手术机器人的微观未来

很有可能你不是，也永远不会成为宇航员。因此，最近有消息称 NASA 正在资助开发一种听起来有些可怕的手术机器人——一种拳头大小的装置，可以进入患者充满气体的腹部止血或切除破裂的阑尾——这并不是什么新鲜事。更相关的公告可能是来自 Intuitive Surgical 的，该公司宣布其最新的机器人外科医生已获得 FDA 批准。凭借更细、更灵活的手臂，达芬奇 Xi 将把更多的开放式手术变成微创的机器人辅助手术。Xi 不需要大切口就能到达患者身体的各个部位，外科医生可以通过更小、创伤更小的穿刺到达腹部的任何地方。有了这项批准，你有朝一日接受机器人手术的可能性就大大增加了。

这是机器人手术的近期发展趋势，机器人将逐渐扩展到全身，并应用于所有可能的手术。除了达芬奇机器人主要关注的腹部，机器人目前还在大脑中钻孔、重塑关节，并使用激光矫正视力。但手术机器人的未来似乎将在一些最具挑战性和专业性的手术中发挥作用：显微手术，即在微观尺度上进行的手术。

“目前，我们所做的所有手术都是在人眼和人手的规模上进行的，”直觉外科的医学研究主任凯瑟琳·莫尔 (Catherine Mohr) 在谈到达芬奇辅助手术时表示。“这是因为传统上，医学一直是医生将手放在病人身上，并试图进行干预。但我们可能能够让病人得到更好的结果，因为我们已经用机器人改变了这种互动的规模。”

这并不是说显微手术如今已不为人知。问题在于，尽管显微镜手术已经实施了近一个世纪，但它是一项极其困难和专业的技能，因此相关手术的范围非常狭窄。即使可以进行这些手术，合格外科医生的等候名单也可能长达一年。

然而，机器人可以将大动作转化为微小动作，从而让更多的外科医生成为显微外科医生。“想象一下在 Photoshop 中工作，你把图像放大，一次处理一个像素，”莫尔说。“你的鼠标动作仍然是手部舒适的动作，但你工作的规模完全不同。”

显微手术不会取代传统手术，但可以帮助解决特定问题。例如，治疗乳腺癌患者（尽管莫尔指出，该手术未获得 FDA 批准，也没有大量临床数据支持），这些患者在切除淋巴结后，手臂和手部经常会出现严重肿胀和疼痛。这种疾病称为淋巴水肿，是由自然排水通道中断引起的，这意味着血液无法正常流回患者体内。改变血流方向在理论上是可行的，但极具挑战性，因为外科医生试图缝合显微镜下几乎看不见的细小血管。“我很高兴，如果我能改变这种规模，对于患有这种严重水肿的人，我们可以开始将他们的淋巴管缝合到局部静脉上，并将其排出，”莫尔说。“这样，我们就不用终生穿着手臂上的弹力袜，而是可以进行小规模的干预来修复它。”

对于 Intuitive Surgical 来说，显微手术是一个研究目标，但尚未确定发展方向。但荷兰埃因霍温理工大学研究人员制造的一款显微手术机器人目前正在进行临床试验，预计 2015 年会出结果。这款未命名的机器人由双操纵杆和可调节比例的脚踏板操作。它最初旨在用于手部和面部的复杂重建手术，为连接神经纤维和微小血管等微观手术提供更高的精度。

NeuroArm 是一款可在患者接受 MRI 扫描时进行微型神经外科手术的机器人，加拿大已使用这款机器人切除了一名 21 岁患者的脑瘤。该机器人采用非铁质材料（以避免与 MRI 的磁铁相互作用），被外科成像公司 IMRIS 收购，并更名为 SYMBIS 外科系统。SYMBIS 尚未上市销售，但 IMRIS 已销售专门的 MRI 系统，可在手术过程中进行扫描。一旦获准使用，SYMBIS 将允许外科医生在不移除仪器的情况下对患者的大脑进行成像。

目前，还有其他一些微手术机器人正在开发中，包括约翰霍普金斯大学的 Steady-Hand Eye Robot，它专门用于视网膜手术；以及卡内基梅隆大学的 Micron，这是一种手持式机器人仪器，可以使用陀螺仪和执行器来积极提高外科医生的手术精度。所有这些系统都还需要数年甚至数十年才能投入使用，即使它们最终能够进入市场。但 Intuitive Surgical 对微手术的兴趣清楚地表明了未来会发生什么。尽管该公司在 2013 年遭到一系列诉讼，随后媒体也对其进行了负面报道，股市也遭受了重创，但 Intuitive 仍然是最大的手术机器人制造商，也是整个机器人行业的推动力之一，其系统通常售价超过 200 万美元，每年进行的达芬奇手术超过 20 万次。莫尔表示，增加微型能力可能不需要全新的机器人，而是需要新的仪器和其他模块化组件，这些组件可以连接到全球已安装的 2500 多台达芬奇机器人上。

对于我们这些未来的患者来说，谁让显微手术更容易获得并不重要。重要的是它即将到来。“我们医学界还没有开发出很多需要这种超微观视野和操作的治疗方法，因为这些是人类双手在无尺度运动下所能做到的极限，”莫尔说。“但如果我们能打破这一障碍，我认为它将催生出许多新的治疗方法，对患者的生活产生深远的影响。”