真正的突破在于構(gòu)建起自主可控的技術(shù)體系。從核心部件國產(chǎn)化到5G遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)制定，我國正在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域形成完整創(chuàng)新鏈條。
在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院，曾經(jīng)耗時(shí)3小時(shí)才能完成的深部腦組織病變損毀術(shù)，如今僅用1個(gè)小時(shí)就能完成。這背后，是國產(chǎn)SR手術(shù)機(jī)器人的加持。2024年，該院功能神經(jīng)外科應(yīng)用國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人完成超過1200臺(tái)手術(shù)，標(biāo)志著我國高端醫(yī)療裝備實(shí)現(xiàn)重要突破。
全國政協(xié)常委、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說，手術(shù)機(jī)器人特別是國產(chǎn)手術(shù)機(jī)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(shù)更精準(zhǔn)高效安全
手術(shù)機(jī)器人是高端醫(yī)療器械領(lǐng)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(shù)機(jī)器人技術(shù)正在重構(gòu)現(xiàn)代外科手術(shù)體系。
什么是手術(shù)機(jī)器人？以神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人為例，它主要由手（多自由度機(jī)械臂）、眼（高精度視覺系統(tǒng)）和腦（高性能手術(shù)計(jì)劃及控制系統(tǒng)）三大核心模塊組成。
首都醫(yī)科大學(xué)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(shù)機(jī)器人通過空間坐標(biāo)映射，使醫(yī)生能夠基于多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像做手術(shù)規(guī)劃，控制機(jī)械臂完成微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)的精準(zhǔn)定位。3D結(jié)構(gòu)光等創(chuàng)新技術(shù)在快速定位注冊(cè)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)投射，將病灶和重要功能區(qū)、纖維束等投射到真實(shí)空間，幫助醫(yī)生切除病灶，并把手術(shù)誤差控制在亞毫米級(jí)別。
目前，手術(shù)機(jī)器人通常應(yīng)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(lǐng)域。手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場景正從普適性手術(shù)向?qū)？苹⒏唠y度術(shù)式延伸。
以神經(jīng)外科為例，手術(shù)機(jī)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(shù)機(jī)器人使用率達(dá)80%，顱內(nèi)電極植入等特定術(shù)式實(shí)現(xiàn)100%機(jī)器人輔助。
精準(zhǔn)是手術(shù)機(jī)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(fù)雜手術(shù)中，機(jī)器人可融合CT（計(jì)算機(jī)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(jí)手術(shù)路徑規(guī)劃，讓手術(shù)更加精準(zhǔn)。
蔡秀軍說，相比傳統(tǒng)開腹手術(shù)，手術(shù)機(jī)器人能將手術(shù)視野擴(kuò)大數(shù)十倍，機(jī)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(dòng)作。機(jī)械臂有穩(wěn)定器，能有效防止因術(shù)中手抖劃傷神經(jīng)和血管等意外，顯著增加手術(shù)安全性。此外，機(jī)器人手術(shù)具有創(chuàng)傷小、出血少、恢復(fù)快等優(yōu)勢。
在手術(shù)效率方面，張建國以SEEG（立體定向腦電圖）電極植入術(shù)為例說：“傳統(tǒng)方式植入10根電極需120—180分鐘，而使用手術(shù)機(jī)器人僅需40—50分鐘，甚至更快。”
“目前，手術(shù)機(jī)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(shí)施高難度手術(shù)時(shí)更加得心應(yīng)手。”蔡秀軍說。
自主創(chuàng)新打開突破口
全球手術(shù)機(jī)器人市場長期被達(dá)芬奇、美敦力等跨國企業(yè)主導(dǎo)，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(lán)皮書（2024版）》顯示，2024年境內(nèi)企業(yè)獲批手術(shù)機(jī)器人7款，進(jìn)口產(chǎn)品4款，國產(chǎn)設(shè)備占比約64%，較3年前提高42%。
國產(chǎn)手術(shù)機(jī)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(jī)器人輔助胰腺癌根治術(shù)，驗(yàn)證了國產(chǎn)腔鏡手術(shù)機(jī)器人在胰腺手術(shù)中的有效性和安全性。在神經(jīng)外科領(lǐng)域，華科精準(zhǔn)SR系列機(jī)器人憑借全球首創(chuàng)的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，實(shí)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(jìn)口ROSA手術(shù)機(jī)器人。
國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程性能尤其受到臨床青睞。在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院微創(chuàng)器械創(chuàng)新及應(yīng)用國家工程研究中心，蔡秀軍團(tuán)隊(duì)研發(fā)的5G遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)下紀(jì)錄，完成全球首例跨4000公里超遠(yuǎn)程機(jī)器人肝膽手術(shù)；解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心肝膽胰外科醫(yī)學(xué)部利用國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人，完成全球首例基于衛(wèi)星的超遠(yuǎn)程胰十二指腸切除手術(shù)……
“國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人在遠(yuǎn)程性能方面表現(xiàn)尤其突出，能進(jìn)一步破解優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)擴(kuò)容下沉所面臨的距離、人才、時(shí)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(shù)機(jī)器人多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)跑全球。“真正的突破在于構(gòu)建起自主可控的技術(shù)體系。”蔡秀軍說，從核心部件國產(chǎn)化到5G遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)制定，我國正在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)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(shí)施，國產(chǎn)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。
