一、手術(shù)機(jī)器人的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
首先，從視覺(jué)上手術(shù)機(jī)器人可以提供高清三維的手術(shù)視野。手術(shù)機(jī)器人的內(nèi)窺鏡為高分辨率三維（3D）鏡頭，能夠超越人眼的局限，為主刀醫(yī)生帶來(lái)患者體腔內(nèi)三維立體高清影像，對(duì)手術(shù)視野具有很好好的放大作用。第二，從操作上可以實(shí)現(xiàn)超越人手的靈活度和精確度。人手上下翻轉(zhuǎn)角度最多180度，而機(jī)器人的手腕可以自由旋轉(zhuǎn)540度，能夠在狹窄的人體胸腔、盆腔中自由彎曲、旋轉(zhuǎn)，實(shí)施抓持、切割、縫合、打結(jié)等動(dòng)作，同時(shí)能濾除不必要的人手顫動(dòng)，非常適合在人手不能觸及的狹小空間內(nèi)進(jìn)行精細(xì)的手術(shù)操作。第三，減少醫(yī)生的暴露和感染風(fēng)險(xiǎn)。利用機(jī)器人及其機(jī)械臂實(shí)施的外科手術(shù)可以避免主刀醫(yī)生和患者及手術(shù)臺(tái)的直接接觸，而醫(yī)生通常在無(wú)菌隔離區(qū)之外的空間對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制并實(shí)施手術(shù)。因此，這就減少了手術(shù)中影像設(shè)備的使用對(duì)醫(yī)生造成的輻射危害，以及由于與患者直接接觸造成的感染（如乙肝、艾滋病等）風(fēng)險(xiǎn)，防范病毒以血液和體液方式傳播，進(jìn)而保障醫(yī)生安全。
二、應(yīng)用場(chǎng)景趨勢(shì)
傳統(tǒng)的外科手術(shù)是醫(yī)生使用醫(yī)療器械直接對(duì)病人的身體病灶進(jìn)行切除、縫合等操作，從而達(dá)到除去病變組織、修復(fù)損傷、移植器官、改善機(jī)能和形態(tài)等目的。由于一些傳統(tǒng)開(kāi)放式手術(shù)的創(chuàng)面大、傷口長(zhǎng)、人體肌肉等組織需要被切斷，從而增加了患者的出血量和感染及術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，患者需要承受巨大的痛苦。而借助手術(shù)機(jī)器人完成的外科手術(shù)可以很大程度地縮小創(chuàng)口、提高手術(shù)精確度、縮短手術(shù)時(shí)間，從而減少患者痛苦并降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，這是手術(shù)機(jī)器人出現(xiàn)的最重要目的。
機(jī)器人輔助完成的外科手術(shù)量持續(xù)高速增長(zhǎng)。雖然目前全球只有2%的手術(shù)是借助手術(shù)機(jī)器人完成，但是隨著手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的不斷成熟、適應(yīng)癥的不斷增加以及治療成本的降低，近年來(lái)越來(lái)越多的手術(shù)機(jī)器人被應(yīng)用于外科手術(shù)中。
以當(dāng)今世界應(yīng)用最廣、全球市占率超過(guò)60%的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為例，自2012至2019年“達(dá)芬奇”在全球完成的手術(shù)量逐年增加，年度復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)15%，2019年完成手術(shù)超過(guò)120萬(wàn)例，同比增長(zhǎng)18.51%。截至2019年年底，“達(dá)芬奇”全球累計(jì)完成的手術(shù)量已經(jīng)超過(guò)720萬(wàn)例。在中國(guó)“達(dá)芬奇”的完成的手術(shù)量增速更快。2006年北京301醫(yī)院引進(jìn)第一臺(tái)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人，2015年以后進(jìn)入增量爆發(fā)期，年度手術(shù)量超過(guò)萬(wàn)例并持續(xù)增加，自2012至2019年“達(dá)芬奇”在我國(guó)完成的手術(shù)量逐年增加，年度復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)60%，2019年完成手術(shù)量約4萬(wàn)例，截至2019年年底，“達(dá)芬奇”在我國(guó)累計(jì)完成的手術(shù)量已經(jīng)超過(guò)13萬(wàn)例。
圖：2012至2019年達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)累計(jì)完成的手術(shù)量情況
數(shù)據(jù)來(lái)源：藥鏈圈根據(jù)公開(kāi)資料整理
