百科：機(jī)器人與人的手術(shù)，誰更好？

讓機(jī)器人幫助人或替人干活早已不是什么新鮮事，而且由于機(jī)器人的工作效率大大高于人工效率，機(jī)器人已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域大顯身手。但是，現(xiàn)在大量使用的機(jī)器人只是機(jī)器人對工具和器物的操控，機(jī)器人醫(yī)生對人診治疾病卻極為罕見。現(xiàn)在機(jī)器人用于醫(yī)療一是對人診斷看病，二是對病人進(jìn)行手術(shù)。
　　醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的機(jī)器人醫(yī)生也可以分為內(nèi)科醫(yī)生和外科（手術(shù)）醫(yī)生，或稱手術(shù)機(jī)器人。前者以沃森著稱（沃森是一個(gè)具有龐大信息庫和診療軟件的電腦，可以替人診斷治?。?，但尚未正式應(yīng)用于臨床;后者以達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)（達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人）聞名于世。
　　手術(shù)機(jī)器人的前世今生
　　由于沃森內(nèi)科醫(yī)生并未進(jìn)入臨床，尚無實(shí)際意義。而且，即便機(jī)器人內(nèi)科醫(yī)生診治病人，其風(fēng)險(xiǎn)也沒有手術(shù)醫(yī)生的風(fēng)險(xiǎn)大，因此，現(xiàn)在人們更關(guān)注的是手術(shù)機(jī)器人治病的效果?，F(xiàn)在，比較著名的進(jìn)入臨床的手術(shù)機(jī)器人是達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)和Flex？機(jī)器人系統(tǒng)。
　　500多年前，意大利畫家達(dá)·芬奇畫出了第一張機(jī)器人設(shè)計(jì)圖，今天，以其名字命名的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)入了臨床實(shí)踐。最初想要用機(jī)器人對傷病員進(jìn)行手術(shù)的是美國軍方和美國航空航天局，為了預(yù)防宇航員在太空中出現(xiàn)疾病和戰(zhàn)場上需要緊急外科手術(shù)，研究人員發(fā)明了手術(shù)機(jī)器人，后者其實(shí)就是一種遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)。實(shí)際上，達(dá)芬奇外科手術(shù)機(jī)器人是一種高級機(jī)器人平臺，它并非像工廠的機(jī)器人一樣，通過電腦程序設(shè)計(jì)直接由機(jī)器對病人做手術(shù)，而是通過醫(yī)生操作機(jī)器人的機(jī)械手讓后者精確模仿人手動作而進(jìn)行實(shí)時(shí)手術(shù)。
　　達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人有點(diǎn)像章魚，有4只手臂，1只手臂為專用攝像頭，可進(jìn)行三維成像，其余3只手臂可隨意實(shí)施其他手術(shù)功能，如使用鑷子、電凝刀、分離器、超聲刀、分離、止血、縫合等，甚至進(jìn)行復(fù)雜的多臺手術(shù)。不過，直至2000年，由美國直覺外科公司設(shè)計(jì)和制造的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人才被美國食品與藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)使用。
　　這一手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)最初主要用于泌尿外科的微創(chuàng)手術(shù)，例如進(jìn)行前列腺切除手術(shù)，而且，這一手術(shù)機(jī)器人不斷改進(jìn)，已經(jīng)升級到第四代，其使用的范圍擴(kuò)大到普通外科（肝膽、胰腺、胃腸道、甲狀腺手術(shù)等）、心臟外科、胸外科、泌尿外科、婦科、小兒外科、咽喉頭頸外科等領(lǐng)域的手術(shù)。
　　目前，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)在許多國家采用，迄今，僅由達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人完成的手術(shù)就有20多萬例。第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人也于2014年4月1日獲批，最先在美國邁阿密大學(xué)醫(yī)院使用。
　　2015年7月，美國卡耐基梅隆大學(xué)的醫(yī)療機(jī)器人公司發(fā)表聲明稱，該公司生產(chǎn)的Flex？機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)獲得美國食品與藥物管理局批準(zhǔn)，可以在市場上銷售和進(jìn)入臨床治病。這款機(jī)器人的設(shè)計(jì)基于該大學(xué)機(jī)器人研究所的豪伊·喬賽特教授的研究。
