微创手术技术：机器人手术与外科教学

机器人手术装置已经超出研究阶段，现在常用于微创普通外科，小儿外科，妇科，泌尿科，心胸外科和耳鼻喉科。 机器人设备不断发展，并且 - 因为它们变得更便宜并且更广泛地传播 - 可能会在外科手术中更频繁地使用。 尽管进行了许多技术飞跃，但手术培训一个多世纪以来一直保持不变。 训练中的外科医生总是必须通过对真实患者进行“监督试验和错误”来获得手术经验。 这种方法使得手术训练完全取决于实际病例，延长了手术训练，并且降低了患者的安全性。

机器人手术将创建一个新的媒介获取手术技能，通过模拟可以通过机器人完成的所有操作。外科医生可以使用手术机器人在三维、虚拟现实视觉仿真和软组织模型上进行操作，这些模型通过力反馈（触觉）重建人体组织的纹理。图像引导的模拟将允许外科医生在他们计划在第二天手术的实际患者的解剖结构上进行三维重建的程序。


图.9 a-b 机器人手术：（a）机器人手臂，（b）控制台。


图.9 c-e 从不同的角度来看控制台（c），监测机器人手术模拟（d-e）。

机器人手术仿真器

它是一种便携式的、独立的机器人手术模拟器，教新手外科医师操作达芬奇手术机器人所需的运动和认知技能。

它使用虚拟现实将用户介绍到机器人辅助手术的基本原理。它拥有一个多层次的课程，设计了不同层次的难度，让用户通过并教导所需的技能，以有效地推进机器人手术能力。

它是便携式的，所以新手外科医生能够练习和训练，而不需要使用宝贵的时间和空间。

外科实验室

每年都有超过1800年的外科手术在波罗尼亚大学的儿科手术中心进行。微创手术占70%。新的微创外科中心，意大利第一家，于2006年10月开业。它促进了MIS（腹腔镜、胸腔镜和后腹腔镜）的采集、改进和教学。

目前许多手术操作可以通过MIS进行，例如：胸腔镜矫正食道闭锁，腹腔镜辅助纠正胆道闭锁，后腹腔镜治疗泌尿道畸形等。最近的收购增加了众所周知的知识来源于微创治疗食道胃交界处改变，胆囊病变，肺和结肠畸形。中心（图.10a）是儿科馆IV楼的一个结构，与Policlinic的所有手术室无线连接（图.10b）。国际和国家视频会议也有联系。教学室可容纳30人，并配备了所有的远程教学技术。也可以实现数字信息或教育电影。该中心完成了一个健身室（实验室），那里有传统和电子模拟器来提高技术能力。对于希望获得技术技能以实现复杂外科手术的学生，实习生和外科医生来说，有小儿外科和微创手术课程。内窥镜操作（呼吸道，胃肠系统和泌尿系统）在假人身上得到改善。该中心还允许通过取代旧学习模式的新模式研究虚拟手术。作者正在实现一个先进的平台来支持在小儿腹腔镜手术中使用的外科医生。目标是不仅要在诊断和术前计划方面提供支持，还要通过虚拟模拟器进行外科培训。该模拟器将专门用于小儿腹腔镜手术，并允许外科医生在他将在手术室中面对的真实情况下进行锻炼。模拟器的开发已经通过需要特定技能和高度协调的眼手运动的微创手术来促进。物理模拟器（塑料，橡胶，胶乳或海绵盒模型）比虚拟现实模拟器更好地再现组织和器械之间的相互作用。这些模型用于复制不同的器官和病变，允许执行特定的任务，如切割，缝合，抓取和剪切。它们的局限性在于它们重现了标准解剖结构中的一个或几个解剖结构，并且有时它们需要每个任务的新幻影（成本问题）。此外物理模拟器没有自动评估系统，他们需要有经验丰富的外科医生。我们希望实现一种适合患者并且克服上述限制的模拟器。学员将识别并隔离来自CT信息（形状，颜色，类型，位置）的模型所涉及的解剖结构。 CT图像被渲染成器官和血管的3D模型。 3D模型用于打动真实模型（快速原型）。然后将所有部件组装在一起，以获得人体的真实再现。模型的内部部分给出了强度反馈和切实的响应。这个原型可以成为腹腔镜培训的有用平台（图.7b）。

图.10 a MISCO（微创外科中心博洛尼亚）网站，提供微创手术，网站新闻和进展


图.10 b 教学室与活体手术连接。


Fig.10 c 锻炼实验模型和虚拟模型的实验室（c）。


图.10 d-e 控制室通过流媒体和视频会议与手术室和教室相连。 兼容性：Aethra，Polycom，Tandberg和其他视频会议硬件制造商。

参考：Minimally Invasive Pediatric Surgery