手术|打造中国的“达芬奇”国产单孔手术机器人把手术变“艺术” 王林辉教授操作术锐单孔腔镜

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王林辉教授操作术锐单孔腔镜手术机器人进行手术受访者供图
【手术|打造中国的“达芬奇”国产单孔手术机器人把手术变“艺术”】术锐单孔腔镜手术机器人共含68个高精度伺服电机，用于术前全自动摆位、术中操作和主从控制，创造性地设计了面向全状态安全监控的双环路独立控制硬件拓扑，全链路主从操作延时小于50毫秒，每秒钟可实现1000次的亚毫米级手术精准控制。
◎本报采访人员张强
手术区域外的控制台前，王林辉教授远程操作机器人，挥舞着连续体蛇形手术操作臂，通过患者腹部一个不到3厘米的小切口，干净利落地完成了一台前列腺癌根治手术。
3月9日，这台高难度泌尿外科手术在浙江省嘉兴市第一医院完成。作为海军军医大学长海医院泌尿外科主任，王林辉教授以技术专家身份，全程指导并主刀了这台手术。
科技日报采访人员了解到，这是中国首例具有完全自主知识产权、真正意义上的纯单孔（即皮肤开口不大于3厘米）腔镜手术机器人完成的外科手术，标志着国产手术机器人打破了美国达芬奇SP单孔腔镜手术机器人的垄断地位。
单孔腔镜手术机器人优势多
在泌尿外科的手术中，前列腺癌根治手术属于比较复杂的手术之一，手术过程步骤多，操作精细程度要求高，既要彻底切除肿瘤，又要保留好患者的排尿功能和性功能。
“在完整切除前列腺及肿瘤后，需要将膀胱和尿道残端进行吻合，在狭小的男性盆腔里进行如此精细的操作和缝合，对外科技术是很大的挑战。 ”王林辉说，术后尿失禁也正是由于对排尿肌肉和神经的损伤才出现的并发症，而采用单孔腔镜手术机器人，可以完美地解决这一难题。
王林辉介绍，当前临床应用最广泛的机器人都依赖进口，且以多孔进行操作，性价比也面临较大的挑战。而且多孔术后，还需要扩大至少一个切口，以便拿出病理样本，因此多孔实际上是“一个大孔+多个小孔” ，创伤远大于单孔术。
单孔腔镜手术则由单一创口向腹腔置入多个器械开展手术，相比传统的多孔腔镜手术具有更加微创、恢复快，以及手术美容等优点。
“但长期以来，如果不采用手术机器人，纯单孔腔镜手术临床开展得较少，主要原因在于手动手术器械运动能力受限。在纯单孔限制下，手术工具近似平行，会面临‘筷子效应’（在单孔腔镜手术中，器械支点为单支点，支点间最小距离仅为2厘米，导致器械相互干扰），术者操作水平再高有时候也会有力使不上。 ”王林辉说。
为提高单孔腔镜手术的直观感和精准度， 2007年，世界第一套单孔手术机器人研发项目在美国哥伦比亚大学立项。与多孔腔镜手术机器人相比，单孔腔镜手术机器人具有无外部机械臂干涉、能适应狭窄腔道等一系列优点。
此次使用的单孔腔镜手术机器人名为“术锐” ，是上海交通大学牵头国内多家优势院校和高科技企业，在科技部“国家重点研发计划”资助下，由该校机械与动力工程学院徐凯教授领衔的团队自主研发完成的。 2020年12月，术锐单孔腔镜手术机器人进入“创新医疗器械特别审查程序” 。
形成完备自主知识产权体系
此次手术利用术锐单孔腔镜手术机器人，仅在患者腹腔壁上开了一个不到3厘米的皮肤切口，由这个单一入路进出所有器械，在狭小的空间中灵活地完成各种复杂的手术操作。此前，只有美国达芬奇SP单孔腔镜手术机器人系统地完成过这种纯单孔的手术操作。
“实际上，用于多孔术的达芬奇手术机器人，虽也可以强行把多支硬性直臂交汇到一个显著增
大的皮肤切口来完成手术，但切口尺寸大于3厘米，不能称为纯单孔手术。达芬奇SP单孔腔镜手术机器人的操作指南要求在肚脐旁侧另开一个皮肤切口，用于置入辅助器械，所以也不能称之为纯单孔手术。而我们的这次手术可谓名副其实的纯单孔手术。 ”王林辉说。
徐凯认为：“单孔腔镜手术机器人都有统一的构型，必须满足体外机械臂的运动以病人腹腔进入点为约束，无论在体内怎么移动，都不能对病人的腹腔壁产生额外牵拉，在设计和控制机器人时，都要保证一个点不能动。 ”
术锐单孔腔镜手术机器人的体外定位臂可在术中保持静止，靠体内蛇形手术工具完成手术动作，避免了类似达芬奇多孔手术机器人固有的体外定位臂在手术中“打架”的风险。