【作 者】 楊麗曉，侯正松，唐偉，朱思南，鮑奇，童佳斌，丁秀文

海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院，上海市，200433

0 引言

醫(yī)療機器人是醫(yī)學(xué)工程最前沿的發(fā)展方向之一。醫(yī)療機器人是指應(yīng)用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的半自主或全自主工作的機器人[1]。根據(jù)應(yīng)用場景，具體可以分為手術(shù)機器人、康復(fù)機器人、輔助機器人和醫(yī)療服務(wù)機器人四大類。目前醫(yī)療機器人發(fā)展主要集中在手術(shù)機器人領(lǐng)域。按照應(yīng)用場景，手術(shù)機器人分為腔鏡手術(shù)機器人、經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人、骨科手術(shù)機器人、神經(jīng)外科手術(shù)機器人、泛血管手術(shù)機器人和?？剖中g(shù)機器人[2]。機器人手術(shù)比傳統(tǒng)手術(shù)具有明顯優(yōu)勢：①通過精確的定位和穩(wěn)定的手術(shù)姿態(tài)能夠完成靈活精細的操作，提高手術(shù)的精確性和安全性；②通過提供適合人體力學(xué)的操作環(huán)境和舒適的工作環(huán)境，可降低醫(yī)生的工作強度，減少醫(yī)生和患者的輻射；③可實現(xiàn)遠程操作，緩解醫(yī)療資源分配不均的矛盾和減少傳染性疾病的傳播。

相關(guān)機構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測，全球醫(yī)療機器人市場規(guī)模在2025年有望突破127億美元，相比2020年59億的市場規(guī)模，年增長率為16.5%[3]；我國醫(yī)療機器人市場正以高于30%的速度穩(wěn)步增長，預(yù)計到2025年，我國醫(yī)療機器人市場將達到249.91億元[4]。國家從頂層政策、“綠色通道 審批和醫(yī)保支付3個方面鼓勵支持手術(shù)機器人的發(fā)展。2019年11月，國家發(fā)改委等15部門單位聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展的實施意見》，指出重點發(fā)展手術(shù)機器人、醫(yī)學(xué)影像、遠程診療等高端醫(yī)療裝備[5]。2021年12月工信部聯(lián)合10部門單位聯(lián)合印發(fā)《“十四五 醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將腔鏡手術(shù)機器人、骨科手術(shù)機器人、神經(jīng)外科手術(shù)機器人、口腔數(shù)字化種植機器人和眼科手術(shù)機器人等智能手術(shù)機器人作為重點醫(yī)療裝備，提出供給能力提升行動[6]。目前多款國產(chǎn)手術(shù)機器人作為國家創(chuàng)新醫(yī)療器械通過特別審查申請，進入 綠色通道 審批，明顯縮短了審批周期。上海微創(chuàng)醫(yī)療機器人（集團）股份有限公司等多家企業(yè)的產(chǎn)品通過國家創(chuàng)新醫(yī)療器械審批 綠色通道 獲批[7]。2021年4月，上海市將Da Vinci手術(shù)機器人 前列腺癌根治術(shù)、腎部分切除術(shù)、子宮全切術(shù)和直腸癌根治術(shù)納入醫(yī)保報銷范圍[8]。2021年8月，北京市將 機器人輔助骨科手術(shù)”（醫(yī)保甲類）作為輔助操作獲得政府定價，并與 一次性機器人專用器械 共同納入醫(yī)保支付目錄[9]。

1 腔鏡手術(shù)機器人

腔鏡手術(shù)機器人用于軟組織手術(shù)，包括三維高清影像系統(tǒng)、主從遙控操作系統(tǒng)和外科醫(yī)生控制臺，通過操作系統(tǒng)對機械臂的精準操控實現(xiàn)復(fù)雜手術(shù)操作[10]。腔鏡手術(shù)機器人是目前技術(shù)最成熟和使用最廣泛的手術(shù)機器人，具備創(chuàng)傷小、精細度高和靈活性高等顯著優(yōu)勢，主要應(yīng)用于泌尿外科、婦科、心胸外科和普外科[11]。本節(jié)主要報道8款腔鏡手術(shù)機器人代表產(chǎn)品（見表1）。

表1 腔鏡手術(shù)機器人代表產(chǎn)品Tab.1 Representative products of endoscopic surgical robots

