未来手术室图景
心脏外科医生拉尔夫 · 达米阿诺（Ralph Damiano）十分娴熟面准确地做着术前准备，今天的手术是为62岁的大卫·琼斯开胸建立心脏血管双侧旁路循环。达米阿诺手持解剖刀，在琼斯的颈腹之间切开一个12英寸长的口子；接着拿起电锯，穿过琼斯的胸骨把它锯开，使患病的心脏暴露。为了保证手术部位清晰洁净，他把一根导液管插进琼斯的右心房，将血流导入一台大小如汽车引擎的心肺机里。“好，一切顺利，”达米阿诺说。然后他把一种血与钾的混合物（可改变电化学冲动流程）注入患者心脏，使其停止跳动。刚刚还在发出规律性节拍的增强型脉冲监视器一下子变得悄然无声。手术室里非常安静，只有心肺机传出一丝微弱的“呼呼”声。电视屏上，量度心电图仪活动的彩色扫描曲线变得平直了，琼斯那魁伟的胸膛也已纹丝不动。
时间就是生命。如果琼斯连接在心肺机上的时间越长，发生中风之类的术后并发症的危险也越大。达米阿诺熟练地从琼斯左臂取下一段健康的动脉血管，迅速将其缝合在心脏受阻血管的上下两端，完成了第一个旁路手术。接着，达米阿诺所做的事，对于一名心脏外科医生来说，确实不大寻常：只见他解开前额灯的电源，摘掉放大镜，丢下一大堆的解剖刀、手术剪和镊子，竟撇下患者走开了。
不一会儿，他走到一台距离手术台约五英尺远的黑灰色的电脑控制台前，在一张办公椅上坐了下来，然后戴上一只未消毒的带麦克风的耳机。“左，”随着达米阿诺的口令，一台内诊镜（与机器人手臂相连并在手术前置入琼斯体内的摄像机）便开始向左边扫描。光照下，出现一片明亮的淡红色景象；从电脑监视器上，可以看见琼斯胸腔放大了10～12倍的图像。接着，达米阿诺的双手开始在控制台上移动，那些银色的肘推式电脑操纵杆控制着另外两只像游移不去的黑鹤一样盘旋在手术台上方的机器人手臂。达米阿诺就像一位木偶戏艺术大师，灵巧地推拉着那些操纵杆，监视器上逐渐显现出一双带有针状推进器的外科机械手，达米阿诺将用这双机械手来进行第二个血管旁路移植的缝合手术。
这不是幻想，而是事实。未来的手术室就是这个样。
更多机器人加盟手术室
达米阿诺现任宾夕法尼亚州立大学赫尔希医学中心胸外科主任，是目前为数不多的意图彻底改革心脏外科手术而使用计算机辅助和机器人工具的医生之一。他说：“这是有史以来第一次在外科医生与患者之间引用了计算机装置。”达米阿诺今年45岁，高个、浓眉、蓄着小胡子，脸上总是带着微笑，显得非常乐观。他认为，机器人的使用将会在最低限度的侵人性外科手术方面建立起一项新的标准，而且能免除心脏手术中产生的许多严重物理损伤。如果这项技术能达到预期目标，那么今后在做手术时就没有必要把胸骨切断，也不必使心跳停止。患者还可以早点出院，手术部位不再需要用长长的重金属材料线来缝合，只需用3个“辅助带”就行了。
目前，美国食品与药物管理局考虑到计算机辅助旁路手术尚处于试验阶段，故仍要求医生在打开患者胸腔时务必将患者与心肺机接通，以便外科手术即使在发生机器人故障时也能用手工来完成。不过，去年9月，加拿大外科医生道格拉斯·波伊德（Douglas Boyd）倒是使我们对计算机辅助外科手术的未来有了一次了解。当时，他把微小的机器人通过4个锁眼大的口子插进一名患者的胸腔，在不用心肺机帮助的情况下，成功地完成了首例保持胸腔闭合且心脏跳动的旁路手术。
“宙斯”医用机器人系统
