机器人|2022年手术机器人研究报告( 二 ) 医生|租赁

图：全球手术机器人市场规模

资料来源：资产信息网千际投行未来智库
1.1 手术机器人分类及基本特点从涉及的学科上看，手术机器人是集临床医学、生物力学、机械学、计算机科学、微电子学等诸多学科为一体的新型医疗器械。通过其清晰的成像系统和灵活的机械臂，以微创的手术形式，协助医生实施复杂的外科手术，完成术中定位、切断、穿刺、止血、缝合等操作。
从自动化水平上看，现阶段的手术机器人仍处于以辅助医生手术为主要功能的半自动化阶段，已应用于普腹外科、泌尿外科、心血管外科、胸心外科、妇科、骨科、神经外科、口腔科等多个领域。
按照手术部位机器人产品可分为腹腔镜手术机器人、骨科手术机器人、神经外科手术机器人、血管介入手术机器人和口腔手术机器人等；按照产品功能则可分为操作类手术机器人和定位类手术机器人。
图：手术机器人分类

资料来源：资产信息网千际投行
（1）腹腔镜手术机器人
腹腔镜手术机器人广泛应用于外科手术中具有手术创口小、操作精度高、灵活性强、重复性好以及不受疲劳和情绪等人体生理因素影响等优点。当前在美国约90%的前列腺切除手术和约80%子宫癌手术均由手术机器人辅助完成，是当前应用范围最广、市场接受度最高的手术机器人。
从关键组成部件上看，主要包括医生控制系统， 3D成像视频影像平台，以及由机械臂，摄像臂和手术器械组成的移动平台。 3D成像视频影像平台可以为医生提供具有沉浸感且清晰细致的解剖组织结构图像提升手术的视觉感。机械臂可实现抓持、钳夹、缝合等各项手术操作，并且比人手的活动自由度更广。实施手术时，主刀医师不与病人直接接触，而是通过三维视觉系统和动作定标系统操作控制，并通过机械臂以及手术器械完成医生的技术动作和手术操作。
从适应症上看，可应用于心脏外科、普通外科、泌尿外科、胸外科、肝胆胰外科、胃肠外科、妇科等相关的微创手术。
（2）骨科手术机器人
骨科手术机器人可应用于膝关节手术和髋关节手术和脊柱外科手术中。传统的骨科手术存在手术风险高、定位困难、植入精度低、复杂术式难普及、智能设备匮乏、手术创伤大、并发症多等问题。而骨科手术机器人可利用术前的三维CT影像对病灶进行准确测量，根据病灶大小及植入假体形状进行术中组织的精确判断和操作。
从关键组成部件上看，主要包括机械系统、影像系统和计算机系统。其中，机械系统中的机械臂是手术的核心执行模块，末端的反馈结构具有视觉、力觉、触觉等模态。影像系统能够给施术医生提供更加清晰的影像资料，帮助患处定位和导航。计算机系统是骨科机器人的中枢，主要辅助医生进行手术方案设计和实现路径规划，帮助医生进行手术，此外还能对手术设备进行管理，包括对机械系统各部位的损耗情况进行自检和智能评估。
（3）神经外科手术机器人
神经外科手术主要指针对脑部、脊髓和神经的手术，在操作上具有手术空间小、定位困难等难点。神经外科手术机器人主要通过对脑部病灶位置精确的空间定位，辅助医生夹持和固定手术器械等，并完成如活检手术、深脑刺激、经颅磁刺激、立体定向脑电图、神经内窥手术等的神经外科手术。
从关键组成部件上看，主要包括术前规划软件、导航定向系统、机器人辅助器械定位和操作系统。其中，手术规划软件是神经外科手术机器人的核心技术，帮助医生进行手术方案的规划，在手术前获得患者病灶处的图像，结合医生的解剖学和病理学知识，进行包括手术方法，手术流程，手术切口与路径等方面的规划。导航定向系统是通过以CT/MRI等影像设备扫描图像建立的三维模型作为参考，对手术进行规划与虚拟仿真操作。机器人机械结构系统是机器人系统的执行和操作单元，要求机器人末端的误差尽可能小，同时确保各个关节能够按照规划的轨迹进行运动。