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远程手术机器人系统是集多学科高科技手段于一体的综合体，具有本地手术功能和远程手术功能两种模式。手术机器人由医师操作端和手术操作端两部分组成，传统的手术机器人两者通常位于同一物理空间下，而对于远程手术机器人两者则位于不同的物理空间。通过远程手术机器人系统可实现外科医师为身处不同地理位置的患者开展手术治疗，这种完全不同于传统的手术概念，是外科发展史上的又一里程碑事件。
传统的手术机器人操控系统由三部分组成：医师操作台、患者操作台和三维内镜摄像系统（图3-1）。远程手术机器人操控系统由五部分组成：医师操作台、主端通讯控制箱、患者操作台、从端通讯控制箱以及三维内镜摄像系统（图3-2，图3-3）。
图3-1 手术机器人操控系统（由左到右依次为患者操作台、三维内镜摄像系统、医师操作台）
图3-2 远程手术机器人医师端操控系统
图3-3 远程手术机器人患者端操控系统
医师操作台是手术机器人系统的控制中心，是该系统在医师端的交互平台。通过操作医师操作台上的两个医师机械臂实现主刀医师对手术器械和三维腹腔镜的控制（图3-4）。这种设计解决了传统微创手术中眼-手运动不协调的固有缺陷，最大限度地还原了开放式手术中医师的眼-手术器械-手部运动同步运动的情形，实现微创手术中眼-手协调运动的直觉运动映射。
图3-4 医师操作台
远程手术机器人系统中增加了运动比例缩放功能，将医师机械臂的运动按一定的比例缩小后映射为患者机械臂的运动，最大程度地减小了医师手部的自然抖动或无意识的移动，提升了远程手术中微创机器人精细操作的手术质量。此外，远程手术机器人系统中的医师操作台还包含了主端通讯控制箱，由工控机、显示器、控制器、图像处理器、键盘等组成。在远程手术主操作端，主端通讯控制箱与医师操作台连接使用，同时采集医师操作台各路信号传输给远程患者端，并接收远程患者端的传输信号及三维图像传输到医师操作台。
患者操作台是远程手术机器人系统辅助实施微创手术的执行部分，主要功能是为两个患者机械臂和一个图像臂提供支撑（图3-5）。在远程手术过程中通常需要手术助手在无菌区内的患者操作台旁工作，负责更换手术器械和三维腹腔镜，辅助主刀医师完成手术。远程手术机器人系统作为一种先进的手术工具，其运动必须始终在主刀医师或手术助手的绝对控制之下，在使用上需满足一定的优先级关系，即位于患者操作台旁的手术助手具有最高的优先级，他们可以根据手术的实际情况随时停止机器人的运动。
图3-5 患者操作台
同样，患者操作台还包括从端通讯控制箱，它由工控机、显示器、图像处理器、键盘等组成。在远程手术中的从操作端，从端通讯控制箱与患者操作台连接使用，接收远程主操作端的各路信号，并同时发送患者操作台各路信号及三维图像给远程主操作端。
在三维腹腔镜下，三维内镜摄像系统采集体腔视场区域的立体图像，构成三维视觉系统，最后将影像资料呈现在三维显示器上。三维内镜摄像系统集成在一个可移动的台车上，由图像处理器、主机、3D影像显示器组成。在手术过程中位于无菌区域外，可由巡回护士操作，并可放置各类辅助手术设备。三维腹腔镜（图3-6）为高分辨率光学三维镜头，可将手术视野放大10倍以上，能为主刀医师提供患者腹腔内三维立体高清图像，使主刀医师在手术过程中能对深度有良好感知，能更清晰地辨认解剖结构，提高了手术精确度，同时也降低了主刀医师的视觉疲劳。
图3-6 三维腹腔镜
为保证远程手术的顺利实施，医师操作台、患者操作台和三维内镜摄像系统均需要单独的电源供电。其中，患者操作台上有备用电池，因此应始终连接电源保证备用电池处于满电量状态，保证突发状况时能紧急使用。
在进行远程手术时，远程从操作端的患者操作台、三维内镜摄像系统和远程主操作端的医师操作台之间通过5G网络连接。通常患者操作台与通讯控制箱之间需连接2根控制信号线，三维内镜摄像系统与通讯控制箱之间需连接2根视频线，医师操作台与通讯控制箱之间需连接2根控制信号线和1根视频线。每次实施远程手术时，需确认每根线缆两端的标签，检查线缆连接器和系统插座有无残留异物，确保每次连接正确。
远程从操作端：患者操作台位于无菌区域；三维内镜摄像系统位于无菌区域外，一般位于助手对面。远程主操作端：医师操作台通常放置于有网络环境的空间内（图3-7）。
图3-7 远程手术机器人系统拓扑结构
在远程主、从操作端分别有电能量平台控制接口，以供电刀、超声刀电能量设备连接。远程主操作端连接电能量平台的脚踏开关，远程从操作端连接电能量平台脚踏开关接口。
腹腔镜穿刺器的建立：将患者操作台的机械臂与患者身上的腹腔镜穿刺器连接，并成功将腹腔镜和手术器械推入是机器人手术过程中的重要一步。通常患者操作台、腹腔镜穿刺器、手术目标区域这三点需连成一条直线，各机械臂之间需保持足够大的间距。
手术器械的安装和更换：安装手术器械前，需确认手术器械头部伸直，头端并拢。撤离手术器械前，需从显示器上确认手术器械头部伸直，头端稍稍打开，以防夹住任何组织。更换器械时，只需按住手术器械两侧的卡扣按钮就可将器械撤出，此时系统会记住器械撤离的位置，因此每次器械安装完推入时，能精确到相同的位置。
远程手术机器人在手术过程中使用的是机器人专用手术器械，具有7个自由度，直径大致可分为8mm和10mm，同时手术器械腕部（图3-8）可实现540°末端旋转，便于进行更精细的操作，灵巧地实现缝合打结等动作。另外，由于微创手术技术的约束特征即切入点约束，手术机器人的机械臂和手术器械采用了远端中心运动（remote center-of-motion，RCM）设计，通过控制实现机械臂绕切入点运动，并将这个切入点设置在患者体表皮肤组织中间，最大程度地减少了对患者体表切入点的损伤。
图3-8 手术器械腕部关节
远程手术机器人使用专用三维腹腔镜，有0°和30°两种镜头角度，直径为12mm，术中需要配合12mm腹腔镜穿刺器使用。三维腹腔镜消毒方式推荐为低温等离子消毒，严禁使用高温高压灭菌。手术过程中建议准备60℃左右的温水，用保温瓶盛放，用于手术过程中清洁腹腔镜头部。
远程手术机器人的持针钳通过10mm腹腔镜穿刺器进入腹腔，常用的有持针钳和宽持针钳，适合夹持缝合针线打结、连续缝合等操作。
远程手术机器人的抓钳通过10mm腹腔镜穿刺器进入腹腔，适合夹持组织、缝合线等操作。
图3-9 专用手术器械
常用的有单极电钩、单极电铲，适合组织分离、凝血等操作；双极抓钳、双极弯形抓钳、双极长孔抓钳适合夹持组织和缝合线，组织切割和凝血等操作；超声手术刀适合抓持、电凝、切割等操作。