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一个计量单位里的创新力|1毫米精准控制造就机器人巧“手”

新华社北京6月11日电(记者张漫子 王皓然)《经济参考报》6月11日刊发文章《一个计量单位里的创新力|1毫米精准控制造就机器人巧“手”》。文章称,机器人的“手”能有多“巧”?手术室里,一支3D高清电子内窥镜和三支弯转自如、运动灵活的蛇形手术器械“手”,从一个2.5厘米直径的小口中伸入,切割、缝合,一气呵成完成腹腔镜手术,操作延时小于80毫秒。

这只每秒钟可实现千次“亚毫米级”手术精准控制的“手”的背后,是北京术锐机器人股份有限公司(以下简称“术锐”)历经数年自主研发的超700项知识产权及申请。更加“快、稳、准”的技术令手术机器人的商业应用前景更加广阔。

走进术锐的机器人生产车间,一台长有灵活机械臂的手术机器人吸引了记者的目光。它正在表演“徒手剥蛋”:一枚直径2至3厘米的生鹌鹑蛋蛋壳厚度约为0.17毫米,手术机器人正在轻松将蛋壳剥离,薄如蝉翼的蛋膜与之紧密贴合,却丝毫未破。

“这支蛇形臂是手术机器人的一部分,它拥有可大角度灵活弯转的蛇形手术臂,伸出来7厘米即可展开工作,能够灵活地在狭小空间内完成高难度、高精准度的手术。”术锐副总经理胡慧慧告诉记者,这是我国首款也是目前唯一一款能够同时覆盖泌尿外科和妇科腹腔镜手术操作的多科室单孔腔镜手术机器人,有效填补了国内空白。

手术机器人被称为机器人产业皇冠上的明珠。当前,手术机器人替代传统手术是全球医疗领域朝“高、精、尖”攀登的一大趋势,它高度精确的手术操作能力,更有利于医生进行精准的切割和缝合。

“比起4-6个多孔,单孔意味着只在皮肤上开一个不到3厘米的小口子来执行复杂的腹腔镜手术,因此单孔手术机器人研制难度极高。”术锐创始人、上海交通大学教授徐凯告诉记者,很长一段时间,国内对单孔手术机器人的研究还只停留在概念层面,并未研究出实物。

从“概念”到“实物”,这条创新路,术锐走了数年。

“尽管2009年我们已经在实验室里做出了单孔机器人样机,但这个技术当时仍有一些缺陷,蛇形手术工具结构的可靠性差,负载能力弱。”徐凯说,在尝试了无数种解决可靠性和负载能力问题的方案之后,最终实现了技术上的重大突破。

“我们独创的蛇形手术操作臂中有十余根超弹性镍钛合金细杆从头至尾贯穿,每根细杆均可承受推力和拉力。打个比方,其他手术机器人驱动一个关节,像一个人用一根绳子拉车,只能拉不能推。我们的产品,像是前面有几个人用绳子拉车,后面还有几个人在推车。因此在同样直径下,我们的结构负载力更强。”徐凯说,蛇形手术操作臂也可实现弯转方向和角度的精准控制,即使单一细杆断裂也不影响整体运动,大幅提升了臂体的可靠性。

现在,机器人的蛇形3D内窥镜和手术操作臂能够自单孔进入人体,在患者体内进行全方位、大范围的运动,兼顾高负载力和精细操控能力。

据了解,这款单孔腔镜手术机器人目前已提出全球知识产权申请700余项,其中已授权知识产权近400项,拥有完全自主知识产权。近日,它又成功完成一次远程手术。位于上海的海军军医大学第一附属医院泌尿外科王林辉教授团队通过5G与远在2400余公里外的一家医院连线,成功实施一次单孔的辅助腹腔镜左侧肾囊肿去顶减压术。

作为微创外科手术革命性的创新成果,随着技术的日益成熟,手术机器人的市场规模正在不断扩大。赛迪顾问医药健康产业研究中心分析师王旭表示,2023年全球手术机器人市场规模达180亿美元,其中中国手术机器人市场规模为15亿美元,在全球占比为8.3%。预计到2030年中国手术机器人市场规模将达到100亿美元,在全球占比将提高至12.2%。

“把千千万万的产品卖出去,并且能够在手术室里安全使用,这是个容不得半点马虎的挑战。”徐凯说:“腔镜手术机器人是手术机器人最大细分市场,下一步,我们将朝着更精准、更敏捷、更稳定的技术高峰发起挑战。”

[责任编辑:邢俊清]

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