达芬奇手术机器人.ppt

外科手术机器人 贡会源 外科手术机器人的历史 1994年美国ComputerMotionAesop机器人1996年美国IntuitiveSurgicalDaVinci系统机器人1998年美国ComputerMotionZeus系统机器人 DaVinci系统机器人 灵感源于 达芬奇机器人 Leonardo srobot 是由达芬奇大约于1495年所设计的仿人型机械 达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为基础 IntuitiveSurgical公司随后与IBM 麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开发 达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台 其设计的理念是通过使用微创的方法 实施复杂的外科手术 DaVinci系统机器人 1996年第一代DaVinci系统机器人2006年第二代DaVinciS系统机器人2009年第三代DaVinciSi系统机器人2014年第四代DaVinciXi系统机器人 DaVinciS系统机器人 DaVinciSi系统机器人 DaVinciXi系统机器人 达芬奇机器人的组成 达芬奇机器人由三部分组成 外科医生控制台 床旁机械臂系统 成像系统 外科医生控制台 外科医生控制台是达芬奇机器人系统的控制中心 由计算机系统 监视器 控制手柄 脚踏控制板及输出设备组成 外科医生控制台的操作者坐在消毒区域以外 通过使用控制手柄来控制手术器械和立体腔镜 术者通过双手动作传动手术台车上仿真机械臂完成各种操作 从而达到术者的手在患者体内做手术的效果 同时可通过声控 手控或踏板控制腹腔镜 术者双脚置于脚踏控制板上配合完成电切 电凝等相关操作 达芬奇机器人系统让术者在微创的环境里可以达到开放手术的灵活性 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 15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 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 手术室各种装置的摆放示意图 术中体位的摆放 手术切口的选择 术中机械臂的放置 机械手臂的自由度 机械手可以模拟人手各种操作 动作的自由度高达7度 包括臂关节上下 前后自由运动与仿真手腕的左右旋转 开合 末端关节弯曲共7种动作 可作沿垂直轴360 和水平轴270 旋转 且每个关节活动度大于90 尤其在进行深部操作时 机械手动作灵活 体积小巧 与开放手术的人手操作相比具有显著优势 机械手臂特点 由于达芬奇机器人的机械手拥有7个自由度 具有人手无法企及的精确性 达芬奇 还可以过滤人手的抖动 使得手术可以更精细 此外 机器人手术还具有移动缩减功能的特点 也就是说医生在操纵这一装置的过程中 移动操作杆5毫米 在患者体内的机械末端仅移动1毫米 这样就大大提高了手术的精确性和安全性 手术器械 仿真接携手配置了各种类型的手术器械 可满足抓持 钳夹 缝合等各项操作要求 手术器械近百种 8毫米左右大小 应用 目前达芬奇手术机器人的应用范围为心外科 尿外科 普通外科 肝胆外科 妇产科 胸外科等 在诸多科室中他都表现出优越的性能 未来达芬奇手术机器人会更多地普及到各个科室 完成各种手术 全世界机器人系统现状 2013年12月31日前的数据 优势 1 在腔镜手术基础上更加发挥腔镜的优势 去除使用腔镜的劣势 2 加入计算机的技术可提高手术的操控性 精确性和稳定性 3 向术者提供了高清晰度三维图像并将手术野放大了10 15倍 4 创新的腕部可自由活动的镜下手术器械可使镜下手术器械完全重现人手动作从而达到手眼协调 5 系统设计可排除主刀医生可能的手的颤抖对手术所造成的不利影响 可使主刀医师舒适度明显增加 心情放松 6 与开放手术的视觉一致使操作者手眼协调从而加快了医生学习进程 7 为患者带来更理想的手术结果 减少围手术期后遗症以及并发症的发生 8 创伤小 恢复快而使可接受手术的患者年龄范围扩大并使某些危重病人接受手术成为可能 不足 自身仍存在着一定的缺陷如 力反馈体系的缺失 手术机器人的器械臂固定以后 其操作范围受限 整套设备的体积过于庞大 安装 调试比较复杂 系统的技术复杂 在使用过程中可能发生各种机械故障 如半路死机等 系统的学习曲线较长 医生与系统的配合需要长时间的磨合 手术前的准备及手术中更换器械等操作耗时较长等 使用成本昂贵表现在几个方面 购置费用高 目前国内第三代四臂达芬奇手术机器人的总体购置费用在2000万以上 二是手术成本高 机器人手术中专用的操作器械每用10次就需强制性更换 而更换一个操作器械需花费约2000美元 三是维修费用高 手术机器人需定期进行预防性维修 每年维修保养费用也是一笔不小的开支 造成机器人手术使用成本高的原因通常被认为是其生产商通过收购竞争对手和专利保护等手段在这一领域形成了垄断所致 而这也成为制约手术机器人进一步发展的一个重要原因 不良反应根据美国对很多病人的调查 虽然机器人做的