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机器人:心脏外科手术新大腕

2008-09-15 14:54 作者:曹玲 2008年第29期
心脏开胸手术的痛苦因为微创外科技术的发展而得以改变,世界上最先进的“达·芬奇(Da Vinci)机器人手术系统”则成为外科医生手中最大的法宝。

中国人民解放军总医院心血管外科主任高长青(中)

心脏开胸手术的痛苦因为微创外科技术的发展而得以改变,世界上最先进的“达·芬奇(Da Vinci)机器人手术系统”则成为外科医生手中最大的法宝。

7月9日上午,中国人民解放军总医院(301医院)心血管外科主任高长青完成了第100例“达·芬奇机器人”手术,他是国内第一个机器人心脏手术医生。“自2007年1月15日开始第一例机器人心脏手术以来,100例均很成功。”他说,“机器人手术可用于各种先天性心脏病、瓣膜病、房颤、冠心病、包心病等的外科治疗。”

对心胸外科医生来说,不开胸手术犹如梦幻。“机器人钻进人体,就像是医生钻进胸腔。放大10倍的镜像超越了人眼的局限性,机器人手臂超越了人手的局限性,它是医生眼睛和手的延续。”高长青说。

传统的开胸手术听起来就让人不寒而栗。劈开胸骨,打开胸腔,手术结束后用钢丝固定,卧床半个月伤口还会钻心的疼,一道20多厘米长的蜈蚣样疤痕永远“趴”在胸部中央,过机场安检会听到报警器“嘀嘀嘀”作响,女孩子再也不能穿低领衣服。而冠心病患者面临的挑战则更大,他们一般年龄较大,常伴有糖尿病、脑血管病、呼吸系统疾病等多种慢性病,开胸手术风险高,恢复起来缓慢。

这种痛苦因为微创外科技术的发展得以改变,世界上最先进的“达·芬奇机器人手术系统”则成为外科医生手中最大的法宝。

“手术机器人真是个宝贝。”刚刚接受了机器人手术的病人李助说自己也经历了一场梦幻。李助今年50多岁,有些发福,他每天在楼道里溜达,探访病友,交流经验,安慰要上手术台的病人。他吃妻子从外面买的饭菜,说比病号餐好吃,医生说他“受到了高科技的恩惠,每天乐得合不拢嘴”。

他笑眯眯地问:“你看我像动过大手术的人吗?”几天前,他被推进手术室,接受了“达·芬奇机器人”心脏手术,出来时左侧胸部多了4个直径1厘米的小孔。

“我是当天傍晚清醒过来的,第二天就出了重症监护室,第三天就下了床。我现在出院都没有问题。”他撩起衣服,展示自己的伤口说,“看起来还没有阑尾炎手术严重。”

从2003年开始,他一直遭受冠心病的折磨,医生当时建议他保守治疗,“一拖就拖到2008年”。虽然多疼了两年,但是“到今年体验上了高科技,那些需要开胸手术的病人都羡慕我们做了机器人手术的,若是20多厘米一个大口子得多伤元气啊”。

第99例手术现场

7月8日下午,高长青主持了第99例机器人手术。

手术室里布满了各种仪器,3台无影灯将灯光聚集在病人身上,8台显示器悬挂在半空。“达·芬奇手术机器人”安静地站着,它由3个部件组成,供手术医生操纵的主控台,机械臂、摄像臂和手术器械组成的移动平台和三维成像视频影像平台。

病人和家属们一听说是机器人做手术,往往眼前会出现科幻电影中人形机器人忙碌自如的场面。他们常常不自觉地问:“手术是机器人自己做完的吗?是不是事先设定好程序,机器人就操刀把手术做完了?”而事实上,“达·芬奇手术机器人”并非人形,“严格来说只是机械臂,它的所有举动完全听从医生指挥。”高长青说。

病人安静地躺在手术台上,病历上写着:56岁,“冠心病,陈旧性下壁心梗,稳定型心绞痛”。“她属于典型的冠心病,前降支堵塞。前降支是心脏一个重要的血管,一旦发生狭窄或堵塞就会出现心绞痛的症状,容易心肌梗塞、猝死、恶性心失常,生活质量很低。”手术第一助手杨明说。接下来,病人所要接受的手术名称为“全机器人内乳动脉游离不停跳冠脉搭桥手术”。

高长青熟练地在她左侧胸部打了3个直径1厘米的小孔,分别位于第二、第四和第六肋间,孔洞深入胸腔,接近内乳动脉。如果需要,他还会打第4个孔,放入扁平叉一样带有吸盘的心脏固定器,可以通过负压吸附在心脏表面使局部的心跳不那么剧烈,便于医生操作。随后,靠墙站着的移动平台缓缓移向手术台。高长青走下手术台,走上“达·芬奇手术机器人系统”的主控台。医生们将无影灯调弱、转向周围,机器人手术需要在微弱的灯光下进行。杨明将机器人的“左手”、“眼睛”和“右手”分别从3个孔插入病人的胸腔。左右手是各种各样的剪刀、解剖刀、钳子和烧灼工具,一般长度不超过5毫米;“眼睛”是带有光源的3D摄像头,左右各有一个摄像头代表左右眼。当“眼睛”进入胸腔后显示器一下亮了起来,放大了10倍的血红色组织暴露在屏幕上。