1.1 國外腔鏡手術(shù)機器人

Da Vinci手術(shù)機器人主要由醫(yī)生控制臺、床旁機械臂系統(tǒng)和成像系統(tǒng)組成（見圖1）[12]，是目前全球最成功及應(yīng)用最廣泛的手術(shù)機器人。至今已經(jīng)研制了4代，2014年上市的第四代系統(tǒng)Da Vinci Xi，能夠完成從減肥手術(shù)和疝氣修復(fù)到心臟搭橋和前列腺切除多種手術(shù)；2017年上市的第四代系統(tǒng)Da Vinci X保持了Da Vinci Xi基本功能，進行了相應(yīng)簡化，設(shè)備價格明顯降低，利用通用模塊可進行功能擴展；2018年上市的Da Vinci SP可實現(xiàn)從單一的端口或切口進入[13]。Hugo手術(shù)機器人采用模塊化的設(shè)計，每個機械臂都安裝在單獨的手術(shù)車上，末端執(zhí)行器可兼容多種現(xiàn)有器械的組合，使用更加靈活，可明顯縮短操作者的學(xué)習周期[14]。Ottava手術(shù)機器人搭載6個與手術(shù)臺結(jié)合的機器手臂，手臂集成于手術(shù)臺上，可明顯提高手術(shù)操作的靈活性，并采用零占用空間的設(shè)計，優(yōu)化手術(shù)工作流程[15]。Dexter手術(shù)機器人稱為 按需機器人”。該機器人通過兩個鉸鏈式連接的精準機械臂輔助醫(yī)生完成手術(shù)操作，可集成到現(xiàn)有的腹腔鏡設(shè)置和工作流程中；可兼容所有腹腔鏡設(shè)備、發(fā)生器和3D成像系統(tǒng)；可快速安裝和拆卸，實現(xiàn)在手術(shù)室之間快速移動，具有較強的靈活性和兼容性。Dominik Bhlen于2022年6月使用Dexter成功完成了首批泌尿外科手術(shù)[16]。2022年1月Science子刊報道了STAR智能組織自主機器人。無需醫(yī)生的指導(dǎo)，STAR機器人對豬的軟組織進行了腹腔鏡手術(shù)，自主完成腸道兩端的重新連接。該機器人通過機器人手臂上的3D攝像頭獲取圖像，可感知機器人在體內(nèi)的深度，并繪制患者腹部內(nèi)部變化的情況，縫合的過程中使用定制軟件控制機器人完成自動縫合操作[17]。

圖1 Da Vinci手術(shù)機器人組成[12]Fig.1 Composition of Da Vinci surgical robot

1.2 國內(nèi)腔鏡手術(shù)機器人

妙手手術(shù)機器人通過7 個自由度的機械臂和可實現(xiàn)540 e 末端旋轉(zhuǎn)的手術(shù)器械，可以精準地復(fù)現(xiàn)醫(yī)生的手術(shù)動作，并實現(xiàn)遠程操作[18]。青島大學(xué)附屬醫(yī)院于2020 年9月使用妙手腔鏡手術(shù)機器人完成了世界首臺5G遠程機器人輔助人體腹腔鏡手術(shù)[19]。圖邁手術(shù)機器人搭載全球首個腔鏡手術(shù)機器人力覺感知組件沉浸式防護，施術(shù)醫(yī)生頭部離開時自動鎖定多層安全防護架構(gòu)，可保障系統(tǒng)安全；搭載4臂懸吊式，適用于多種術(shù)式體位和單孔腔鏡手術(shù)。上海東方醫(yī)院團隊于2019年使用圖邁機器人完成了首例國產(chǎn)機器人前列腺癌根治手術(shù)[20]。蘇州康多機器人有限公司的腔鏡手術(shù)機器人的機械手臂有11個自由度，末端可以裝配多種手術(shù)器械，快速提升我國機器人手術(shù)臨床應(yīng)用水平。北京大學(xué)第一醫(yī)院于2022年4月使用該腔鏡手術(shù)機器人完成了世界首次跨運營商、跨網(wǎng)域的 5G+固網(wǎng)專線 多點協(xié)同遠程臨床實時交互教學(xué)手術(shù)[21]。

目前國產(chǎn)多款腔鏡手術(shù)機器人獲我國NMPA批準，發(fā)展迅速，并具備了一定自主研發(fā)能力。腔鏡手術(shù)機器人主要優(yōu)勢集中在具備并提高醫(yī)生的手功能。國內(nèi)妙手、圖邁和康多腔鏡手術(shù)機器人的基本結(jié)構(gòu)借鑒了Da Vinci手術(shù)機器人，四者結(jié)構(gòu)類似。國外Hugo手術(shù)機器人、Ottava手術(shù)機器人和Dexter手術(shù)機器人等新型腔鏡手術(shù)機器人正朝著便攜式、可拆卸組合式和高度兼容式發(fā)展。STAR手術(shù)機器人對機器人自主完成手術(shù)進行了前沿試驗探索，可獨立完成手術(shù)。

