閆志文　鄔華陽

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學工程部?。ê贾荨?10014）

2 浙江省杭州市紅十字會醫(yī)院?。ê贾荨?10003）

達芬奇Si手術機器人系統(tǒng)使用注意事項及常見故障處理

閆志文1鄔華陽2

1 浙江省人民醫(yī)院臨床醫(yī)學工程部（杭州310014）

2 浙江省杭州市紅十字會醫(yī)院（杭州310003）

達芬奇手術機器人系統(tǒng)高度集成光學、機械、電子、計算機等眾多尖端技術，是目前世界上最先進的手術機器人系統(tǒng)。醫(yī)生通過控制操作手柄，同步控制患者體內(nèi)的專用手術器械進行手術，完全不同于傳統(tǒng)的手術方式，給外科領域帶來了革命性的突破。本文結(jié)合達芬奇Si手術機器人系統(tǒng)的組成及特點，著重介紹了手術機器人系統(tǒng)的一些使用注意事項和常見故障及處理方法，有利于降低使用過程中故障出現(xiàn)的可能性，保障手術順利進行。

達芬奇Si手術機器人使用注意事項常見故障及處理方法

1.達芬奇Si手術機器人系統(tǒng)介紹

達芬奇Si手術機器人系統(tǒng)是美國Intuitive Surgical公司開發(fā)的第三代手術機器人系統(tǒng)，主要由外科醫(yī)生控制臺、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

外科醫(yī)生控制臺采用人體工程學設計，是機器人系統(tǒng)的操作與控制中心，由操作手柄、3D手術監(jiān)視器、觸摸屏、左右操作面板、腳踏板等構(gòu)成。采用直覺同步操控技術，醫(yī)生通過3D視野與操作臂配合來操作手術器械，器械尖端直接由主刀醫(yī)生控制，3D手術監(jiān)視器兩側(cè)具有紅外感應功能，防止誤觸碰，動作幅度可按比例（1.5：1、2：1、3：1）縮?。?］。在微創(chuàng)環(huán)境下模擬開放手術環(huán)境，能夠?qū)⑨t(yī)生手的顫抖或其他不良運動進行有效濾過，確保手術過程的平穩(wěn)性和精確性。具有多信號復合輸入顯示功能，手術中可接入其他設備信號，如術中超聲，實時顯示在3D手術監(jiān)視器上，便于醫(yī)生術中觀察、參考和診斷。

1.2操作臂系統(tǒng)

操作臂系統(tǒng)主要由可移動基座和固定在其上的四個機械臂構(gòu)成，位于正前方的是四關節(jié)的鏡頭臂，負責握持攝像機系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的腔鏡手術由助手握持相比，穩(wěn)定性更高，避免了手術助手因疲勞導致手部抖動出現(xiàn)視野不穩(wěn)定的問題［2］。其余三個機械臂均為七關節(jié)的器械臂，分別是位于移動基座右側(cè)的一號臂、左側(cè)的二號臂和后方的三號臂，負責握持達芬奇機器人系統(tǒng)專用的手術器械，配合EndoWrist仿真機械手，可完全模仿人手腕動作，具有7個自由度，活動范圍遠大于人手，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，可有效濾除機械臂的震顫。為保證患者和醫(yī)護人員安全，操作臂系統(tǒng)的行動優(yōu)先級高于外科醫(yī)生控制臺。

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、相機控制單元、24寸觸摸屏以及臺車構(gòu)成。機器人系統(tǒng)的中心處理器和視頻處理系統(tǒng)均內(nèi)置其中，是整個系統(tǒng)的大腦。雙CCD分別實現(xiàn)左右眼功能，可輸出1080i高清視頻。成像系統(tǒng)中包含了兩個圖像同步器和一個聚焦控制器［4］，通過3D手術監(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

2.1電源系統(tǒng)

表1. Si機器人系統(tǒng)對電源的需求和待機功耗

達芬奇機器人系統(tǒng)對電源系統(tǒng)有著嚴格的要求，手術間必須提供三路獨立的電源，分別單獨為外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車供電，不允許共用同一路電源，以免相互影響帶來風險。Si機器人系統(tǒng)在運行中對電源的需求和待機功耗情況詳見表1。

達芬奇機器人系統(tǒng)首次使用前必須先對操作臂系統(tǒng)的后備電池充電至少14小時。此后，即使整個系統(tǒng)處于關機狀態(tài)，操作臂系統(tǒng)也必須一直處于通電狀態(tài)，以確保電池時刻處于滿格狀態(tài)，以防術中出現(xiàn)緊急情況時有足夠電能撤出機械臂系統(tǒng)。

2.2開機自檢

開機過程中，系統(tǒng)會進行自檢。這時操作手柄和四個機械臂會有小幅運動，目的是自檢以及確認初始位置。由于機械臂會運動，所以開機前必須確保機械臂間不會相互碰撞，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)整完成后松開離合按鈕，系統(tǒng)會繼續(xù)進行該臂的自檢。自檢過程中系統(tǒng)檢測到有適配器、專用器械等安裝在機械臂上時，臂不會運動，所以手術過程中允許重啟系統(tǒng)。為安全起見，在條件允許的情況下，最好移除器械后重啟。如果操作手柄的運動被阻止，需要用手輕拉，使其繼續(xù)完成自檢過程。自檢過程中不允許將頭伸入3D手術監(jiān)視器，也不允許觸碰任何功能鍵及腳踏，否則可能導致系統(tǒng)錯誤，一旦發(fā)生不可恢復性錯誤，需重啟機器。