　　Flex？機(jī)器人系統(tǒng)主要是進(jìn)行口腔手術(shù)，可通過口腔進(jìn)入人體，能夠讓外科醫(yī)生看到并且能夠到達(dá)非常難以到達(dá)的解剖區(qū)域，并進(jìn)行頭部和頸部的微創(chuàng)手術(shù)。Flex？機(jī)器人系統(tǒng)的特點(diǎn)是，擁有一個(gè)可彎曲視鏡，但不會變形。它結(jié)合了腹腔鏡（一種使用于微創(chuàng)手術(shù)的堅(jiān)硬筆直的探測裝置）和內(nèi)窺鏡（可以彎曲，但是會變形的探測裝置）的優(yōu)點(diǎn)。
　　Flex？機(jī)器人系統(tǒng)的頭部裝有一個(gè)高分辨率的攝像頭（探針），攝像頭兩邊的端口可以連接切割、抓握組織的工具，外科醫(yī)生可以用一個(gè)操縱桿來指揮探針繞開器官和其他障礙物并進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)。
　　手術(shù)機(jī)器人的優(yōu)勢
　　以達(dá)芬奇為代表的手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的普及，將外科手術(shù)的精準(zhǔn)度和成功率提升到了一個(gè)全新的高度，也將外科手術(shù)帶入了一個(gè)新的時(shí)代。
　　比起傳統(tǒng)的醫(yī)生人工手術(shù)，手術(shù)機(jī)器人有明顯的優(yōu)勢。其一，有3D高清影像技術(shù)為主刀醫(yī)生提供高清晰和全方位立體式手術(shù)視野，可以對手術(shù)的局部位置視野放大15倍，對手術(shù)部位不僅能精確定位，而且能讓醫(yī)生看得更清楚。
　　其二，手術(shù)時(shí)外科醫(yī)生可以遠(yuǎn)離手術(shù)臺坐在操縱臺上，雙手握住手柄，同步控制機(jī)械臂手術(shù)器械進(jìn)行手術(shù)，減少了醫(yī)生的勞動強(qiáng)度，有利于長時(shí)間的復(fù)雜手術(shù)。
　　其三，醫(yī)生操控的機(jī)器人的“手指”可以突破人手不可能完成的極限，實(shí)現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，在有限的空間內(nèi)，多個(gè)維度任意變換操作姿勢。機(jī)器人手指可以使用手術(shù)刀、剪刀、鑷子或縫線所需的持針器，快速完成切割、電燒、縫合、打結(jié)等動作，其精確度和靈巧度比之人的雙手有過之而無不及。
　　其四，機(jī)器人手腕和手指擁有穩(wěn)定器，可以有效防止傳統(tǒng)外科手術(shù)中人手可能出現(xiàn)的抖動和顫動，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。尤其是在狹窄的解剖區(qū)域進(jìn)行手術(shù)，能對患者進(jìn)行更好的保護(hù)，因而手術(shù)更安全。
　　其五，一個(gè)主刀醫(yī)生可以憑借手術(shù)機(jī)器人的“三頭六臂”完成一個(gè)手術(shù)團(tuán)隊(duì)的全部工作，減少了配合失誤，更容易實(shí)現(xiàn)主刀醫(yī)生的意圖。
　　其六，患者的創(chuàng)口更小，康復(fù)時(shí)間更短，感染風(fēng)險(xiǎn)也大大減少。例如，常規(guī)的胰腺腫瘤切除手術(shù)需要開腹，創(chuàng)口在15～30厘米之間，而達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)創(chuàng)口僅在1厘米左右。
　　其七，可以同時(shí)對一名病人的多處病灶進(jìn)行手術(shù)，例如，可以同時(shí)實(shí)施腸、肝、肺3處病灶的微創(chuàng)切除術(shù)，從而避免患者進(jìn)行多次手術(shù)以及等待手術(shù)的不安和恐懼。

　　上述方方面面的優(yōu)點(diǎn)主要是目前普遍應(yīng)用的第三代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的特點(diǎn)，但是其手術(shù)操作范圍也有局限。如果醫(yī)生想要繼續(xù)探究病人其他部位或身體更深部位的病理情況，需要重新定位。第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人則擁有更多優(yōu)點(diǎn)。例如，數(shù)字內(nèi)窺鏡更加輕巧，使用激光定位并可自動計(jì)算機(jī)械臂的最佳手術(shù)姿態(tài)，畫面成像更清晰，3D立體感更準(zhǔn)確。經(jīng)過大幅改進(jìn)的驅(qū)動結(jié)構(gòu)使得機(jī)械臂移動范圍更靈活精準(zhǔn)，可覆蓋更廣的手術(shù)部位。更小、更細(xì)的機(jī)械手加上全新設(shè)計(jì)的手腕為手術(shù)操作提供了前所未有的靈活度。而且，第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的內(nèi)窺鏡可以拆卸連接到任何一個(gè)機(jī)械臂上，手術(shù)視野更加廣闊。