2 經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人

經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人用于軟組織手術(shù)，比腔鏡手術(shù)機器人發(fā)展緩慢。其優(yōu)勢是可以實現(xiàn)人體表面不留有切口，更大程度減輕手術(shù)創(chuàng)傷[22]。

Momentis Innovative Surgery公司的Hominis經(jīng)陰道手術(shù)機器人于2021年3月獲美國FDA批準，是目前第一且唯一獲FDA批準的經(jīng)陰道手術(shù)機器人。該機器人通過配置微型人形手臂、肩部、肘部和腕關(guān)節(jié)，能夠精準復(fù)制外科醫(yī)生手的運動和能力，完成良性子宮切除術(shù)、輸卵管切除術(shù)、卵巢切除術(shù)和卵巢囊腫切除術(shù)，實現(xiàn)更少的疼痛、更低的感染和更快的康復(fù)，并且?guī)缀鯖]有可見的疤痕。HCA Florida Kenall Hospital和The Women’s Hospital at Jackson Memorial于2022年6月使用Hominis經(jīng)陰道手術(shù)機器人完成了美國首例機器人經(jīng)陰道子宮切除手術(shù)[23]。

目前尚未有經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人獲得我國NMPA批準，國內(nèi)相關(guān)研究報道尚不多。主要原因是經(jīng)自然腔道手術(shù)起步較晚，適用范圍比較局限，臨床需求不高，且經(jīng)自然腔道手術(shù)需要開發(fā)設(shè)計特殊的器械來滿足使用要求。

3 骨科手術(shù)機器人

骨科手術(shù)機器人用于硬組織手術(shù)，目前應(yīng)用較廣泛，主要用于術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中導(dǎo)航。骨科手術(shù)機器人通過患者術(shù)前/術(shù)中的影像學(xué)資料，尋找手術(shù)靶點和規(guī)劃手術(shù)路徑，利用機械臂的導(dǎo)向作用，指導(dǎo)醫(yī)生按照規(guī)劃的手術(shù)路徑完成手術(shù)，提高手術(shù)的準確性和安全性。按照應(yīng)用場景，細分為脊柱手術(shù)機器人、關(guān)節(jié)手術(shù)機器人和創(chuàng)傷骨科手術(shù)機器人[24]。本節(jié)主要報道12款骨科手術(shù)機器人（見表2）。

表2 骨科手術(shù)機器人代表產(chǎn)品Tab.2 Representative products of orthopedic surgical robots

3.1 脊柱手術(shù)機器人

3.1.1 國外脊柱手術(shù)機器人

ROSA One手術(shù)機器人主要由機器臂基座、攝像機基座、腳踏開關(guān)、導(dǎo)航工具及配件組成，可通過選配脊柱外科和腦外科的適配器分別適用于脊柱外科與腦外科手術(shù)[25]。MAZOR X手術(shù)機器人搭載美敦力先進導(dǎo)航系統(tǒng)可實現(xiàn)全程可視化，提供智能術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中機械臂精準定位[26]。

3.1.2 國內(nèi)脊柱手術(shù)機器人

天璣?Ⅱ手術(shù)機器人是上一代天璣?的升級優(yōu)化，將多種術(shù)中設(shè)備進行了整合，更加智能化、便捷化和人性化，形成了智能手術(shù)艙[27-28]（見圖2）。ORTHBOT手術(shù)機器人通過自主研發(fā)的術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)導(dǎo)航、可視化壓力反饋和主動置釘?shù)饶K，可以按照醫(yī)生預(yù)設(shè)的手術(shù)方案自動精準執(zhí)行操作，加速我國骨科手術(shù)機器人進入自動執(zhí)行時代[29]。佐航300手術(shù)機器人具有良好的系統(tǒng)兼容性，不需要使用三維C臂、碳纖維床等高端設(shè)備即可完成手術(shù)[30]。

