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自世紀(jì)之交以來，微創(chuàng)手術(shù) (MIS) 技術(shù)的進(jìn)步簡直就是奇跡。本文重點(diǎn)介紹微創(chuàng)手術(shù)中的介入手術(shù)，包括內(nèi)窺鏡檢查、腹腔鏡檢查、關(guān)節(jié)鏡檢查和機(jī)器人輔助手術(shù)，每種情況下的主治醫(yī)師都不同。外科技能與令人印象深刻的新技術(shù)和設(shè)備相結(jié)合，使曾經(jīng)極具侵入性的手術(shù)現(xiàn)在可以使用最小的微創(chuàng)手術(shù)器械，包括非常小的切口、內(nèi)窺鏡等等，有時(shí)甚至只是直徑非常小的血管通路導(dǎo)管。

微創(chuàng)手術(shù)器械給醫(yī)療保健帶來巨大的優(yōu)勢，包括減少患者的創(chuàng)傷和不適、減少感染的機(jī)會以及更快的手術(shù)和恢復(fù)時(shí)間，這通常意味著降低醫(yī)療保健成本。

然而，微創(chuàng)手術(shù)需要使用能見度和運(yùn)動范圍有限的專用工具來執(zhí)行高技能操作，這要求外科團(tuán)隊(duì)具備更高水平的專業(yè)知識和技能，從內(nèi)窺鏡外科醫(yī)生和機(jī)器人手術(shù)專家到介入放射科醫(yī)師。支持設(shè)備包括內(nèi)窺鏡攝像系統(tǒng)、可視化掃描儀、造影劑注射器、專用儀器和導(dǎo)管以及昂貴的機(jī)器人系統(tǒng)。

盡管微創(chuàng)手術(shù)器械的投入很大，但這些外科手術(shù)的進(jìn)步為行業(yè)帶來的價(jià)值是毋庸置疑的，如今，微創(chuàng)手術(shù)的各種設(shè)施和工具在醫(yī)療的各個(gè)領(lǐng)域都很廣泛。

微創(chuàng)手術(shù)器械設(shè)計(jì)趨勢

支持微創(chuàng)手術(shù)所需的設(shè)備繼續(xù)以令人印象深刻的水平發(fā)展。它們已經(jīng)變得高度專業(yè)化，可以快速完成特定任務(wù)，而無需用戶具備太多技術(shù)，如今可供外科醫(yī)生使用的各種個(gè)性化設(shè)計(jì)令人印象深刻。高級用戶（關(guān)鍵意見領(lǐng)袖或 KOL）根據(jù)他們的特定技術(shù)開發(fā)自己的器械版本，然后成為合作的制造商的獨(dú)特產(chǎn)品，這種情況現(xiàn)在也并不少見。

微型傳感器和電子器件可以集成到這些手持器械的尖端或微型導(dǎo)管內(nèi)，以監(jiān)測壓力、血流和電場，為臨床醫(yī)生提供重要的解剖學(xué)反饋。結(jié)合這些傳感器，一些設(shè)備甚至可以向用戶提供綜合反饋，這些反饋能以觸覺振動和機(jī)械阻力的形式以及視覺和聽覺指令來呈現(xiàn)。

機(jī)器人輔助手術(shù)已成為一種快速發(fā)展的技術(shù)，它提高了復(fù)雜手術(shù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)減少了患者的創(chuàng)傷和恢復(fù)時(shí)間，因?yàn)闄C(jī)器人不需要手術(shù)部位的直接可視化。機(jī)器人可能像探頭和插管的智能引導(dǎo)裝置一樣簡單，也可能像落地式多工具設(shè)備一樣復(fù)雜，它可以對位于世界各地的患者進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，由熟練的外科醫(yī)生通過先進(jìn)的遠(yuǎn)程技術(shù)進(jìn)行控制。軍隊(duì)也積極追求這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，這種互操作性能極大地提高受傷軍人的生存能力。

