閆志文　鄔華陽(yáng)

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)工程部?。ê贾荨?10014）

2 浙江省杭州市紅十字會(huì)醫(yī)院?。ê贾荨?10003）

達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)使用注意事項(xiàng)及常見(jiàn)故障處理

閆志文1鄔華陽(yáng)2

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)工程部（杭州310014）

2 浙江省杭州市紅十字會(huì)醫(yī)院（杭州310003）

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)高度集成光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等眾多尖端技術(shù)，是目前世界上最先進(jìn)的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。醫(yī)生通過(guò)控制操作手柄，同步控制患者體內(nèi)的專用手術(shù)器械進(jìn)行手術(shù)，完全不同于傳統(tǒng)的手術(shù)方式，給外科領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的突破。本文結(jié)合達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)，著重介紹了手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的一些使用注意事項(xiàng)和常見(jiàn)故障及處理方法，有利于降低使用過(guò)程中故障出現(xiàn)的可能性，保障手術(shù)順利進(jìn)行。

達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人使用注意事項(xiàng)常見(jiàn)故障及處理方法

1.達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)介紹

達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)是美國(guó)Intuitive Surgical公司開(kāi)發(fā)的第三代手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，主要由外科醫(yī)生控制臺(tái)、操作臂系統(tǒng)和視頻車三部分組成。

1.1外科醫(yī)生控制臺(tái)

外科醫(yī)生控制臺(tái)采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，是機(jī)器人系統(tǒng)的操作與控制中心，由操作手柄、3D手術(shù)監(jiān)視器、觸摸屏、左右操作面板、腳踏板等構(gòu)成。采用直覺(jué)同步操控技術(shù)，醫(yī)生通過(guò)3D視野與操作臂配合來(lái)操作手術(shù)器械，器械尖端直接由主刀醫(yī)生控制，3D手術(shù)監(jiān)視器兩側(cè)具有紅外感應(yīng)功能，防止誤觸碰，動(dòng)作幅度可按比例（1.5：1、2：1、3：1）縮小［1］。在微創(chuàng)環(huán)境下模擬開(kāi)放手術(shù)環(huán)境，能夠?qū)⑨t(yī)生手的顫抖或其他不良運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效濾過(guò)，確保手術(shù)過(guò)程的平穩(wěn)性和精確性。具有多信號(hào)復(fù)合輸入顯示功能，手術(shù)中可接入其他設(shè)備信號(hào)，如術(shù)中超聲，實(shí)時(shí)顯示在3D手術(shù)監(jiān)視器上，便于醫(yī)生術(shù)中觀察、參考和診斷。

1.2操作臂系統(tǒng)

操作臂系統(tǒng)主要由可移動(dòng)基座和固定在其上的四個(gè)機(jī)械臂構(gòu)成，位于正前方的是四關(guān)節(jié)的鏡頭臂，負(fù)責(zé)握持?jǐn)z像機(jī)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的腔鏡手術(shù)由助手握持相比，穩(wěn)定性更高，避免了手術(shù)助手因疲勞導(dǎo)致手部抖動(dòng)出現(xiàn)視野不穩(wěn)定的問(wèn)題［2］。其余三個(gè)機(jī)械臂均為七關(guān)節(jié)的器械臂，分別是位于移動(dòng)基座右側(cè)的一號(hào)臂、左側(cè)的二號(hào)臂和后方的三號(hào)臂，負(fù)責(zé)握持達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)專用的手術(shù)器械，配合EndoWrist仿真機(jī)械手，可完全模仿人手腕動(dòng)作，具有7個(gè)自由度，活動(dòng)范圍遠(yuǎn)大于人手，狹窄解剖區(qū)域中比人手更靈活［2～3］。電腦控制每秒同步1300次位置信息，可有效濾除機(jī)械臂的震顫。為保證患者和醫(yī)護(hù)人員安全，操作臂系統(tǒng)的行動(dòng)優(yōu)先級(jí)高于外科醫(yī)生控制臺(tái)。

1.3視頻車

視頻車主要由雙CCD高清攝像頭、3D內(nèi)窺鏡、光源、相機(jī)控制單元、24寸觸摸屏以及臺(tái)車構(gòu)成。機(jī)器人系統(tǒng)的中心處理器和視頻處理系統(tǒng)均內(nèi)置其中，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦。雙CCD分別實(shí)現(xiàn)左右眼功能，可輸出1080i高清視頻。成像系統(tǒng)中包含了兩個(gè)圖像同步器和一個(gè)聚焦控制器［4］，通過(guò)3D手術(shù)監(jiān)視器可獲得放大10倍的質(zhì)量可控的高清3D圖像。

2.使用注意事項(xiàng)

2.1電源系統(tǒng)

