國產(chǎn)手術機器人：從“跟跑”到“并跑”

真正的突破在于構建起自主可控的技術體系。從核心部件國產(chǎn)化到5G遠程標準制定，我國正在手術機器人領域形成完整創(chuàng)新鏈條。

在首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院，曾經(jīng)耗時3小時才能完成的深部腦組織病變損毀術，如今僅用1個小時就能完成。這背后，是國產(chǎn)SR手術機器人的加持。2024年，該院功能神經(jīng)外科應用國產(chǎn)手術機器人完成超過1200臺手術，標志著我國高端醫(yī)療裝備實現(xiàn)重要突破。

全國政協(xié)常委、浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍接受科技日報記者采訪時說，手術機器人特別是國產(chǎn)手術機器人，憑借顛覆性創(chuàng)新、迅猛發(fā)展速度、上佳產(chǎn)品質(zhì)量，為疾病治療帶來了前所未有的變革。

手術更精準高效安全

手術機器人是高端醫(yī)療器械領域的“明珠”，《工程（英文）》雜志將其列為“2024全球十大工程成就”之一，并稱手術機器人技術正在重構現(xiàn)代外科手術體系。

什么是手術機器人？以神經(jīng)外科手術機器人為例，它主要由手（多自由度機械臂）、眼（高精度視覺系統(tǒng)）和腦（高性能手術計劃及控制系統(tǒng)）三大核心模塊組成。

首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院功能神經(jīng)外科主任張建國向記者解釋，神經(jīng)外科手術機器人通過空間坐標映射，使醫(yī)生能夠基于多模態(tài)醫(yī)學影像做手術規(guī)劃，控制機械臂完成微創(chuàng)神經(jīng)外科手術的精準定位。3D結(jié)構光等創(chuàng)新技術在快速定位注冊的同時，還可以實現(xiàn)增強現(xiàn)實投射，將病灶和重要功能區(qū)、纖維束等投射到真實空間，幫助醫(yī)生切除病灶，并把手術誤差控制在亞毫米級別。

目前，手術機器人通常應用在普外科、骨科、泌尿外科、婦科、胸外科、神經(jīng)外科和心外科等領域。手術機器人的應用場景正從普適性手術向?qū)？苹�、高難度術式延伸。

以神經(jīng)外科為例，手術機器人可用于癲癇、帕金森病、腦出血等疾病治療，以及腫瘤活檢、病灶定位、神經(jīng)內(nèi)鏡等場景。張建國介紹，2024年北京天壇醫(yī)院立體定向手術機器人使用率達80%，顱內(nèi)電極植入等特定術式實現(xiàn)100%機器人輔助。

精準是手術機器人的核心優(yōu)勢之一。張建國介紹，在癲癇病灶定位、帕金森腦深部電刺激等復雜手術中，機器人可融合CT（計算機體層成像掃描）、MRI（磁共振成像）、PET（正電子放射斷層掃描）等多模態(tài)影像，形成亞毫米級手術路徑規(guī)劃，讓手術更加精準。

蔡秀軍說，相比傳統(tǒng)開腹手術，手術機器人能將手術視野擴大數(shù)十倍，機械臂可在狹窄解剖區(qū)域中完成360度靈活穿行，完成高難度外科動作。機械臂有穩(wěn)定器，能有效防止因術中手抖劃傷神經(jīng)和血管等意外，顯著增加手術安全性。此外，機器人手術具有創(chuàng)傷小、出血少、恢復快等優(yōu)勢。

在手術效率方面，張建國以SEEG（立體定向腦電圖）電極植入術為例說：“傳統(tǒng)方式植入10根電極需120—180分鐘，而使用手術機器人僅需40—50分鐘，甚至更快。”

“目前，手術機器人性能已經(jīng)非常完善，逐漸成為臨床醫(yī)生不可或缺的得力助手，使醫(yī)生在實施高難度手術時更加得心應手。”蔡秀軍說。

自主創(chuàng)新打開突破口

全球手術機器人市場長期被達芬奇、美敦力等跨國企業(yè)主導，近年來，中國醫(yī)療科技企業(yè)正通過自主創(chuàng)新打開突破口。

《中國醫(yī)療器械藍皮書（2024版）》顯示，2024年境內(nèi)企業(yè)獲批手術機器人7款，進口產(chǎn)品4款，國產(chǎn)設備占比約64%，較3年前提高42%。

