原标题：五类手术机器人的技术要点与应用（下） 来源：中国医药报
骨科手术机器人
骨科手术机器人用于辅助骨科手术，其核心功能包括定制三维术前方案等，可提高手术部位图像的清晰度，减少震颤，提高手术精度，减少手术对健康骨骼和组织的损伤，减少失血，保护神经，缩短住院时间和加快康复，并能通过减少术中透视（X射线）来降低辐射，此外还可指导远程手术。
骨科手术机器人是最早研发上市的手术机器人之一。1985年，美国有研究人员率先使用工业机器人进行脑肿瘤活体组织切片检查，这一手术充分体现出早期手术机器人的优势——精确定位，定位机器人由此开始进入人们的视线，1987年首次出现定位机器人应用于骨科临床的专利申请。1997年—2009年，随着计算机辅助外科技术的发展，骨科手术机器人逐渐应用于髋关节和膝关节置换手术中。1998年，英国帝国理工学院Davis等研发出用于膝关节手术的Acrobot机器人系统。2008年，美国Mako Surgical公司研制出RIO手术机器人，用于全膝关节或膝关节单髁置换手术，其最大优势是医生和机械臂共同操作手术器械完成手术。
骨科手术机器人的组成大致上可分为控制系统、定位导航装置、机械臂装置及配套的工具集。控制系统是骨科手术机器人的核心，除了各部件的集成之外，图像处理软件模块、手术规划软件模块、机械臂控制模块所涉及的算法是各个机器人公司独立研发的核心秘密。定位导航系统包括成像模块、追踪模块和显示模块。系统能够根据术前导入的影像形成三维模型，把三维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在同一坐标系下，利用三维定位系统实时采集并显示手术器械在空间中的位置，医生通过观察三维模型中手术器械与病变部位的位置关系，对患者进行手术治疗。对于操作手术的机械臂，目前应用在医疗机器人上的主要分为丝传动和齿轮机传动两种。丝传动机械臂的优点是体积小，能实现一定程度的力学反驱，操作时的僵硬感比较少；缺点是钢缆驱动的易疲劳性会影响精确度，需要定期更换。齿轮机传动机械臂的优点是能长期保持精度，缺点是体积较大且操作手感僵硬。
经自然腔道手术机器人
经自然腔道手术机器人是指通过人体自然路径进入目标部位，并可控制其进行诊断或手术的机器人。此类机器人应用于自然腔道腔镜手术，如支气管镜检查、结肠镜检查及胃镜检查。经自然腔道手术机器人能为医生提供更清晰的目标部位视野，使医生能够更灵巧地操作手术器械。目前，经自然腔道手术机器人主要有直觉外科的Ion、强生的Monarch和MedRobotics。
经皮穿刺手术机器人
经皮穿刺手术机器人通过磁共振成像（MRI）、超声、电子计算机断层扫描（CT）等成像技术定位目标解剖部位，引导反馈针头达到目标解剖结构，从而辅助完成经皮穿刺手术。主要应用于收集组织样本，以实现对早期肺癌、乳腺癌及前列腺癌等疾病的诊断。
此外，经皮穿刺机器人还能够完成治疗程序，如可进行清除肾结石的肾造口碎石术。在该手术中，机器人通过患者背部小切口插入针头，并清除肾结石。相比于传统手术较为依赖医生人工操作的经验和技术，机器人辅助技术能通过更稳定的机械臂提供更高的刚度及精确度。目前市面上的经皮穿刺手术机器人主要有Biobot的Mona Lisa、NDR的ANT系列及ISYS的XACT和Perfint Healthcare 。
总的来看，手术机器人行业的商业模式涵盖“设备+耗材+服务”，其商业壁垒高于耗材，设备保有量及单设备产出带来的收入获益具有可预测性且相对稳定。从技术壁垒角度来看，在竞争初期，技术基础决定了临床比较研究结果，而临床比较结果的优劣又主导商业化进程。以主从遥控操作手术机器人为例，其技术难点在系统和机械臂上，其中，系统方面的关键技术包括控制系统、视觉临场感主从控制等，机械臂的关键技术包括从操作手臂构型、远心机构、手术器械等，这些技术涉及多学科的结合与运用。随着未来手术机器人在关键技术领域的突破与发展，加上越来越多产品与5G、AR、人工智能等先进技术接轨，行业发展前景可期。
（思宇医械观察供稿）
