达芬奇机器人手术系统以麻省理工学院(原名斯坦福研究学院)研发的机器人外科手术技术为基础。IntuitiveSurgical随后与IBM、麻省理工学院和Heartport公司联手对该系统进行了进一步开发。FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。

简单地说，达芬奇机器人就是高级的腹腔镜系统。大家可能对现在流行的微创治疗手段如：胸腔镜、腹腔镜、妇科腔镜等有所了解，达芬奇机器人进行手术操作的时候也需要机械臂穿过胸部、腹壁。

年，意大利文艺复兴时期大师莱昂纳多.达芬奇，他设计了第1个机器人。年代，达芬奇设计手稿被发现。年，按设计图复原了此机器人，可做几种人类动作，如坐、挥动手臂、转头和咬合。机器人robot一词，创造于年，捷克作家恰佩克KarelCapek出版了小说《罗素姆的万能机器Rossum’sUniversalRobots》，首次出现robot，源于捷克语robota，原意指奴隶劳工，小说主人公制造了机器人，作为廉价劳力使用。后来这些机器人发展成高智力，有思想，认识到自已比人类先进，于是转而向人类宣战，要消灭人类。

达芬奇设计的机器人复原品

年代，现代工业机器人出现，美国优力美讯公司Unimation推出通用机械手，用于美国通用汽车的汽车装配生产线。年代，机器人进入外科领域。

美国宇航局NASA艾姆斯研究中心，与斯坦福研究学院StanfordResearchInstitute（SRI）的机械工程师合作研究虚拟现实系统。他们对机器人技术感兴趣，并进一步发展出远程呈现外科系统以提高显微外科的精确性。年，腹腔镜胆囊切除术出现后，他们将机器人技术从显微外科拓展到普通外科手术。包括外科医生控制台和远程操控装置的远程呈现系统开发成功，此项目由美国国防部资助。这些研究成果最终促进了达芬奇外科系统daVinciSurgicalSystem的诞生。

年，加拿大温哥华的大不列颠哥伦比亚大学（UBC）医院，Arthrobot用于骨科手术时，经声控辅助患者腿的操作和摆放，被认为是世界首次机器人辅助外科应用。年，医院MemorialHospitalofLosAngeles，优力美讯的PUMA（ProgrammableUniversalManipulationArm）用于立体定位脑部活检术。曾被认为是机器人首次在外科应用，

优力美讯PUMA机械手

年，机器医生ROBODOC首次在全髋关节置换手术时，在股骨上钻孔。ROBODOC系统在美国、欧洲和亚洲共参与完成了例关节置换手术。

PROBOT

年，PROBOT完成了首例机器人辅助泌尿外科手术，在英国伦敦帝国学院，它用于完成经尿道前列腺电切手术。术前工作有：测定膀胱颈至精阜距离，内镜超声建立前列腺三维模型，泌尿外科医师据此设计切除范围，由医生在工作站控制与调整切除参数，可在任何时候停止机器人工作。一旦机器人工作失败，可由手工操作完成。

机器人在腹腔镜手术的应用

年，美国摩星公司ComputerMotionInc.（SantaBarbara,California）开发了AESOP?（AutomatedEndoscopeSystemforOptimalPositioning），用于腹腔镜手术时控制镜头视野的机器臂。可减少手术团队人数。提供稳定的手术视野，减少器械间的冲突。此机器臂有7个自由度（7-DOF），并完全由术者控制。上，AESOP?成为首个被FDA批准的手术机器人，最初通过脚踏控制，后来年的AESOP?0和年的AESOP?改为声控。

AESOP?机器臂

年，摩星公司开发了宙斯机器人外科系统ZEUS?RoboticSurgicalSystem，由医生在主控制台操纵手术台上的三个机器臂。此系统包括AESOP?机器人持镜装置和2个6自由度的机器臂。初时只有二维视野，最终版提供了三维视野。首次手术是在美国克利夫兰完成输卵管再吻合术。此系统的荣耀是1年完成世界首例跨大西洋远程手术。当时马赫斯克在美国纽约，通过宙斯机器人外科系统，给身在法国斯特拉斯堡的一位女性患者行胆囊切除术。这次手术也称为“林德伯格手术”“LindberghOperation”，林德伯格是首位孤身飞越大西洋的人。

ZEUS?RoboticSurgicalSystem

现代机器人系统

年，一群科学家和医疗企业家组建了直觉外科公司，他们来自斯坦福研究学院、麻省理工学院和国际商业机器公司（IBM），目标是开创机器人辅助外科。其改进SRI系统，原型机在动物实验时称为“莱尼Lenny”，是年青达芬奇的呢称，也称为“蒙娜”，指达芬奇名作蒙娜丽莎。年，Himpens和Cadiere用此系统在比利时登德尔蒙德完成首例人的胆囊切除术。经过不断改进，与原型机相比，达芬奇机器人系统有更好的操控性和人体工程学特点，年，达芬奇系统开始最后的测试。