機(jī)器人如今在膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)置換等骨科手術(shù)以及前列腺手術(shù)中已經(jīng)司空見慣，機(jī)器人引導(dǎo)提供的精確度甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過最熟練的外科醫(yī)生。結(jié)合3D成像和實(shí)時(shí)解剖建模，機(jī)器人輔助手術(shù)的進(jìn)步正在推動其擴(kuò)展到更廣范圍的手術(shù)以及腫瘤手術(shù)中。

微創(chuàng)手術(shù)也面臨著挑戰(zhàn)——成像系統(tǒng)和機(jī)器人等設(shè)備的成本可能令人望而卻步，同時(shí)專業(yè)人員的培訓(xùn)也不容易，需要一支由專業(yè)的臨床醫(yī)生和設(shè)施組成的團(tuán)隊(duì)。導(dǎo)管室越來越多，因?yàn)榻槿胧中g(shù)的價(jià)值和有效性已在冠狀動脈疾病的治療中得到證明。令人難以置信的是，今天我們可以通過股動脈導(dǎo)管來輸送替換的主動脈瓣，不需要胸外科手術(shù)。集成在導(dǎo)管末端的微型泵可以幫助我們將血液從心室泵送到心房，直到我們的心臟從手術(shù)中愈合并正常運(yùn)行。

可視化技術(shù)

與微創(chuàng)手術(shù)相關(guān)的可視化要求依賴于使臨床醫(yī)生能透視解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜技術(shù)。如果沒有這些進(jìn)步，大多數(shù)微創(chuàng)手術(shù)將無法以所需的準(zhǔn)確性和可靠性水平執(zhí)行。CMOS傳感器變得小巧且價(jià)格合理（這要?dú)w功于消費(fèi)品行業(yè)），因而關(guān)節(jié)式光纖視鏡現(xiàn)在可以在高分辨率視頻中可視化解剖結(jié)構(gòu)，這在十年前是完全不可能的。借助HD增強(qiáng)和色彩校正軟件，可以實(shí)時(shí)評估組織紋理和顏色對比等特征，這一性能升級對異常組織識別等任務(wù)至關(guān)重要。與物理硬件一起進(jìn)步的還有軟件，可以插入掃描的解剖結(jié)構(gòu)以提供3D圖像等。

磁共振成像 (MRI)、計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT)、X 射線、超聲、透視等都是成熟的技術(shù)，但數(shù)字圖像增強(qiáng)與計(jì)算機(jī)處理能力相結(jié)合的最新進(jìn)展顯著提高了微創(chuàng)手術(shù)的分辨率。MRI成像有一個(gè)獨(dú)特的問題：MRI套件中的任何設(shè)備都必須是有色金屬制成，以抵抗掃描儀產(chǎn)生的巨大磁場。需要24/7全天候連接重癥監(jiān)護(hù)儀和生命支持設(shè)備（如呼吸機(jī)、泵和監(jiān)護(hù)儀）的患者依賴于這些特殊的MRI兼容設(shè)備。

CT成像需要將造影劑注入患者體內(nèi)，并需要定制造影劑溶液的一致性以“匹配”特定患者的解剖結(jié)構(gòu)以優(yōu)化圖像清晰度。現(xiàn)代的注射器提供了大量設(shè)置以進(jìn)行預(yù)設(shè)和自定義。

最近的超聲 (U/S) 成像可能為護(hù)理人員提供了最大的機(jī)會，因?yàn)樗且环N緊湊（公文包大?。⒑唵?、安全的技術(shù)，而且并不昂貴。因此，現(xiàn)在它越來越多地用于門診和醫(yī)生辦公室中進(jìn)行的診斷和簡單治療。預(yù)計(jì)未來超聲成像將向家庭健康遠(yuǎn)程醫(yī)療（遠(yuǎn)程護(hù)理）領(lǐng)域擴(kuò)展，包括患者操作的胎兒監(jiān)護(hù)。

