国产手术机器人：从“跟跑”到“并跑”
真正的突破在于构建起自主可控的技术体系。从核心部件国产化到5G远程标准制定，我国正在手术机器人领域形成完整创新链条。
在首都医科大学附属北京天坛医院，曾经耗时3小时才能完成的深部脑组织病变损毁术，如今仅用1个小时就能完成。这背后，是国产SR手术机器人的加持。2024年，该院功能神经外科应用国产手术机器人完成超过1200台手术，标志着我国高端医疗装备实现重要突破。
全国政协常委、浙江大学医学院附属邵逸夫医院院长蔡秀军接受科技日报记者采访时说，手术机器人特别是国产手术机器人，凭借颠覆性创新、迅猛发展速度、上佳产品质量，为疾病治疗带来了前所未有的变革。
手术更精准高效安全
手术机器人是高端医疗器械领域的“明珠”，《工程（英文）》杂志将其列为“2024全球十大工程成就”之一，并称手术机器人技术正在重构现代外科手术体系。
什么是手术机器人？以神经外科手术机器人为例，它主要由手（多自由度机械臂）、眼（高精度视觉系统）和脑（高性能手术计划及控制系统）三大核心模块组成。
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科主任张建国向记者解释，神经外科手术机器人通过空间坐标映射，使医生能够基于多模态医学影像做手术规划，控制机械臂完成微创神经外科手术的精准定位。3D结构光等创新技术在快速定位注册的同时，还可以实现增强现实投射，将病灶和重要功能区、纤维束等投射到真实空间，帮助医生切除病灶，并把手术误差控制在亚毫米级别。
目前，手术机器人通常应用在普外科、骨科、泌尿外科、妇科、胸外科、神经外科和心外科等领域。手术机器人的应用场景正从普适性手术向专科化、高难度术式延伸。
以神经外科为例，手术机器人可用于癫痫、帕金森病、脑出血等疾病治疗，以及肿瘤活检、病灶定位、神经内镜等场景。张建国介绍，2024年北京天坛医院立体定向手术机器人使用率达80%，颅内电极植入等特定术式实现100%机器人辅助。
精准是手术机器人的核心优势之一。张建国介绍，在癫痫病灶定位、帕金森脑深部电刺激等复杂手术中，机器人可融合CT（计算机体层成像扫描）、MRI（磁共振成像）、PET（正电子放射断层扫描）等多模态影像，形成亚毫米级手术路径规划，让手术更加精准。
蔡秀军说，相比传统开腹手术，手术机器人能将手术视野扩大数十倍，机械臂可在狭窄解剖区域中完成360度灵活穿行，完成高难度外科动作。机械臂有稳定器，能有效防止因术中手抖划伤神经和血管等意外，显著增加手术安全性。此外，机器人手术具有创伤小、出血少、恢复快等优势。
在手术效率方面，张建国以SEEG（立体定向脑电图）电极植入术为例说：“传统方式植入10根电极需120—180分钟，而使用手术机器人仅需40—50分钟，甚至更快。”
“目前，手术机器人性能已经非常完善，逐渐成为临床医生不可或缺的得力助手，使医生在实施高难度手术时更加得心应手。”蔡秀军说。
自主创新打开突破口
全球手术机器人市场长期被达芬奇、美敦力等跨国企业主导，近年来，中国医疗科技企业正通过自主创新打开突破口。
《中国医疗器械蓝皮书（2024版）》显示，2024年境内企业获批手术机器人7款，进口产品4款，国产设备占比约64%，较3年前提高42%。
国产手术机器人的能力逐渐获得临床肯定。2024年10月，北京协和医院完成首例国产腔镜机器人辅助胰腺癌根治术，验证了国产腔镜手术机器人在胰腺手术中的有效性和安全性。在神经外科领域，华科精准SR系列机器人凭借全球首创的3D结构光技术，实现15秒完成颅脑三维建模，其0.3毫米的定位精度已超越进口ROSA手术机器人。
国产手术机器人的远程性能尤其受到临床青睐。在浙江大学医学院附属邵逸夫医院微创器械创新及应用国家工程研究中心，蔡秀军团队研发的5G远程手术系统创下纪录，完成全球首例跨4000公里超远程机器人肝胆手术；解放军总医院第一医学中心肝胆胰外科医学部利用国产手术机器人，完成全球首例基于卫星的超远程胰十二指肠切除手术……
“国产手术机器人在远程性能方面表现尤其突出，能进一步破解优质医疗服务扩容下沉所面临的距离、人才、时空等限制。”蔡秀军说。