另一方面，手術(shù)機(jī)器人輔助完成的手術(shù)量增速遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)外科手術(shù)增速。2008年至2016年，我國(guó)傳統(tǒng)外科手術(shù)的年度復(fù)合增長(zhǎng)率約為11%，同期“達(dá)芬奇”完成的手術(shù)量復(fù)合增速已經(jīng)超過(guò)80%，因此從應(yīng)用場(chǎng)景上看我國(guó)手術(shù)機(jī)器人的市場(chǎng)空間很大。
三、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
（一）力觸覺(jué)反饋
在傳統(tǒng)外科手術(shù)中，醫(yī)生可以接觸組織，通過(guò)皮膚直接感知到力和觸覺(jué)從而決定給組織和器官施加的力，這種觸覺(jué)交互信息（包括力和觸覺(jué)）使醫(yī)生能夠?qū)Σ∪说慕M織進(jìn)行力度精確的操作。從功能上看，首先，力反饋觸覺(jué)能夠幫助醫(yī)生直觀快速地識(shí)別出病變組織和器官，比如通過(guò)觸摸能夠識(shí)別出有腫瘤/腫塊或者鈣化的心血管。第二，可以保證器械和組織的接觸力，比如在進(jìn)行鈍化切割和縫合的時(shí)候能夠避免損傷組織和重要器官，同時(shí)也可以避免由于用力過(guò)大造成的縫合處的二次損傷。
而在機(jī)器人輔助手術(shù)中，手術(shù)機(jī)器人通常要依靠傳感器系統(tǒng)（包括視覺(jué)、觸覺(jué)、溫度、聽(tīng)覺(jué)反饋等）來(lái)感知外部環(huán)境信息，并進(jìn)行后續(xù)的分析和行動(dòng)，因此在使用機(jī)械臂的間接操作下，醫(yī)生就同時(shí)損失了觸覺(jué)反饋和力反饋。當(dāng)前，普遍應(yīng)用于操作類手術(shù)機(jī)器人的反饋系統(tǒng)多為視覺(jué)反饋系統(tǒng)，外科醫(yī)生需要通過(guò)分析視覺(jué)信息，來(lái)實(shí)時(shí)判斷器械對(duì)組織的作用力以及其他組織特征，這種對(duì)力觸覺(jué)替代的感覺(jué)替代方案并沒(méi)有直接力反饋那么有效，會(huì)在一定程度上影響手術(shù)的實(shí)施效率。因此，力觸覺(jué)反饋系統(tǒng)是機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)方向。
手術(shù)機(jī)器人的“力觸覺(jué)反饋系統(tǒng)”包含力反饋系統(tǒng)和觸覺(jué)反饋。力反饋系統(tǒng)是指醫(yī)生操作手術(shù)臂時(shí)，通過(guò)器械末端的力傳感器，感受器械所處位置及作用于組織上的力，并將其以電流的形式進(jìn)行模擬和傳導(dǎo)，之后再將力覺(jué)信息再現(xiàn)、并傳遞給醫(yī)生。觸覺(jué)反饋是指機(jī)械臂作用于組織時(shí)，觸覺(jué)傳感器能夠感受到組織表面的信息（例如組織順應(yīng)性、硬度、質(zhì)地、溫度等），并將這些信息反饋給醫(yī)生，從而使醫(yī)生獲得對(duì)于組織的真實(shí)感覺(jué)，并能夠?qū)Ξ惓＝M織做出判斷及操作。
從上市產(chǎn)品上看，F(xiàn)DA于近日批準(zhǔn)上市的TransEnterix公司的新一代微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人“超敏”Senhance就具有作用力反饋感觸覺(jué)?！俺簟睓C(jī)器人能夠根據(jù)手術(shù)的組織或器官硬度反饋給醫(yī)生調(diào)整操作手臂的力度，這是目前該產(chǎn)品相較于“達(dá)芬奇”機(jī)器人的重要技術(shù)突破之一。
（二）單孔或自然腔道手術(shù)機(jī)器人
當(dāng)前以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為代表的手術(shù)機(jī)器人在少數(shù)實(shí)施中仍需要在病人身上開(kāi)多個(gè)創(chuàng)口，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間雖比普通手術(shù)短，但仍比單創(chuàng)口的手術(shù)創(chuàng)傷大。然而，單孔手術(shù)機(jī)器人可以將原來(lái)的多個(gè)操作孔減少至僅一個(gè)大約3厘米左右的切口，避免多操作臂碰撞及其復(fù)雜的術(shù)前擺位，簡(jiǎn)化手術(shù)流程，進(jìn)而減少病人麻醉時(shí)間及出血量，對(duì)患者損傷小、恢復(fù)快，能夠同時(shí)提高術(shù)中的安全性及縮短術(shù)后的恢復(fù)時(shí)間。此外，單孔手術(shù)機(jī)器人要比多孔機(jī)器人更加集成、也更加緊湊，對(duì)于手術(shù)室的空間要求也會(huì)降低。
圖：精鋒醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人
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