產(chǎn)業(yè)升級(jí)需合力攻關(guān)
根據(jù)《2024年中國手術(shù)機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告》，手術(shù)機(jī)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(jī)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(shù)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(jī)械臂是手術(shù)機(jī)器人的核心部件，目前國產(chǎn)醫(yī)用機(jī)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(zhǔn)度方面，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的機(jī)械臂與臨床需求還有差距。”
蔡秀軍提到，現(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人缺乏精確的觸覺反饋，影響醫(yī)生對(duì)組織的感知。這可能導(dǎo)致醫(yī)生在手術(shù)操作過程中無法精準(zhǔn)控制用力大小，可能會(huì)帶來嚴(yán)重并發(fā)癥。此外，不同廠商的手術(shù)機(jī)器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響設(shè)備兼容性和數(shù)據(jù)共享。
如何突破困境，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的升級(jí)躍遷？
張建國呼吁，機(jī)械臂廠家與醫(yī)療設(shè)備廠家加強(qiáng)合作，醫(yī)生與工程師強(qiáng)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(jī)械臂。同時(shí)，要進(jìn)行國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的適應(yīng)證拓展研究，擴(kuò)展應(yīng)用場景。
蔡秀軍建議提高國產(chǎn)機(jī)械臂性價(jià)比，降低機(jī)器人成本，“還要研發(fā)先進(jìn)的觸覺傳感器和反饋系統(tǒng)，進(jìn)一步提升機(jī)器人感知能力”。
數(shù)字技術(shù)是助力國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人高質(zhì)量發(fā)展的一股東風(fēng)。張建國認(rèn)為，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人要融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等新技術(shù)，向智能化、自動(dòng)化、智慧化方向發(fā)展。
在政策方面，蔡秀軍建議，應(yīng)圍繞手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用制定明確的法律法規(guī)、倫理準(zhǔn)則，確保責(zé)任清晰，并加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)。同時(shí)，應(yīng)將手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用納入相應(yīng)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(shù)機(jī)器人正書寫中國“智”造新篇章。在多方協(xié)力下，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人市場規(guī)模有望迎來爆發(fā)式增長，為健康中國建設(shè)提供更多硬核科技支撐。
真正的突破在于構(gòu)建起自主可控的技術(shù)體系。從核心部件國產(chǎn)化到5G遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)制定，我國正在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域形成完整創(chuàng)新鏈條。
在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院，曾經(jīng)耗時(shí)3小時(shí)才能完成的深部腦組織病變損毀術(shù)，如今僅用1個(gè)小時(shí)就能完成。這背后，是國產(chǎn)SR手術(shù)機(jī)器人的加持。2024年，該院功能神經(jīng)外科應(yīng)用國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人完成超過1200臺(tái)手術(shù)，標(biāo)志著我國高端醫(yī)療裝備實(shí)現(xiàn)重要突破。
全國政協(xié)常委、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院院長蔡秀軍接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說，手術(shù)機(jī)器人特別是國產(chǎn)手術(shù)機(jī)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(shù)更精準(zhǔn)高效安全
手術(shù)機(jī)器人是高端醫(yī)療器械領(lǐng)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(shù)機(jī)器人技術(shù)正在重構(gòu)現(xiàn)代外科手術(shù)體系。
什么是手術(shù)機(jī)器人？以神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人為例，它主要由手（多自由度機(jī)械臂）、眼（高精度視覺系統(tǒng)）和腦（高性能手術(shù)計(jì)劃及控制系統(tǒng)）三大核心模塊組成。
首都醫(yī)科大學(xué)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(shù)機(jī)器人通過空間坐標(biāo)映射，使醫(yī)生能夠基于多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像做手術(shù)規(guī)劃，控制機(jī)械臂完成微創(chuàng)神經(jīng)外科手術(shù)的精準(zhǔn)定位。3D結(jié)構(gòu)光等創(chuàng)新技術(shù)在快速定位注冊(cè)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)投射，將病灶和重要功能區(qū)、纖維束等投射到真實(shí)空間，幫助醫(yī)生切除病灶，并把手術(shù)誤差控制在亞毫米級(jí)別。
目前，手術(shù)機(jī)器人通常應(yīng)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(lǐng)域。手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場景正從普適性手術(shù)向?qū)？苹⒏唠y度術(shù)式延伸。
以神經(jīng)外科為例，手術(shù)機(jī)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(shù)機(jī)器人使用率達(dá)80%，顱內(nèi)電極植入等特定術(shù)式實(shí)現(xiàn)100%機(jī)器人輔助。
精準(zhǔn)是手術(shù)機(jī)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(fù)雜手術(shù)中，機(jī)器人可融合CT（計(jì)算機(jī)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(jí)手術(shù)路徑規(guī)劃，讓手術(shù)更加精準(zhǔn)。