2.3光纖使用注意事項

在開機使用前必須首先正確連接光纖，嚴禁在開機狀態(tài)下插拔光纖。此外，所有外設需在系統(tǒng)處于關機狀態(tài)下連接，并先于機器人系統(tǒng)開機前啟動完畢。光纖的最小安全彎折半徑為1英寸，嚴禁打折、碾壓、踩踏等。光纖的指示燈有藍、黃、紅三種顏色：藍色代表完全正常；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)。為保證信號傳輸效率，需要定期使用壓縮氣體對光纖進行清潔保養(yǎng)。

3.常見故障處理

外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車上均有一個開關機鍵，按其中任意一個開關機鍵均可開啟整個系統(tǒng)。在不連接光纖的情況下，機器人系統(tǒng)支持獨立模式，即外科醫(yī)生控制臺、操作臂系統(tǒng)和視頻車均可單獨開關機。當其中一個組件處于開機狀態(tài)時，連接好光纖后會自動開啟其他組件。在使用達芬奇機器人的過程中常見的故障有無法正常開機啟動和術中報警等。

3.1無法正常開機啟動

當達芬奇機器人系統(tǒng)無法正常開機啟動時，首先確認電源插座有輸出，然后檢查機器人系統(tǒng)各部件交流電源是否連接正常，6個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)過上述步驟后，確認電源系統(tǒng)各部件正常，仍然無法啟動，需要進行下電重置：（1）首先撥下外科醫(yī)生控制臺和視頻車上的斷路器來移除交流電；（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)斷開所有電源而且還可以使其退出待機狀態(tài)或者睡眠模式。按下緊急斷電鍵EPO斷開操作臂系統(tǒng)所有電源，間隔至少兩秒后再次按下EPO鍵完成對操作臂系統(tǒng)的重置；（3）撥上外科醫(yī)生控制臺和視頻車上的斷路器恢復供電。大概30秒后，開關機鍵亮起成琥珀色表明整個機器人系統(tǒng)恢復到了可用狀態(tài)；（4）重啟。

3.2術中故障處理

對于達芬奇手術機器人來說，術中報錯的概率遠大于其他類型故障，而報錯并不是常規(guī)醫(yī)療設備上傳統(tǒng)意義的機器故障，大多數(shù)報錯只是精度超出了要求范圍。術中機器人系統(tǒng)出現(xiàn)的報錯分為兩種：可恢復故障和不可恢復故障。

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

如果出現(xiàn)故障的僅僅是單個機械臂，觸摸屏上會提示故障機械臂的編號，并且該機械臂的LED指示燈會亮起黃燈或紅燈。否則，所有器械臂上的LED指示燈均會亮起黃燈或紅燈。達芬奇Si系統(tǒng)允許禁用某個器械臂，當某個器械臂發(fā)生系統(tǒng)性故障不可恢復時，可按下disable arm按鈕將其禁用，然后將該器械臂移出手術區(qū)，使用三號器械臂代替，保證手術順利進行。

手術中也會出現(xiàn)機器人專用器械功能性故障，如器械的機械功能正常，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，確保電刀主機等電外科設備輸出正常，連線完好。

4.結(jié)語

達芬奇手術機器人系統(tǒng)價格昂貴并且對精密度要求很高，在使用中有嚴格的要求，有效的使用管理和故障處理有助于降低故障率，提高效益。達芬奇系統(tǒng)自面世以來不斷進行著技術改進，但仍然存在一些缺陷，如無力反饋，醫(yī)生手指無觸覺感知，無法判斷組織的質(zhì)地、彈性、有無搏動等性質(zhì)［4］。Si系統(tǒng)及之前版本系統(tǒng)均有一只鏡頭臂，專門用于握持攝像頭，造成手術的操作區(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，需要重新進行定位。針對這一問題，Intuitive Surgical公司對Si系統(tǒng)進行了升級于2014年推出了Xi系統(tǒng)，其采用架空結(jié)構(gòu)設計，內(nèi)窺鏡能夠安裝在四只機械臂任何一只上，意味著不用對系統(tǒng)重新定位就可以進行多象限手術，具有更大的靈活性和可視性。隨著技術的不斷發(fā)展，達芬奇手術機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。達芬奇機器人手術代表著今后外科手術的發(fā)展方向，將逐漸成為微創(chuàng)手術的主流。

［1］余冬蘭，劉陽萍，李宏行，等.達芬奇Si手術機器人系統(tǒng)的質(zhì)量控制［J］.中國醫(yī)療設備，2016，31（1）：128-131.

［2］杜祥民，張永壽.達芬奇手術機器人系統(tǒng)介紹及應用進展［J］.中國醫(yī)學裝備，2011，8（5）：60-63.

［3］李銳.“達芬奇”機器人外科手術系統(tǒng)的臨床應用與展望［J］.微創(chuàng)外科，2013，8（3）：251-252.

［4］杜志江.達芬奇手術機器人系統(tǒng)技術分析［J］.機器人技術與應用，2011，24（4）：14-16.

1006-6586（2016）03-0112-03

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