手術機器人:全球技術發展迅猛國內研發百花齊放

2018-08-19 13:12 銳景視訊采集于來源網絡

原標題:想了解手術機器人的發展現狀及專利布局情況?看這里

手術機器人:全球技術發展迅猛國內研發百花齊放

編者按:手術機器人不同于傳統的手術概念,它是一種革命性的外科手術工具,通過外科醫生遠離手術臺操作相關機器系統,從而很好地為人體進行相關手術。利用該機器人做手術時,醫生不用碰觸患者。本文中,作者對手術機器人的發展現狀及專利布局情況進行了介紹和分析,一起來看看。

隨著"互聯網+"和《中國制造2025規劃》的發布,我國已逐步將機器人和智能制造納入國家科技創新的重點發展領域,而在醫療領域近幾年熱度非凡的手術機器人則被稱為機器人產業皇冠上的明珠。

手術機器人不同于傳統的手術概念,它是一種革命性的外科手術工具,通過外科醫生遠離手術臺操作相關機器系統,從而很好地為人體進行相關手術。利用該機器人做手術時,醫生不用碰觸患者,一旦病人操作位置被確定,裝有攝像機或其它外科工具的機械臂將實施切斷、止血及縫合等,醫生通常只需坐在手術室的控制臺上,實行遠程觀測和控制機械臂進行相關手術即可。本文中,作者將對手術機器人的發展現狀及專利布局情況進行分析。

全球技術發展迅猛

1985年,美國洛杉磯醫院的醫生采用PUMA560工業機器人完成了機器人輔助定位的神經外科腦部活檢手術,這也是手術機器人最初的發展雛形和探索。1987年,美國ISS公司推出了NeurMate機器人系統,采用機械臂和立體定位架來完成神經外科立體定向手術中的導向定位。1992年,該公司在傳統工業機器人技術的基礎上開發并推出了ROBODOC機器人系統,用于完成髖關節整體置換、修復和膝關節置換等手術。

1994年,美國Computer Motion公司研制了第一臺用于輔助微創手術的內窺鏡手術系統,這也是第一臺真正意義上的外科手術機器人,命名為伊索系統。隨后Computer Motion公司在伊索系統的基礎上,研發了經典的主從手術機器人系統,即宙斯系統。

幾乎在伊索系統、宙斯系統研發的同一時期,斯坦福研究院等醫療機構發明了一種遠程手術系統SRI System,這也成為了后來"達芬奇"外科手術機器人系統的原型。隨后,經過一步步的改造和更迭,1999年,Intuitive Surgical發布達芬奇外科手術機器人系統,并獲得歐洲CE市場認證,并于2000年7月被美國食品藥品監督管理局(FDA)正式批準投入使用。

目前,達芬奇外科手術機器人已發展到第四代,處于世界手術機器人產業的領先地位。自2000年起,達芬奇機器人已經實施了超過400萬例微創手術,也就是說每42秒,世界上的某個角落就有達芬奇機器人進行了一臺微創手術。

國內研發百花齊放

與國外研究相比,國內對手術機器人的研發起步相對較晚,但目前也取得了一些實質性突破。

2002年,天津大學與南開大學及天津醫院合作研制了顯微外科手術機器人輔助系統RAMS,可以進行基本的輔助夾持操作;2004 年開始研發用于顯微外科手術的"妙手"系列機器人,前后經歷了妙手I、II、III 和S 代,代表了國內顯微外科手術機器人的最高水平。

2009 年,中國人民解放軍海軍總醫院、北京航空航天大學機器人研究所等醫療院所合作完成了我國首例微創血管介入手術機器人的動物實驗,并在此基礎上推出微創血管介入手術機器人VIR。

盡管市場上達芬奇手術機器人占據壟斷的地位,然而在技術層面上,它已經不再是手術機器人中的佼佼者,國內外眾多實力雄厚的公司正在向其發起挑戰。

Alphabet公司和醫藥巨頭強生聯合成立了一個名為Verb Surgical的公司,其研制的Verb機器人在體積、使用安全性和價格等方面均優于達芬奇機器人。

Stryker公司開發的MAKO機械臂手術輔助系統,主要應用于膝關節單踝置換術和全膝關節成形術,它可以在術中實時進行調整,在切開身體組織前允許進行更多膝關節與軟組織平衡之間的修正,還可以為置入物的定位、腿的長度以及置入物的偏移情況提供精確數據,更可以單獨為髖關節手術平臺提供擴展。此外,國產手術機器人生產商以下列四家企業較為領先:北京柏惠維康科技有限公司、北京天智航醫療科技股份有限公司、妙手機器人科技集團及重慶金山科技有限公司。

從專利申請量來看,近5年內全球范圍有關手術機器人的專利申請量持續保持穩步增長,表明該領域的技術研發和專利申請均相當活躍;美國在該技術領域發展領先,其它國家難以望其項背。雖然我國起步較晚,但隨著近年來國家對醫療器械行業的鼓勵和扶植,該領域的專利申請量也大幅提升,相關專利申請人主要集中在高校,手術機器人技術可依托高校實現快速發展。

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