一、手術(shù)機器人的臨床應(yīng)用優(yōu)勢
首先，從視覺上手術(shù)機器人可以提供高清三維的手術(shù)視野。手術(shù)機器人的內(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)生帶來患者體腔內(nèi)三維立體高清影像，對手術(shù)視野具有很好好的放大作用。第二，從操作上可以實現(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)，實施抓持、切割、縫合、打結(jié)等動作，同時能濾除不必要的人手顫動，非常適合在人手不能觸及的狹小空間內(nèi)進行精細的手術(shù)操作。第三，減少醫(yī)生的暴露和感染風險。利用機器人及其機械臂實施的外科手術(shù)可以避免主刀醫(yī)生和患者及手術(shù)臺的直接接觸，而醫(yī)生通常在無菌隔離區(qū)之外的空間對機器人進行控制并實施手術(shù)。因此，這就減少了手術(shù)中影像設(shè)備的使用對醫(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）風險，防范病毒以血液和體液方式傳播，進而保障醫(yī)生安全。
二、應(yīng)用場景趨勢
傳統(tǒng)的外科手術(shù)是醫(yī)生使用醫(yī)療器械直接對病人的身體病灶進行切除、縫合等操作，從而達到除去病變組織、修復(fù)損傷、移植器官、改善機能和形態(tài)等目的。由于一些傳統(tǒng)開放式手術(shù)的創(chuàng)面大、傷口長、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)癥的風險，患者需要承受巨大的痛苦。而借助手術(shù)機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)時間，從而減少患者痛苦并降低手術(shù)風險，這是手術(shù)機器人出現(xiàn)的最重要目的。
機器人輔助完成的外科手術(shù)量持續(xù)高速增長。雖然目前全球只有2%的手術(shù)是借助手術(shù)機器人完成，但是隨著手術(shù)機器人技術(shù)的不斷成熟、適應(yīng)癥的不斷增加以及治療成本的降低，近年來越來越多的手術(shù)機器人被應(yīng)用于外科手術(shù)中。
以當今世界應(yīng)用最廣、全球市占率超過60%的達芬奇手術(shù)機器人為例，自2012至2019年“達芬奇”在全球完成的手術(shù)量逐年增加，年度復(fù)合增長率超過15%，2019年完成手術(shù)超過120萬例，同比增長18.51%。截至2019年年底，“達芬奇”全球累計完成的手術(shù)量已經(jīng)超過720萬例。在中國“達芬奇”的完成的手術(shù)量增速更快。2006年北京301醫(yī)院引進第一臺達芬奇手術(shù)機器人，2015年以后進入增量爆發(fā)期，年度手術(shù)量超過萬例并持續(xù)增加，自2012至2019年“達芬奇”在我國完成的手術(shù)量逐年增加，年度復(fù)合增長率超過60%，2019年完成手術(shù)量約4萬例，截至2019年年底，“達芬奇”在我國累計完成的手術(shù)量已經(jīng)超過13萬例。
圖：2012至2019年達芬奇手術(shù)機器人在國內(nèi)累計完成的手術(shù)量情況
數(shù)據(jù)來源：藥鏈圈根據(jù)公開資料整理
另一方面，手術(shù)機器人輔助完成的手術(shù)量增速遠高于傳統(tǒng)外科手術(shù)增速。2008年至2016年，我國傳統(tǒng)外科手術(shù)的年度復(fù)合增長率約為11%，同期“達芬奇”完成的手術(shù)量復(fù)合增速已經(jīng)超過80%，因此從應(yīng)用場景上看我國手術(shù)機器人的市場空間很大。
三、技術(shù)發(fā)展趨勢
（一）力觸覺反饋
在傳統(tǒng)外科手術(shù)中，醫(yī)生可以接觸組織，通過皮膚直接感知到力和觸覺從而決定給組織和器官施加的力，這種觸覺交互信息（包括力和觸覺）使醫(yī)生能夠?qū)Σ∪说慕M織進行力度精確的操作。從功能上看，首先，力反饋觸覺能夠幫助醫(yī)生直觀快速地識別出病變組織和器官，比如通過觸摸能夠識別出有腫瘤/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，比如在進行鈍化切割和縫合的時候能夠避免損傷組織和重要器官，同時也可以避免由于用力過大造成的縫合處的二次損傷。
而在機器人輔助手術(shù)中，手術(shù)機器人通常要依靠傳感器系統(tǒng)（包括視覺、觸覺、溫度、聽覺反饋等）來感知外部環(huán)境信息，并進行后續(xù)的分析和行動，因此在使用機械臂的間接操作下，醫(yī)生就同時損失了觸覺反饋和力反饋。當前，普遍應(yīng)用于操作類手術(shù)機器人的反饋系統(tǒng)多為視覺反饋系統(tǒng)，外科醫(yī)生需要通過分析視覺信息，來實時判斷器械對組織的作用力以及其他組織特征，這種對力觸覺替代的感覺替代方案并沒有直接力反饋那么有效，會在一定程度上影響手術(shù)的實施效率。因此，力觸覺反饋系統(tǒng)是機器人技術(shù)研發(fā)的重點方向。
手術(shù)機器人的“力觸覺反饋系統(tǒng)”包含力反饋系統(tǒng)和觸覺反饋。力反饋系統(tǒng)是指醫(yī)生操作手術(shù)臂時，通過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行模擬和傳導(dǎo)，之后再將力覺信息再現(xiàn)、并傳遞給醫(yī)生。觸覺反饋是指機械臂作用于組織時，觸覺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)生獲得對于組織的真實感覺，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于近日批準上市的TransEnterix公司的新一代微創(chuàng)手術(shù)機器人“超敏”Senhance就具有作用力反饋感觸覺?！俺簟睓C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“達芬奇”機器人的重要技術(shù)突破之一。
（二）單孔或自然腔道手術(shù)機器人
當前以達芬奇手術(shù)機器人為代表的手術(shù)機器人在少數(shù)實施中仍需要在病人身上開多個創(chuàng)口，術(shù)后恢復(fù)時間雖比普通手術(shù)短，但仍比單創(chuàng)口的手術(shù)創(chuàng)傷大。然而，單孔手術(shù)機器人可以將原來的多個操作孔減少至僅一個大約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，簡化手術(shù)流程，進而減少病人麻醉時間及出血量，對患者損傷小、恢復(fù)快，能夠同時提高術(shù)中的安全性及縮短術(shù)后的恢復(fù)時間。此外，單孔手術(shù)機器人要比多孔機器人更加集成、也更加緊湊，對于手術(shù)室的空間要求也會降低。
圖：精鋒醫(yī)療手術(shù)機器人
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