表1. Si機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)電源的需求和待機(jī)功耗

達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)電源系統(tǒng)有著嚴(yán)格的要求，手術(shù)間必須提供三路獨(dú)立的電源，分別單獨(dú)為外科醫(yī)生控制臺(tái)、操作臂系統(tǒng)和視頻車供電，不允許共用同一路電源，以免相互影響帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。Si機(jī)器人系統(tǒng)在運(yùn)行中對(duì)電源的需求和待機(jī)功耗情況詳見(jiàn)表1。

達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)首次使用前必須先對(duì)操作臂系統(tǒng)的后備電池充電至少14小時(shí)。此后，即使整個(gè)系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，操作臂系統(tǒng)也必須一直處于通電狀態(tài)，以確保電池時(shí)刻處于滿格狀態(tài)，以防術(shù)中出現(xiàn)緊急情況時(shí)有足夠電能撤出機(jī)械臂系統(tǒng)。

2.2開(kāi)機(jī)自檢

開(kāi)機(jī)過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自檢。這時(shí)操作手柄和四個(gè)機(jī)械臂會(huì)有小幅運(yùn)動(dòng)，目的是自檢以及確認(rèn)初始位置。由于機(jī)械臂會(huì)運(yùn)動(dòng)，所以開(kāi)機(jī)前必須確保機(jī)械臂間不會(huì)相互碰撞，以防發(fā)生意外。如果發(fā)生碰撞，按住臂上的離合按鈕調(diào)整位置，調(diào)整完成后松開(kāi)離合按鈕，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)進(jìn)行該臂的自檢。自檢過(guò)程中系統(tǒng)檢測(cè)到有適配器、專用器械等安裝在機(jī)械臂上時(shí)，臂不會(huì)運(yùn)動(dòng)，所以手術(shù)過(guò)程中允許重啟系統(tǒng)。為安全起見(jiàn)，在條件允許的情況下，最好移除器械后重啟。如果操作手柄的運(yùn)動(dòng)被阻止，需要用手輕拉，使其繼續(xù)完成自檢過(guò)程。自檢過(guò)程中不允許將頭伸入3D手術(shù)監(jiān)視器，也不允許觸碰任何功能鍵及腳踏，否則可能導(dǎo)致系統(tǒng)錯(cuò)誤，一旦發(fā)生不可恢復(fù)性錯(cuò)誤，需重啟機(jī)器。

2.3光纖使用注意事項(xiàng)

在開(kāi)機(jī)使用前必須首先正確連接光纖，嚴(yán)禁在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下插拔光纖。此外，所有外設(shè)需在系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)下連接，并先于機(jī)器人系統(tǒng)開(kāi)機(jī)前啟動(dòng)完畢。光纖的最小安全彎折半徑為1英寸，嚴(yán)禁打折、碾壓、踩踏等。光纖的指示燈有藍(lán)、黃、紅三種顏色：藍(lán)色代表完全正常；黃色代表光纖傳輸率低；紅色代表光纖未連接。據(jù)此可以判斷光纖的工作狀態(tài)。為保證信號(hào)傳輸效率，需要定期使用壓縮氣體對(duì)光纖進(jìn)行清潔保養(yǎng)。

3.常見(jiàn)故障處理

外科醫(yī)生控制臺(tái)、操作臂系統(tǒng)和視頻車上均有一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)鍵，按其中任意一個(gè)開(kāi)關(guān)機(jī)鍵均可開(kāi)啟整個(gè)系統(tǒng)。在不連接光纖的情況下，機(jī)器人系統(tǒng)支持獨(dú)立模式，即外科醫(yī)生控制臺(tái)、操作臂系統(tǒng)和視頻車均可單獨(dú)開(kāi)關(guān)機(jī)。當(dāng)其中一個(gè)組件處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí)，連接好光纖后會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟其他組件。在使用達(dá)芬奇機(jī)器人的過(guò)程中常見(jiàn)的故障有無(wú)法正常開(kāi)機(jī)啟動(dòng)和術(shù)中報(bào)警等。

3.1無(wú)法正常開(kāi)機(jī)啟動(dòng)

當(dāng)達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法正常開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，首先確認(rèn)電源插座有輸出，然后檢查機(jī)器人系統(tǒng)各部件交流電源是否連接正常，6個(gè)斷路器是否均處于閉合狀態(tài)，位于操作臂系統(tǒng)的緊急斷電鍵EPO是否處于閉合狀態(tài)。經(jīng)過(guò)上述步驟后，確認(rèn)電源系統(tǒng)各部件正常，仍然無(wú)法啟動(dòng)，需要進(jìn)行下電重置：（1）首先撥下外科醫(yī)生控制臺(tái)和視頻車上的斷路器來(lái)移除交流電；（2）操作臂系統(tǒng)配備有后備電池，因此即使撥下斷路器操作臂系統(tǒng)仍可工作。EPO鍵不僅可以使操作臂系統(tǒng)斷開(kāi)所有電源而且還可以使其退出待機(jī)狀態(tài)或者睡眠模式。按下緊急斷電鍵EPO斷開(kāi)操作臂系統(tǒng)所有電源，間隔至少兩秒后再次按下EPO鍵完成對(duì)操作臂系統(tǒng)的重置；（3）撥上外科醫(yī)生控制臺(tái)和視頻車上的斷路器恢復(fù)供電。大概30秒后，開(kāi)關(guān)機(jī)鍵亮起成琥珀色表明整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)恢復(fù)到了可用狀態(tài)；（4）重啟。

