一位手从不颤抖的外科医生 - 彭博社

一个自动钻头连接到机械臂上，在一个不平坦的圆柱体上钻出一个精确的通道。这是标准的工业技术，从台湾的玩具工厂到托莱多的机械车间都很常见。但在萨克拉门托的这一天，这个机器人正在做一些新的事情：在医生和技术人员的围绕下，它正在钻入一个股骨，即一个人的大腿骨。

机器人正在从工厂走入手术室，为什么不呢？它们完全按照指令行事。它们不会咳嗽或打喷嚏，也不会被血的景象所干扰。最重要的是，它们是精确度的高手。“人类无法精确调整2.8毫米，”IBM机器人和增强研究的经理拉塞尔·泰勒说。“机器人可以。”

模型。像股骨扩孔机器人Robodoc这样的机器，食品和药物管理局即将批准最后一轮测试，将提供的不仅仅是对手术刀的稳定握持。在从帕洛阿尔托到巴黎的实验室中，工程师和外科医生正在将机器人与计算机工作站和成像设备连接起来。利用这些技术，许多来自军方的技术，研究人员可以看到身体内部并创建其计算机模型。这使得外科医生可以使用计算机鼠标为髋关节置换钻孔，更准确地用辐射消灭脑肿瘤，或对胎儿进行手术。愿景者们设想有一天，坐在计算机前的医生将能够在世界另一端进行机器人手术。

这就是促使初创公司涌现的谈话。当五角大楼的高级研究项目局在克林顿政府的技术再投资计划下，今年早些时候提供补助金时，ARPA的新医疗技术部门收到了大量关于外科机器人提案。通用电气公司和IBM也在竞争之中。许多外科医生对机器人作为助手的想法逐渐热衷，争相测试原型。

在机器人开辟这条耀眼的道路之前，医生必须安抚患者。“我们必须让人们摆脱这种认为这是一个会发疯的R2D2机器的观念，”集成外科系统公司（ISS）总裁贝拉·穆西茨（Bela Musits）说。这同样重要的是，西方社会必须决定他们能负担得起多少这样的机器。“我们必须进行真正的成本效益分析，”匹兹堡沙德赛德医院（Shadyside Hospital）骨科研究主任安东尼·M·迪乔亚（Anthony M. DiGioia）说，该医院已经购买了一台Robodoc。

与此同时，机器人从髋关节手术开始是有道理的。这种手术是最原始的之一，医生在患者的腿上锯、锤，挖掘一条通道到股骨以固定植入物。外科医生使用水泥，因此配合并不是至关重要的。但水泥最终会降解，迫使许多患者在10到15年内进行更换。如果手术可以在没有水泥的情况下进行，骨头将会自我结合到植入物上，形成更强的结合。然而，这种方法需要精确的定位。

早期成功。这一问题困扰着萨克拉门托的骨科医生威廉·巴尔加（William Bargar）博士和他的同事已故的哈普·保罗（Hap Paul），一位骨科兽医。巴尔加和保罗知道自动铣床可以切割精确的孔。但巴尔加说：“机器人基本上是愚蠢的。我们在谈论一个复杂的任务。”挑战在于为每位患者定制一个孔。幸运的是，巴尔加的父亲，一位IBM退休员工，帮助让这家计算机巨头支持ISS。

去年11月，这家初创公司推出了Robodoc，巴尔加在10名患者身上使用了它，显然取得了成功：它切割出紧密的配合，减少了植入物松动的机会。一旦FDA批准，五家医院的医生将开始对Robodoc进行最后阶段的测试。穆西茨希望到1996年能向一个大型全球市场销售“几百台”价值50万美元的系统：每年大约进行75万例髋关节置换手术，其中三分之一在美国。

理论上，医院希望Robodoc能为他们带来更多患者。根据Shadyside医院的管理员Gail Latimer的说法，髋关节置换手术在美国的平均费用为7432美元，而大多数医院在这方面亏损。即使Robodoc取得成功，医院也无法收取额外费用，因为健康保险公司不会支付差额。不过，Robodoc可能会提升医院在骨科手术方面的声誉——并吸引其他能够盈利的骨科手术患者。

当然，外科医生多年来一直在使用计算机和成像设备。通过MRI、CT扫描和超声波，他们已经观察了大脑肿瘤、扭伤的膝盖和胚胎。但到目前为止，他们只是用这些设备进行观察，而不是进行操作——这就是Robodoc如此重要的一步。首先，技术人员在患者的腿上放置三个钉子，以便为机器人提供工作基准。然后，他们对患者的髋部进行CT扫描，并将其传送到计算机工作站，后者开发出骨骼和身体结构的三维模型。外科医生使用鼠标选择合适大小和形状的植入物，并规划手术。Robodoc的工作仅限于股骨，在每次150分钟的手术中工作约25分钟。这个机器看起来像一根末端有微小旋转螺旋桨的魔杖，随着外科医生监控其进展——一只手指按在暂停按钮上，机器缓慢地钻入骨头。

卡内基梅隆大学的医生和科学家们已经在开发可以完成手术另一半的机器人，为人工关节准备髋部。如果这些测试成功，DiGioia预测，机器人将很快能够处理任何需要削减或塑形骨头的手术，包括膝盖、脚踝和肩膀的手术。Bargar也认为机器人在背部手术中有一席之地，精密机器可以在不伤害脊髓的情况下靠近脊髓工作。

并不是每个机器人都能在骨头上工作。在加利福尼亚州的圣克拉拉，一群工程师和物理学家，其中许多人是来自国防工业的难民，正在研发用于对抗脑肿瘤和病变的机器人。目前，医生们使用一台价值450万美元的机器，称为伽马刀，必须对大部分脑部进行放射治疗以对抗肿瘤。相比之下，新机器Accuray 1000使用CT扫描来开发脑部的三维模型。一旦确定肿瘤的位置，这台机器可以从数百个角度以恰当的剂量进行照射。匹兹堡的Shadyside医院的David S. Zorub博士称这台价值200万美元的Accuray为“终极精密工具”。Zorub是几位将在FDA批准后测试Accuray的外科医生之一，他接下来希望机器人放射治疗能用于胰腺、乳腺、前列腺和肺癌。

探索。还有其他想法在实验室中变为现实。在西北大学，研究人员正在开发微型机器人，通过向眼睛的血管注射溶栓药物来对抗失明。一名外科医生将通过显微镜远程控制这些设备。与此同时，英国的科学家们正在研发可以通过肚脐插入的带摄像头的微型机器，以帮助探索身体内部。就像战斗机飞行员通过移动头部来操控和瞄准一样，戴着头盔的外科医生可以左右、上下转动头部，以观察病人的内部情况。

一旦技术发展到那一步，理论上，旧金山的一名医生可以戴上头盔“走进”德国或沙特阿拉伯的身体。在短期内，这将允许远方的专家与同事就困难病例进行咨询。最终，科学家们表示，医生可以通过这种方式进行机器人手术。五角大楼正在资助该领域的研究，以开发更好的战场手术。进展依赖于三维成像的持续进步以及学习如何管理时间：即使图像和指令以光速传播，医生与远方机器人之间仍可能存在令人迷惑的一秒延迟。不过，这个问题并没有阻止支持者为这种远程手术命名：任天堂手术。

研究人员在拼凑这些新系统时，必须关注全国关于医疗保健的辩论。因为虽然机器人手术的前景几乎是无限的，但美国支付这些费用的能力却不是。这可能会推动研究朝着能够降低医疗成本的机器发展。毕竟，挑战在于满足一个不仅要求奇迹，而且要求具有成本效益的公众。