机器人与人的手术，谁更好？

杨欣

让机器人帮助人或替人干活早已不是什么新鲜事，而且由于机器人的工作效率大大高于人工效率，机器人已经在各个领域大显身手。但是，现在大量使用的机器人只是机器人对工具和器物的操控，机器人医生对人诊治疾病却极为罕见。现在机器人用于医疗一是对人诊断看病，二是对病人进行手术。

医学领域的机器人医生也可以分为内科医生和外科（手术）医生，或称手术机器人。前者以沃森著称（沃森是一个具有庞大信息库和诊疗软件的电脑，可以替人诊断治病），但尚未正式应用于临床;后者以达芬奇手术系统（达芬奇手术机器人）闻名于世。

手术机器人的前世今生

由于沃森内科医生并未进入临床，尚无实际意义。而且，即便机器人内科医生诊治病人，其风险也没有手术医生的风险大，因此，现在人们更关注的是手术机器人治病的效果。现在，比较著名的进入临床的手术机器人是达芬奇手术机器人系统和Flex？机器人系统。

500多年前，意大利画家达·芬奇画出了第一张机器人设计图，今天，以其名字命名的手术机器人系统进入了临床实践。最初想要用机器人对伤病员进行手术的是美国军方和美国航空航天局，为了预防宇航员在太空中出现疾病和战场上需要紧急外科手术，研究人员发明了手术机器人，后者其实就是一种远程医疗系统。实际上，达芬奇外科手术机器人是一种高级机器人平台，它并非像工厂的机器人一样，通过电脑程序设计直接由机器对病人做手术，而是通过医生操作机器人的机械手让后者精确模仿人手动作而进行实时手术。

达芬奇手术机器人有点像章鱼，有4只手臂，1只手臂为专用摄像头，可进行三维成像，其余3只手臂可随意实施其他手术功能，如使用镊子、电凝刀、分离器、超声刀、分离、止血、缝合等，甚至进行复杂的多台手术。不过，直至2000年，由美国直觉外科公司设计和制造的达芬奇手术机器人才被美国食品与药物管理局（FDA）批准使用。

这一手术机器人系统最初主要用于泌尿外科的微创手术，例如进行前列腺切除手术，而且，这一手术机器人不断改进，已经升级到第四代，其使用的范围扩大到普通外科（肝胆、胰腺、胃肠道、甲状腺手术等）、心脏外科、胸外科、泌尿外科、妇科、小儿外科、咽喉头颈外科等领域的手术。

目前，达芬奇手术机器人已经在许多国家采用，迄今，仅由达芬奇手术机器人完成的手术就有20多万例。第四代达芬奇手术机器人也于2014年4月1日获批，最先在美国迈阿密大学医院使用。

2015年7月，美国卡耐基梅隆大学的医疗机器人公司发表声明称，该公司生产的Flex？机器人系统已经获得美国食品与药物管理局批准，可以在市场上销售和进入临床治病。这款机器人的设计基于该大学机器人研究所的豪伊·乔赛特教授的研究。

Flex？机器人系统主要是进行口腔手术，可通过口腔进入人体，能够让外科医生看到并且能够到达非常难以到达的解剖区域，并进行头部和颈部的微创手术。Flex？机器人系统的特点是，拥有一个可弯曲视镜，但不会变形。它结合了腹腔镜（一种使用于微创手术的坚硬笔直的探测装置）和内窥镜（可以弯曲，但是会变形的探测装置）的优点。

Flex？机器人系统的头部装有一个高分辨率的摄像头（探针），摄像头两边的端口可以连接切割、抓握组织的工具，外科医生可以用一个操纵杆来指挥探针绕开器官和其他障碍物并进行微创手术。

手术机器人的优势

以达芬奇为代表的手术机器人技术的普及，将外科手术的精准度和成功率提升到了一个全新的高度，也将外科手术带入了一个新的时代。

比起传统的医生人工手术，手术机器人有明显的优势。其一，有3D高清影像技术为主刀医生提供高清晰和全方位立体式手术视野，可以对手术的局部位置视野放大15倍，对手术部位不仅能精确定位，而且能让医生看得更清楚。

