很有可能,你不是宇航员,也永远不会成为宇航员。因此,最近NASA资助开发一款听起来有点可怕的外科手术机器人——一个拳头大小的装置,将进入患者充满胀气的腹部以止血或切除破裂的阑尾——的消息,对你来说可能并不是什么实用新闻。更相关的消息可能来自Intuitive Surgical公司,该公司宣布其最新款机器人手术系统已获得FDA批准。凭借更纤细、更灵活的手臂,da Vinci Xi将把更多开放式手术转变为微创的机器人辅助手术。Xi不需要进行大范围切口即可到达患者身体的各个部位,而是允许外科医生通过更小、创伤更小的穿刺口到达腹腔内的几乎任何地方。随着这一批准,你有一天将在机器人手术刀下接受治疗的可能性大大增加了。
这是机器人手术的近期前景,即机器人在体内逐渐扩张,并应用于所有可能的手术。除了da Vinci主要关注腹部手术外,机器人目前还用于在脑部钻孔、重塑关节以及使用激光矫正视力。但外科手术机器人的未来似乎在于一些最具挑战性和专业化的手术:显微外科手术,即在微观尺度上进行的手术。
“目前我们进行的所有手术都处于人眼和人手的尺度上,”Intuitive Surgical公司医学研究总监Catherine Mohr在谈到da Vinci辅助手术时说道。“这是因为传统上,医疗就是医生将手放在患者身上进行干预。但是,通过改变机器人交互的尺度,我们也许能为患者带来更好的治疗效果。”
并非说显微外科手术今天闻所未闻。问题是,尽管显微镜辅助手术已经实践了近一个世纪,但它是一项极其困难且专业的技能,因此相关的操作范围非常狭窄。即使这些手术可行,合格外科医生的等待名单也可能长达一年。
然而,机器人可以通过将大的动作转化为微小的动作,将更多的外科医生变成显微外科医生。“想象一下在Photoshop中工作,你已经放大了很多倍,一次处理图像的一个像素,”Mohr说道。“你的鼠标移动仍然是你舒适的手部动作,但你工作的尺度却完全不同了。”
显微外科手术不会取代传统手术,但可以帮助解决一些特定问题。其中一个例子——尽管Mohr指出这尚未获得FDA批准,也未得到压倒性的临床数据支持——是治疗乳腺癌患者,她们在淋巴结切除后常常会遭受手臂和手的严重肿胀和疼痛。这种情况称为淋巴水肿,是由自然引流通道受损引起的,这意味着血液无法正常回流到患者的系统中。理论上可以改变血液流向,但这极其困难,因为外科医生试图缝合在显微镜下几乎看不见的微小血管。“我感到兴奋的是,如果我能改变这个尺度,那么对于那些患有这种可怕水肿的人,我们可以开始将她们的淋巴管缝接到局部静脉上,让淋巴液排出,”Mohr说道。“这样,她们就不用一辈子穿着弹力袜,我们可以进行微创手术来解决这个问题。”
对于Intuitive Surgical公司来说,显微外科手术是研究的目标,但并非确定的发展方向。但是,荷兰埃因霍温理工大学的研究人员制造的一款显微外科机器人目前正处于临床试验阶段,预计结果将在2015年公布。这款未命名的机器人通过双摇杆和可调节尺度的脚踏板进行操作。它最初用于手部和面部复杂重建手术,为显微手术(如连接神经纤维和微小血管)提供更高的精度。
NeuroArm,一款可以在患者进行MRI扫描时进行显微神经外科手术的机器人,已在加拿大用于切除一名21岁患者的脑肿瘤。该机器人使用非铁磁性材料(以避免与MRI磁体相互作用),已被手术成像公司IMRIS收购,并且后来被重新命名为SYMBIS Surgical System。SYMBIS尚未上市销售,但IMRIS已经销售专门的MRI系统,允许在手术过程中进行扫描。一旦获得使用批准,SYMBIS将允许外科医生在不取出器械的情况下对患者大脑进行成像。
目前还有其他显微外科机器人的开发案例,包括约翰霍普金斯大学的Steady-Hand Eye Robot(专门处理视网膜手术),以及卡内基梅隆大学的Micron(一种手持式机器人仪器,将使用陀螺仪和致动器来主动提高外科医生的精度)。所有这些系统距离投入使用还有几年甚至几十年,如果它们能够成功上市的话。但Intuitive Surgical公司对显微外科的兴趣清楚地表明了未来的发展方向。尽管该公司在2013年面临一系列诉讼,以及随后的负面媒体报道和股市暴跌,但Intuitive是最大的外科手术机器人制造商,也是整个机器人行业的驱动力之一,其系统通常售价超过200万美元,每年进行超过20万例da Vinci手术。据Mohr称,增加显微尺度能力可能不需要全新的机器人,而是需要新的器械和其他模块化组件,这些组件可以连接到全球已安装的2500多台da Vinci设备上的某个部分。
对我们这些未来的患者来说,显微外科手术的普及由谁来推动并不重要。重要的是它即将到来。“我们医疗界还没有开发出很多需要那种超显微视角和操作能力疗法,因为那已经达到了人手在非尺度运动下的极限,”Mohr说道。“但是,如果我们能够突破这个障碍,我认为这将释放出许多将对患者生活产生深远影响的新疗法。”