波伊德和达米阿诺两人所用的装置均是被称之为“宙斯”的电脑驱动式机器人系统，是由加州圣大巴巴拉市一家名叫“计算机运动"的公司开发研制的。公司创始人王雨仑（Yulun Wang）说，驱动“宙斯”的电脑硬件要求不高，“它只需要高性能家用电脑那么大的马力，”而各项指令从系统控制台运行到机器人链接处的速度却能高达每秒400次。“宙斯”的工作能力在于它的软件，其20万行计算机码能利用系统处理器来捕获医生在控制台操纵时的手动信息。
手发颤是每一位显微外科医生的大忌，而“宙斯”电路能马上感觉出颤抖并将其滤除。达米阿诺说：“该系统能使我的双手动作变得更加平稳，如同在数字摄影中将一幅图像滤除而使之变得更加完美。”因此，一位优秀的外科医生大可不必因为有点手发颤而放弃手术工作。
该系统还能把手动幅度按比例缩减到外科医生所选定的任何尺寸。达米阿诺说：“如果我叫你向前移一步，你可以轻而易举地做到。但是要你移动16分之一英寸，你就得花点时间小小心心地移动才可能移得准。稍远距离地移动物体，比在用显微镜才可见的范围内移动物体肯定要容易得多。我们在控制台上可能会有一些很大幅度的动作，但该系统电脑能按比例地将动作幅度缩小。看来总有那么一天，人们能够对单个细胞实施手术。”
虽然“宙斯”和同类系统所提供的技术可能蕴藏了非同寻常的效益，但是学会如何运用这些技术乃是我们面临的一项挑战。习惯用常规手段治病救人的外科医生在刚开始使用这些工具时肯定会感到有点笨手笨脚。“这就像你第一次参加球类活动时会用脚去踢篮球或用手去扔足球一样，”俄亥俄州立大学胸外科与移植科学研究会主席罗伯特 ·E ·米克勒（Robert E. Michler）说。最近，他对加州芒廷维尤直观外科设备公司制造的“达芬奇”系统进行了改造，在其机器人手臂的运转端部采用了一种微小的腕关节。在对25具尸体进行手术练习后，米克勒高兴地发现了一些意想不到的有利情况：“我是习惯用右手的，但是该系统让我更多地使用了左手，因此，人似乎也变得非常灵巧了。如果实际手术时必须要用左手对某个部位进行缝合，那么用该机器人去做则比你徒手去做要容易得多。”米克勒的装置还给出了手术区域放大后的三维视图。这意味着，即使离断动脉的长度只有两个毫米，系统也能将其或远或近地显示出来。“看来，”他说，“它使一切似乎都变得很大很大，或者说使我们变得很小很小。”
在达米阿诺着手进行第二条心脏血管旁路的嫁接时，从“宙斯”监视器上可清晰地观察到大卫 · 琼斯的心脏，连血管切口边缘的轻微创伤都能看出来。达米阿诺负责控制操纵杆，助理医生詹妮弗 · 劳顿（Jennifer Lawton）则仍在手术台旁，她负责把琼斯健康乳房动脉的截口端从胸腔内壁用力拉到手术位置，以便达米阿诺将其与琼斯患病动脉受阻血管嫁接。
达米阿诺从电视屏上发现，刚切开的健康乳房动脉端口一直在颤动，便说：“詹妮弗，你的手是不是抖得太厉害了？”劳顿赶紧将手靠在一个固体物上，使手不再发抖。于是，达米阿诺指挥机器人把针从该动脉的外壁上穿过去，并在另一边将针尖抓住，然后把针拉了过去。他用了几分钟的时间重复这种针线活，直到动脉周边差不多都缝合了。动脉接口边缘的缝合线呈一种锯齿状，很像裁缝在衬衫上钉钮扣时还没有把线拉紧时那样显得有点松弛。
接着，达米阿诺拿起另一 一枚一端系着缝合线的曲形针，为完成这项嫁接手术开始了进一步的缝纫工作。不久，达米阿诺觉得有点不对劲：“詹妮弗，你能不能轻轻地抓住针脚？”突然，线断了。“哎哟，太晚了。把那枚针拿走吧！”
曲形针缝纫的失败意味着达米阿诺只能用第一枚针来完成这项手术，并要确保已缝上去的那根松弛的缝合线不会从针眼里退出来。尽管出了一点小故障，他也只再用了四分钟就做完了5次缝纫。然后，他把缝合线拉拉紧，健康乳房动脉的端口终于与患病动脉受阻血管下面的切口接合了；做完所有嫁接缝合之后，达米阿诺用机器人钳夹将缝线打了6个方结。
