國產手術機器人：從“跟跑”到“並跑”

科技日報記者 代小佩

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

在首都醫科大學附屬北京天壇醫院，曾經耗時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。這背後，是國產SR手術機器人的加持。2024年，該院功能神經外科應用國產手術機器人完成超過1200台手術，標誌着我國高端醫療裝備實現重要突破。

全國政協常委、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院院長蔡秀軍接受科技日報記者採訪時説，手術機器人特別是國產手術機器人，憑藉顛覆性創新、迅猛發展速度、上佳產品質量，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療器械領域的“明珠”，《工程（英文）》雜誌將其列為“2024全球十大工程成就”之一，並稱手術機器人技術正在重構現代外科手術體系。

什麼是手術機器人？以神經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）和腦（高性能手術計劃及控制系統）三大核心模塊組成。

首都醫科大學附屬北京天壇醫院功能神經外科主任張建國向記者解釋，神經外科手術機器人通過空間座標映射，使醫生能夠基於多模態醫學影像做手術規劃，控制機械臂完成微創神經外科手術的精準定位。3D結構光等創新技術在快速定位註冊的同時，還可以實現增強現實投射，將病灶和重要功能區、纖維束等投射到真實空間，幫助醫生切除病灶，並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專科化、高難度術式延伸。

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

精準是手術機器人的核心優勢之一。張建國介紹，在癲癇病灶定位、帕金森腦深部電刺激等複雜手術中，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）等多模態影像，形成亞毫米級手術路徑規劃，讓手術更加精準。

蔡秀軍説，相比傳統開腹手術，手術機器人能將手術視野擴大數十倍，機械臂可在狹窄解剖區域中完成360度靈活穿行，完成高難度外科動作。機械臂有穩定器，能有效防止因術中手抖劃傷神經和血管等意外，顯著增加手術安全性。此外，機器人手術具有創傷小、出血少、恢復快等優勢。

在手術效率方面，張建國以SEEG（立體定向腦電圖）電極植入術為例説：“傳統方式植入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非常完善，逐漸成為臨牀醫生不可或缺的得力助手，使醫生在實施高難度手術時更加得心應手。”蔡秀軍説。

自主創新打開突破口

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

《中國醫療器械藍皮書（2024版）》顯示，2024年境內企業獲批手術機器人7款，進口產品4款，國產設備佔比約64%，較3年前提高42%。

國產手術機器人的能力逐漸獲得臨牀肯定。2024年10月，北京協和醫院完成首例國產腔鏡機器人輔助胰腺癌根治術，驗證了國產腔鏡手術機器人在胰腺手術中的有效性和安全性。在神經外科領域，華科精準SR系列機器人憑藉全球首創的3D結構光技術，實現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。

國產手術機器人的遠程性能尤其受到臨牀青睞。在浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院微創器械創新及應用國家工程研究中心，蔡秀軍團隊研發的5G遠程手術系統創下紀錄，完成全球首例跨4000公里超遠程機器人肝膽手術；解放軍總醫院第一醫學中心肝膽胰外科醫學部利用國產手術機器人，完成全球首例基於衞星的超遠程胰十二指腸切除手術……

“國產手術機器人在遠程性能方面表現尤其突出，能進一步破解優質醫療服務擴容下沉所面臨的距離、人才、時空等限制。”蔡秀軍説。

經過多年自主研發創新，國產手術機器人多項關鍵技術領跑全球。“真正的突破在於構建起自主可控的技術體系。”蔡秀軍説，從核心部件國產化到5G遠程標準制定，我國正在手術機器人領域形成完整創新鏈條。隨着新版《創新醫療器械特別審查程序》實施，國產醫療機器人產業將進入高質量發展新階段。

產業升級需合力攻關

根據《2024年中國手術機器人行業研究報告》，手術機器人的產業鏈主要分為上游的原材料、核心零部件等生產環節，中游的機身組裝、系統集成和軟件開發等環節，以及下游的終端使用環節。其中，技術壁壘最高的是處於上游的伺服電系統、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，目前國產醫用機械臂還不能完全滿足臨牀需求。張建國坦言：“在穩定性、精準度方面，國產手術機器人的機械臂與臨牀需求還有差距。”

蔡秀軍提到，現有手術機器人缺乏精確的觸覺反饋，影響醫生對組織的感知。這可能導致醫生在手術操作過程中無法精準控制用力大小，可能會帶來嚴重併發症。此外，不同廠商的手術機器人技術標準不統一，影響設備兼容性和數據共享。

如何突破困境，實現國產手術機器人的升級躍遷？

張建國呼籲，機械臂廠家與醫療設備廠家加強合作，醫生與工程師強化協同，早日開發出滿足醫療需求的高質量國產機械臂。同時，要進行國產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機械臂性價比，降低機器人成本，“還要研發先進的觸覺傳感器和反饋系統，進一步提升機器人感知能力”。

數字技術是助力國產手術機器人高質量發展的一股東風。張建國認為，國產手術機器人要融合增強現實、虛擬現實、人工智能等新技術，向智能化、自動化、智慧化方向發展。

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、倫理準則，確保責任清晰，並加強數據安全保護。同時，應將手術機器人應用納入相應臨牀指南，並給予其更加合理的醫保政策支持。

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