圖2 天璣?Ⅱ手術(shù)機器人組成[27]Fig.2 Composition of TiRobot?Ⅱsurgical robot

3.2 關(guān)節(jié)手術(shù)機器人

3.2.1 國外關(guān)節(jié)手術(shù)機器人

RIO手術(shù)機器人[31]（見圖3）適用于全髖、全膝和單髁置換手術(shù)。該機器人通過基于骨性解剖標志點的配準方法，實現(xiàn)三維配準；通過光電跟蹤器，實現(xiàn)對患者的實時位置追蹤；通過交互式控制方法和虛擬切割導(dǎo)引技術(shù)，實現(xiàn)輔助操作；通過力反饋的方式，輔助醫(yī)生完成準確的骨骼切削操作[32]。國家骨科與運動康復(fù)臨床醫(yī)學(xué)研究中心于2020年12月使用RIO手術(shù)機器人在博鰲超級醫(yī)院完成了國內(nèi)首例智能骨科機器人輔助全新生物型人工膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，精準完成難度極高的生物型假體植入[33]。Cori手術(shù)機器人集成了智能機器人平臺、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等多個模塊。在植入人工膝蓋前，通過可視化切割技術(shù)準備、機械校準和韌帶數(shù)據(jù)為每個患者定制治療計劃，實時規(guī)劃和評估操作誤差并輔助操作者平衡植入物。其采用便攜式設(shè)計，可適應(yīng)多種操作環(huán)境，適合在門診手術(shù)中使用[34]。VELYS?關(guān)節(jié)機器人是首款可安置在手術(shù)床邊支持即插即用的關(guān)節(jié)機器人，無需術(shù)前成像，可在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中準確切除骨骼，使植入物相對軟組織對齊和定位[35]。

圖3 RIO手術(shù)機器人[31]Fig.3 RIO surgical robot

3.2.2 國內(nèi)關(guān)節(jié)手術(shù)機器人

鴻鵠手術(shù)機器人適用于全膝關(guān)節(jié)置換，主要由手術(shù)平臺、規(guī)劃系統(tǒng)、控制平臺及手術(shù)附件組成。該機器人基于患者術(shù)前CT掃描數(shù)據(jù)及假體模型數(shù)據(jù)的規(guī)劃系統(tǒng)，能夠協(xié)助醫(yī)生制定個性化假體植入方案；基于手術(shù)規(guī)劃的精準定位，通過配準技術(shù)和自主研發(fā)的靈巧、輕量化的機械臂，能夠快速完成截骨操作，提高手術(shù)精準度和工作效率[36]。上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院于2021年9月使用鴻鵠手術(shù)機器人完成首例國產(chǎn)骨科手術(shù)機器人的5G遠程膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)[37]。ARTHROBOT HIP手術(shù)機器人通過術(shù)中生理結(jié)構(gòu)與其術(shù)前影像數(shù)據(jù)建立空間關(guān)聯(lián)，保證手術(shù)規(guī)劃的準確執(zhí)行，配準時間控制在3～5 min，實時顯示磨削進度，指示手術(shù)規(guī)劃的磨削區(qū)域，警示過度磨削，實時顯示安裝角度，誤差控制在1e 以內(nèi)[38]，主要適用于髖關(guān)節(jié)置換。TiRobot Recon手術(shù)機器人，用于全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，其采用機器人引導(dǎo)截骨方案，無須開髓、打骨針、更換工具即可完成定位截骨，大大提高了截骨精準度且減少了手術(shù)創(chuàng)傷[39]。

3.3 創(chuàng)傷骨科手術(shù)機器人

北京羅森博特科技有限公司的骨盆骨折復(fù)位手術(shù)機器人通過術(shù)中實時3D導(dǎo)航、自動手術(shù)規(guī)劃，力位協(xié)同機器人精準操作，實現(xiàn)從骨折閉合復(fù)位到微創(chuàng)固定全手術(shù)流程的智能化手術(shù)操作。北京積水潭醫(yī)院于2021年12月使用該手術(shù)機器人進行了全球首個智能骨折復(fù)位機器人臨床試驗[40]。

目前多款骨科手術(shù)機器人獲我國NMPA批準，其中國產(chǎn)骨科手術(shù)機器人獲批數(shù)量多于國外。脊柱外科手術(shù)機器人和關(guān)節(jié)手術(shù)機器人技術(shù)相對成熟，臨床應(yīng)用較廣；由于骨折手術(shù)分型多樣，手術(shù)需求復(fù)雜，現(xiàn)有機器人系統(tǒng)難以滿足實際手術(shù)需求，創(chuàng)傷骨科手術(shù)機器人尚未開展較多的臨床應(yīng)用與產(chǎn)品化推廣。骨科手術(shù)機器人的核心功能是圖像定位、引導(dǎo)和手術(shù)路徑規(guī)劃，實現(xiàn)準確識別定位，提高手術(shù)的精準化和個體化。骨科機器人與腔鏡手術(shù)機器人存在同樣的缺點，成本高昂、體積大、缺乏觸覺反饋等。此外，骨科手術(shù)機器人發(fā)展相對于腔鏡機器人起步較晚，缺少長期的臨床對照效果及安全性研究證據(jù)。