鉴定性测试工作仍在继续进行。在琼斯与心肺机脱开之后，达米阿诺拿起一根铅笔那么大的超声波探针靠在已缝好的动脉血管壁上。此探针的作用如同警用雷达枪，将高频声波脉冲发送到该动脉上并根据返回信号测定血流量。如果每分钟通过该旁路的血流量读数在10毫升以上，即每分钟的血流量大约达到一大汤匙的三分之二，探针就会发出手术已经生效的信号；如果读数小于10毫升，则意味着达米阿诺将不得不再次把琼斯连接到心肺机上重新做过手术。
“注意看读出器！”达米阿诺说。读出器显示的数字是52，表明血液正在以每分钟多于三大汤匙的速度流动。
未来的战地外科手术系统
从理论上来说，医生与病人之间的数字连接完全可能在某一天扩展到5英尺之外，这种可能性引起了五角大楼的极大兴趣。自1993年以来，美军方已花了300万美元，设计一种备有机器人手臂和摄像机并能安置在装甲车内的战地外科手术系统。安全驻扎在战场后方的外科医生能使用系统工具将最为严重的伤口都缝合好，以保证伤员能够活着抵达附近的医院。
然而，正在开发各种远程技术的马里兰州贝西斯达市健康科学一体化服务大学的研究人员说，通过尸体和模拟人对战备手术装置进行的测试，至少还要10年才有可能成功。目前所面临的一个挑战，是要解决如何传输现场的三维视频信号流量（大约每秒45兆数据，相当于每分钟三张Zip盘），特别是在将军们需要相当宽的带宽用于战斗期间通信的时候。还有，若芝加哥的医生利用机器人为月球上宇航员作缝合手术，也许还会受光速制约，从而出现机器人动作滞后于医生双手动作的现象。只要信号传至机器人所用的时间超过千分之五秒，“系统一开始就会觉得你做事蜗行牛步，”世界SRI组织项目经理乔尔·詹森（Joel Jensen）如是说，SRI组织是一家已完成远程外科手术奠基性工作的非营利性研究机构。詹森估计，医生与患者之间的最远距离不能超过3000英里。
达米阿诺说，即使这些问题都能得到解决，人们还是怀疑：如果没有一个医生在现场来准备处理突发事件，远方的外科医生也能保证有效地运用远程技术系统吗？“这是不是有 点缺乏职业道德？作为医生，就得接近病人。远程技术系统只是一种能帮助做外科手术的装置，无论如何也取代不了医生。例如，如果动脉上的夹钳掉了，就得将血止住，你可以通过荧屏观察上涨血池的情况找出办法，但最多只能用10分钟。”达米阿诺说，目前有可能做到的是，通过人造卫星或光纤传输，运用该系统来分享专门技术。“假设我是第一次在做某种类型的心脏瓣膜手术，我想请在巴黎的世界首席心脏瓣膜专家帮忙，他就没必要飞到这儿来。”
达米阿诺还设想，在不离开自己医院的情况下，能亲自指导外地医院手术室的医生们工作。他说：“我可以使用’周一晚间足球’节目直播所用的那种’远程传输机’告诉他们，’来，就在这儿进行缝合。’或者还可以用我在宾夕法尼亚州的电脑，通过它操纵机器人来协助外科医生进行手术。”
虽然对机器人潜力的研究还仅处于初始阶段，但进展却很快。腹腔镜胆囊外科手术是1987年才引进的，但不到5年就已标准化了。“计算机运动’公司的王雨仑认为，这只是外科手术领域深刻变革的开始。“还记得《星际旅行》中的波尼斯博士吗？他只要拿起那种黑盒子在你身体的上方摇一摇，你就会被固定住。外科医生总有一天会让机器人通过其特有孔隙进入人体，但其行动将受磁浮力所操纵。我想，外科学已在朝这个方向发展，从目前做到最低程度的创伤开始，直到一点划伤都不会出现。”
[Discovery，2000年4月]