以用戶為中心

除了尖端儀器和設(shè)備的可用性之外，微創(chuàng)手術(shù)專家還必須開發(fā)特定的技能組合。雖然心臟手術(shù)本身就需要極高的技能，但完全從腹股溝區(qū)域進(jìn)入以進(jìn)行經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)需要另一個(gè)級別的培訓(xùn)和技能。控制接口必須提供推、拉、轉(zhuǎn)動和激活體內(nèi)深處的功能的能力。無論是腹腔鏡還是介入技術(shù)，都要考慮缺乏直接接口、低至零的觸覺反饋以及可視化受限的情況。

重要的是如何最小化微創(chuàng)手術(shù)器械由于不良的人體工程學(xué)、重復(fù)性壓力和非直觀控制設(shè)計(jì)而導(dǎo)致的錯誤。當(dāng)臨床醫(yī)生的眼睛要借助于攝像頭監(jiān)視器時(shí)，他們不應(yīng)該因?yàn)檎也坏綀?zhí)行器或調(diào)整功能而重新聚焦。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，一些設(shè)備可以連接到控制器，以幫助提供反饋，例如溫度、壓力和流量，以及將集成在嵌入式設(shè)備遠(yuǎn)端尖端內(nèi)的微型工具進(jìn)行高精度部署以執(zhí)行程序。這些控制器可以幫助操作員感受解剖結(jié)構(gòu)，并提供對關(guān)鍵參數(shù)的持續(xù)監(jiān)測。

制造商一直在尋找降低微創(chuàng)手術(shù)流程技能的方法，以使普通操作員無需嚴(yán)格培訓(xùn)即可成功操作。為此，一些設(shè)計(jì)人員嘗試將反饋綜合到設(shè)備中。這可能涉及添加機(jī)電生成的觸覺（振動、脈沖、阻力）、聽覺和視覺反饋，以展現(xiàn)手術(shù)過程中各種功能狀態(tài)。

不幸的是，這些器械中的大多數(shù)也是一次性使用的，因此還必須控制單位成本，這增加了人體工程學(xué)優(yōu)化的挑戰(zhàn)。一種策略是將這些反饋功能構(gòu)建到設(shè)備的耐用（可重復(fù)使用）部位，以便可以在許多情況下分?jǐn)偝杀?。微型化（納米）技術(shù)也使得醫(yī)療級嵌入式傳感器的成本變得可承受，且足夠精確以供使用。

機(jī)器人輔助手術(shù)已成為一種快速發(fā)展的技術(shù)，它提高了復(fù)雜手術(shù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)減少了患者的創(chuàng)傷和恢復(fù)時(shí)間。

微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)的未來是什么？

盡管在過去二十年中，微創(chuàng)手術(shù)的進(jìn)步令人難以置信，但這些技術(shù)仍處于“青春期”，并且還有很大的增長空間。隨著組件性能的提高和成本的降低，我們可以期待看到許多技術(shù)的融合，特別是來自電子和數(shù)字行業(yè)的技術(shù)。

這些技術(shù)將使制造商能夠提供更小、更精確和更便宜的設(shè)備，這些設(shè)備更易于操作，且適用范圍不斷擴(kuò)大。經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)真正成為了一項(xiàng)顛覆性的創(chuàng)新，與之非常相似的是，微型機(jī)器人、納米執(zhí)行器、電子設(shè)備和高清光學(xué)器件可以在腹腔鏡套管或血管導(dǎo)管的末端提供更強(qiáng)大的遠(yuǎn)程功能。

有人猜測，微小的、預(yù)編程的機(jī)器人有一天可能會被注射到血液或肺部氣道中，在那里它們可以自主完成外科醫(yī)生的工作，而不會對患者造成傷害。生物工程病毒（類似于最近的 mRNA COVID 疫苗）也可能在細(xì)胞水平上發(fā)揮作用，以消除整個(gè)人體的癌癥和其他異常情況。

雖然這些場景聽起來不可思議，但確切無疑的是，微創(chuàng)領(lǐng)域的醫(yī)療技術(shù)正在以前所未有的速度加速，這將惠及整個(gè)醫(yī)療保健行業(yè)。