达芬奇系统包括3个部分：

1、主-从软件驱动系统，提供7个自由度的直觉控制器械

2、计算机化的双目广视野系统

3、安全系统，多个传感器每μs确定术中器械位置。

0年7月，美国FDA批准达芬奇外科系统用于临床。目前为止，达芬奇系统是最先进的主从操作系统。其组成部分：a医生控制台；b手术台旁装置；c成像装置，以三维形式10倍放大将内镜图像呈现于控制台。脚踏控制术中能量释放、镜头和转换机器臂。机器人操作时，消除动作颤抖，运动平滑精确。机器臂安装于的手术台旁装置。其中一臂安有高分辨率三维镜头。特制的机械腕EndoWrist?装置安装于其他机器臂上。影像装置有光源、视频图像处理设备和主电气/软件处理单元。影像装置有触屏可显示内镜图像和系统设置调节。最新一代型号（da-VinciXi）有整合的电外科单元用于触发能量。三维视野、精细操作，以及重要的EndoWrist?内腕技术，外科医生利用达芬奇系统更容易进行复杂的腹腔镜手术。

直视公司已开发了4代daVinci?外科系统：0年，最初的达芬奇引入了三维视野、内腕EndoWrist?技术、和Intuitive?动力。3年，增加了第四臂。6年，“daVinci?S”加入了高分辨率3D内镜，流线型设计，多象限显示和视频输入TilePro。9年，“daVinci?Si”，更符合人体工程学的操控台设计、视觉效果提高、双控制台选择。Firefly荧光成像，属近红外线技术，可实时确认关键的解剖标志。可让两位外科医生合作操作达芬奇系统，交替控制机器臂，也有利于教学。

年，daVinciXi是最新型系统，可有复杂的四象限显示，十分清楚的3D高清影像，以及为未来创新无缝整合的设计。

达芬奇机器人系统第一代

6年，“daVinci?S”

9年，9年，“daVinci?Si”

年，daVinciXi

机器人辅助腹腔镜前列腺切除术的开始和演变

经过用达芬奇系统在尸体上训练之后，0年5月，宾德Binderetal.在德国法兰克福完成首例机器人辅助的腹腔镜前列腺切除术（RALP）。在首批10位患者中，完成了9位手术，平均操作时间9个小时。尽管操作时间长，但仍显示了此技术对于传统手术方式的优势。包括更好的视野、操作更精细、控制台操作更符合人体工程学。随后Abbou在法国巴黎也完成了RALP，他首次报告这种技术，提出较传统手术，手术时间更短、尿道留置时间更短、住院时间也更短。

同年，在美国底特律VattikutiUrologyInstitute建立了首个泌尿外科机器人培训项目。

梅农Menon，原无腹腔镜经验，经Guillonneau和Vallancien指导，通过标准化步骤，顺利完成RALP。

0年，Guillonneau用ZeusRoboticSurgicalSystem完成世界首例机器人辅助肾切除术。患者是一位77岁女性，因UPJ狭窄致右侧肾积水并无功能。手术时间约分钟，失血约ml。

年11月,Gettman等完成首例机器人辅助的肾部分切除术（RAPN）。他们随后报告了13例患者的手术情况，经腹腔通路或腹膜后通路，肿瘤大小2-6cm，平均热缺血时间22分钟，平均失血ml，只有一例切缘阳性。

年，Horgan报告了10例机器人辅助腹腔镜活体供肾切取术，使用达芬奇系统。平均手术时间，分钟，平均住院时间1.8天，所有肾脏均移植成功。

3年，梅农Menon等报告了17例机器人辅助根治性膀胱前列腺切除术（RRCP）。

年，在猪模型中已证明机器人辅助肾盂输尿管连接部狭窄成形术的可行性，0年，Guillonneau等完成了首例人的机器人辅助肾盂成形术。

机器人外科的未来

机器人外科最突出的特点是可以实现远程外科手术，外科医生可能给另一城市，另一国家或另一大洲的病人做手术，这已在1年的“林德伯格手术”中实现。

外科器械的变化，单孔技术、蛇形臂等。全自动机器人，微型机器人，纳米机器人等是未来的发展方向。

5年，经口机器人外科系统（TORS），用于头颈部手术。6年5月，首例人工智能医生引导的全机器人手术，患者34岁，矫正心率失常，结果显示较人操作手术的平均水平要好，此机器整合了0例类似手术的数据。年，荷兰爱因霍芬技术大学宣布开发了Sofie外科系统，首次应用力量反馈技术。未来某一天，AI技术支持的机器人外科系统可能完全代替外科医生的操作，正如哈佩克在小说是所描述的样子，发生颠覆性的革命，机器人成了主角，外科医生失业了，也许那时还有新的工作需要我们去做。

优势

采用达芬奇手术机器人做手术达芬奇手术机器人的具体优势可以从两个方面说起：第一：从患者角度：(1)手术操作更精确，与腹腔镜(二维视觉)相比，因三维视觉可放大10-15倍，使手术精确度大大增加，术后恢复快，愈合好。(2)曲线较腹腔镜短。(3)创伤更小使微创手术指征更广;减少术后疼痛;缩短住院时间;减少失血量;减少术中的组织创伤和炎性反应导致的术后粘连;增加美容效果;更快投入工作。

第二，从医生角度：达芬奇手术机器人增加视野角度;减少手部颤动，机器人“内腕”较腹腔镜更为灵活，能以不同角度在靶器官周围操作;较人手小，能够在有限狭窄空间工作;使术者在轻松工作环境工作，减少疲劳更集中精力;减少参加手术人员。医生有利之处归根到底还是为患者。例如，机器人提高精确度，便能节省出手术时间从而减少术者疲劳，这样可以进一步防止术者手部颤动使术者精力更集中，使手术更完美。