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未来的外科医生

未来的外科医生

Ryan Bradley 2013-03-31
借助重大技术飞跃,机器人——没错,是机器人——正成为标准的手术程序。

    莱尔已经在瑞典医疗中心做了18个月的心血管外科医生,他将摄像头移到心脏的外膜,一条动脉出现了,血管上覆盖着厚厚的一层粉白相间的“丛林藤蔓”(似为脂质组织——译注)。在镜头前,机器人的工具——烧灼器和手术钳——显得十分巨大。钳子拽住血管,烧灼器猛地下沉,细致地烧灼克莱门特身上的小块肌肉。拽住,下沉,烧灼,再拽住,再下沉,再烧灼,一次次反复直到将血管与那些肥厚的“藤蔓”分离开来。

    我直起身,远离屏幕,观察莱尔在做这项精致工作时的双手。他动作轻巧,让人想起了手戴念珠的修女。随着他的动作,数十亿字节的信息通过粗缆线从控制台传至服务器,机器人不断接收和发送信息,而它移动工具的距离不过几毫米。

    达芬奇是特别直观的设备。在不久前的一项研究中,研究人员发现,比起大多数没有接触过该设备界面的外科医生,擅长打电脑游戏的孩子能更好地使用这套设备。操作者需坐在控制台上,弯起拇指、食指和中指,操作两个控制器,控制器可向任意方向移动。踏住7个踏板中的一个,就可启用不同的工具,并控制价值63,000美元的内窥镜头,令使用者产生纵深感。外科医生不再考虑触觉信息,而是沉浸在令人惊叹的画面中,享受在人体空间内移动的美妙感受。

    Intuitive在它位于加利福尼亚州桑尼维尔市(Sunnyvale)的工厂生产所有机器人。公司的首席执行官加里·古塔特(Gary Guthart)是一位数学工程师,曾在美国国家航空航天局(NASA)的Ames研究中心附近工作,帮助设计供战斗机试飞员使用的界面。生产外科手术机器人系统与之类似。他说,两者都是在处理各种来源的数据,有些数据可能干扰你手头的工作,有些是工作所必需的。外科医生和战斗机试飞员一样,都要当机立断,做出有可能产生致命后果的决策。古塔特说:“它既是一项对时效性很强的脑力工作,也是一件体力活儿,极具挑战性。”

    在Intuitive,研究团队正不断为达芬奇发展新技能。公司刚开发出所谓的单点系统。该系统恰如其名,只需通过在肚脐上开一个切口,使用者就可以将曲线型的工具插入患者的身体。此外还有一个新项目:采用荧光成像技术来鉴定癌细胞。在达芬奇的界面上,肿瘤以亮绿色标出,让外科医生很容易辨别并移除,同时基本不会损害其他部位。

    在Intuitive负责一支小型研究团队的凯瑟琳·莫尔(Catherine Mohr)认为,机器人有朝一日将用来治疗传统上不认为是外科疾病的病症。比如,通过做胃部转流手术治疗2型糖尿病患者。高血压也能通过手术治好。人们甚至尝试用手术治疗6种上瘾症。她说:“假如将来我们用上这种机器,会是什么样子?只需操作几个步骤,开一个小切口,一辈子的医疗成本就省下来了。”

    莫尔是Intuitive的研究中心里少数几位为达芬奇研发新产品和新用户的人之一。(公司每年研发总费用达1.4亿美元)她的竞争对手没有这么正规。Raven是两位工程学教授在华盛顿大学(University of Washington)和加州大学圣克鲁兹分校(University of California at Santa Cruz)的机器人实验室联合开发的。他们一开始想通过跟踪医生的动作来理解“外科手术的语言”,在无法获得Intuitive的数据后,他们决定自己制造机器。成果是一台比达芬奇小的产品——适合摆在办公桌上——售价30万美元。在华盛顿大学实验室,把它接上Microsoft Kinect——价格为150美元的一台用于玩游戏的动作传感设备——就能生成一张实时的手术区域的3D图像。哈佛大学的一支团队利用成像和绘图软件使Raven能够在跳动的心脏上做手术。

    这种研究项目的松散联盟突显出Raven的潜力:它是一个任何人——从医学研究人员到游戏玩家——都能利用的平台。它的开发者无需考虑商业可行性,因而能够突破限制,为这台机器构想出他们意想不到的用途。比如,在约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins),工程师们正在利用Raven(和类似的机器)建造将“很快”能给损坏的卫星动手术的设备。即便Raven设备没能找到方式进入医院,它带来的研究成果也可能将在手术室里普遍应用。

    莱尔进入了他最喜欢的手术阶段:他正在把克莱门特的动脉接回到心脏——针线来回反复地穿过血管。接完后,莱尔检查了血流,反复地捏了捏其它仍然被切开、未被接上的动脉,看到血一滴滴地往外冒,他感到担心。血量应该更多才对。他离开座位,给首席心血管病医生打电话,讨论情况。现在距克莱门特被麻醉已经6小时多一点了。普通的无机器人协助的冠状动脉搭桥手术只需要4个小时左右。挂上电话后,他走到手术台,一个勤杂工带着更多的工具走了进来,手术室里一下热闹起来。我坐在远处观看,医生挪走了机器人和套管。我听到了很响亮的撕裂声,就像利剑割开了沙发垫。做完手术后,莱尔把我叫了过来。

    他靠近克莱门特的胸腔,我贴在离克莱门特头部几英尺远的塑料隔离板后面,麻醉师在那里工作。克莱门特的胸腔开着,四个巨大的金属夹撑开他的肋骨和皮肤。莱尔说:“我跟病人说了,开胸的可能性是15%。”为了检查血流和实施二次搭桥手术,莱尔决定采取传统路数。那个撕裂声是克莱门特的胸骨被锯开的声音,只有这样,莱尔才能用手完成手术。

    我们站在克莱门特旁边,看着他体温回升,心脏重新开始跳动。看着他被打开的胸腔,我产生了对另一种机器的敬畏:人体。

    当天深夜,克莱门特在重症监护室里醒来。妻子正陪伴着他,告诉他手术过程中出了问题,他们不得不给他开胸。莱尔走了进来,说明了情况和原因。克莱门特说:“听了这事,我想说:‘我的天哪!你知道吗?我身上的窟窿比一般人多。感觉还真疼啊。’”

    2012年12月22日,克莱门特庆祝了他71岁的生日。除了心脏的毛病,他身体很健康。手术三周后,他情绪不错。“我现在感觉好多了。“他说。现在,他能步行30分钟。手术之前,他步行45分钟去他的健康俱乐部,在那里花三个小时练举重、做瑜伽和骑单车,再花45分钟走回去。就是在健康俱乐部,克莱门特第一次听说了机器人。他说:“俱乐部的一个人用机器人切除了前列腺。另一个家伙靠机器人把脾从肚脐中拿了出来。有了这些故事,我会想让机器人做手术吗?是的,当然想了。这可是现代新方法。”

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