同時(shí)，更長的支架設(shè)計(jì)為醫(yī)生提供了更大的手術(shù)操作范圍。第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人還有新的4個(gè)微創(chuàng)手術(shù)刀和可旋轉(zhuǎn)支架，能夠使微創(chuàng)手術(shù)刀旋轉(zhuǎn)到患者的任何部位。第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的影像可以與直覺外科公司的螢火蟲熒光影像系統(tǒng)兼容，因而可以為醫(yī)生提供更多實(shí)時(shí)的視覺信息，包括血管檢測、膽管和組織灌注等。此外，第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人具有更大的擴(kuò)展性，為一系列影像和器械技術(shù)提供了無縫連接入口。
　　因此，第四代達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人能夠幫助外科醫(yī)生完成更為復(fù)雜和高難度的手術(shù)。
　　手術(shù)機(jī)器人的事故
　　盡管手術(shù)機(jī)器人具有無與倫比的優(yōu)勢，但是，它也像人一樣會失誤，最嚴(yán)重的是致病人于死地。
　　美國芝加哥拉什大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的拉曼等人從美國食品與藥物管理局獲取資料進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，手術(shù)機(jī)器人的操作遠(yuǎn)非完美，會造成在手術(shù)中一些病人的受傷和死亡。美國食品與藥物管理局的記錄表明，手術(shù)機(jī)器人在2000～2013年間進(jìn)行手術(shù)共導(dǎo)致或涉及144人死亡。在頭部、頸部、心胸部采用手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)幾乎是人工手術(shù)或其他形式的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的10倍。
　　手術(shù)機(jī)器人做手術(shù)發(fā)生事故大致分為兩類，一是操作者，即手術(shù)醫(yī)生的失誤造成的，二是機(jī)器人，如達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的各種問題，包括電路、機(jī)械故障等造成的。這兩者產(chǎn)生事故致病人傷殘和死亡的比例為：40%由醫(yī)生誤操作和手術(shù)固有風(fēng)險(xiǎn)等因素引起，60%是由機(jī)器人設(shè)備故障引起。
　　對手術(shù)機(jī)器人安全性和可靠性的綜合研究源自美國食品與藥物管理局，為了確保手術(shù)機(jī)器人的安全性，美國食品與藥物管理局強(qiáng)制要求上報(bào)任何機(jī)器人手術(shù)事故，這些上報(bào)的資料形成了名為“生產(chǎn)商和用戶機(jī)構(gòu)設(shè)備體驗(yàn)”（MAUDE）的數(shù)據(jù)庫，包含了2000～2013年間強(qiáng)制和自愿提交的手術(shù)機(jī)器人的事故報(bào)告。
　　2000～2013年間，美國共有170萬名病人是由各種手術(shù)機(jī)器人做的手術(shù)，病人中大部分是婦科和泌尿科患者。手術(shù)機(jī)器人出現(xiàn)事故的報(bào)告有1萬多份，相當(dāng)于每10萬例手術(shù)有588例事故，其中超過1500例對病人有顯著的不良影響。在2000～2013年期間，美國的手術(shù)機(jī)器人完成的手術(shù)數(shù)量大量增加，因此，這類手術(shù)出現(xiàn)事故導(dǎo)致的死亡和傷殘數(shù)量也從2006年以來增加了30倍。
　　對事故原因細(xì)致分析發(fā)現(xiàn)，手術(shù)機(jī)器人做手術(shù)出現(xiàn)的事故可以詳細(xì)分為幾類。一是機(jī)器人設(shè)備在手術(shù)中拉弧或打火，這類事故在2000～2013年間燒傷了193名病人;二是燒焦或脫落的零件掉進(jìn)病人體內(nèi)，這類事故發(fā)生了100多次并致死一名病人;三是機(jī)器人儀器不受控制地移動，這類事故使52人受傷，并致死2人;四是手術(shù)機(jī)器人的視頻卡死，這類系統(tǒng)錯(cuò)誤產(chǎn)生了約800例事故或不良事件。
　　另外，對于手術(shù)機(jī)器人因事故造成的144例病人死亡，只有很少一部分病例詳細(xì)記述了事故情況。手術(shù)機(jī)器人事故的另一個(gè)特點(diǎn)是，在心胸、頭、頸手術(shù)中有較高的致傷、致死率，原因是，這類手術(shù)更復(fù)雜，操作者不常用機(jī)器人設(shè)備和缺少關(guān)于該領(lǐng)域機(jī)器人的專業(yè)知識。
　　手術(shù)機(jī)器人與人工手術(shù)事故比較