高长青把头靠到操纵台,眼睛对准两个类似显微镜的镜筒,十分谨慎地观看镜头下的每一个组织,指尖操纵机器人手臂在病人胸腔内执行细小的动作。他手臂、手腕和手指的运动被电脑精确地记录下来,同步翻译给机器手臂。显示器上,机器人酷似鸟嘴的“左手”一张一合,实现抓紧、剥离等动作,“右手”可以根据需要更换为各种解剖器,进行切开、烧灼等解剖工作。

他在剥离内乳动脉。内乳动脉就是乳房内动脉,由第二到第四根肋骨间隙穿出,通过胸大肌,供血给乳房内侧部。当病人心脏的某处血管被堵塞后,此处的心肌就会缺血,无法正常工作,需要架一座桥,让血液通过其他渠道流向此处。此次手术要做的是把内乳动脉取下,接到心脏血管上为心脏供血。

高长青操纵机器手,屏幕上显示出机器人的“左手”——镊子将薄薄的组织拉开、“右手”——电刀将组织切开,直径2毫米的内乳动脉被一点点从周边组织中分离出来。

这时候,笨重的机器臂在病人身上进行大幅度动作,你很难想象它是如何转换成胸腔内极其精细的小动作的,这就像木偶戏上一个人用同样动作操作张飞抡斧和巧姐绣花。

在停顿的间隙,高长青时不时对助手说:“左眼模糊了。”杨明会把“眼睛”拔出来,仔细擦拭干净,重新放回去,或者他说:“有血。”杨明就把机械左手拔出来,擦拭掉上面的血迹。有时,他吩咐助手更换不同的机械臂。

高长青切开心包,心肌在里面有力地搏动。机器人剪断内乳动脉,随后左手夹住血管,右手在血管的断端穿针引线。4毫米长的弯针在机器人手中灵巧地穿梭,1针、2针、3针……缝合完毕后机器手打了两个结,将内乳动脉牢牢固定在心脏的前降支上。

手术很顺利,鲜红的血液通过内乳动脉流向心脏,浇灌了那片缺血的心肌。

为什么使用机器人?

之前,年轻的外科医生杨明只在图片上见过手术机器人,直到2006年底去美国接受培训时,才第一次见到实战场面。“那真是太神奇了!从显示器上我看到了很多平日无法观看到的细节,特别是当我作为助手或者旁观者时,无法看到的部位一下呈现在眼前。我恍然大悟,原来是这样操作,顿生豁然开朗、别有洞天的感觉。”杨明说。

镜头下的视野非常清晰,三维图像增加了医生对深度的感觉,放大的手术区域使几毫米粗的血管显示为一只筷子粗细,便于医生操作。高长青在很多场合都强调,缝针时不要缝得太密,虽然在镜头下可以看到针与针之间有间隙,但实际上已经是放大后的效果,“要有判断,不要全以眼睛看到的情况为准”。

“创伤小、出血少、恢复快、疼痛轻、无并发症,术后在监护室时间由常规的2~3天缩短为1天,不会留下大的瘢痕。”无论医生还是病人,均如此赞美机器人手术。此外,正常人腕关节有5个自由度,前、后、左、右和180°内旋转,而机器腕可以360°旋转,多出两个自由度,活动更加自如。机器特有的振动消除系统和动作定标系统使机器人手能够克服外科医生出现的手颤等各种情况,“机器人能做到更精确,稳定性更好”。

机械的复杂性给医护人员带来更严格的要求,台上台下所有人都必须掌握机器人的工作原理、构成部分及遇到故障如何处理的方法。“手术系统的最大特点就是保证安全性,设有自动防故障装置,如果违规操作机器就会报警,光是报警原因就有厚厚一本书。”杨明比划道,“比如,一不留意轻压机械臂,两个机械臂在操作过程中碰到一起,机器人都会报警。一旦它觉得受到的外力或内力超过自己的感应范围,就会停止工作,操作失误就会出现危险。”

面对科技含量极高的机器人,“必须是非常优秀的心胸外科医生才能操纵它”。高长青说。机器人操作没有触觉反馈,一刀下去没有感觉,全凭视觉弥补触觉缺失,需要临床经验丰富、应急处理能力很强的外科医生来操纵,“它本身是人手中的一个工具,表达医生原有的水平”。

从手术室半空中悬挂的8台显示器上,体外循环师、麻醉师、台上助手、台上护士、台下护士都能从不同角度看到手术的进程。“我们之间很少通过话语交流,从图像上能看到高主任的手术进程,就知道他下一步可能要做什么,我们先做好准备。”杨明说。

当然,到目前为止机器人也并非无所不能。对于主动脉瓣置换这样需要大开口大视野的手术,以及一些复杂的手术,机器人难以完成,对于年龄小的病人,机器人也爱莫能助。“一般机器人手术要求体重大于45公斤、身高大于150厘米。虽然伸入胸腔的器械很小,但是需要很大的机械臂支撑,如果胸廓太小,4只机械臂容易挤在一起,相互之间动不了,这是技术所限制的。”杨明说。

目前,高长青所带领的全机器人心脏外科技术团队所开展的100余例手术中,涵盖了国际上已经开展的全机器人微创手术的所有类型。“虽然现在尚不能完成所有的心脏病手术,但是技术发展很快,我们相信未来不开胸手术会替代开胸手术。”高长青说。或许当那一天来临时,外科医生们回顾以往传统的工作方式,会忍不住感慨:“天呐!我们曾经多么残忍!”

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