機器人與人的手術(shù)，誰更好？

楊欣

讓機器人幫助人或替人干活早已不是什么新鮮事，而且由于機器人的工作效率大大高于人工效率，機器人已經(jīng)在各個領(lǐng)域大顯身手。但是，現(xiàn)在大量使用的機器人只是機器人對工具和器物的操控，機器人醫(yī)生對人診治疾病卻極為罕見。現(xiàn)在機器人用于醫(yī)療一是對人診斷看病，二是對病人進行手術(shù)。

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的機器人醫(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)機器人。前者以沃森著稱（沃森是一個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;后者以達芬奇手術(shù)系統(tǒng)（達芬奇手術(shù)機器人）聞名于世。

手術(shù)機器人的前世今生

由于沃森內(nèi)科醫(yī)生并未進入臨床，尚無實際意義。而且，即便機器人內(nèi)科醫(yī)生診治病人，其風(fēng)險也沒有手術(shù)醫(yī)生的風(fēng)險大，因此，現(xiàn)在人們更關(guān)注的是手術(shù)機器人治病的效果。現(xiàn)在，比較著名的進入臨床的手術(shù)機器人是達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)和Flex？機器人系統(tǒng)。

500多年前，意大利畫家達·芬奇畫出了第一張機器人設(shè)計圖，今天，以其名字命名的手術(shù)機器人系統(tǒng)進入了臨床實踐。最初想要用機器人對傷病員進行手術(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)機器人，后者其實就是一種遠程醫(yī)療系統(tǒng)。實際上，達芬奇外科手術(shù)機器人是一種高級機器人平臺，它并非像工廠的機器人一樣，通過電腦程序設(shè)計直接由機器對病人做手術(shù)，而是通過醫(yī)生操作機器人的機械手讓后者精確模仿人手動作而進行實時手術(shù)。

達芬奇手術(shù)機器人有點像章魚，有4只手臂，1只手臂為專用攝像頭，可進行三維成像，其余3只手臂可隨意實施其他手術(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)計和制造的達芬奇手術(shù)機器人才被美國食品與藥物管理局（FDA）批準使用。

這一手術(shù)機器人系統(tǒng)最初主要用于泌尿外科的微創(chuàng)手術(shù)，例如進行前列腺切除手術(shù)，而且，這一手術(shù)機器人不斷改進，已經(jīng)升級到第四代，其使用的范圍擴大到普通外科（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，達芬奇手術(shù)機器人已經(jīng)在許多國家采用，迄今，僅由達芬奇手術(shù)機器人完成的手術(shù)就有20多萬例。第四代達芬奇手術(shù)機器人也于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)療機器人公司發(fā)表聲明稱，該公司生產(chǎn)的Flex？機器人系統(tǒng)已經(jīng)獲得美國食品與藥物管理局批準，可以在市場上銷售和進入臨床治病。這款機器人的設(shè)計基于該大學(xué)機器人研究所的豪伊·喬賽特教授的研究。

Flex？機器人系統(tǒng)主要是進行口腔手術(shù)，可通過口腔進入人體，能夠讓外科醫(yī)生看到并且能夠到達非常難以到達的解剖區(qū)域，并進行頭部和頸部的微創(chuàng)手術(shù)。Flex？機器人系統(tǒng)的特點是，擁有一個可彎曲視鏡，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。

Flex？機器人系統(tǒng)的頭部裝有一個高分辨率的攝像頭（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)生可以用一個操縱桿來指揮探針繞開器官和其他障礙物并進行微創(chuàng)手術(shù)。

手術(shù)機器人的優(yōu)勢

以達芬奇為代表的手術(shù)機器人技術(shù)的普及，將外科手術(shù)的精準度和成功率提升到了一個全新的高度，也將外科手術(shù)帶入了一個新的時代。

比起傳統(tǒng)的醫(yī)生人工手術(shù)，手術(shù)機器人有明顯的優(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)時外科醫(yī)生可以遠離手術(shù)臺坐在操縱臺上，雙手握住手柄，同步控制機械臂手術(shù)器械進行手術(shù)，減少了醫(yī)生的勞動強度，有利于長時間的復(fù)雜手術(shù)。

其三，醫(yī)生操控的機器人的“手指”可以突破人手不可能完成的極限，實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)，在有限的空間內(nèi)，多個維度任意變換操作姿勢。機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。尤其是在狹窄的解剖區(qū)域進行手術(shù)，能對患者進行更好的保護，因而手術(shù)更安全。

其五，一個主刀醫(yī)生可以憑借手術(shù)機器人的“三頭六臂”完成一個手術(shù)團隊的全部工作，減少了配合失誤，更容易實現(xiàn)主刀醫(yī)生的意圖。

其六，患者的創(chuàng)口更小，康復(fù)時間更短，感染風(fēng)險也大大減少。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，而達芬奇手術(shù)機器人的手術(shù)創(chuàng)口僅在1厘米左右。

其七，可以同時對一名病人的多處病灶進行手術(shù)，例如，可以同時實施腸、肝、肺3處病灶的微創(chuàng)切除術(shù)，從而避免患者進行多次手術(shù)以及等待手術(shù)的不安和恐懼。

