达芬奇手术机器人故障维修6例

孟保文，曲 岳，陈 臻

0 引言

达芬奇手术机器人也称内窥镜手术器械控制系统，是一种高级医学内窥镜影像获取、三维图像分析及远程遥控器械的控制平台，它能够通过微创的方法完成复杂的外科手术。实施手术时外科医生通过观察监视器来操作控制系统，医生的动作通过计算机传递给手术台边的机械手，机械手的前端安装了各种微创手术器械模拟外科医生的技术动作，仅通过数个钥匙孔样操作通道就可进行手术的精细操作[1-2]。

达芬奇手术机器人主要由控制台、高清晰内窥镜成像系统、全自动多关节机械臂系统3个部分组成[3]。该系统融合了机械、电子、计算机等多学科的先进技术，整机设计精密、操作要求严格，现将实际工作中遇到的一些常见故障总结分析如下，以供大家参考。

1 故障一

1.1 故障现象

按下开机按钮后，医生控制台有启动声音，约2 s后设备跳闸，内窥镜成像系统与机械臂系统无法启动，从医生操作台的3D视野内观察屏幕无输出。

1.2 故障分析与检修

视频车和手术车受医生控制台控制，医生控制台未启动时其他部分也不能启动，根据经验，怀疑医生控制台的电源部分存在故障。检查辅助电源，无输入输出电压。检查主电源模块，无电压输出。断开负载，为电源模块单独接上220 VAC电源，约2 s后跳闸，可确认故障出在电源模块。拆开主电源模块进行测量，发现内部整流电路短路，导致系统通电后迅速断电保护。更换主电源后，系统正常启动，故障排除。

2 故障二

2.1 故障现象

医生控制台的左眼视频丢失。

2.2 故障分析与检修

切换内窥镜成像系统显示器到右眼视频，观察到右眼视频正常，确认左眼视频通路有问题。再将视频车显示器输入改为左眼相机控制单元SDI信号输入，显示器无显示，确认左眼视频在进入digitizer之前已经失效。交换左右相机控制单元的供电电源，切换显示器左右眼信号输入，发现左眼正常，右眼视频丢失。据此可判断左眼相机控制单元供电电源损坏。更换该电源后，机器工作正常。

3 故障三

3.1 故障现象

系统开机时报错23013，镜头臂指示灯显示红色，按故障消除键无法消除。

3.2 故障分析与检修

查阅错误代码，故障指示为镜头臂刹车过松。关闭机器，轻轻旋转镜头臂，感到非常轻松，初步判断刹车片间隙过大导致机器报警，以防止手术过程中镜头臂无法锁紧，出现意外情况。轻轻用手匀速旋转镜头臂，尝试通过反复活动来调节刹车片间隙，使其能够恢复原位。反复旋转镜头臂15圈后，明显感觉到转动变得困难，可以确认刹车片间隙变小，刹车抱紧。重新开机，故障报警消失，系统工作正常。

4 故障四

4.1 故障现象

系统开机时报错22003，无法使用。

4.2 故障分析与检修

查阅错误代码，故障提示为镜头臂的大臂故障。大臂每个关节与2个编码器对照，当这2个编码器读出数据差值超出范围时系统会报错，继而禁止使用设备。因仅为一个活动关节位置报警，故排除机械臂控制系统故障，判断故障极有可能是由位置编码器本身造成的。更换报错编码器，重新匹配、校准，使用测试软件确认编码器的对比差值在范围内。重新开机，系统工作正常，故障排除。

5 故障五

5.1 故障现象

机械臂台车把手转动时，机器底部发出“咔咔”的噪声，机械臂台车方向不受控制。

5.2 故障分析与检修

与值班护士确认，机器被推动过，之前设备正常。打开机械臂台车的下盖板，去除把手护盖。检测转动把手，工作正常。检查把手下连杆，工作正常。拆下手术车电池、电源部分，发现转动齿扇损坏，把手转动时，齿条不能随之转动。更换整个把手总成后，系统工作正常，故障排除。

6 故障六

6.1 故障现象

手术过程中医生感觉右手臂操作不顺畅，有黏涩感，并且右手经常出现手柄不受控翻转的情况。

6.2 故障分析与检修

系统报错23003、23008，提示右手臂故障。检查医生控制手臂内的各传感器状况，内部传感器都在测试范围内，故排除传感器故障。在系统中设置与其他机械臂交换，重新开机操作，医生仍感觉该手臂操作不顺畅，于是重新校准该控制手臂，医生感觉情况好转，但不及左手臂灵活，因此，可排除医生操作台控制系统的原因，判断故障由该机械臂自身造成。因该机械臂在院内无法维修，在得到厂家技术支持后，更换该机械臂，开机校准后，故障排除。

[1]戚仕涛，汤黎明.达芬奇手术机器人系统及其临床应用[J].现代仪器， 2011，17（2）:8-11.

[2]杜志江.达芬奇手术机器人系统技术分析[J].机器人技术与应用，2011，24（4）:14-16.

[3]王翰博，孙鹏，赵勇.达芬奇机器人手术系统的构成及特点[J].山东医药，2009，49（39）:110-111.