资讯中心

　　【仪表网 仪表下游】导读：近几年，医疗市场对于手术机器人的需求持续增长，国内外多家企业纷纷布局手术机器人市场。在资本的推动下，手术机器人在技术上不断取得新的进展，胸腔和腹腔镜手术机器人技术逐步成熟。
 

　　腔镜手术机器人被誉为“医疗器械领域的航空母舰”，是目前手术机器人领域系统极为复杂、技术难度极大、临床与商用价值极高的研发方向之一。尤其是在腹腔手术中，由于目标组织的进入和可见度有限，加上呼吸运动造成的伪影干扰，手术难度极大。
 

　　近日，来自约翰·霍普金斯大学的一个研究团队设计出一款智能组织自主机器人 STAR，该机器人在没有人类指导的情况下，成功完成对一头猪的软组织腹腔镜手术。该研究实现了使用智能组织自主机器人(STAR)执行机器人腹腔镜小肠吻合术所需的增强自主性，并且能够在腹腔镜下实施增强的全吻合自主操作，标志着机器人技术向人类全自动手术迈出的重要一步。
 

　　外科手术机器人的发展已有多年，但多以辅助型手术系统为主，由外科医生控制机器人辅助进行手术，系统虽具有极高的精准性，但在实现自主手术上仍面临相当大的挑战。
 

　　自主软组织手术要求手术机器人具备准确可靠的成像系统，从而检测和跟踪目标组织，还需考虑软组织变形给手术带来的复杂度增加等因素，对机器人系统要求较高。腹腔镜手术就是一个典型的应用场景，由于目标组织的进入和可见度有限，加上呼吸运动造成的伪影干扰，导致手术难度极大。
 

　　在外科手术中，吻合术恰好是考察自主机器人手术系统进行软组织手术的一个合适场景。该手术的目的是将软组织的两个断端接起来，恢复连续的生理结构，如胃肠道吻合术、输卵管吻合术、肌腱吻合术等。在技术上，涉及腔结构的近似和重建，对手术的可操作性和可重复性要求极高。
 

　　尽管现有的自主手术机器人已取得明显进步，但多数系统在复杂任务中仍表现出较低的自主性，对医生的依赖性较高。
 

　　软组织手术对机器人来说尤其困难，因为它的不可预测性迫使它们能够快速适应以应对意外的障碍。STAR 是一个新颖的控制系统，可以像外科医生一样实时调整手术计划。STAR 的特别之处在于，它是首个在软组织中自主规划、调整和执行手术计划的机器人系统，且手术过程中人工干预最少。
 

　　尽管该研究取得了突破性的进步，但在手术技术和效果上还存在一定的局限性。如，机器人控制算法的成功实施取决于目标组织在某个工作区域的可达性等因素，STAR 机器人、手动腹腔镜手术和遥控达芬奇手术的比较是在幻影组织上进行的，而体内研究不可能使用基于达芬奇的测试臂。
 

　　研究人员表示，在未来的研究中，将集成和测试无标记组织跟踪技术，将相机系统简化为内窥镜，并增加触觉传感器，进一步提高系统的自主性，加快机器人完成手术的时间。
 

　　尽管在复杂和不可预测的手术场景中无法消除人工监督的作用，但 STAR 系统可有效降低由于医生在医学经验和能力上的个体差异导致的手术风险，并提高手术安全性和手术结果的一致性。
 

　　随着医学领域朝着更多的腹腔镜手术方法发展，拥有一个为此类手术设计的自动化机器人系统显得非常重要。机器人吻合术是确保每位患者都能以更高的准确性和精确度执行需要高精度和可重复性的手术任务的一种方法，而与外科医生的技能无关。我们假设这将导致患者护理的民主化手术方法具有更高的可预测和一致性。
 

　　手术机器人市场火热的背后
 

　　近4、5年来，手术机器人市场日趋火热，资本、巨头纷纷入局，原因何在？手术机器人的价值在哪里？
 

　　缓解医疗服务供需不平衡
 

　　目前，全球老龄化问题严重，医疗服务供需不平衡问题日趋严峻。就中国而言，2020年60岁以上人口已经达到18.7%。预计到2030年，将达到4.05亿。伴随着全球人口老龄化的加快，多种大病病发率上升，或将导致入院进行手术医疗的人次进一步增加。医疗服务需求快速增长，但医疗供给能力短期内难以实现巨大提升，而手术机器人的应用有助于缓解乃至解决医疗服务供需不平衡，全面提高医疗供给的效率。 根据应用场景，医疗机器人可分为手术机器人、康复机器人、服务机器人、辅助机器人4类。而手术机器人是最主要的类别，占医疗机器人的37%左右。 手术机器人通常可分为床旁机械臂系统、外科医生控制台和可视化系统，医生可观察内窥镜的图像，通过控制台来操作手术机器人的机械臂，相比传统手术，机器人能精准复现医生手术操作，很大程度上弥补了外科手术人在体力上的短板，针对介入、骨科等对于影像学要求较高的手术而言，不仅减少了医生操作风险，还提升了精度。 总体来讲外科手术机器人不仅可以缓解医疗服务供需不平衡，还可改善传统外科手术中精度差、手术时间过长、医生疲劳和缺乏三维精度视野等问题，同时为远程医疗提供技术基础。
 

　　政策支持，纳入医保
 

　　近年来，国家鼓励医疗机器人发展，有关政策利好频出。2019年11月，15部门印发《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》提到，重点发展手术机器人、医学影像、远程诊疗等高端医疗设备，这一实施意见的发布，简化了手术机器人购置审批流程，放宽了采购限额，从医院端让手术机器人得以快速的推广使用。 今年2月，工信部发布的《医疗装备产业发展规划(2021-2025年)》征求意见稿中，手术机器人被列为重点发展领域。北京、上海医保局先后将天智航“天玑”、直觉外科“达芬奇”等手术机器人纳入医保支付目录可全额报销。
 

　　资料来源：学术头条、健康界