其二，手术时外科医生可以远离手术台坐在操纵台上，双手握住手柄，同步控制机械臂手术器械进行手术，减少了医生的劳动强度，有利于长时间的复杂手术。

其三，医生操控的机器人的“手指”可以突破人手不可能完成的极限，实现360度旋转，在有限的空间内，多个维度任意变换操作姿势。机器人手指可以使用手术刀、剪刀、镊子或缝线所需的持针器，快速完成切割、电烧、缝合、打结等动作，其精确度和灵巧度比之人的双手有过之而无不及。

其四，机器人手腕和手指拥有稳定器，可以有效防止传统外科手术中人手可能出现的抖动和颤动，降低手术风险。尤其是在狭窄的解剖区域进行手术，能对患者进行更好的保护，因而手术更安全。

其五，一个主刀医生可以凭借手术机器人的“三头六臂”完成一个手术团队的全部工作，减少了配合失误，更容易实现主刀医生的意图。

其六，患者的创口更小，康复时间更短，感染风险也大大减少。例如，常规的胰腺肿瘤切除手术需要开腹，创口在15～30厘米之间，而达芬奇手术机器人的手术创口仅在1厘米左右。

其七，可以同时对一名病人的多处病灶进行手术，例如，可以同时实施肠、肝、肺3处病灶的微创切除术，从而避免患者进行多次手术以及等待手术的不安和恐惧。

医生操作达芬奇机器人动手术

上述方方面面的优点主要是目前普遍应用的第三代达芬奇手术机器人的特点，但是其手术操作范围也有局限。如果医生想要继续探究病人其他部位或身体更深部位的病理情况，需要重新定位。第四代达芬奇手术机器人则拥有更多优点。例如，数字内窥镜更加轻巧，使用激光定位并可自动计算机械臂的最佳手术姿态，画面成像更清晰，3D立体感更准确。经过大幅改进的驱动结构使得机械臂移动范围更灵活精准，可覆盖更广的手术部位。更小、更细的机械手加上全新设计的手腕为手术操作提供了前所未有的灵活度。而且，第四代达芬奇手术机器人的内窥镜可以拆卸连接到任何一个机械臂上，手术视野更加广阔。同时，更长的支架设计为医生提供了更大的手术操作范围。第四代达芬奇手术机器人还有新的4个微创手术刀和可旋转支架，能够使微创手术刀旋转到患者的任何部位。

第四代达芬奇手术机器人的影像可以与直觉外科公司的萤火虫荧光影像系统兼容，因而可以为医生提供更多实时的视觉信息，包括血管检测、胆管和组织灌注等。此外，第四代达芬奇手术机器人具有更大的扩展性，为一系列影像和器械技术提供了无缝连接入口。

因此，第四代达芬奇手术机器人能够帮助外科医生完成更为复杂和高难度的手术。

手术机器人的事故

尽管手术机器人具有无与伦比的优势，但是，它也像人一样会失误，最严重的是致病人于死地。

美国芝加哥拉什大学医学中心的拉曼等人从美国食品与药物管理局获取资料进行的一项研究表明，手术机器人的操作远非完美，会造成在手术中一些病人的受伤和死亡。美国食品与药物管理局的记录表明，手术机器人在2000～2013年间进行手术共导致或涉及144人死亡。在头部、颈部、心胸部采用手术机器人进行手术的风险几乎是人工手术或其他形式的手术风险的10倍。

手术机器人做手术发生事故大致分为两类，一是操作者，即手术医生的失误造成的，二是机器人，如达芬奇手术机器人系统的各种问题，包括电路、机械故障等造成的。这两者产生事故致病人伤残和死亡的比例为：40%由医生误操作和手术固有风险等因素引起，60%是由机器人设备故障引起。

对手术机器人安全性和可靠性的综合研究源自美国食品与药物管理局，为了确保手术机器人的安全性，美国食品与药物管理局强制要求上报任何机器人手术事故，这些上报的资料形成了名为“生产商和用户机构设备体验”（MAUDE）的数据库，包含了2000～2013年间强制和自愿提交的手术机器人的事故报告。

2000～2013年间，美国共有170万名病人是由各种手术机器人做的手术，病人中大部分是妇科和泌尿科患者。手术机器人出现事故的报告有1万多份，相当于每10万例手术有588例事故，其中超过1500例对病人有显著的不良影响。在2000～2013年期间，美国的手术机器人完成的手术数量大量增加，因此，这类手术出现事故导致的死亡和伤残数量也从2006年以来增加了30倍。