3.2術(shù)中故障處理

對(duì)于達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，術(shù)中報(bào)錯(cuò)的概率遠(yuǎn)大于其他類型故障，而報(bào)錯(cuò)并不是常規(guī)醫(yī)療設(shè)備上傳統(tǒng)意義的機(jī)器故障，大多數(shù)報(bào)錯(cuò)只是精度超出了要求范圍。術(shù)中機(jī)器人系統(tǒng)出現(xiàn)的報(bào)錯(cuò)分為兩種：可恢復(fù)故障和不可恢復(fù)故障。

出現(xiàn)可恢復(fù)故障時(shí)，機(jī)械臂上的LED將會(huì)亮起黃燈并伴隨有聲音報(bào)警，觸摸屏上會(huì)顯示報(bào)警代碼和提示信息，需要根據(jù)提示做相應(yīng)處理，如檢查電源連接。然后按下觸摸屏上的“Recover”按鈕，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。如果錯(cuò)誤是不可恢復(fù)故障，機(jī)械臂上的LED將會(huì)亮起紅燈并伴隨有聲音報(bào)警，觸摸屏上會(huì)顯示報(bào)警代碼和提示信息，系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)才能恢復(fù)正常。

如果出現(xiàn)故障的僅僅是單個(gè)機(jī)械臂，觸摸屏上會(huì)提示故障機(jī)械臂的編號(hào)，并且該機(jī)械臂的LED指示燈會(huì)亮起黃燈或紅燈。否則，所有器械臂上的LED指示燈均會(huì)亮起黃燈或紅燈。達(dá)芬奇Si系統(tǒng)允許禁用某個(gè)器械臂，當(dāng)某個(gè)器械臂發(fā)生系統(tǒng)性故障不可恢復(fù)時(shí)，可按下disable arm按鈕將其禁用，然后將該器械臂移出手術(shù)區(qū)，使用三號(hào)器械臂代替，保證手術(shù)順利進(jìn)行。

手術(shù)中也會(huì)出現(xiàn)機(jī)器人專用器械功能性故障，如器械的機(jī)械功能正常，可正常夾持等，但電外科功能完全失效。多數(shù)情況為專用器械電路損壞，需要更換器械。由于專用器械一般只有十次可以使用，所以更換器械前必須首先排除其他原因，確保電刀主機(jī)等電外科設(shè)備輸出正常，連線完好。

4.結(jié)語(yǔ)

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)價(jià)格昂貴并且對(duì)精密度要求很高，在使用中有嚴(yán)格的要求，有效的使用管理和故障處理有助于降低故障率，提高效益。達(dá)芬奇系統(tǒng)自面世以來(lái)不斷進(jìn)行著技術(shù)改進(jìn)，但仍然存在一些缺陷，如無(wú)力反饋，醫(yī)生手指無(wú)觸覺(jué)感知，無(wú)法判斷組織的質(zhì)地、彈性、有無(wú)搏動(dòng)等性質(zhì)［4］。Si系統(tǒng)及之前版本系統(tǒng)均有一只鏡頭臂，專門用于握持?jǐn)z像頭，造成手術(shù)的操作區(qū)域范圍有限。如果醫(yī)生想要繼續(xù)探究病人其他身體部位的病理情況，需要重新進(jìn)行定位。針對(duì)這一問(wèn)題，Intuitive Surgical公司對(duì)Si系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)于2014年推出了Xi系統(tǒng)，其采用架空結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)窺鏡能夠安裝在四只機(jī)械臂任何一只上，意味著不用對(duì)系統(tǒng)重新定位就可以進(jìn)行多象限手術(shù)，具有更大的靈活性和可視性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人一直朝著輕型化、小型化及具有力反饋的方向不斷發(fā)展。達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)代表著今后外科手術(shù)的發(fā)展方向，將逐漸成為微創(chuàng)手術(shù)的主流。

［1］余冬蘭，劉陽(yáng)萍，李宏行，等.達(dá)芬奇Si手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的質(zhì)量控制［J］.中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2016，31（1）：128-131.

［2］杜祥民，張永壽.達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)介紹及應(yīng)用進(jìn)展［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2011，8（5）：60-63.

［3］李銳.“達(dá)芬奇”機(jī)器人外科手術(shù)系統(tǒng)的臨床應(yīng)用與展望［J］.微創(chuàng)外科，2013，8（3）：251-252.

［4］杜志江.達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)分析［J］.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2011，24（4）：14-16.

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