腔鏡技術從應用之初至今已有20多年的歷史，與傳統開放手術相比，腔鏡手術能夠有效縮小手術創傷、減輕術後疼痛、縮短住院時間、增加美容效果等。然而腔鏡手術的學習曲線特殊，外科醫師對其技術的掌握和應用需要相當長的訓練時間。其主要原因是腔鏡操作器械較長，經相對固定的入口引入體內通過觀察螢幕實現眼手配合進行操作，增加了精細動作控制難度，較小的手術空間影響了複雜操作的順利進行，通過螢幕觀察增加了手眼協調配合的難度。
不能彎曲的長直器械限制了其在體內的活動度和活動方向，二維的影像系統造成深度感知方面的缺失，以至於腔鏡下完成縫合打結等基本動作也需要長時間訓練才能完成。此外，腔鏡系統中的觀察鏡充當外科醫生的眼睛，通常需要由助手控制，在較為複雜的長時間手術中，助手扶鏡容易疲勞，即使是經常配合的“老搭擋”也常會出現手“眼”不一致的情況，影響手術的順利進行。而機器人腔鏡手術系統能夠克服上述傳統腔鏡手術的缺點，提高外科醫生的效能，改善手術效果，並使一些傳統腔鏡手術下難以完成的手術操作變得易於操作。
目前在技術上已相對成熟並發展成商用的機器人腔鏡手術系統主要是指達芬奇手術系統(da Vinci® surgical system), 由美國的Intuitive Surgical公司於1995年設計製造並用於臨床外科治療研究，2000年通過美國FDA安全驗證並開始推廣應用。該系統主要由控制檯、機械臂以及高解析度的3-D影像監視系統構成。操作器械與機械臂相連線，通過Trocar插入體內，外科醫生通過控制檯操作手術器械。da Vinci 影像系統由雙攝像機組成，可形成雙眼視覺的三維立體影象，並可放大10～15倍。外科醫生坐在控制檯前控制機器人同時通過雙目鏡觀察3-D手術影像(圖1)。
整合計算機合成的手眼配合協調程度完全能達到甚至超過開放手術的效果。達芬奇系統中操作器械模擬手腕式的內關節(Endowrist)設計增加了操作的靈活程度(圖2)，使外科醫生的全部動作被實時轉化為精確的機械手動作，超越人手關節活動極限，其精細程度超過開放手術。EndoWrist手術器械具有7個方向的自由度：外部的機械臂提供前後、旋轉、橫向運動等3個方向動作，內關節提供上下、橫向運動、旋轉以及開合(pitch, yaw, rotation, and grip)等四個自由度。可沿垂直軸360°和水平軸270°旋轉，且每個關節活動度均> 90°。
尤其在行深部操作時，由於動作靈活，體積小巧，與開放手術的人手操作相比具有顯著優勢。同時機械臂具有計算機輔助位置記憶功能，更換器械後可迅速精確回覆至更換前位置，具有“即插即用、無縫連線”的特點。此外機器人的控制原理是直覺控制，鏡下動作方向與手控方向是一致的，動作影像為正像，而傳統腔鏡手術中為映象運動。從而消除了傳統腔鏡手術中支點效應，外科醫生需要反向運動才能完成正確的操作。機器人系統可以按比例縮小外科醫生的動作幅度，過慮無效抖動，從而實現精確操作。
通過人機控制介面可消除Trocar 抵抗，避免術者疲勞。對於需要長時間操作的複雜手術尤其重要。傳統腔鏡手術中，外科醫生往往需要長時間站立並不斷扭曲身體和手腕採用不同的姿式和手式以完成複雜操作，經驗不多的初學者的手術過程尤其容易疲勞，從而影響手術的質量和效果。
而在機器人輔助的手術過程中，外科醫生以非常舒服的姿式坐在控制檯前進行手術，能勝任長時間操作而不易疲勞。然而，機器人手術過程中仍需要熟練的外科助手穿無菌手術衣在病人床旁協助操作，助手的責任包括調換機械臂上的操作器械、吸引沖洗、放入或拿出縫線以及協助顯路露術野等。
傳統腔鏡手術能夠完成甲狀腺良性結節的切除、甲狀腺部分切除或甲狀腺全切，甚至甲狀腺癌的淋巴結清掃。但由於甲狀腺腔鏡手術沒有象腹腔那樣的自然腔隙，人工建立的操作空間相對狹小，鏡下二維影象以及不能彎曲的長直器械使操作技術難度增大、學習曲線延長，而甲狀腺手術過程中如因技術不熟練或操作不慎會增加喉返神經損傷或甲狀旁腺損傷的機會。因此傳統腔鏡手術在甲狀腺外科的應用仍未普及。
採用機器人輔助腋窩入路進行甲狀腺癌根治手術的優勢包括：進行側頸部淋巴結清掃時視角與開放手術相同，甲狀腺上極和下極的顯露和處理容易，術後頸前區不會出現麻木感和纖維組織收縮，腋窩切口隱蔽，美容效極佳，能完成側頸淋巴結清掃。其次採用牽拉法建立的操作空間可採用連續負壓吸引除去煙霧和出血，提供穩定、清晰的手術野。側方視野可直接顯露甲狀旁腺和喉返神經，保證了在狹小空間內安全完成甲狀腺切除和淋巴結清掃。腋窩切口極為隱蔽，術後有明顯的美容優勢。
研究的結果表明，機器人輔助腔鏡手術系統能夠成為大多數甲狀癌患者的可靠選擇，能夠像開放手術一樣完成精細的頸淋巴結清掃術，但同時具與傳統腔鏡手術一樣的美容效果。採用腋窩入路的機器人手術在手術時間、淋巴結清掃的範圍和徹性可能要優於腋窩乳房聯合入路者，而在對側甲狀腺切除的徹底性方面後者則佔優勢。造成這一差別的原因除了手術入路本身的限制外，手術技術的熟練程度也可能是主要原因之一。
西南醫院乳腺中心是國內首先將機器人腔鏡手術技術應用於甲狀腺癌的外科治療的單位，至今在甲狀腺良性腫瘤和甲狀腺癌的機器人手術方面積累了豐富的經驗，其精細、徹底的操作特點為接受該項手術的患者提供了最好的治療效果，與開放手術和傳統的腔鏡手術相比，手術視野更清晰，操作更靈活、創傷更小，手術更徹底，術後併發症發生率更低，術後恢復更快，住院時間更短。
機器人器腔鏡手術作為腔鏡外科發展過程中的一項嶄新技術，將會為甲狀腺外科帶來新的機遇。
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