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“机器人（Robot）”一词于1921年首先出现在Capek的舞台剧《罗素姆的全能机器人》中，20世纪60年代机器人才逐渐脱离科幻小说的范畴出现在制造业领域，而医学机器人的概念直至20世纪80年代中末期才被提出。
在现有机器人应用于市场前，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了：AESOP 的声控机器人系统，RoboDoc & Acrobot 髋关节置换术和膝关节整形术。NeuroMata（瑞士）和StealthStation（USA）使用影像指导手术。1995年，随着美国直觉外科公司（Intuitive Surgical）的成立，当代应用于小儿泌尿外科领域的手术机器人首次问世，1997年达芬奇（da Vinci）手术机器人，1998年蔡斯（Zeus）产品问世并分别经 FDA 批准（2000年，2001年）。2003年美国直觉外科公司最后成立。
目前市场上仅有美国直觉外科公司的达芬奇机器人辅助手术系统应用于成人及儿童泌尿外科领域，具有多种型号。手术医生端坐在远离病人的控制台上操纵控制臂，这些操作动作通过电子编码的形式传送到位于病人旁的机械臂上，机械臂接收到相应的信号后会根据控制臂的动作进行相应的操作，除此之外在机械臂旁还有视频信号塔用于放置显示器、电刀仪、气腹机及其他电气设备等。
机器人辅助腹腔镜系统有许多优势。首先，其可以提供3D视角，因此相较于传统腹腔镜的2D视角更贴近自然状态，易于手术操作。其次，机器人辅助腹腔镜手术的摄像系统可将术野最多放大至10倍，可减少手术操作的失误。第三，机器人辅助腹腔镜系统的 Endo Wrist机械臂可提供7个角度各90°的操作自由度，相较传统腹腔镜手术器械活动极大提高了自由度，EndoWrist系统相对于传统腹腔镜器械又增加了2个自由度，可使得医生在进行机器人手术时对于组织的游离、器械的操作及缝合方面类似于开放手术，大大降低相应手术操作的难度。最后，达芬奇机器人系统可允许对于控制台动作的缩放，即缩小控制台术者操纵动作的幅度，从而减轻不必要的抖动，增加手术的精确性。
目前机器人辅助腹腔镜手术实现远程医疗的愿景受技术所限尚未能实现。尽管2001年首例跨大西洋机器人手术成功实施，但目前的宽带设施尚无法可靠地提供小于200ms延迟的远程数据传输，因此无法保证远程机器人手术的精确及实时性。但相信随着技术水平的进步及基础通信设施特别是洲际电缆的铺设，数据传输延迟的问题将逐渐得到改善，从而终将使得运用机器人辅助腹腔镜手术进行远程医疗的愿景得以实现。
Intuitute生产的是仅有的可商业应用的机器人手术系统。达芬奇 Si系统于2009年4月问世，为第三代手术机器人，其特点为高分辨率及清晰度的影像系统及方便教学的双控制台体系。摄像头操作孔为12mm而机械臂的操作孔则为5mm或8mm。Si系统也支持通过单孔操作通道进行单孔手术。
达芬奇 Xi于2014年春季推出，为第四代手术机器人。相较于前三代机器人，Xi在保留高清影像系统及双控制台操作模式的基础上，在机械臂的设计及能力方面有很大的改进。Xi的每一个机械臂均可安装摄像头或操作器，从而大大增加了操作孔放置、病人体位及手术部位的自由度。举例来说，术者可同时对同侧肾脏及远端输尿管进行手术操作而无需于术中变换体位或增加额外的操作孔。由于这种机械臂的改良，Xi系统的操作孔均为8mm，因此Xi系统无法像Si系统进行单孔手术操作。如同第三代机器人，Xi系统有高清晰度影像和可作双臂手术操作。