4 神經(jīng)外科手術(shù)機器人

神經(jīng)外科手術(shù)機器人技術(shù)發(fā)展最早，1985年KWOH等[41]將機器人輔助手術(shù)應(yīng)用于臨床。但受神經(jīng)外科手術(shù)精細解剖結(jié)構(gòu)和手術(shù)操作空間的限制，神經(jīng)外科手術(shù)人后期發(fā)展較為緩慢。目前神經(jīng)外科手術(shù)機器人主要用于腦外科、活檢、定點刺激（帕金森癥）、電極測量（癲癇病立體定向電極植入術(shù)）、去除囊腫或血腫排空等手術(shù)[42]。相較傳統(tǒng)的手術(shù)方式，神經(jīng)外科機器人具有較強的輔助影像定位能力，可對病變及周圍正常組織進行3D數(shù)字化顯示，并結(jié)合多模態(tài)融合技術(shù)，幫助醫(yī)生迅速識別病變組織。機械臂可以在狹窄的術(shù)區(qū)進行多方位操作，多角度攝像頭可實時傳遞術(shù)區(qū)圖像，減少手術(shù)盲區(qū)；震顫過濾系統(tǒng)可濾除術(shù)者手部顫動，提高操作穩(wěn)定性[43]。本節(jié)主要報道4款神經(jīng)手術(shù)機器人（見表3）。

表3 神經(jīng)外科手術(shù)機器人代表產(chǎn)品Tab.3 Representative products of neurosurgical robots

4.1 國外神經(jīng)外科機器人

NeuroMate手術(shù)機器人主要由導(dǎo)航系統(tǒng)、六維力覺感知機械臂和軟件工作站組成，具有框架和無框架立體定向注冊，機械穩(wěn)定和精確度高，操作空間舒適[39]。ROSA手術(shù)機器人[44]（見圖4）采用影像學(xué)定位和立體定向儀引導(dǎo)，通過對患者顱腦進行掃描，配合彩色多普勒影像儀來構(gòu)建三維立體的腦部結(jié)構(gòu)圖，準確定位靶點位置，誤差精確到1 mm以內(nèi)[45]。

圖4 ROSA手術(shù)機器人[44]Fig.4 ROSA surgical robot

4.2 國內(nèi)神經(jīng)外科機器人

睿米RM-50手術(shù)機器人集立體定向與神經(jīng)導(dǎo)航于一體，關(guān)鍵部件光學(xué)跟蹤定位儀和機械臂均實現(xiàn)國產(chǎn)化，大大降低了生產(chǎn)和使用成本[46]。Q300手術(shù)機器人具備立體定向和手術(shù)導(dǎo)航的功能，可滿足立體定向穿刺手術(shù)和開顱切除手術(shù)的雙重需求。同時該機器人進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，便于移動，除手術(shù)室內(nèi)完成手術(shù)外，還可在監(jiān)護室、CT室甚至普通病房完成快速緊急穿刺定位手術(shù)[47]。

目前國產(chǎn)多款神經(jīng)外科手術(shù)機器人獲我國NMPA批準，并在功能和結(jié)構(gòu)上進行了升級優(yōu)化，實現(xiàn)了雙重功能和可便捷移動。神經(jīng)外科機器人具備的核心功能、主要優(yōu)勢和存在的缺點與骨科機器人類似。

5 泛血管手術(shù)機器人

泛血管手術(shù)機器人通常由成像裝置、定位機械臂、推進裝置、操作裝置4部分組成。泛血管手術(shù)機器人研究起步較晚，目前主要有兩種類型：一是用于血管介入術(shù)的手術(shù)機器人，如冠脈支架術(shù)、頸動脈支架術(shù)、腎動脈支架術(shù)和腦動脈支架術(shù)，發(fā)展相對較快；二是用于心臟電生理治療手術(shù)機器人，如心臟電生理檢查、房顫消融，發(fā)展相對較慢。泛血管手術(shù)機器人手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)相比，具有操作精度高，實現(xiàn)非接觸與遠程手術(shù)，減少醫(yī)生和患者的輻射，減少醫(yī)患之間接觸，減少交叉感染的優(yōu)勢[48]。本節(jié)主要報道7款泛血管手術(shù)機器人（見表4）。

