来源：中国疼痛医学杂志
作者：王乃堃，陆丽娟，南京大医院疼痛科；骆敏舟，江苏省产业研究院智能制造技术研究所
微创外科手术是借助于各种视觉图像设备和先进灵巧的手术器械装备，以最小的创伤（不用切皮，仅有穿刺针眼）将器具或药物置入到病变组织，对其进行物理、机械或化学治疗的手术方式。
随着手术器械及图像影像技术的快速发展，微创手术的概念早已从传统的腹腔镜、胸腔镜手术拓展至各式影像引导下的微创介入手术，其应用范围覆盖疼痛科、心血管内科、神经内科、脑外科、泌尿外科等科室。微创介入手术以其创伤小、恢复快、风险小等特点，得到广泛的应用，也逐渐成为临床医疗的重要组成部分。
微创外科手术实施，关键在于通过穿刺操作精准地将介入手术工具放置到手术目标位置，而传统的影像引导下的操作存在以下问题：
①经验依赖性：要求医师进行大量的练习和实际操练，年轻医师往往需要经历较长的培训阶段方可具备成熟稳定的穿刺操作技术；
②精准性不足：徒手操作的精准性往往取决于操作医师的技术熟练度和稳定性；
③操作损伤及辐射增加：反复调整操作及影像扫描过程增加操作相关损伤以及医患双方的辐射；
④操作疲劳：长时间手术引起操作者疲劳，带来手术效率及稳定性的下降。
近年来，穿刺机器人技术快速发展，该技术是一种整合计算机技术、影像技术和机器人技术的新兴穿刺导航技术，在解决微创外科手术精度不足、辐射过多、操作疲劳等问题时表现出了巨大的潜力。穿刺机器人技术是机器人领域和医学外科手术领域结合的前沿研究方向，但目前仍处于起步阶段，仅在部分学科领域实现了临床运用。因此，本文将就穿刺机器人概述、临床应用以及该技术尚存在的问题进行综述，并展望该技术在慢性疼痛微创介入治疗中的应用前景。
1.穿刺机器人概述
医疗机器人是指各种应用于外科手术、医学培训、康复治疗、假体和残障人士辅助等的机器人设备。根据服务对象的不同可分为医疗外科机器人、康复机器人和助老助残机器人等。而穿刺机器人作为医疗外科机器人的分支之一，则是专用于进行微创外科手术的医疗机器人，其一般由机械臂、成像设备、空间定位系统及工作站四部分以及相应的软件组成。穿刺机器人运行的过程一般遵循“感知/推理/操作”三原则，即建模、规划和执行三个阶段。建模阶段主要为成像设备采集病变部位CT、MRI等医学图像，并使用软件进行三维重建处理，以立体图像的方式呈现给医师，从而使医师更加准确地识别病灶靶点；规划阶段为空间定位系统将机器人、图像和病人三者联系起来，并确定相应的手术实施策略；执行阶段则是借助手术系统的空间变换及手术器械监控，实施已制定的手术策略。
2.穿刺机器人的临床应用
2.1穿刺活检
活检是临床诊断的重要依据，活检的精准性是正确诊断的基础，而对于体积较小的病灶、位置深在或周围组织结构复杂时，对于操作者穿刺技术的要求高。目前为止，穿刺机器人已有在乳房活检、肺部小结节活检和前列腺活检方面的探索和报道。
（1）乳房活检：年，美国Nelson等为实现乳腺癌早期小病灶的精确活检开发了超声图像引导穿刺机器人，其总体误差小于1mm，变异度小于0.5%；年，国内天津大学就乳腺活检穿刺机器人提出了具有摩擦补偿的自适应比例-积分-微分控制理论（anadaptiveproportional-integral-derivativecontrollerwithfriction