　　美國食品與藥物管理局提供的手術(shù)機(jī)器人的事故數(shù)據(jù)當(dāng)然不一定令人信服，因?yàn)橛泻芏嗍鹿适菦]有上報(bào)的，因此上述數(shù)據(jù)肯定低估了手術(shù)機(jī)器人事故造成的病人死傷的數(shù)量和傷害程度的真實(shí)水平。不過，即便以此為據(jù)，與人工手術(shù)進(jìn)行比較，也可以看出手術(shù)機(jī)器人和人工手術(shù)的天壤之別，前者的失誤要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者。
　　以2000～2013年間美國的數(shù)據(jù)為例，14年總事故率為0.59%（10萬例手術(shù)有588例事故），平均到每年則為0.042%?，F(xiàn)在，對人工手術(shù)的粗略統(tǒng)計(jì)表明，成功率為95%，失敗率為5%，一般失敗的手術(shù)即病人死亡。所以，人工手術(shù)的失誤和事故率比機(jī)器人手術(shù)的事故率或失敗率要高得多。再以英國和中國的具體數(shù)字比較，可能更容易理解機(jī)器人與人工手術(shù)的事故率差異。
　　英國倫敦帝國理工學(xué)院研究人員收集了英格蘭公費(fèi)醫(yī)療系統(tǒng)從2008年到2011年的全部非急診手術(shù)資料，通過檢查大約400萬例手術(shù)病例發(fā)現(xiàn)，有27000多人在手術(shù)后一個(gè)月內(nèi)死亡，死亡率為0.67%。即便以2000～2013年間美國手術(shù)機(jī)器人14年總事故率的0.59%比較，也表明人工手術(shù)的事故率更高。當(dāng)然，英國的這項(xiàng)研究也提供了人工手術(shù)出問題的某些原因，如在星期五做手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)要比星期一高出44%。
　　數(shù)據(jù)顯示，星期一做手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)最低，然后逐日增加，在星期五達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)最高點(diǎn)。研究人員認(rèn)為，星期五手術(shù)死亡率高可能是因?yàn)榛颊咴谑中g(shù)后最需要得到照料的時(shí)候正好遇到周末，因而不能得到良好的術(shù)后照料。手術(shù)后的最初48小時(shí)對患者來說至關(guān)重要。如果在這個(gè)時(shí)候出現(xiàn)出血和感染等問題，但身邊又沒有稱職的醫(yī)生，后果就會很嚴(yán)重。這也說明，手術(shù)的失敗率并非只涉及手術(shù)本身的因素，而是包括手術(shù)結(jié)束后的護(hù)理等因素。
　　中國的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，中國每年死于醫(yī)療事故的人數(shù)是40萬，是交通事故致死人數(shù)的4倍。其中，致死原因很大一部分是不安全用藥。但是，手術(shù)失敗率導(dǎo)致的死亡沒有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。不過，一個(gè)數(shù)據(jù)可以窺見一斑。國家心血管病中心主任胡盛壽在2012中國心臟大會上公布的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，根據(jù)對17個(gè)省市、43家醫(yī)院的8739例患者心血管外科手術(shù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同醫(yī)院以及各地區(qū)間冠狀動脈搭橋手術(shù)存在明顯差距，死亡率最低的醫(yī)院僅0.7%，死亡率最高的醫(yī)院可達(dá)5.8%，相差約8倍。這些手術(shù)都是人工手術(shù)，但僅此一項(xiàng)手術(shù)的最低死亡率（0.7%）也高于美國手術(shù)機(jī)器人14年的總事故率（0.59%）。
　　還有一個(gè)有趣的問題是，人做手術(shù)和機(jī)器人做手術(shù)比較，兩者誰可能做到零事故率。一般人可能認(rèn)為是機(jī)器人，因?yàn)椋瑱C(jī)器人更精準(zhǔn)，但是，目前沒有手術(shù)機(jī)器人零事故的報(bào)道，在中國卻有人做手術(shù)為零事故的報(bào)道。2015年當(dāng)選為“湖湘名醫(yī)”的瀘溪縣人民醫(yī)院外科主任張清貴，28年來主刀為近萬名患者實(shí)施手術(shù)，無一例事故發(fā)生。
　　根據(jù)上述數(shù)據(jù)比較，手術(shù)機(jī)器人的事故率和失敗率顯然要大大低于人工手術(shù)。盡管如此，由于操作機(jī)器人的是人（醫(yī)生），因此，對操作機(jī)器人的醫(yī)生進(jìn)行嚴(yán)格訓(xùn)練至關(guān)重要。而且，手術(shù)機(jī)器人的使用日漸增多并不意味著今后將會取代外科手術(shù)醫(yī)生，而是對操作機(jī)器人的醫(yī)生提出了更高和更嚴(yán)格的技能要求。