表4 泛血管手術(shù)機器人代表產(chǎn)品Tab.4 Representative products of panvascular surgical robots

5.1 血管介入術(shù)手術(shù)機器人

5.1.1 國外血管介入術(shù)手術(shù)機器人

CorPath GRX手術(shù)機器人適用于冠狀動脈、外周血管等介入治療，由床旁操作和手術(shù)控制兩個單元構(gòu)成。床旁操作單元采用模塊化設(shè)計，包括可靈活移動的機械臂和一次性操控盒，兩者通過驅(qū)動連接口相連，能夠完成精確的推送、牽拉和旋轉(zhuǎn)動作，細微動作可以精確到1 mm。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院于2021年3月使用CorPath GRX手術(shù)機器人在海南博鰲超級醫(yī)院完成了中國首例機器人輔助冠狀動脈介入治療中國首例機器人輔助冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）手術(shù)[49]。R-ONE?[50]（見圖5）基于主從控制技術(shù)的血管介入導(dǎo)航控制系統(tǒng)，通過穩(wěn)定的機械臂輔助操作，實現(xiàn)導(dǎo)絲進入球囊擴張和精準定位，優(yōu)化球囊和支架導(dǎo)管輸送，使得手術(shù)流程更加標準化。中國人民解放軍總醫(yī)院于2021年11月完成R-ONE?在中國的首例注冊臨床試驗，并于2022年5月完成全部注冊臨床試驗[51]。

圖5 R-ONE? 手術(shù)機器人[50]Fig.5 R-ONE? surgical robot

5.1.2 國內(nèi)血管介入術(shù)手術(shù)機器人

ALLVAS?手術(shù)機器人能夠適配市場上多種類型導(dǎo)絲導(dǎo)管，技術(shù)路線應(yīng)用范圍廣泛，可完成包括冠脈介入手術(shù)在內(nèi)的大部分介入手術(shù)，創(chuàng)造了全球首例神經(jīng)血管取栓、濾器植入及取出和主動脈支架植入3項動物試驗。上海長海醫(yī)院使用ALLVAS?手術(shù)機器人于2021年8月完成了世界首例胸主動脈瘤機器人腔內(nèi)修復(fù)術(shù)和腹主動脈瘤機器人腔內(nèi)修復(fù)術(shù)[52]，并于2021年11月完成世界首例下肢動脈機器人支架成形術(shù)[53]。魯班手術(shù)機器人通過直推式非固連傳動技術(shù)、大扭矩無損導(dǎo)絲遞送技術(shù)、柔順雙四爪卡式機構(gòu)，大幅度提升了導(dǎo)絲操控的扭力，實現(xiàn)了無菌隔離非固聯(lián)傳動、同構(gòu)式多器械協(xié)同管絲遞送等多項微創(chuàng)介入手術(shù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)突破。北京天壇醫(yī)院于2019年11月使用 魯班 手術(shù)機器人完成國內(nèi)首例機器人輔助全腦血管造影手術(shù)[54]。Flash Robot機器人實現(xiàn)了自動化的手術(shù)穿刺（視覺定位穿刺）、造影（造影引導(dǎo)推送）、診斷（快速功能學(xué)診斷）、通路建設(shè)（介入通道構(gòu)建）、手術(shù)導(dǎo)航指導(dǎo)和術(shù)后評估管理全流程操作[55]。

5.2 心臟電生理治療手術(shù)機器人

5.2.1 國外心臟電生理治療手術(shù)機器人

Genesis RMN手術(shù)機器人由兩個控制磁場的機器人組成，手術(shù)過程中在DSA的影像引導(dǎo)下，醫(yī)生使用直觀的計算機界面來調(diào)整磁場，進行導(dǎo)管的引導(dǎo)和定位，提高了柔性磁導(dǎo)管插入的安全性和準確性[56]。

5.2.2 國內(nèi)心臟電生理治療手術(shù)機器人

拉斐羅手術(shù)機器人通過心臟自動導(dǎo)航技術(shù)，以心臟為中心施加可變磁場，將柔性磁導(dǎo)管放入心臟腔室后進行精確的立體定位，能夠精準標測和消融心律失常病灶，并可大幅降低單臺手術(shù)的耗材成本[57]。

