第一章　手术机器人的发展历程及其在胃肠外科领域的应用

一、手术机器人的发展历程

机器人，英文robot，是人类设计制造的用于快速准确、重复执行一项或多项任务的机器。“robot”一词最早出现于1920 年在捷克作家凯勒尔·凯佩克（Karel.Capek）的名为“罗莎姆的万能机器人”的幻想剧中。1950年美国作家阿西莫夫提出了机器人学（robotics）这一概念，机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的自动化设备。它可以是各种样子，并不一定长得像人，也不见得以人类的动作方式活动。

1954年美国的G.C.Devol发表了“通用机器人”专利。1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”，应用在了汽车制造生产中。20世纪60年代，随着微电子学和计算机技术的迅速发展，自动化技术也取得了飞跃性的变化，开始出现了现在普遍意义上的机器人。1974年CincinnatiMilacron公司开发成功多关节机器人；1979年，Unimation公司又推出了PUMA机器人，它是一种多关节、全电动驱动、多CPU二级控制，采用VAL专用语言，可配视觉、触觉、力觉传感器的机器人，现在的工业机器人结构大体上以此为基础。

第一代机器人由固定的、非程序控制的、无感应器的机电设备构成。第二代机器人诞生于20世纪80年代，内置了感应器和可编程控制器。第三代机器人囊括了自20世纪90年代至今发明的所有机器人。

20世纪80年代中期，技术革命的第三次浪潮席卷着整个世界。在这迎面而来的汹涌浪潮中，机器人技术逐波拍浪，引领前行。全球范围内的工业机器人总数正以每年30%以上的速度增长，推动着汽车工业高速发展，并使之迅速成为全球规模的庞大产业。

机器人家族可分为军用机器人和民用机器人两大类。军事栏目里时常出现的排爆机器人、无人侦察机、战斗机械狗等就属于军用机器人。民用机器人就更多了，如工业机器人、农业机器人、服务机器人、娱乐机器人。大多数的机器人并不像人，有的甚至没有一点人的模样，并非科幻电影里有手有脚、能跑会跳的人形机器人。

与医疗密切相关的是手术机器人，但研发手术机器人的创意并非来自医疗界，而是美国国家航空航天局（NASA）。20世纪80年代，NASA想要研制一台能够实现远程操控，为身在太空中的宇航员实施手术治疗的机器人，就像科学家在地面操控着航天飞机上伸出的机械臂，维修遨游在太空中的卫星和哈勃天文望远镜一样。美国军方从中看到了未来手术机器人巨大的潜力，试想，如果远在大后方的外科专家能够遥控操作手术机器人，为前线受伤或生病的士兵进行手术，那将会挽救更多士兵宝贵的生命。

手术机器人尚未走向前线，但是外科医生们已经率先获益了。1985年，美国医生Kwoh使用改装的（Puma560）工业机器人进行神经外科的活组织检查手术，准确性较传统手术有很大的提高。1994年第一代外科机器人系统“伊索”（AESOP）机器人作为持镜助手应用于外科临床。

1998年第二代外科机器人系统“宙斯”（Zues）机器人面世。2001年“宙斯”手术机器人进行了首例远程遥控操作手术，这次手术的实施地点为法国斯特拉斯堡，主治医师在3800英里[1英里（mi）=1.609344千米（km）]外的美国纽约，为一位患者成功实施了胆囊切除手术。

2000年7月，美国FDA正式批准了Intuitive Surgical公司研发的第三代机器人手术系统应用于临床外科治疗，这台机器人以意大利文艺复兴时期的科学艺术巨匠“达·芬奇”（Da Vinci）的名字命名。

截至2015年9月30日，全球达芬奇机器人装机数量已达3477台，其中美国2344台、欧洲586台、亚洲398台，我国大陆地区也已装机39台，近年有快速增长趋势。手术数量亦同步快速增长，2013年全球达芬奇手术年手术量超过50万例，同比2012年全球增长16%，美国以外地区增长21%。

目前，达芬奇手术机器人已被应用于普通外科、肝胆外科、泌尿外科、妇科、心脏外科等多个领域，越是复杂精细的手术越能显现出“达芬奇”大夫的过人优势。