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过去,外科医生必须做大切口才能达到手术所需的器官。 这通常意味着大而丑陋的疤痕,恢复时间长。在70年代,腹腔镜手术问世,并彻底颠覆了整个外科手术领域,成为第一个微创手术类型。但是即使那样也有局限性,因为很难执行某些复杂的程序,例如去除复杂的肿瘤。

手术机器人起源

1985年,PUMA 560机器人手术臂用于精密的神经外科活检,即非腹腔镜手术,首次出现了机器人辅助手术程序。当用于微创手术(例如通常使用柔性光纤照相机的腹腔镜手术)中使用时,该机器人系统具有更高的精度潜力。1987年首次涉及机械手系统的腹腔镜手术:即胆囊切除术。第二年,相同的PUMA系统被用于机器人经尿道切除术中。在1990年,Computer Motion生产的AESOP系统成为首个获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于其内窥镜手术程序的系统。

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在欧洲执行的机器人手术程序,特别是德国外科医生的机器人手术程序,极大地推动了机器人医学领域的发展。Smith&Nephews与URS Orthopedic Systems联合开发了可与机器人外科手术系统(例如da Vinci)配合使用的软件,并正在探索其在整形外科在整个德国医院临床测试中的应用。

因为机器人外科手术在外科手术领域处于精度和小型化的最前沿,所以可能的应用与微创外科手术的使用一样广泛。机器人外科手术已经成为神经,泌尿科,妇科,心胸外科和许多常规外科手术的成功选择。达芬奇机器人手术系统的制造商Intuitive Surgical已发布了操作臂数量的升级版,从而消除了对一名手术助手的需求,这可能会扩展其临床应用。

机器人手术使外科医生可以使用微创方法来执行复杂的手术程序。即使是最稳定的手,它也比最熟练的医生还要精确得多。医生说,病人之所以要求机器人手术,是因为它留下了小疤痕,并允许更快的恢复时间。

机器人手术或机器人辅助手术使医生能够比传统技术更准确,更灵活,更控制地执行多种类型的复杂手术。机器人手术通常与微创手术相关联-通过微小切口进行手术。有时也用于某些传统的开放式外科手术中。

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机器人外科手术已在美国和欧洲的医院中迅速用于各种疾病的治疗。

临床上使用最广泛的机器人手术系统包括摄像头臂和连接有手术器械的机械臂。外科医生坐在手术台旁的计算机控制台旁控制手臂。控制台为外科医生提供了手术部位的高清放大3D视图。外科医生带领其他在手术期间提供帮助的团队成员。

手术机器人的高成本一直是采用机器人的障碍,但是越来越多的医院正在决定他们值得投资。该设备可以帮助外科医生进行微创手术,与传统手术相比,患者可以更快,更轻松地康复。

根据Markets and Markets的数据,全球手术机器人市场的复合年增长率将达到10.4%,从2018年的39亿美元增长到2023年的65亿美元。

2009年,宾夕法尼亚州立大学弥尔顿·赫尔希医学中心开始使用外科手术机器人为医学中心建立最佳实践。该杂志Laparoendoscopic外科医师学会  指出,该工厂最初使用的机器人只有程序小品种。但是,这些年来用途的多样性有所增加,其中妇科和泌尿科的增长最多。

虽然医疗中心使用了Intuitive Surgical的da Vinci品牌的机器人,但它已扩展了对自动化的使用,以更好地为患者服务。

许多人都在为外科手术的资金而苦苦挣扎,有些人前往专门机构接受最好的护理。因此,宾夕法尼亚州立大学米尔顿·赫尔西医学中心将自动化放在首位的情况可能是医院如何通过手术机器人获得竞争优势的一个例子。

达芬奇外科手术系统是市场领导者,但其他选择正在出现,包括针对特定手术的模型。由于一些重要的达芬奇专利最近过期,因此其他公司可以抢占市场份额。

这是2019年可能会出现在更多手术室中的四个新手术机器人。

1. PRECEYES手术系统

外科医生必须有稳定的手,尤其是在处理眼睛等脆弱区域时。

牛津大学进行了PRECEYES手术系统的试验。该测试涉及12位因年龄相关的黄斑变性而需要从眼睛中去除膜或在视网膜下积血的患者。一半的人接受了常规手术,而其他人则接受了机器人手术。

所有的手术都取得了成功,但机器人方法至少同样成功,有时甚至比手动操作更有效。在2019年,有计划使用外科手术机器人向视网膜分配基因疗法。

2. CorPath系统

居住在偏远地区的人们面临的一个问题是获得紧急医疗服务,尤其是当地医院缺乏熟练的外科医生。幸运的是,机器人技术与虚拟现实(VR)等其他技术相结合,正在帮助外科医生做好准备。

他们可以在手术台上没有病人的情况下在虚拟世界中进行练习,这对复杂的程序很有帮助。有时,VR与触觉结合可以帮助用户获得触觉反馈,从而为这些练习课带来更多的真实感。

除了使医生能够进行现场培训外,Corindus血管机器人公司的CorPath系统还允许进行远程手术。该公司将其描述为第一个远程远程机器人介入平台。

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在印度最近的一例中,一名心血管外科医生对大约20英里外的一名患者进行了15分钟的手术。医生使用该系统在远距离操作机器人并在屏幕上监视进度的同时将支架插入患者体内。