目前尚未有泛血管手術(shù)機器人獲得我國NMPA批準。多款國產(chǎn)血管介入手術(shù)機器人正處于研發(fā)階段，正朝著平臺開放性和通用性方向發(fā)展。泛血管手術(shù)機器人核心功能是通過功能圖像定位、引導(dǎo)，實現(xiàn)準確識別定位，通過操作裝置和推進裝置控制導(dǎo)管導(dǎo)絲多種微創(chuàng)器械準確完成醫(yī)生的動作操作，實現(xiàn)精細化手術(shù)。泛血管的手術(shù)機器人除同樣存在成本高昂、體積大、缺乏觸覺反饋等缺點外，還需克服兼容輸送多種類型導(dǎo)管導(dǎo)絲及人工手術(shù)操作與機器人手術(shù)操作器械適用性的差別。泛血管手術(shù)機器人的操作對象是血管，血管壁易破裂，僅依靠圖像成像難以判斷施加在血管壁上力的大小，容易造成血管壁破裂，需要解決力的準確測量和傳導(dǎo)兩個難題。

6 ?？剖中g(shù)機器人

口腔、耳鼻喉和眼科?？频氖中g(shù)操作具有一定特殊性，且受需求市場的限制，目前?？剖中g(shù)機器人技術(shù)相對不成熟，應(yīng)用范圍不廣，發(fā)展比較緩慢。本節(jié)主要報道7款?？剖中g(shù)機器人（見表5）。

表5 ?？剖中g(shù)機器人代表產(chǎn)品Tab.5 Representative products of specialized surgical robots

6.1 種植牙手術(shù)機器人

6.1.1 國外種植牙手術(shù)機器人

Yomi手術(shù)機器人通過軟件進行術(shù)前規(guī)劃，利用物理和觸覺引導(dǎo)，在術(shù)中提供手術(shù)器械的導(dǎo)航，不需要使用手術(shù)導(dǎo)板，可實現(xiàn)準確規(guī)劃和放置牙種植體，能夠有效防止鉆過預(yù)先計劃的深度，以避開危險的解剖結(jié)構(gòu)，大幅提高種植手術(shù)的精確度、靈活性和安全性[58]。

6.1.2 國內(nèi)種植牙手術(shù)機器人

瑞醫(yī)博種植牙手術(shù)機器人由機械臂、手術(shù)導(dǎo)航軟件、光學(xué)跟蹤定位儀、專用儀器車、定位導(dǎo)板、手機定位板、鉆頭標定板和探針組成[59]（見圖6），精度誤差控制在1e 和0.5 mm以內(nèi)，能夠精準完成口腔種植手術(shù)[60]。北京協(xié)和醫(yī)院于2021年11月使用瑞醫(yī)博手術(shù)機器人完成全球首例光學(xué)導(dǎo)航機器人輔助全口無牙頜種植及數(shù)字化即刻修復(fù)手術(shù)[61]。DRS0605-FT250種植牙手術(shù)機器人核心技術(shù)包括空間映射、手術(shù)路徑規(guī)劃和手術(shù)路徑定位，具有種牙手術(shù)視覺導(dǎo)航的配準方法及電子設(shè)備、種植手機夾持裝置、口腔種植手術(shù)定位裝置，能夠按照設(shè)定程序在患者口腔內(nèi)進行自主操作[62]。

圖6 瑞醫(yī)博種植牙手術(shù)機器人組成[59]Fig.6 Composition of Remebot dental implant surgical robot

6.2 人工耳蝸植入手術(shù)機器人

RobOtol手術(shù)機器人（見圖7）具有主從協(xié)作式的多自由度耳科領(lǐng)域的多功能平臺，能夠?qū)㈦姌O以最佳的角度緩慢無震顫植入，避免損傷面部神經(jīng)。上海市第九人民醫(yī)院使用RobOtol手術(shù)機器人于2019年11月完成國內(nèi)首例手術(shù)機器人輔助人工耳蝸植入手術(shù)[63]。HEARO手術(shù)機器人主要包括規(guī)劃軟件、導(dǎo)航系統(tǒng)、患者頭部固定裝置、規(guī)劃軟件和手術(shù)操作系統(tǒng)，在醫(yī)學(xué)影像引導(dǎo)下，具有較高的自動化程度[64]。iotaSOFT人工耳蝸植入機器人主要用于協(xié)助醫(yī)生在人工耳蝸植入手術(shù)中控制電極陣列插入速度，可有效提高手術(shù)操作的穩(wěn)定性和定位精度[65]。

