医用机器人中的“明珠”:腔镜手术机器人

手术机器人作为机器人在非制造领域中应用的典范,受到国际工程学界及医学界的广泛关注。根据国际机器人联合会统计:2014年手术机器人的市场规模为32亿美元,到2021年,这一数字将增至200亿美元,其中腔镜手术机器人所占比例预计可达70%。腔镜手术机器人作为手术机器人中的重要一员,在世界范围内参与的手术量正逐年递增,临床应用前景广阔。

腔镜手术机器人全称为“内镜手术器械控制系统”,控制台、手术机械臂和三维成像系统是其标配“三件套”。相较于传统外科手术,由机器人辅助参与的腔镜手术具有定位更加精确,可减少医务人员进行有损害的操作,手术创伤小、愈合快,可以预模拟手术操作,选择最佳入路手术方案等优势。因此,腔镜手术机器人作为医用机器人中的“明珠”,已成为当前医学、机械、自动化、通信以及计算机等领域的研究热点。

2017年,全球腔镜手术机器人领域被美国Intuitive Surgical公司生产的da Vinci系列手术机器人系统所垄断;该系统配备3D、高清、放大的视野及灵巧精密的微创手术器械,可在微小创伤切口前提下,精准可达任意手术部位,可以从本质上改变传统腔镜外科手术模式,在对术野狭小、大血管周围或重要脏器部位进行高风险、精细手术操作时,具有传统技术所不可比拟的优越性。目前全球有近4500da Vinci手术机器人应用于各大医学中心,仅2016Intuitive Surgical公司的收入便超过26.5亿美元,该收入已远超过中国全年工业机器人产值总额(据GGII数据显示,2016年中国工业机器人销量为8.5万台,产值规模为135亿元)。

尽管da Vinci手术机器人取得了巨大成功,但在应用上也存在系列局限性,体现在如下几个方面:价格昂贵(如在中国的报价超过2000万人民币,每只2000美元的手术器械仅能用10次,每次手术的耗材费用超过1000美元,每年的维护费用为20万美元),体积庞大(需要面积不少于60m2的专用手术室),占用过多手术床旁空间(阻碍医生接近病人、影响麻醉医师操作),术前调整时间长,术中机械臂易干涉。针对这些情况,国际上开展了丰富的腔镜手术机器人关键技术及产品化方面的研究工作,并取得了重要进展。

医疗器械巨头企业也在相关科研单位前期研发基础上,积极布局腔镜手术机器人产品。而中国是世界上研究腔镜手术机器人最活跃的国家之一,但在产品化方面却进展缓慢。近几年,国内若干与腔镜手术机器人相关的产业化企业涌现。

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尽管腔镜手术机器人产品化研发在我国起步较晚,但在关键技术、核心部件方面已有丰富的研究积累。因此,结合我国的实际国情,鼓励相关团队加快腔镜手术机器人的国产化步伐,对提升我国整体治疗水平、促进我国高端医疗装备发展具有重要意义。

 

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