CorPath系统依赖于高速Wi-Fi。发生故障时,陪伴患者的外科医生可以在大约30秒内介入。远程控制手术机器人可以使病情严重的患者受益,以至于无法将其运送到有专科医生的位置。

3.Monarch

Monarch 由Auris Health Inc.开发,是一个外科手术机器人平台,该平台结合了灵活的机器人技术,微仪器,数据科学以及其他用于治疗和诊断支气管镜手术的技术。

“我们认为,Monarch平台代表了医学干预的下一个时代,它将通过机体的自然开口进入和治疗疾病,从而增强医师的能力并显着改善患者的临床效果,”该公司销售与营销副总裁Eric Davidson说。奥里斯

他补充说,Monarch平台是第一个此类平台。它将内窥镜,仪器,导航和机器人技术集成到一个平台中,使医生能够更好地进行内窥镜干预。

戴维森还说,奥里斯希望Auarch成为第一个为多种疾病状态提供诊断和治疗干预的机器人内窥镜平台。目前,Auris网站表示,公司的主要疾病目标是肺癌。

展望未来,戴维森表示,该公司正在探索2019年在美国以外的机会。

他说:“自2016年以来,我们一直在欧洲举办医师专题讨论会,以最好地了解临床,财务和安全需求,因为它并不总是与美国相同。” “我们将继续探索机会并优化我们的产品组合。”

戴维森说:“我们最近的一轮2.2亿美元的融资也将支持我们在更广泛的程序领域开创下一个医学干预时代的使命。” “我们现在正从限量发行迅速过渡到Monarch平台的完全商业化。我们已经在美国的几个中心使用了该设备,并计划在2018年底和2019年第一季度初安装更多的设备。”

4.里约热内卢

安大略省汉密尔顿市的一家医疗保健提供者最近获得了首个被批准用于膝关节手术的机器人,并将于2019年1月开始在患者身上使用。MakoRio根据患者的CT扫描为该过程建立3D模型并提供实时反馈因为外科医生使用专业仪器。

医院还希望使用外科手术机器人进行髋关节置换。髋部手术和需求手术需要外科医生小心地将植入物放置在患者体内,以帮助他们最终恢复活动能力。

3D建模组件还允许外科医生在手术的每个阶段进行计划。这可以帮助他们以更多方式审查方法。

5. Versius

英国国家卫生系统表示,Versius被认为是达芬奇系统的直接竞争对手,可以改善对患者的护理,并计划在获得欧洲健康和安全批准后于明年使用它。与其他外科手术机器人一样,CMR Surgical的Versius进行腹腔镜手术,也称为锁孔手术。

一位消息人士称,人类外科医生需要大约80个小时的培训才能学习手动腹腔镜缝合方法。但是,使用Versius进行这项技术时,他们可以在大约半小时内学会它。该机器人模仿人的手臂,并设计为易于在手术室之间移动。

此外,佛罗里达州的一个培训中心正在实施一项计划,向27个拥有100多名专业人员的外科手术队教授如何使用Versius技术。总部位于英国剑桥的CMR Surgical还协助进行了为期九周的美国食品和药物管理局(FDA)验证研究,并计划于明年在美国推出该设备

这些引人入胜的例子凸显了外科手术机器人如何使外科医生甚至可能在几十年前梦dream以求的事情成为可能。即使技术日新月异,外科医生也不必担心机器人会接替他们的工作。即使在上述远程手术的情况下,人类也总是在引导手术机器人并指定他们采取的行动。他们的决策专业知识对于成功护理仍然至关重要。

机器人能做人类无法做到的事情

机器人能够执行由于危险或一定程度的平凡重复而无法执行的各种任务。工厂和家庭已经实施了机器人技术,以提高效率和速度。军事和科学界已经将机器人用于恶劣条件下的致命情况或侦察,而医学界则使用机器人来执行人手难以完成的精细操作。机器人以对人类极为重要的能力加入了工作场所和整个社会。

自从1961年将第一个机器人Unimate安装到新泽西州通用汽车公司的工厂以来,流水线车间自动化程度的提高将生产水平提高到了人类无法完成所有任务的水平。如今,各种工厂都使用机器人来执行焊接,组装,密封和操作危险工具等任务。机器人的另一个优点是,作为机械设备,它们永不疲劳。这样他们就可以不间断地完成工作,将制造和工业变成24小时的设施。

机器人手术的未来

机器人手术的未来几乎与人类发明完成精细医疗程序的更好方法一样有希望。可以合理地假设,机器人外科手术系统的当前优势将在下一代医疗机器人技术中得到扩展。机器人手术系统可以在外科手术中消除人与人之间的接触,使机器人手术系统能够在外科医生控制台和患者侧桌机器人之间保持更大的距离。这将允许在附近的“洁净室”中对患者进行机器人手术,从而减少或消除术中感染。下一代医疗机器人技术和机器人手术也可以远程进行手术准备工作。

使机器人手术系统更有能力复制外科医生在更具侵入性的传统手术过程中所体验到的触觉和感觉方面的进步,将使外科医生在两全其美。外科医生将获得微创手术的精度和优势,而不会丢失有助于在机器人手术期间做出判断的感觉信息。

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