國產(chǎn)手術機器人的能力逐漸獲得臨床肯定。2024年10月，北京協(xié)和醫(yī)院完成首例國產(chǎn)腔鏡機器人輔助胰腺癌根治術，驗證了國產(chǎn)腔鏡手術機器人在胰腺手術中的有效性和安全性。在神經(jīng)外科領域，華科精準SR系列機器人憑借全球首創(chuàng)的3D結(jié)構光技術，實現(xiàn)15秒完成顱腦三維建模，其0.3毫米的定位精度已超越進口ROSA手術機器人。

國產(chǎn)手術機器人的遠程性能尤其受到臨床青睞。在浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院微創(chuàng)器械創(chuàng)新及應用國家工程研究中心，蔡秀軍團隊研發(fā)的5G遠程手術系統(tǒng)創(chuàng)下紀錄，完成全球首例跨4000公里超遠程機器人肝膽手術；解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心肝膽胰外科醫(yī)學部利用國產(chǎn)手術機器人，完成全球首例基于衛(wèi)星的超遠程胰十二指腸切除手術……

“國產(chǎn)手術機器人在遠程性能方面表現(xiàn)尤其突出，能進一步破解優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務擴容下沉所面臨的距離、人才、時空等限制。”蔡秀軍說。

經(jīng)過多年自主研發(fā)創(chuàng)新，國產(chǎn)手術機器人多項關鍵技術領跑全球。“真正的突破在于構建起自主可控的技術體系。”蔡秀軍說，從核心部件國產(chǎn)化到5G遠程標準制定，我國正在手術機器人領域形成完整創(chuàng)新鏈條。隨著新版《創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序》實施，國產(chǎn)醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)將進入高質(zhì)量發(fā)展新階段。

產(chǎn)業(yè)升級需合力攻關

根據(jù)《2024年中國手術機器人行業(yè)研究報告》，手術機器人的產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游的原材料、核心零部件等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，中游的機身組裝、系統(tǒng)集成和軟件開發(fā)等環(huán)節(jié)，以及下游的終端使用環(huán)節(jié)。其中，技術壁壘最高的是處于上游的伺服電系統(tǒng)、減速器和控制器三大核心零部件，市場主要由美國、德國和日本壟斷。

機械臂是手術機器人的核心部件，目前國產(chǎn)醫(yī)用機械臂還不能完全滿足臨床需求。張建國坦言：“在穩(wěn)定性、精準度方面，國產(chǎn)手術機器人的機械臂與臨床需求還有差距。”

蔡秀軍提到，現(xiàn)有手術機器人缺乏精確的觸覺反饋，影響醫(yī)生對組織的感知。這可能導致醫(yī)生在手術操作過程中無法精準控制用力大小，可能會帶來嚴重并發(fā)癥。此外，不同廠商的手術機器人技術標準不統(tǒng)一，影響設備兼容性和數(shù)據(jù)共享。

如何突破困境，實現(xiàn)國產(chǎn)手術機器人的升級躍遷？

張建國呼吁，機械臂廠家與醫(yī)療設備廠家加強合作，醫(yī)生與工程師強化協(xié)同，早日開發(fā)出滿足醫(yī)療需求的高質(zhì)量國產(chǎn)機械臂。同時，要進行國產(chǎn)手術機器人的適應證拓展研究，擴展應用場景。

蔡秀軍建議提高國產(chǎn)機械臂性價比，降低機器人成本，“還要研發(fā)先進的觸覺傳感器和反饋系統(tǒng)，進一步提升機器人感知能力”。

數(shù)字技術是助力國產(chǎn)手術機器人高質(zhì)量發(fā)展的一股東風。張建國認為，國產(chǎn)手術機器人要融合增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術，向智能化、自動化、智慧化方向發(fā)展。

在政策方面，蔡秀軍建議，應圍繞手術機器人應用制定明確的法律法規(guī)、倫理準則，確保責任清晰，并加強數(shù)據(jù)安全保護。同時，應將手術機器人應用納入相應臨床指南，并給予其更加合理的醫(yī)保政策支持。

從“跟跑”到“并跑”，國產(chǎn)手術機器人正書寫中國“智”造新篇章。在多方協(xié)力下，國產(chǎn)手術機器人市場規(guī)模有望迎來爆發(fā)式增長，為健康中國建設提供更多硬核科技支撐。