经过多年自主研发创新，国产手术机器人多项关键技术领跑全球。“真正的突破在于构建起自主可控的技术体系。”蔡秀军说，从核心部件国产化到5G远程标准制定，我国正在手术机器人领域形成完整创新链条。随着新版《创新医疗器械特别审查程序》实施，国产医疗机器人产业将进入高质量发展新阶段。
产业升级需合力攻关
根据《2024年中国手术机器人行业研究报告》，手术机器人的产业链主要分为上游的原材料、核心零部件等生产环节，中游的机身组装、系统集成和软件开发等环节，以及下游的终端使用环节。其中，技术壁垒最高的是处于上游的伺服电系统、减速器和控制器三大核心零部件，市场主要由美国、德国和日本垄断。
机械臂是手术机器人的核心部件，目前国产医用机械臂还不能完全满足临床需求。张建国坦言：“在稳定性、精准度方面，国产手术机器人的机械臂与临床需求还有差距。”
蔡秀军提到，现有手术机器人缺乏精确的触觉反馈，影响医生对组织的感知。这可能导致医生在手术操作过程中无法精准控制用力大小，可能会带来严重并发症。此外，不同厂商的手术机器人技术标准不统一，影响设备兼容性和数据共享。
如何突破困境，实现国产手术机器人的升级跃迁？
张建国呼吁，机械臂厂家与医疗设备厂家加强合作，医生与工程师强化协同，早日开发出满足医疗需求的高质量国产机械臂。同时，要进行国产手术机器人的适应证拓展研究，扩展应用场景。
蔡秀军建议提高国产机械臂性价比，降低机器人成本，“还要研发先进的触觉传感器和反馈系统，进一步提升机器人感知能力”。
数字技术是助力国产手术机器人高质量发展的一股东风。张建国认为，国产手术机器人要融合增强现实、虚拟现实、人工智能等新技术，向智能化、自动化、智慧化方向发展。
在政策方面，蔡秀军建议，应围绕手术机器人应用制定明确的法律法规、伦理准则，确保责任清晰，并加强数据安全保护。同时，应将手术机器人应用纳入相应临床指南，并给予其更加合理的医保政策支持。
从“跟跑”到“并跑”，国产手术机器人正书写中国“智”造新篇章。在多方协力下，国产手术机器人市场规模有望迎来爆发式增长，为健康中国建设提供更多硬核科技支撑。
真正的突破在于构建起自主可控的技术体系。从核心部件国产化到5G远程标准制定，我国正在手术机器人领域形成完整创新链条。
在首都医科大学附属北京天坛医院，曾经耗时3小时才能完成的深部脑组织病变损毁术，如今仅用1个小时就能完成。这背后，是国产SR手术机器人的加持。2024年，该院功能神经外科应用国产手术机器人完成超过1200台手术，标志着我国高端医疗装备实现重要突破。
全国政协常委、浙江大学医学院附属邵逸夫医院院长蔡秀军接受科技日报记者采访时说，手术机器人特别是国产手术机器人，凭借颠覆性创新、迅猛发展速度、上佳产品质量，为疾病治疗带来了前所未有的变革。
手术更精准高效安全
手术机器人是高端医疗器械领域的“明珠”，《工程（英文）》杂志将其列为“2024全球十大工程成就”之一，并称手术机器人技术正在重构现代外科手术体系。
什么是手术机器人？以神经外科手术机器人为例，它主要由手（多自由度机械臂）、眼（高精度视觉系统）和脑（高性能手术计划及控制系统）三大核心模块组成。
首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科主任张建国向记者解释，神经外科手术机器人通过空间坐标映射，使医生能够基于多模态医学影像做手术规划，控制机械臂完成微创神经外科手术的精准定位。3D结构光等创新技术在快速定位注册的同时，还可以实现增强现实投射，将病灶和重要功能区、纤维束等投射到真实空间，帮助医生切除病灶，并把手术误差控制在亚毫米级别。
目前，手术机器人通常应用在普外科、骨科、泌尿外科、妇科、胸外科、神经外科和心外科等领域。手术机器人的应用场景正从普适性手术向专科化、高难度术式延伸。
以神经外科为例，手术机器人可用于癫痫、帕金森病、脑出血等疾病治疗，以及肿瘤活检、病灶定位、神经内镜等场景。张建国介绍，2024年北京天坛医院立体定向手术机器人使用率达80%，颅内电极植入等特定术式实现100%机器人辅助。
精准是手术机器人的核心优势之一。张建国介绍，在癫痫病灶定位、帕金森脑深部电刺激等复杂手术中，机器人可融合CT（计算机体层成像扫描）、MRI（磁共振成像）、PET（正电子放射断层扫描）等多模态影像，形成亚毫米级手术路径规划，让手术更加精准。