在2003年左右波士顿儿童医院的Craig Peters开始对儿童进行机器人辅助腹腔镜手术。在同一时期，德国的医生也应用机器人辅助腹腔镜手术完成了Anderson-Hynes肾盂成形术。21世纪初有机器人辅助行阑尾膀胱引流改道术及双侧半肾切除术的报道。近年来随着达芬奇机器人在小儿泌尿外科领域的逐步推广，几乎所有可通过开放或腹腔镜完成的手术均有进行机器人辅助腹腔镜手术的报道（表7-3-1）。
表7-3-1 小儿泌尿外科机器人辅助腹腔镜手术
麻醉完成后，患儿取平卧位，对易受压部位予以保护并用胶带固定患儿。若体位为侧卧位，需确保头部固定以减轻倾斜手术床时可能造成的头部及气管插管移位。
操作孔位置的选择需根据达芬奇机器人的型号而定。达芬奇Si操作孔需与目标器官构成三角形结构，Xi系统则要将操作孔在目标器官一侧呈线状排列，是否需要额外的辅助操作孔由术者决定，笔者中心常额外建立辅助操作孔来进行缝合、吸引冲洗及体内牵引等。
笔者常选用脐下弧形切口，经脐切口亦可行，但笔者认为脐下切口的愈合好于经脐切口。采用Veress气腹针或Hasson法建立气腹，建立第一个操作孔插入摄像头，再次观察腹腔内情况，确保无脏器及血管穿刺伤。当采用Veress针法建立气腹时，注入二氧化碳前需行针吸及注水法确保穿刺针在正确位置，未进入血管或肠管，在摄像头直视下建立其他操作孔，操作孔建立完成后将机械臂位置固定并将其上的操作器械插入操作孔进行手术。二氧化碳气腹压力为12～15mmHg，青春期后病人可适当提高气腹压力。
手术完成后将二氧化碳气腹压力降至8mmHg，观察有无出血，进行充分观察并止血后直视下拔出穿刺套管，逐层关闭前腹直肌或腹壁筋膜各层腹壁结构，缝合皮肤。
机器人辅助腹腔镜肾盂成形术（Robot-assisted laparoscopic pyeloplasty，RALP）是最早应用在小儿泌尿外科领域的机器人手术之一。RALP的好处是对于缺少足够单纯腹腔镜下肾盂成形术经验的医生也能完成机器人微创下的肾盂成形术，开放能做的手术机器人也能做。
在笔者中心，当决定对肾盂输尿管连接部梗阻（UPJO）行肾盂成形术时将常规于术中行逆行肾盂造影明确病变位置、程度及梗阻段的长度。术前常规导尿，患儿手术体位为平卧位患侧抬高，类似于开放肾盂成形术的体位，患侧腿屈曲，健侧腿伸直，腰下置入凝胶垫充分伸展患侧腰部，于腋下垫凝胶垫防止臂丛神经损伤，用3英寸宽胶带分别于头、胸、臀及双下肢四部位充分固定患儿。
使用达芬奇Xi系统，我们穿刺点选择在剑突软骨至耻骨线上。首先于脐下中线置入穿刺套管放入摄像头，之后在直视下于剑突下置入第二个穿刺套管，第三个穿刺套管位于脐及剑突之间，最后于耻骨上置入最后一个穿刺套管，呈线性排列。最后一个穿剌通道建立前用Foley导尿管放空膀胱。调整手术台使病人处于侧卧位，这种位置使肠管移开，肾脏暴露。固定机器人操作臂于腹腔中。
首先分离显露肾盂，若患侧结肠下垂盖住肾脏和肾盂阻碍术中显露，则沿Toldt白线剪开侧腹膜并止血，也可通过肠系膜途径避开结肠显露肾盂输尿管交接处及数公分上端输尿管。
肾盂输尿管交接处暴露后，要决定做哪一种肾盂成形术。我们常采用 Anderson Hynes肾盂成形术，其他医生或采用Foley YV肾盂成形术。
沿肾盂输尿管连接部近端切开肾盂，钳夹输尿管内侧近端边缘便于操作，纵切狭窄段输尿管至正常管径位置，判断正常管径的方法为可容纳机器人剪刀置入管腔并可正常开合，否则需要进一步剪开输尿管，注意游离一定长度的输尿管保证无张力吻合。吻合时使用5-0或4-0可吸收单丝线（PDS）从纵切输尿管的顶点进第一针与肾盂最低点进行吻合，结打在腔外。缝线长度约为10～14cm，既保证足够吻合又避免冗长。由于使用第4个操作臂，所以无需使用腹壁悬吊（穿刺缝合将肾盂拉向腹壁，易于缝合）。要注意输尿管及肾盂方向避免扭曲，同时避免对吻合口处黏膜的钳夹，并尽可能做到无张力吻合。
