微創手術技術：機器人手術與外科教學

機器人手術裝置已經超出研究階段，現在常用於微創普通外科，小兒外科，婦科，泌尿科，心胸外科和耳鼻喉科。 機器人設備不斷發展，並且 - 因為它們變得更便宜並且更廣泛地傳播 - 可能會在外科手術中更頻繁地使用。 儘管進行了許多技術飛躍，但手術培訓一個多世紀以來一直保持不變。 訓練中的外科醫生總是必須通過對真實患者進行「監督試驗和錯誤」來獲得手術經驗。 這種方法使得手術訓練完全取決於實際病例，延長了手術訓練，並且降低了患者的安全性。

機器人手術將創建一個新的媒介獲取手術技能，通過模擬可以通過機器人完成的所有操作。外科醫生可以使用手術機器人在三維、虛擬現實視覺模擬和軟組織模型上進行操作，這些模型通過力反饋（觸覺）重建人體組織的紋理。圖像引導的模擬將允許外科醫生在他們計劃在第二天手術的實際患者的解剖結構上進行三維重建的程序。

圖.9 a-b 機器人手術：（a）機器人手臂，（b）控制台。

圖.9 c-e 從不同的角度來看控制台（c），監測機器人手術模擬（d-e）。

機器人手術模擬器

它是一種攜帶型的、獨立的機器人手術模擬器，教新手外科醫師操作達芬奇手術機器人所需的運動和認知技能。

它使用虛擬現實將用戶介紹到機器人輔助手術的基本原理。它擁有一個多層次的課程，設計了不同層次的難度，讓用戶通過並教導所需的技能，以有效地推進機器人手術能力。

它是攜帶型的，所以新手外科醫生能夠練習和訓練，而不需要使用寶貴的時間和空間。

外科實驗室

每年都有超過1800年的外科手術在波羅尼亞大學的兒科手術中心進行。微創手術佔70%。新的微創外科中心，義大利第一家，於2006年10月開業。它促進了MIS（腹腔鏡、胸腔鏡和後腹腔鏡）的採集、改進和教學。

目前許多手術操作可以通過MIS進行，例如：胸腔鏡矯正食道閉鎖，腹腔鏡輔助糾正膽道閉鎖，後腹腔鏡治療泌尿道畸形等。最近的收購增加了眾所周知的知識來源於微創治療食道胃交界處改變，膽囊病變，肺和結腸畸形。中心（圖.10a）是兒科館IV樓的一個結構，與Policlinic的所有手術室無線連接（圖.10b）。國際和國家視頻會議也有聯繫。教學室可容納30人，並配備了所有的遠程教學技術。也可以實現數字信息或教育電影。該中心完成了一個健身室（實驗室），那裡有傳統和電子模擬器來提高技術能力。對於希望獲得技術技能以實現複雜外科手術的學生，實習生和外科醫生來說，有小兒外科和微創手術課程。內窺鏡操作（呼吸道，胃腸系統和泌尿系統）在假人身上得到改善。該中心還允許通過取代舊學習模式的新模式研究虛擬手術。作者正在實現一個先進的平台來支持在小兒腹腔鏡手術中使用的外科醫生。目標是不僅要在診斷和術前計劃方面提供支持，還要通過虛擬模擬器進行外科培訓。該模擬器將專門用於小兒腹腔鏡手術，並允許外科醫生在他將在手術室中面對的真實情況下進行鍛煉。模擬器的開發已經通過需要特定技能和高度協調的眼手運動的微創手術來促進。物理模擬器（塑料，橡膠，膠乳或海綿盒模型）比虛擬現實模擬器更好地再現組織和器械之間的相互作用。這些模型用於複製不同的器官和病變，允許執行特定的任務，如切割，縫合，抓取和剪切。它們的局限性在於它們重現了標準解剖結構中的一個或幾個解剖結構，並且有時它們需要每個任務的新幻影（成本問題）。此外物理模擬器沒有自動評估系統，他們需要有經驗豐富的外科醫生。我們希望實現一種適合患者並且克服上述限制的模擬器。學員將識別並隔離來自CT信息（形狀，顏色，類型，位置）的模型所涉及的解剖結構。 CT圖像被渲染成器官和血管的3D模型。 3D模型用於打動真實模型（快速原型）。然後將所有部件組裝在一起，以獲得人體的真實再現。模型的內部部分給出了強度反饋和切實的響應。這個原型可以成為腹腔鏡培訓的有用平台（圖.7b）。

圖.10 a MISCO（微創外科中心博洛尼亞）網站，提供微創手術，網站新聞和進展

圖.10 b 教學室與活體手術連接。

Fig.10 c 鍛煉實驗模型和虛擬模型的實驗室（c）。

圖.10 d-e 控制室通過流媒體和視頻會議與手術室和教室相連。 兼容性：Aethra，Polycom，Tandberg和其他視頻會議硬體製造商。

上期：微創手術技術：微創外科與訓練

參考：Minimally Invasive Pediatric Surgery