蔡秀军说，相比传统开腹手术，手术机器人能将手术视野扩大数十倍，机械臂可在狭窄解剖区域中完成360度灵活穿行，完成高难度外科动作。机械臂有稳定器，能有效防止因术中手抖划伤神经和血管等意外，显著增加手术安全性。此外，机器人手术具有创伤小、出血少、恢复快等优势。
在手术效率方面，张建国以SEEG（立体定向脑电图）电极植入术为例说：“传统方式植入10根电极需120—180分钟，而使用手术机器人仅需40—50分钟，甚至更快。”
“目前，手术机器人性能已经非常完善，逐渐成为临床医生不可或缺的得力助手，使医生在实施高难度手术时更加得心应手。”蔡秀军说。
自主创新打开突破口
全球手术机器人市场长期被达芬奇、美敦力等跨国企业主导，近年来，中国医疗科技企业正通过自主创新打开突破口。
《中国医疗器械蓝皮书（2024版）》显示，2024年境内企业获批手术机器人7款，进口产品4款，国产设备占比约64%，较3年前提高42%。
国产手术机器人的能力逐渐获得临床肯定。2024年10月，北京协和医院完成首例国产腔镜机器人辅助胰腺癌根治术，验证了国产腔镜手术机器人在胰腺手术中的有效性和安全性。在神经外科领域，华科精准SR系列机器人凭借全球首创的3D结构光技术，实现15秒完成颅脑三维建模，其0.3毫米的定位精度已超越进口ROSA手术机器人。
国产手术机器人的远程性能尤其受到临床青睐。在浙江大学医学院附属邵逸夫医院微创器械创新及应用国家工程研究中心，蔡秀军团队研发的5G远程手术系统创下纪录，完成全球首例跨4000公里超远程机器人肝胆手术；解放军总医院第一医学中心肝胆胰外科医学部利用国产手术机器人，完成全球首例基于卫星的超远程胰十二指肠切除手术……
“国产手术机器人在远程性能方面表现尤其突出，能进一步破解优质医疗服务扩容下沉所面临的距离、人才、时空等限制。”蔡秀军说。
经过多年自主研发创新，国产手术机器人多项关键技术领跑全球。“真正的突破在于构建起自主可控的技术体系。”蔡秀军说，从核心部件国产化到5G远程标准制定，我国正在手术机器人领域形成完整创新链条。随着新版《创新医疗器械特别审查程序》实施，国产医疗机器人产业将进入高质量发展新阶段。
产业升级需合力攻关
根据《2024年中国手术机器人行业研究报告》，手术机器人的产业链主要分为上游的原材料、核心零部件等生产环节，中游的机身组装、系统集成和软件开发等环节，以及下游的终端使用环节。其中，技术壁垒最高的是处于上游的伺服电系统、减速器和控制器三大核心零部件，市场主要由美国、德国和日本垄断。
机械臂是手术机器人的核心部件，目前国产医用机械臂还不能完全满足临床需求。张建国坦言：“在稳定性、精准度方面，国产手术机器人的机械臂与临床需求还有差距。”
蔡秀军提到，现有手术机器人缺乏精确的触觉反馈，影响医生对组织的感知。这可能导致医生在手术操作过程中无法精准控制用力大小，可能会带来严重并发症。此外，不同厂商的手术机器人技术标准不统一，影响设备兼容性和数据共享。
如何突破困境，实现国产手术机器人的升级跃迁？
张建国呼吁，机械臂厂家与医疗设备厂家加强合作，医生与工程师强化协同，早日开发出满足医疗需求的高质量国产机械臂。同时，要进行国产手术机器人的适应证拓展研究，扩展应用场景。
蔡秀军建议提高国产机械臂性价比，降低机器人成本，“还要研发先进的触觉传感器和反馈系统，进一步提升机器人感知能力”。
数字技术是助力国产手术机器人高质量发展的一股东风。张建国认为，国产手术机器人要融合增强现实、虚拟现实、人工智能等新技术，向智能化、自动化、智慧化方向发展。
在政策方面，蔡秀军建议，应围绕手术机器人应用制定明确的法律法规、伦理准则，确保责任清晰，并加强数据安全保护。同时，应将手术机器人应用纳入相应临床指南，并给予其更加合理的医保政策支持。
从“跟跑”到“并跑”，国产手术机器人正书写中国“智”造新篇章。在多方协力下，国产手术机器人市场规模有望迎来爆发式增长，为健康中国建设提供更多硬核科技支撑。
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