首先自下而上连续吻合肾盂及输尿管前壁，吻合结束后，先经Trocar或特制中空导管穿刺入腹壁，将导丝经吻合口置入膀胱，再将双J管沿导丝置入膀胱内，拔除导丝并将双J管近端置入肾盂中，切除近端多余肾盂及输尿管，最后连续缝合后壁。吻合结束后，无需关闭Gerota筋膜，肠系膜裂孔及Toldt线，将二氧化碳气腹压力降至8mmHg，观察有无出血，进行充分观察并止血后直视下拔出Trocar，逐层关腹。
与Anderson Hynes手术方法相同，只有一点不同：肾盂输尿管交接处暴露后并不离断肾盂，而是沿肾盂输尿管交界处侧面切开，直至正常输尿管处。同样从侧面切开肾盂同输尿管一样长度，行V-Y吻合，吻合及双J管置入的方法同Anderson Hynes法。
术后行肾、输尿管及膀胱平片（KUB）明确双J管位置，确定无双J管移位。常于术后4～6周拔除双J管。
在小儿泌尿外科肾部分切除术常用于肾重复畸形且上肾功能差或无功能肾合并有反复泌尿系感染、输尿管膨出、异位输尿管及膀胱输尿管反流的患儿。
手术体位及穿刺套管放置的位置与肾盂成形术相同，常需沿Toldt白线剪开腹膜帮助显露肾脏，切开Gerota筋膜暴露肾脏及肾盂，准确区分上下肾输尿管十分重要，常常可追踪下部输尿管至肾下极以区分上下输尿管。也可通过术前逆行向上肾输尿管插管帮助区分，在离断上肾输尿管前应反复确认无误再行操作。离断上肾输尿管后以其为标志向近端游离显露肾门。如果术前放入了支架管可以拔掉。
肾门部的游离要十分小心，输尿管常于肾动静脉下方经过，因此可先沿上肾输尿管后壁进行游离，因为此处多无重要组织结构，不易造成损伤，之后将输尿管与肾血管进行分离，最后分离输尿管前壁。使用钝性分离的方式，沿肾血管后壁输尿管前壁小心进行游离，充分游离后，将上输尿管穿过肾血管并提起向头侧牵引，我们用辅助臂牵开肝脏和脾脏。接下来钝性和锐性解剖方法将上半肾与肾上腺分离，使上半肾前面，后面和侧面从周围组织中充分游离，并识别供应上半肾的血管，此血管常较细小，可通过双极电凝烧闭，必要时缝扎或用止血夹。解剖分离上肾集合系统，避免损伤下半肾集合系统。电凝、钝性锐性相结合沿上半肾下缘切除上半肾，上半肾实质横切至集合系统后，使用电凝及结扎的方式进行充分止血，并仔细检查有无下半肾集合系统的损伤，可通过静脉输注亚甲蓝或靛胭脂来观察有无漏尿发生，若发现下半肾集合系统损伤，可通过4-0 Vicry线连续缝合修补。如果修补应使用前叙方法置入双J管，肾实质切面可放置各种品牌止血海绵。
手术体位 年龄较小的患儿采取仰卧位，而年长儿因手术床的延长可能阻碍机械臂的放置，故体位应选择截石位。常规留置尿管，于脐下切口放置操作孔引入摄像头，于左右锁骨中线平脐下水平另外建立两个穿刺套管，有时还可于左右穿刺套管和脐下穿刺套管之间作5mm辅助工作通道。对年龄大的儿童腹腔内有更多操作空间，可在同一线上做第四通道。
充盈膀胱有助于解剖，首先于膀胱上腹膜反折处水平切开，于膀胱下后外侧识别输尿管注入膀胱处，若无法在此处识别，可进一步在输尿管近端横跨髂血管处识别。将输尿管与周围组织游离，使得其远端3～4cm充分游离。充分游离输尿管后，测量需建立的隧道长度，需要注意的是，早期机器人辅助腹腔镜输尿管再植术的成功率没有开放手术高，可能是由于此处黏膜隧道建立的长度不足所引起的，因为在内镜10倍左右的放大作用下，可能对术者造成已建立足够长度隧道的错觉。为了消除错觉，我们需要用机器人器械来测量隧道的长度，圆头机器人组织剪在完全张开的状态下，其两尖端之距离约为5mm，可用来测量距离。L型电凝圈大约也是5mm长。常规建立2.5～3cm的膀胱黏膜下隧道，隧道的方向应顺应输尿管正常的走行。经皮放置4-0 PDS悬吊牵引线，协助建立隧道。充盈一半膀胱也利于建立隧道。改变膀胱牵引便于调节膀胱充盈度而易于手术。标记在浆肌层建立隧道的起止点后，使用L型电钩或剪刀沿隧道方向切开膀胱壁，电刀切开后，对于逼尿肌采取钝性和钝锐性分离，我们认为带电凝的剪刀好于锐性剪刀分离。解剖深至可见的蓝色黏膜层。如不小心切破黏膜，可用4-0或5-0吸收线修补。于肌层及黏膜层间游离，留出埋藏输尿管的空间。
