簡介
機器人手術領域的最終目標是設計一種機器人，可以用來進行不開胸口的心臟手術，外科手術機器人已經用於世界各地的許多手術室中。這些機器人不是真正的自動化機器人，它們不能自己進行手術，但是它們向手術提供了有用的機械化幫助。這些機器仍然需要外科醫生來操作它們並對其輸入指令。 這些手術機器人的控制方法是遠程控制和語音啟動。之所以將機器人引入醫療，是因為在微創手術中，它們可以實現對外科儀器前所未有的精準控制。
外科手術機器人大多被用來定位內窺鏡、進行膽囊手術以及胃灼熱和胃食管反流的矯治。
有製造商表示，僅在美國，機器人設備每年可以用於超過350萬個醫療手術中。
代表產品
達文西手術系統
2000年7月11日，美國食品和藥物管理局（FDA）批准了達文西手術系統，使其成為美國第一個可在手術室使用的機器人系統。由Intuitive Surgical公司開發的達文西手術系統使用的達文西系統使用的技術使外科醫生可以到達肉眼看不到的外科手術點，這樣他們就可以比傳統的外科手術更精確地進行工作。價值1百萬美元的達文西系統由兩個主要部件組成：1、一個用於觀察和控制的控制台；2、一個手術臂。
在使用達文西進行膽囊手術時，在病人的腹部切開了三個切口，直徑還沒有鉛筆的直徑大，這三個切口用於插入三個不鏽鋼桿。這三個桿由三個機器人手臂固定。一根桿裝置了照相機，另外兩根桿裝配了外科儀器，可以解剖和縫合膽囊組織。與傳統的外科手術不同，這些儀器不用醫生的手直接接觸。外科醫生站在控制台邊，離手術台幾十厘米遠，透過探視鏡向里看，來研究病人體內的照相機傳送的3-D圖像。圖像顯示的是手術點以及兩個固定在上述兩根桿端點上的手術儀器。像操縱桿一樣的控制手柄，位於螢幕的正下方，外科醫生用來操作手術儀器。每次操縱桿移動時，計算機就向儀器傳送電子信號，儀器就和外科醫生的手同步移動。
ZEUS 機器人手術系統
由Computer Motion公司製作，在歐洲已經可以使用。但是，無論是達文西系統還是ZEUS系統，用來進行手術計畫的每一道程式都必須得到政府部門的批准。價值75萬美元的ZEUS系統與達文西的裝置類似。它有一個計算機工作站、一個視頻顯示器和控制手柄，用於移動手術台上安裝的手術儀器。ZEUS系統目前在美國只被批准用於醫療試驗，而德國醫生已經使用此系統進行了冠心病搭橋手術。
ZEUS系統得到了自動化內窺鏡定位（AESOP）機器人系統的協助。
外科手術機器人AESOP 機器人系統
由 Computer Motion公司於1994年發布的AESOP是FDA批准使用的第一台可以用於手術室協助手術的機器人。AESOP比達文西系統和ZEUS系統要簡單得多。AESOP基本上只是一個機械臂，用於醫生定位內窺鏡——一種插入病人體內的外科照相機。 腳踏板或聲音軟體用於醫生定位照相機，這就讓醫生的手空出來繼續進行手術。
加拿大卡爾加利大學曾宣布，該校外科專家加內特·薩瑟蘭德博士帶領的研究小組與研製太空梭機械手的MDA公司合作，研製出名為“神經臂”的外科手術機器人系統。有關專家認為，該系統將為外科手術帶來變革，從而使顯微手術產生革命性的突破。
研究及功能
外科手術特別是神經外科手術，受到人手準確性的限制。發展於上世紀60年代的顯微外科技術，使外科醫生超越了人手精準、靈活和持久的極限，而“神經臂”系統則又極大地提高了外科手術的精準率，使外科手術水平從器官級發展到細胞級。利用該系統，外科醫生可通過操縱計算機工作站，使“神經臂”與核磁共振圖像儀協同作戰，從而在顯微尺度下使用器械從事微細手術。
據研究人員介紹，“神經臂”需要與具有強磁場的核磁共振成像儀一起運行，它的開發是由包括醫療、物理、電子、軟體、光學和機械工程師等的合作進行的。項目啟動時，MDA公司的工程人員與卡爾加里大學外科醫生一起，確定了設計“神經臂”機器人的技術需求。由於醫生和工程人員僅擅長於各自的專業，難以溝通，把外科術語翻成技術辭彙面臨很大的挑戰。薩瑟蘭德博士的研究小組正與卡爾加里衛生局、卡大醫療教育的教師合作開展一個培訓項目，對將使用“神經臂”系統的外科醫生進行培訓。
薩瑟蘭德博士表示，他們不僅要研製“神經臂”機器人，還要為其設計一套醫療機器人教學大綱。他們希望這一新技術能夠在世界範圍得到套用。為實現這一目標，他準備更多地向學生和年輕專家宣傳該技術，因為他們更推崇新技術，也是臨床新技術套用的中堅力量。
特點及套用
外科手術機器人在現在的手術室，一般會有兩到三名外科醫生，一名麻醉師和幾名護士，即使是最簡單的手術也需要這么多人。大多數外科手術需要將近十來個人在手術室。手外科手術機器人術機器人全部都是自動化的，這會最大限度地減少操作人員。展望一下未來，外科手術可能只需要一名外科醫生、一名麻醉師以及一到兩名護士。在這個寬敞的手術室中，醫生坐在手術室內或手術室外的計算機控制台前，使用手術機器人來完成以前需要很多人才能完成的手術。
使用計算機控制台從稍遠的地方進行手術開創了遠程手術的概念，就是讓醫生從離病人很遠的地方來進行精密的手術。如果醫生不用站在病人的身旁進行手術，而是在離病人幾十厘米遠的計算機台旁遠程控制機器人手臂，那么下一步將是從離得更遠的位置來進行手術。如果可以使用計算機控制台來實時移動機器人手臂，則在加利福尼亞的醫生就可以對身在紐約的病人進行手術。遠程手術的主要障礙就是醫生手的移動和機器人手臂做出的反應之間的時間延遲。當前，醫生必須與病人同在一室[3]，以便機器人系統可以根據醫生手的移動快速做出反應。
手術室中人員的減少以及醫生可以遠距離對病人進行手術減少了醫療保健的費用。除了成本效益高之外，機器人手術還有比傳統手術更優越之處，包括更加精確以及減少病人創傷。例如，心臟搭橋手術現在需要在病人的胸口“切開”一個30.48厘米長的切口。而如果使用達文西或ZEUS系統，可能是在胸口處做三個切口來進行心臟手術，每個切口直徑僅有1厘米。因為外科醫生做手術時切口非常小，而不是沿著胸口向下的很長的一個刀口，病人受的痛苦也會少一些、流血也會減少，恢復的就快一些。
機器人還使醫生在長達幾個小時的手術過程中節省了體力。外科醫生在如此長的手術過程中會很疲憊，結果可能手會顫動。即使最穩定的人手也比不上手術機器人的手臂。達文西系統經過程式設定可對手的顫動這個缺點進行補償，因此如果醫生的手顫動，計算機會忽略此顫動，使機械臂保持穩定。
展望
雖然說手術機器人比人手有一些優點，但是要用自動化的機器人在沒有人參與的情況下對人體進行手術，還有很長的一段路要走。但是，隨著計算機能力和人工智慧的發展，在本世紀將會設計出一種機器人，可以找出人體中的異常，進行分析並校正這些異常而不需要任何人指導。
