從1985年美國工業(yè)機器人手臂PUMA 560完成了歷史上首次機器人手術(shù)開始，手術(shù)機器人就作為一種精密醫(yī)療器械逐漸應(yīng)用于臨床中，成為醫(yī)生手與眼的延伸，在手術(shù)中輔助醫(yī)生完成精細操作。手術(shù)機器人可以在狹小的手術(shù)部位實現(xiàn)人類能力范圍以外的精準(zhǔn)手術(shù)器械操控，其應(yīng)用是手術(shù)向微創(chuàng)精準(zhǔn)化方向發(fā)展的必然趨勢。

近期，隨著國產(chǎn)手術(shù)機器人走向市場，以及《“十四五”醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》為手術(shù)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展再次吹起東風(fēng)，手術(shù)機器人成為醫(yī)療器械行業(yè)重點關(guān)注對象。

支持政策頻頻出臺 國產(chǎn)手術(shù)機器人實現(xiàn)“落地”

我國手術(shù)機器人行業(yè)起步較晚，不僅市場處于發(fā)展初期，產(chǎn)品也大多仍在研發(fā)過程中。近年來我國出臺一系列政策，將手術(shù)機器人列為重點支持方向。如2021年12月21日發(fā)布的《“十四五”醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》就明確指出要“攻關(guān)智能手術(shù)機器人，加快突破快速圖像配準(zhǔn)、高精度定位、智能人機交互、多自由度精準(zhǔn)控制等關(guān)鍵技術(shù)”。

在政策支持下，國產(chǎn)手術(shù)機器人技術(shù)取得顯著突破，上市進程明顯加快。2021年2月，天智航“天璣2.0”骨科手術(shù)機器人獲批上市；10月，威高“妙手-S”腔鏡手術(shù)機器人獲批上市；2022年1月微創(chuàng)“圖邁”獲批，成為繼威高妙手后第二款國產(chǎn)腔鏡手術(shù)機器人。兩款國產(chǎn)腔鏡手術(shù)機器人成果進入市場，打破了美國直覺外科“達芬奇”手術(shù)機器人的壟斷地位，為市場帶來更多選擇。

光學(xué)技術(shù) 不止看得更清晰

手術(shù)機器人的主要組成部分包括手術(shù)控制臺、配備機械臂的手術(shù)車及視像系統(tǒng)。外科醫(yī)生坐在手術(shù)控制臺，觀看由放置在患者體內(nèi)的腔鏡傳輸?shù)氖中g(shù)部位三維影像，并操控機械臂、手術(shù)器械及腔鏡的移動。

機械臂作為手的延伸，不但可以復(fù)制雙手的活動，而且還過濾了人手本身的震顫，提高手術(shù)操作的流暢度和精準(zhǔn)度。而視像系統(tǒng)是眼的延伸，不僅為醫(yī)生提供三維高清圖像，同時還有數(shù)字變焦功能，使醫(yī)生能夠流暢地放大視野。如“妙手”機器人的“立體圖像顯示窗口”利用探視鏡頭在提供三維立體高清圖像的同時可以將手術(shù)視野放大數(shù)倍，可以幫助醫(yī)生突破人體極限。

除了三維醫(yī)學(xué)影像重建之外，光學(xué)技術(shù)在手術(shù)機器人中的應(yīng)用還有醫(yī)學(xué)影像定位導(dǎo)航功能。手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)通過基于二維透視圖像或者三維重建圖像的空間定位算法實現(xiàn)空間定位，幫助醫(yī)生精準(zhǔn)定位病灶區(qū)域位置和方向，提高手術(shù)精度。光學(xué)導(dǎo)航是常見的導(dǎo)航方法，基于光學(xué)定位系統(tǒng)對并聯(lián)機器人與患者進行位置和姿態(tài)的標(biāo)定，得到“圖像-患者-機器人”三者之間的位置和姿態(tài)關(guān)系，幫助醫(yī)生控制并聯(lián)機器人完成虛擬手術(shù)操作。光學(xué)定位系統(tǒng)通常包含反光球、光學(xué)定位儀等。

5G與AR/VR 智能技術(shù)帶來新可能

隨著5G技術(shù)的興起，基于低延時網(wǎng)絡(luò)的遠程操作成為可能。手術(shù)機器人與5G也有良好的結(jié)合空間。在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，醫(yī)學(xué)遠程會診可以從傳統(tǒng)的視頻、圖片等二維呈現(xiàn)方式轉(zhuǎn)化為三維立體視覺呈現(xiàn)方式，實現(xiàn)患者病灶部位全息投影成像。同時通過邊緣部署將網(wǎng)絡(luò)延遲降到最低，5G技術(shù)可以實現(xiàn)醫(yī)生與機器人的“實時”同步操作，讓醫(yī)生可以為幾千公里之外的病人實施手術(shù)。

