如果某一天你需要做心脏手术,一种新技术将使手术较为安全,出血量较少,且没有什么痛苦——
一位病人躺在狭窄的手术台上,三只蛛网交错状的机械手(各长0.9米)赫然架在他的上方,从机器人金属手腕内伸出的细管正进入他的胸腔。在几英尺远的一个监视台上,一名外科医生正全神贯注地盯着屏幕中已放大10倍的患者体内器官——一只正在跳动的心脏和缠绕排列的血管。他握着两支铅笔大小的控制棒,操纵着机器人的手臂进行着手术。
这是发生在加拿大安大略省伦敦健康科学中心的一间手术室里的真实情景。在机械臂的协助下,显微心血管病变手术项目主任道格拉斯 · 博伊德(Douglas Boyd)医生正在实施心脏遥控手术。“这对医学界来说是个令人兴奋的时刻。”他指出。
现今在世界各地,已有为数不多的医生在甚至不接触病人的情况下进行着外科手术。未来有一天,遥控技术有可能让外科医生在数千英里外的另一个国家对病人实施手术。
与心脏疾病作斗争
那么遥控外科手术与常规手术有何不同呢?以冠状动脉搭桥术为例,每年在美国有45万以上的人需进行搭桥手术——心脏病是使美国人丧命的一个元凶。一项新的研究显示,年龄只有15岁的少年也会出现冠状动脉堵塞的征状。
在冠状动脉搭桥术中,外科医生从患者身体的其他部位,如腿部截取一段血管移植到阻塞的冠状动脉上,其目的是:使血液由新的血管或“旁路”流过阻塞点——好比发生交通事故时车辆绕道行驶。
医生们在做常规搭桥手术时是从颈部切开一个直到腹部的30.5厘米的伤口,然后锯断胸骨,打开胸腔,将心脏暴露出来。“我们之所以切出如此大的口子是因为要将手深入伤口内。”俄亥俄州立大学的兰德尔 · 沃尔夫(Randall Wolf)博士说道。
与人的双手不同的是,机器人的钢制手腕具有全方位旋转的特点,每个手腕上都有一个精巧的小如菜豆的“手指”。在“指头”上,小指甲大小的手术刀、剪子、针、缝合器等一应俱全——恰到好处地进入仅有铅笔粗细的切口内。
在常规搭桥手术进行时,医生实际上得让心脏停止工作,并插入一根管子将血引流到一台心肺机里。这台尺寸与卡车引擎差不多的装置能使血液保持循环,输入氧气,并在手术后将血液送回冠状动脉。
在遥控外科手术中,医生并不让心脏停止工作,也不需这类装置,因为胸腔不必打开——其结果是出血少得多。这对患者意味着痛苦较少,康复时间较快。
切口内的奇迹
自从80年代以来,医生们应用称之为腹腔镜的器具在切口很小的腹部内实施手术。但这种手术未应用于涉及到切除、缝合微小血管的显微心脏外科手术,因为在做复杂的显微外科手术时须切出足够大的伤口才能让医生的双手便于操作。制作精密的机器人的出现为医生们“越过”这种障碍创造了条件。
遥控手术所用的一个器具是一种称为内窥镜的微型摄像机。这种在80年代发展起来的器具连接有一根软管,软管内装有多根细小得像猫须般的纤维。其中一些纤维的功能是传输光线来照亮人体内的器官,而另一些纤维的任务则是将图像传送回监视器。内窥镜成了外科医生的“眼睛”。
在遥控手术中,医生们不必像以前那样操刀站在手术台前达数小时,而是颇为安逸地坐在一台计算机前,他们所掌握的工具只是两根铅笔状的控制杆。这台计算机可将医生握杆的操作运动转换成机器人在人体内的精确移动。每条机械臂通过传导电缆接收到的计算机指令高达每秒400次。
外科医生通常在病人的肋骨之间切出四个小伤口。当内窥镜从其中一个切口钻入时,医生使用一个脚踏板或一个可传递语言指令给内窥镜的麦克风来控制摄像机的路径。一个叉子形的装置通过另一个切口固定住心脏的表面,剩余的两个切口让微型手术器具进入体内执行显微手术。
手术开始时,谐振刀以高速震动将组织液化,将阻塞的血管切碎。“当你切开血管时便造成流血,这在封闭的胸腔内会造成大问题,”博伊德解释道。为了避免大量的内出血,谐振刀同时也具有封住切口周围血管的功能。然后机械手将一节正常的血管移植到原阻塞的血管处,并用一个比连字符还短的针缝合移植物。
展望未来
当常规心脏搭桥手术进行到最后阶段时,外科医生用电击方法使心脏重新跳动,并将锯开的胸骨用金属丝固定在一起。病人在出院后会由于从颈部到肚脐部位的一长排缝合“皮钉”而感到十分不舒服,感染和中风的可能性较大。手术的恢复期:6个星期。
然而进行遥控手术后,患者只需在小切口处贴上“护创膏布”。加拿大某乳牛场场主约翰 · 佩诺尔(John Penner)是首批接受遥控手术的人士之一,他于2000年9月进行了手术,手术后不到一星期就重返农场工作。“我知道我在这一历史进程中可能会是一个范例,我深感欣慰。”他说道。
“这是个刚刚诞生的领域,不过潜力巨大。”沃尔夫说道。外科手术机器人价值100万美元。外科医生已开始在5个月大的婴儿以及人脑部位进行实验性遥控手术。将来的某一天,医生们进行手术时可与病人不在同一手术室、同一国家,甚至不在同一星球!博伊德指出:“我可以在8英尺远之处对病人进行手术,也可能在80英尺远——甚至8英里、80英里之遥。到最后我们或许能对在外层空间的宇航员实施手术。”
[ScienceWorld,2000年11月13日]