输尿管再植可由两种方向进行，从近端至远端或从远端至近端，两种方法各有优劣。从近端向远端缝合速度更快，因为缝合第一针后，缝线不需要在打结前带回至输尿管，但可能无法缝合逼尿肌全层，反过来从远端至近端，容易缝合全层和后壁，但时间较长。因此笔者中心常选用从远端至近端缝合，第1针于近输尿管汇入膀胱处缝合，使用4-0Vicryl线，由一侧浆膜进针并从肌层及黏膜间出针，此后针从输尿管后侧绕过，并于肌层及黏膜层间进针从浆膜层出针，在打结前需将缝线自输尿管后侧绕回，否则将结扎输尿管远端。这就是远端至近端缝合需要时间较长的原因。如果有辅助通道，可以牵拉输尿管便于缝合，而不需要将缝线带至输尿管后面打结。每一针均需重复此动作，向近端逐渐缝合整个隧道，直至足够长度，一般完成缝合需要4～5针。隧道建立完成后，要仔细检查隧道是否过小，我们将剪刀或持针器放入输尿管和逼尿肌之间，注意避免打结过紧引起输尿管梗阻，若发生此种情况需拆除第一针重新缝合。有人建议关闭隧道时固定输尿管以防止输尿管移位而降低手术效果。
如从近端至远端缝合，提起输尿管，用4号Vircyl线自近而远缝合。注意关闭膀胱肌层不能太紧从而阻塞输尿管。
术毕可选择关闭切开的腹膜反折，将二氧化碳气腹压力降至8mmHg，观察有无出血，进行充分观察并止血后直视下拔出穿刺套管，逐层关腹。
为进一步体现机器人辅助腹腔镜手术的优势，Gargollo等通过于腹横纹线水平以下建立主要穿刺套管。手术镜通道，一个工作通道和一个辅助通道均建立在腹横纹线以下。一个脐下穿刺套管通道的方式实现隐蔽切口瘢痕的目的。Gargollo等共完成12例HIdES术，其中大部分为肾盂成形术，其余为肾输尿管切除、输尿管输尿管吻合术及脐尿管切除术，所有患儿均顺利完成手术，无手术并发症，平均放置穿刺套管、接操纵台和手术时间分别28、104和150分钟。其结果显示患儿及父母对切口瘢痕的满意程度明显高于传统腹腔镜及开放组。但需注意的是，达芬奇Xi系统不适合行HIdES术，因为Xi的设计要求套管通道呈直线性排列。达芬奇 S、Si系统适于此类手术。
机器人辅助腹腔镜手术有一个学习曲线。Sorensen 认为需要做15～20例机器人辅助腹腔镜手术，Tasian 认为每多做1例机器人辅助腹腔镜肾盂成形术可减少3.7分钟。总的来讲需要的培训时间：一般培训手术者需要做37例机器人辅助腹腔镜手术，有经验的手术者需要做20例机器人辅助腹腔镜肾盂成形术才可达到正常手术时间，Ashraf 认为达到熟练的学习曲线在30例左右。我们认为机器人手术结合了开放手术和腹腔镜手术，需要做20例以上的机器人辅助腹腔镜手术才能熟练掌握。
机器人辅助腹腔镜手术在小儿泌尿外科领域的应用安全有效，大多数小儿泌尿外科手术，如肾脏、输尿管及膀胱的手术均可由机器人辅助腹腔镜完成，虽然机器人手术的时间相对较长，其手术成功率与开放手术相当，但随着手术例数的增多，机器人手术的手术时间将会明显下降。许多文献认为机器人辅助腹腔镜手术并发症和开放手术相当，也有文献认为机器人辅助腹腔镜手术可能会造成更严重的并发症，但随着应用的逐渐熟练，并发症发生率会逐渐降低。
（著文：Andy Chang 译：刘 沛 审校：张潍平 谢会文）