圖7 RobOtol手術(shù)機器人[63]Fig.7 RobOtol surgical robot

6.3 眼科手術(shù)機器人

ORYOM手術(shù)機器人主要用于治療各種眼科疾病，包括白內(nèi)障、青光眼、視網(wǎng)膜下分娩和視網(wǎng)膜疾病。該機器人具有 14個微型自由度，能夠執(zhí)行精細任務(wù)，精確度是人手的10倍，可提供亞毫米級的精確度，混合運動結(jié)構(gòu)允許到達人眼內(nèi)的任何點[66]。

目前有種植牙機器人獲我國NMPA批準集中在種植牙手術(shù)機器人，尚未有人工耳蝸手術(shù)機器人和眼科手術(shù)機器人獲我國NMPA批準。種植牙手術(shù)機器人的核心功能在于圖像定位、引導(dǎo)和手術(shù)路徑規(guī)劃。人工耳蝸手術(shù)機器人核心功能精準穩(wěn)定控制植入電極，對微型機械控制精度要求極高；眼科手術(shù)機器人核心功能在于高精度的顯微操作。

7 結(jié)語

本綜述共報道39款手術(shù)機器人代表產(chǎn)品，目前17款獲得我國NMPA批準。腔鏡手術(shù)機器人、骨科手術(shù)機器人和神經(jīng)外科手術(shù)機器人發(fā)展較早和較快，技術(shù)相對成熟，國內(nèi)外均有產(chǎn)品獲我國NMPA批準。血管介入手術(shù)機器人和心臟電生理治療手術(shù)機器人起步較晚，但發(fā)展很快，很多產(chǎn)品正處于研發(fā)或申報批準流程，目前國內(nèi)外暫未有產(chǎn)品獲我國NMPA批準。?？剖中g(shù)機器人由于技術(shù)操作的特殊性和受需求市場的限制，目前技術(shù)相對不成熟，應(yīng)用范圍不廣，發(fā)展比較緩慢。手術(shù)機器人國外生產(chǎn)企業(yè)主要集中在歐美等發(fā)達國家。我國手術(shù)機器人起步較晚，但近年來隨著新技術(shù)的進步、國家政策的支持和臨床需求的增加，國產(chǎn)手術(shù)機器人正快速發(fā)展。

現(xiàn)階段手術(shù)機器人手術(shù)普遍存在成本高昂、缺乏觸覺反饋（力反饋）、便捷性差的缺點。未來手術(shù)機器人須進一步朝著智能化、微型化、開放化、遠程化和低成本化發(fā)展[67]。智能化，主要研究各種高精度反饋和預(yù)警系統(tǒng)，提高手術(shù)機器人視覺 和 觸覺 的靈敏性，并結(jié)合人工智能技術(shù)開發(fā)手術(shù)機器人的思考能力，由半自主式向全自主式發(fā)展。微型化，主要是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少對空間的占用，增強使用的便捷性。遠程化，是將遠程人機通信與人機協(xié)作技術(shù)相結(jié)合，并融入遠程操控的虛擬現(xiàn)實技術(shù)和臨場感技術(shù)，提高遠程化操作的實時性和精確性。開放化，是系統(tǒng)要兼容多種器械，減少配套專用器械的依賴，加強對能使用現(xiàn)有器械為基礎(chǔ)的手術(shù)機器人研究，減少為兼容手術(shù)機器人而開發(fā)新型器械，縮短研發(fā)周期和醫(yī)生學(xué)習周期。低成本化，是要降低生產(chǎn)成本和使用成本，加快臨床普及推廣。

腔鏡手術(shù)機器人、經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人、人工耳蝸手術(shù)機器人和眼科手術(shù)機器人將來可通過在操作器械末端應(yīng)用位置跟蹤技術(shù)，并結(jié)合導(dǎo)航定位系統(tǒng)，實時測量顯示器械與手術(shù)靶點的精準距離[12]。骨科機器人、神經(jīng)外科手術(shù)機器人和種植牙手術(shù)機器人將來通過混合現(xiàn)實技術(shù)，將患者虛擬數(shù)字模型與患者病變部位完全重疊在一起，轉(zhuǎn)化為高維度 透視 手術(shù)區(qū)域[68]，通過人工智能大數(shù)據(jù)分析逐步讓手術(shù)機器人學(xué)會思考，學(xué)會自主精準導(dǎo)航和規(guī)劃手術(shù)路徑。泛血管手術(shù)機器人主要優(yōu)勢集中在同步協(xié)調(diào)功能方面，將來需要解決觸覺反饋（力反饋）面臨力的準確測量和傳導(dǎo)兩個難題，進一步提高觸覺力反饋的敏感性，并拓寬輸送多種類型導(dǎo)管導(dǎo)絲的兼容性[69]。