醫(yī)生操作達芬奇機器人動手術(shù)

上述方方面面的優(yōu)點主要是目前普遍應(yīng)用的第三代達芬奇手術(shù)機器人的特點，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。第四代達芬奇手術(shù)機器人則擁有更多優(yōu)點。例如，數(shù)字內(nèi)窺鏡更加輕巧，使用激光定位并可自動計算機械臂的最佳手術(shù)姿態(tài)，畫面成像更清晰，3D立體感更準確。經(jīng)過大幅改進的驅(qū)動結(jié)構(gòu)使得機械臂移動范圍更靈活精準，可覆蓋更廣的手術(shù)部位。更小、更細的機械手加上全新設(shè)計的手腕為手術(shù)操作提供了前所未有的靈活度。而且，第四代達芬奇手術(shù)機器人的內(nèi)窺鏡可以拆卸連接到任何一個機械臂上，手術(shù)視野更加廣闊。同時，更長的支架設(shè)計為醫(yī)生提供了更大的手術(shù)操作范圍。第四代達芬奇手術(shù)機器人還有新的4個微創(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。

第四代達芬奇手術(shù)機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)生提供更多實時的視覺信息，包括血管檢測、膽管和組織灌注等。此外，第四代達芬奇手術(shù)機器人具有更大的擴展性，為一系列影像和器械技術(shù)提供了無縫連接入口。

因此，第四代達芬奇手術(shù)機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)機器人的事故

盡管手術(shù)機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行的一項研究表明，手術(shù)機器人的操作遠非完美，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)機器人在2000～2013年間進行手術(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)機器人進行手術(shù)的風(fēng)險幾乎是人工手術(shù)或其他形式的手術(shù)風(fēng)險的10倍。

手術(shù)機器人做手術(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，二是機器人，如達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)的各種問題，包括電路、機械故障等造成的。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)險等因素引起，60%是由機器人設(shè)備故障引起。

對手術(shù)機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)機器人的安全性，美國食品與藥物管理局強制要求上報任何機器人手術(shù)事故，這些上報的資料形成了名為“生產(chǎn)商和用戶機構(gòu)設(shè)備體驗”（MAUDE）的數(shù)據(jù)庫，包含了2000～2013年間強制和自愿提交的手術(shù)機器人的事故報告。

2000～2013年間，美國共有170萬名病人是由各種手術(shù)機器人做的手術(shù)，病人中大部分是婦科和泌尿科患者。手術(shù)機器人出現(xiàn)事故的報告有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。

對事故原因細致分析發(fā)現(xiàn)，手術(shù)機器人做手術(shù)出現(xiàn)的事故可以詳細分為幾類。一是機器人設(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)機器人的視頻卡死，這類系統(tǒng)錯誤產(chǎn)生了約800例事故或不良事件。

另外，對于手術(shù)機器人因事故造成的144例病人死亡，只有很少一部分病例詳細記述了事故情況。手術(shù)機器人事故的另一個特點是，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，操作者不常用機器人設(shè)備和缺少關(guān)于該領(lǐng)域機器人的專業(yè)知識。

手術(shù)機器人與人工手術(shù)事故比較

美國食品與藥物管理局提供的手術(shù)機器人的事故數(shù)據(jù)當(dāng)然不一定令人信服，因為有很多事故是沒有上報的，因此上述數(shù)據(jù)肯定低估了手術(shù)機器人事故造成的病人死傷的數(shù)量和傷害程度的真實水平。不過，即便以此為據(jù)，與人工手術(shù)進行比較，也可以看出手術(shù)機器人和人工手術(shù)的天壤之別，前者的失誤要遠遠低于后者。

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)后一個月內(nèi)死亡，死亡率為0.67%。即便以2000～2013年間美國手術(shù)機器人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)險要比星期一高出44%。

數(shù)據(jù)顯示，星期一做手術(shù)風(fēng)險最低，然后逐日增加，在星期五達到風(fēng)險最高點。研究人員認為，星期五手術(shù)死亡率高可能是因為患者在手術(shù)后最需要得到照料的時候正好遇到周末，因而不能得到良好的術(shù)后照料。手術(shù)后的最初48小時對患者來說至關(guān)重要。如果在這個時候出現(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)束后的護理等因素。

中國的統(tǒng)計數(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)致的死亡沒有準確的數(shù)據(jù)。不過，一個數(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研究結(jié)果顯示，根據(jù)對17個省市、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5.8%，相差約8倍。這些手術(shù)都是人工手術(shù)，但僅此一項手術(shù)的最低死亡率（0.7%）也高于美國手術(shù)機器人14年的總事故率（0.59%）。

還有一個有趣的問題是，人做手術(shù)和機器人做手術(shù)比較，兩者誰可能做到零事故率。一般人可能認為是機器人，因為，機器人更精準，但是，目前沒有手術(shù)機器人零事故的報道，在中國卻有人做手術(shù)為零事故的報道。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，由于操作機器人的是人（醫(yī)生），因此，對操作機器人的醫(yī)生進行嚴格訓(xùn)練至關(guān)重要。而且，手術(shù)機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，而是對操作機器人的醫(yī)生提出了更高和更嚴格的技能要求。