对事故原因细致分析发现，手术机器人做手术出现的事故可以详细分为几类。一是机器人设备在手术中拉弧或打火，这类事故在2000～2013年间烧伤了193名病人;二是烧焦或脱落的零件掉进病人体内，这类事故发生了100多次并致死一名病人;三是机器人仪器不受控制地移动，这类事故使52人受伤，并致死2人;四是手术机器人的视频卡死，这类系统错误产生了约800例事故或不良事件。

另外，对于手术机器人因事故造成的144例病人死亡，只有很少一部分病例详细记述了事故情况。手术机器人事故的另一个特点是，在心胸、头、颈手术中有较高的致伤、致死率，原因是，这类手术更复杂，操作者不常用机器人设备和缺少关于该领域机器人的专业知识。

手术机器人与人工手术事故比较

美国食品与药物管理局提供的手术机器人的事故数据当然不一定令人信服，因为有很多事故是没有上报的，因此上述数据肯定低估了手术机器人事故造成的病人死伤的数量和伤害程度的真实水平。不过，即便以此为据，与人工手术进行比较，也可以看出手术机器人和人工手术的天壤之别，前者的失误要远远低于后者。

以2000～2013年间美国的数据为例，14年总事故率为0.59%（10万例手术有588例事故），平均到每年则为0.042%。现在，对人工手术的粗略统计表明，成功率为95%，失败率为5%，一般失败的手术即病人死亡。所以，人工手术的失误和事故率比机器人手术的事故率或失败率要高得多。再以英国和中国的具体数字比较，可能更容易理解机器人与人工手术的事故率差异。

英国伦敦帝国理工学院研究人员收集了英格兰公费医疗系统从2008年到2011年的全部非急诊手术资料，通过检查大约400万例手术病例发现，有27000多人在手术后一个月内死亡，死亡率为0.67%。即便以2000～2013年间美国手术机器人14年总事故率的0.59%比较，也表明人工手术的事故率更高。当然，英国的这项研究也提供了人工手术出问题的某些原因，如在星期五做手术的风险要比星期一高出44%。

数据显示，星期一做手术风险最低，然后逐日增加，在星期五达到风险最高点。研究人员认为，星期五手术死亡率高可能是因为患者在手术后最需要得到照料的时候正好遇到周末，因而不能得到良好的术后照料。手术后的最初48小时对患者来说至关重要。如果在这个时候出现出血和感染等问题，但身边又没有称职的医生，后果就会很严重。这也说明，手术的失败率并非只涉及手术本身的因素，而是包括手术结束后的护理等因素。

中国的统计数据表明，中国每年死于医疗事故的人数是40万，是交通事故致死人数的4倍。其中，致死原因很大一部分是不安全用药。但是，手术失败率导致的死亡没有准确的数据。不过，一个数据可以窥见一斑。国家心血管病中心主任胡盛寿在2012中国心脏大会上公布的一项研究结果显示，根据对17个省市、43家医院的8739例患者心血管外科手术调查发现，不同医院以及各地区间冠状动脉搭桥手术存在明显差距，死亡率最低的医院仅0.7%，死亡率最高的医院可达5.8%，相差约8倍。这些手术都是人工手术，但仅此一项手术的最低死亡率（0.7%）也高于美国手术机器人14年的总事故率（0.59%）。

还有一个有趣的问题是，人做手术和机器人做手术比较，两者谁可能做到零事故率。一般人可能认为是机器人，因为，机器人更精准，但是，目前没有手术机器人零事故的报道，在中国却有人做手术为零事故的报道。2015年当选为“湖湘名医”的泸溪县人民医院外科主任张清贵，28年来主刀为近万名患者实施手术，无一例事故发生。

根据上述数据比较，手术机器人的事故率和失败率显然要大大低于人工手术。尽管如此，由于操作机器人的是人（医生），因此，对操作机器人的医生进行严格训练至关重要。而且，手术机器人的使用日渐增多并不意味着今后将会取代外科手术医生，而是对操作机器人的医生提出了更高和更严格的技能要求。