)口[33]，在后續(xù)發(fā)展過程中會(huì)繼續(xù)朝著微創(chuàng)甚至無(wú)創(chuàng)的方向前進(jìn)。納米機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)將使無(wú)創(chuàng)手術(shù)大范圍普及成為可能，目前已有科學(xué)團(tuán)隊(duì)開啟納米機(jī)器人對(duì)癌癥治療的試驗(yàn)階段，通過DNA 折紙技術(shù)將治療癌癥的藥物通過納米機(jī)器人運(yùn)輸?shù)讲∽儏^(qū)域從而達(dá)到殺死癌細(xì)胞的目的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明殺死癌細(xì)胞的成功率比傳統(tǒng)藥物治療的效果更好[34-35]。微型化、微創(chuàng)化將會(huì)是手術(shù)機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)方向。此外，現(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的成像系統(tǒng)與人體實(shí)際組織匹配精度尚不完善，尤其是在人體的軟組織方面進(jìn)行空間匹配耗時(shí)較長(zhǎng)、難度較高，需要運(yùn)用先進(jìn)的圖像分割、重建設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)匹配[36]，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)與超聲、磁共振等成像方法相結(jié)合會(huì)是未來(lái)的重要發(fā)展方向之一。最后，臨床醫(yī)生在手術(shù)過程中通常會(huì)通過觸診來(lái)判斷，而醫(yī)療機(jī)器人從誕生起就缺乏力觸覺反饋裝置，增加了臨床醫(yī)生在救治過程中的風(fēng)險(xiǎn)，限制了醫(yī)療機(jī)器人的進(jìn)一步發(fā)展[37]，這將是醫(yī)療機(jī)器人在后續(xù)發(fā)展過程中需要考慮的重要因素之一。

3 總結(jié)與展望

醫(yī)療機(jī)器人在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中扮演著越來(lái)越重要的角色，它的出現(xiàn)極大程度提高手術(shù)成功率，降低醫(yī)療工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快患者術(shù)后康復(fù)進(jìn)度，提升患者的生活質(zhì)量。在未來(lái)，醫(yī)療機(jī)器人會(huì)隨著科技的進(jìn)步得到進(jìn)一步發(fā)展，在不違背“機(jī)器人準(zhǔn)則”的情況下獲得更多的“自主權(quán)”，更好地服務(wù)人類。隨著醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人在某些方面的性能可能會(huì)超過人類的極限，當(dāng)醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)高度成熟時(shí)有望“自主”完成一部分醫(yī)療救治；其次，醫(yī)療機(jī)器人將具備更高的協(xié)作能力、可靠性能、集成化程度，在人機(jī)交互方面會(huì)實(shí)現(xiàn)觸覺、視覺方面的交互反饋，使臨床交互更快捷且自然。綜上所述，手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的引入極大地推進(jìn)了現(xiàn)代醫(yī)療的發(fā)展，對(duì)人類有著重要意義，但在運(yùn)用尖端醫(yī)療技術(shù)時(shí)不能忽視其帶來(lái)的倫理風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)盡早制定好行業(yè)規(guī)范來(lái)應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)識(shí)到一切先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)必須堅(jiān)持服務(wù)于人類，對(duì)醫(yī)療行業(yè)發(fā)展起到積極正面的促進(jìn)作用。