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  加州大学圣克鲁兹分校的副教授雅各布·罗森和他研发的“乌鸦”机器人手术系统。 图/UCSC

  作为新一代手术机器人,“乌鸦”已进入全美最领先的多家实验室。更加完美的手术和医生之间的远程合作将得以实现。

  乌鸦的名声向来不大好听,但美国华盛顿大学的电子工程教授布雷克。汉纳福德和加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)的雅各布。罗森等人正在致力于改变乌鸦在人们脑海中固有的印象。今年2月,他们向全美多所大学发放了一批有鸟翼样机械臂的医用机器人,这种机器人就被命名为——“乌鸦”。

  如今,在机器人辅助外科手术设备中,占主导地位的是靠控制台操纵的“达芬奇外科手术系统”。该装置模拟外科医生手部的运动,并等比例地放缓,这样就可以利用微创切口来进行手术了。商用手术机器人系统的主要优点是通过小切口时相当灵活,和现有常规外科技术相比,用这种方式做手术对病人造成的组织损伤小,康复得更快。

  迄今为止,“达芬奇”系统已经生产了几千套,据估计,全世界每年使用该系统的手术超过20万台。从2000年美国食品与药品管理局(FDA)批准“达芬奇”机器人用于人体算起,它至今仍是唯一获得FDA批准销售的机器人手术系统。但是,“达芬奇”还远不够完美。首先,它是固定装置,且重达半吨,这就限制了其调配使用。而且,它售价高达180万美元,不是每家医院都买得起,只有那些有钱的医疗机构才能够拥有。此外,由于“达芬奇”需要专用的软件才能使用,所以那些热衷于研究机器人的技术人员,即使买得起“达芬奇”,自己也无法对其操作系统进行调整。

  共享的“乌鸦”

  “乌鸦”手术机器人就没有“达芬奇”的这些缺点。“乌鸦”的原型最初是2005年由汉纳福德和罗森为美国军方研制的战地手术机器人。相对于“达芬奇”而言,它紧凑、轻便又价廉,价格大约在25万美元。新版“乌鸦”的体积更小,机械手更为灵巧,可以在手术过程中拿住手术器具。更重要的是,对于研究而言,它也是最先使用开放源软件的手术机器人,由于采用Linux操作系统,允许用户根据需要自行修改代码,这让它可以很容易地与其他装置相连接,为研究人员进行外科手术的实验和协作创建了一条通路。

  罗森和担任华盛顿大学生物机器人实验室主任的汉纳福德共同领导研制“乌鸦Ⅱ”机器人手术系统的研究小组,在美国国家科学基金会的资助下,已经制造了7套 “乌鸦Ⅱ”系统。目前,这些设备是为美国主要的医学实验室而制造的。在完成最后一轮测试后,其中五个系统已经被运送到哈佛大学、约翰。霍普金斯大学等机构的医用机器人研究所,另外两套系统则留在加州大学圣克鲁斯分校和华盛顿大学。

  “乌鸦Ⅱ”系统具有两条机械臂、一个观察手术现场的摄像头和一个可以进行在线远程手术的机器人手术界面。它允许医生从远程位置操作机器人系统,可以为偏远地区或发展中国家提供更好的专家医疗。有了实验室研究网络的公共平台,各大学的研究人员可以分享软件、重复试验,并在其他方面展开合作。

  即使这意味着给竞争对手提供自己花好几年时间才研究出来的工具,罗森和汉纳福德还是决定分享“乌鸦Ⅱ”的成果,因为这似乎是推动这一领域进步的最佳路径。

  美国大部分手术机器人的研究都集中开发各种不同机器人系统的软件,学术人员没有权限研究这些私人系统。罗森说,“通过在学术界内提供高质量的硬件,我们正在改变这一现状。每个实验室都从一个相同的操作系统开始,他们研究的结果和提出的改进都将储存在一个在线知识库中,对所有人开放,彼此可以交换硬件和软件,并分享新的进展和算法,同时又可以保留自己发明的知识产权。”

  目前,哈佛大学的罗伯。豪和他的团队正在试验利用“乌鸦”机器人在跳动的心脏上做手术。与此同时,加州大学洛杉矶分校的沃伦。谷伦德菲斯特正致力于使通过触觉实现人机交流的研究。加州大学伯克利分校的派伊特。艾贝尔和肯。高博格正在尝试教导机器人通过模拟医生的手法而自动做手术。而罗森博士自己正在潜心研究外科医生与手术机器人如何通力协作的方法。

  美国食品与药品管理局还没有批准研究型“乌鸦”用作人体的手术,所以,目前所有的研究都被限定在用动物或人类尸体做手术。但是,研究人员相信,只要经过足够的试验,随着时间的推移,“乌鸦”迟早会得到FDA的批准。

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channelId 1 1 美研制出新型手术机器人"乌鸦" 让手术更完美(图) 1 作为新一代手术机器人,“乌鸦”已进入全美最领先的多家实验室。更加完美的手术和医生之间的远程合作将得以实现。