三維立體視覺則可以通過AR/VR/MR技術(shù)實現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)結(jié)合5G的遠程醫(yī)療案例在前幾年就已經(jīng)掀起熱潮。早在2015年，微軟就推出了可穿戴式AR設(shè)備HoloLens，總部位于德國柏林的Scopis推出全息導(dǎo)航平臺，利用Hololens頭顯為外科手術(shù)提供更精確和快速的手術(shù)引導(dǎo)。而在國內(nèi)，深圳市人民醫(yī)院于2019年3月12日利用5G通過AR/VR技術(shù)成功實施了一例肝膽外科手術(shù)。清華大學(xué)長庚醫(yī)院董家鴻院士在北京給深圳市人民醫(yī)院肝膽胰外科鮑世韻手術(shù)團隊進行精準(zhǔn)指導(dǎo)，共同完成該例AR/VR+5G協(xié)同遠程手術(shù)。

通過5G+AR/VR/MR的結(jié)合實現(xiàn)遠程手術(shù)是手術(shù)機器人未來的發(fā)展方向，高清近眼顯示技術(shù)將成為一大重點。裸眼3D顯示、雙眼分視、微型發(fā)光二極管（Micro-LED）顯示等技術(shù)正隨著AR/VR技術(shù)的大熱而快速發(fā)展，“元宇宙”概念的升溫更是將AR/VR硬件推向高潮。而當(dāng)技術(shù)突破應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，手術(shù)機器人也將獲得飛躍式進步。

手術(shù)機器人進入黃金賽道

雖然目前國內(nèi)手術(shù)機器人的市場滲透率較低，但是市場發(fā)展火熱。近幾月有多家專注開發(fā)手術(shù)機器人的公司完成融資，其中不乏數(shù)億級以上的A輪或B輪融資，相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示2021年手術(shù)機器人總?cè)谫Y金額超過30億元。同時，手術(shù)機器人的市場規(guī)模也在快速擴大，根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，預(yù)期未來國內(nèi)手術(shù)機器人市場將以44.3%的復(fù)合年增長率快速增長，于2026年達到38.4億美元。而國產(chǎn)手術(shù)機器人的接連獲批上市也使國內(nèi)企業(yè)能分到這塊蛋糕。

更多光學(xué)技術(shù)，盡在慕尼黑上海光博會

光學(xué)技術(shù)作為手術(shù)機器人的核心技術(shù)之一，在國產(chǎn)手術(shù)機器人的發(fā)展中至關(guān)重要。2022年7月13-15日，第十七屆慕尼黑上海光博會將在國家會展中心（上海）舉辦，展會就將匯聚來自光電子領(lǐng)域的重要企業(yè)，展會將集中展示激光智能制造、激光器與光電子、光學(xué)與光學(xué)制造、檢測與質(zhì)量控制（含紅外技術(shù)與應(yīng)用產(chǎn)品特色展示）以及成像與機器視覺六大主題領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品及應(yīng)用解決方案。

作為行業(yè)內(nèi)知名的光學(xué)盛會，光學(xué)與光學(xué)制造展區(qū)也將結(jié)合當(dāng)下行業(yè)發(fā)展趨勢，展品涵蓋光學(xué)材料、元器件、鏡頭組件、整機儀器、鏡頭與攝像等各類光學(xué)產(chǎn)品、設(shè)備與技術(shù)。

更有索雷博、普愛納米、賀利氏、艾羅德克、艾特蒙特、小原光學(xué)、舜宇、長光所、成都光明、力陽、芬創(chuàng)、海洋光學(xué)、牛津儀器、如海、斯泰必魯斯、中科創(chuàng)星、福晶、永新、福特科、華科、激埃特、湖南戴斯、乾曜、東隆、萊特巴斯、首量、昊量、海創(chuàng)、卓立漢光、芯明天、全歐、三英等各悉數(shù)到場，為您帶來一場行業(yè)新知的視覺盛宴！

同時，在檢測與質(zhì)量控制展區(qū)將展出各類質(zhì)量檢測和過程控制所需的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)，包括光學(xué)特性測量、光學(xué)測量技術(shù)及儀器、光學(xué)傳感器、光學(xué)檢測系統(tǒng)應(yīng)用、激光輔助測試測量系統(tǒng)等，優(yōu)質(zhì)展商齊聚，其中包括：濱松、三豐、蔡司、雷尼紹、馬波斯、海德漢、馬爾、柯尼卡美能達、Instrument System、Ademsy、Sensofar、小坂、米銥、日立、堀場、蘇黎世儀器、米銥、奧智品、施泰力、STIL、西努、中圖儀器、臺超、中智科儀、比爾茨、前哨等知名展商帶來各自的創(chuàng)新技術(shù)與產(chǎn)品。

2022展位預(yù)定火熱進行中，讓更多從業(yè)者了解最新的創(chuàng)新技術(shù)及成果，共同探討行業(yè)新趨勢。鐳sir期待您的加入！

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