蔡秀軍說，相比傳統(tǒng)開腹手術(shù)，手術(shù)機(jī)器人能將手術(shù)視野擴(kuò)大數(shù)十倍，機(jī)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(dòng)作。機(jī)械臂有穩(wěn)定器，能有效防止因術(shù)中手抖劃傷神經(jīng)和血管等意外，顯著增加手術(shù)安全性。此外，機(jī)器人手術(shù)具有創(chuàng)傷小、出血少、恢復(fù)快等優(yōu)勢。
在手術(shù)效率方面，張建國以SEEG（立體定向腦電圖）電極植入術(shù)為例說：“傳統(tǒng)方式植入10根電極需120—180分鐘，而使用手術(shù)機(jī)器人僅需40—50分鐘，甚至更快。”
“目前，手術(shù)機(jī)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(shí)施高難度手術(shù)時(shí)更加得心應(yīng)手。”蔡秀軍說。
自主創(chuàng)新打開突破口
全球手術(shù)機(jī)器人市場長期被達(dá)芬奇、美敦力等跨國企業(yè)主導(dǎo)，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(lán)皮書（2024版）》顯示，2024年境內(nèi)企業(yè)獲批手術(shù)機(jī)器人7款，進(jìn)口產(chǎn)品4款，國產(chǎn)設(shè)備占比約64%，較3年前提高42%。
國產(chǎn)手術(shù)機(jī)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(jī)器人輔助胰腺癌根治術(shù)，驗(yàn)證了國產(chǎn)腔鏡手術(shù)機(jī)器人在胰腺手術(shù)中的有效性和安全性。在神經(jīng)外科領(lǐng)域，華科精準(zhǔn)SR系列機(jī)器人憑借全球首創(chuàng)的3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)，實(shí)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(jìn)口ROSA手術(shù)機(jī)器人。
國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程性能尤其受到臨床青睞。在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院微創(chuàng)器械創(chuàng)新及應(yīng)用國家工程研究中心，蔡秀軍團(tuán)隊(duì)研發(fā)的5G遠(yuǎn)程手術(shù)系統(tǒng)創(chuàng)下紀(jì)錄，完成全球首例跨4000公里超遠(yuǎn)程機(jī)器人肝膽手術(shù)；解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心肝膽胰外科醫(yī)學(xué)部利用國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人，完成全球首例基于衛(wèi)星的超遠(yuǎn)程胰十二指腸切除手術(shù)……
“國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人在遠(yuǎn)程性能方面表現(xiàn)尤其突出，能進(jìn)一步破解優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)擴(kuò)容下沉所面臨的距離、人才、時(shí)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(shù)機(jī)器人多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)跑全球。“真正的突破在于構(gòu)建起自主可控的技術(shù)體系。”蔡秀軍說，從核心部件國產(chǎn)化到5G遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)制定，我國正在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)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(shí)施，國產(chǎn)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展新階段。
產(chǎn)業(yè)升級(jí)需合力攻關(guān)
根據(jù)《2024年中國手術(shù)機(jī)器人行業(yè)研究報(bào)告》，手術(shù)機(jī)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(jī)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(shù)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(jī)械臂是手術(shù)機(jī)器人的核心部件，目前國產(chǎn)醫(yī)用機(jī)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(zhǔn)度方面，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的機(jī)械臂與臨床需求還有差距。”
蔡秀軍提到，現(xiàn)有手術(shù)機(jī)器人缺乏精確的觸覺反饋，影響醫(yī)生對(duì)組織的感知。這可能導(dǎo)致醫(yī)生在手術(shù)操作過程中無法精準(zhǔn)控制用力大小，可能會(huì)帶來嚴(yán)重并發(fā)癥。此外，不同廠商的手術(shù)機(jī)器人技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響設(shè)備兼容性和數(shù)據(jù)共享。
如何突破困境，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的升級(jí)躍遷？
張建國呼吁，機(jī)械臂廠家與醫(yī)療設(shè)備廠家加強(qiáng)合作，醫(yī)生與工程師強(qiáng)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(jī)械臂。同時(shí)，要進(jìn)行國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的適應(yīng)證拓展研究，擴(kuò)展應(yīng)用場景。
蔡秀軍建議提高國產(chǎn)機(jī)械臂性價(jià)比，降低機(jī)器人成本，“還要研發(fā)先進(jìn)的觸覺傳感器和反饋系統(tǒng)，進(jìn)一步提升機(jī)器人感知能力”。
數(shù)字技術(shù)是助力國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人高質(zhì)量發(fā)展的一股東風(fēng)。張建國認(rèn)為，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人要融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等新技術(shù)，向智能化、自動(dòng)化、智慧化方向發(fā)展。
在政策方面，蔡秀軍建議，應(yīng)圍繞手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用制定明確的法律法規(guī)、倫理準(zhǔn)則，確保責(zé)任清晰，并加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)。同時(shí)，應(yīng)將手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用納入相應(yīng)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(shù)機(jī)器人正書寫中國“智”造新篇章。在多方協(xié)力下，國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人市場規(guī)模有望迎來爆發(fā)式增長，為健康中國建設(shè)提供更多硬核科技支撐。
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