海军总医院 田增民 于 雪
在神经外科，进行脑肿瘤内放疗、脑内病变活检、脑内血肿排空等操作常常需要从颅骨表面进针再深入脑深部。但从哪里进针最合理，进针角度、深度等都是对于医生的严峻考验，因为稍有差池轻则影响治疗效果,重则给患者带来巨大损害甚至生命危险。如今这些难题都可以麻烦机器人解决了，甚至还可以借助远程系统向远方的专家“借脑”。今年，“远程遥操作无框架机器人系统”研究获得了国家科技进步二等奖。
今后的目标
把“吃线”的苦活留给机器
应用微细的血管导管和导丝，进行血管造影诊断、畸形血管栓塞、狭窄血管扩张或放置支架等操作，统称为介入手术。介入手术因其直观性、微创性，在医学各领域应用越来越广泛，越来越受重视。目前介入手术已成为治疗心脑血管疾病和各种肿瘤的重要方法。近年来，介入手术的数量有了惊人的增长，在一些领域基本上与常规外科手术数量持平。现代医学已将其与内科治疗和外科治疗一并列入三大治疗学科。
众所周知，神经外科医生为患者进行血管介入手术时，需要在手术现场不断利用X线透视，才能了解介入导管的运行部位、方向及速度等情况。术者根据导管和病人血管的关系变化，随时加以调整，以保证导管准确到位。问题在于透视次数越多，观察导管越准确，但同时“吃线”也必然越多；而不透视的时候，医生只能盲穿，难以保证导管在人体内运行的准确性。
为了扩展脑外科机器人手术的适用范围，我们正在深入进行“血管介入手术机器人的临床实践”研究，准备将这个“苦差事”也交给机器人做。具体来说，就是在介入手术中由机器人准确完成导管推进、旋转等动作。这样，在手术中医生就可以在不受X线照射的情况下全程进行可视性操作。术者只需要在电脑屏幕前，通过鼠标遥控操作导管行进就可以了。
在这个领域，日本、以色列、德国等国家也正试图在血管介入操作中采用机器人技术，但目前只是停留在实验室阶段。而我们目前这个设想已经完成了设备的前期准备，并进入动物实验阶段，取得了初步成效。
最大的特色
患者没有“帽子”
无框架脑立体定向手术是近年来神经外科领域出现的创新技术，它是微侵袭神经外科发展的重要方向之一。“无框架”是我们科研中重要的特色之一。
几十年来，在国际范围内，要想完成脑立体定向手术，患者需要事先在颅骨上“打眼”，以固定一个三四斤的定向仪框架，再进行框架空间投射定位，确定手术靶点的位置。繁琐的工序以及消毒等必要程序，使得我们治疗中心一天只能为两三个患者进行手术。如今，借助新的无框架定位手术系统，取掉了戴在患者头上多年的手术框架，减少了病人痛苦，并且消除了手术死角，扩大了手术野，一天最多可以完成15个手术。
准确地说，无框架脑立体定向手术是基于CT或MRI图像建立三维坐标，通过定位标志建立计算机图像与实际手术空间的映射关系，对脑立体定向手术进行规划与虚拟操作，最后实现多传感器智能机械臂的辅助定位及导航。这种智能化的手段较传统脑立体定向手术定位准确，精度误差<1mm，从而使手术更加安全可靠。该手术的进步涉及机器人、微电子、图像处理、虚拟现实、微创外科等诸多学科内容。
遥操作机器人
手术日趋成熟
2003年9月10日，我国首例远程医疗外科机器人立体定向手术在海军总医院与沈阳市中心医院之间进行。两台计算机、一个麦克风、一只鼠标，没有传统手术中的流血场面，主刀术者甚至没有进入手术室，就完成了遥操作机器人手术。我们遥控远在600公里外的沈阳市中心医院的机器人“黎元”，为沈阳的一名脑出血患者实施脑外科手术。病人的脑部CT扫描图像传入电脑，然后应用特定软件设计手术靶点，选择手术途径。遥操作对准坐标后，机器人迅速找到手术靶点，辅助沈阳现场医生定位、进刀。四十分钟后，病人脑内血肿排出，原本失语、偏瘫的病人已经能够开口说话。
如今，在无框架脑外科立体定向手术的基础上，遥操作机器人手术日趋完善，自动定位功能更加先进，实现了视觉立体自动定位，让远在异地的术者能够立体地看到术野。通过这一技术在遥远的海面上、在异国他乡为我们的子弟兵、为境外同胞们进行手术治疗，在技术上也已完全成为可能。
机器人无框架定位手术系统适用于脑部病变的诊断与治疗，特别是常规手术方法难以解决的病例。至今我们中心已施行手术2600余例，现已成功应用的手术项目包括：脑深部病变活检；癫痫、帕金森病等脑功能性疾病的立体定向外科治疗；脑深部血肿及脓肿排空；脑异物摘除术；脑肿瘤内注药及内放疗；神经干细胞移植等手术。
链 接 机器人系统的研发路径
第一代 1997年5月首次应用于临床，为国内首创医疗外科机器人手术，进一步的研究列入国家“863”计划课题。
第二代 1999年实现了无框架定位手术，操作灵活，实用性强。
第三代 2001年，增加了遥操作功能，专家可以通过局域网实施遥操作手术。
第四代 2003年，实现了专线遥操作异地临床手术。
第五代 2005年，自动定位功能更加先进，实现了视觉立体自动定位，使手术误差更小。完成了北京至延安的遥操作手术。
