ROBOT INDUSTRY

2024年4月，唯精醫(yī)療自主研發(fā)的腹腔內(nèi)窺鏡手術(shù)系統(tǒng)獲批上市，成為國產(chǎn)手術(shù)機器人領(lǐng)域的一支重要力量，實現(xiàn)了從底層技術(shù)到臨床應(yīng)用的全面突破，推動中國手術(shù)機器人產(chǎn)業(yè)邁入自主創(chuàng)新的“3.0時代”。

微創(chuàng)外科的持續(xù)發(fā)展正在使手術(shù)機器人成為關(guān)鍵工具。與傳統(tǒng)開放手術(shù)和腔鏡技術(shù)相比，手術(shù)機器人在操作精度、創(chuàng)傷控制及術(shù)后恢復(fù)周期方面具有顯著優(yōu)勢。然而，目前國內(nèi)手術(shù)機器人的應(yīng)用仍處于早期階段，進口設(shè)備高昂的購置費與維護成本嚴(yán)重限制了其臨床推廣。國產(chǎn)手術(shù)機器人的快速發(fā)展，正為改變這一市場格局提供新的契機。

杭州康基唯精醫(yī)療機器人有限公司（以下簡稱“唯精醫(yī)療”）于2021年12月在杭州設(shè)立總部，其核心團隊先后參與“十一五”“十二五”及“十三五”國家重點手術(shù)機器人專項，突破了單孔、多孔等手術(shù)機器人核心共性技術(shù)，核心技術(shù)自主可控，并在多自由度機械臂、高精度運動控制及三維影像重建等關(guān)鍵模塊實現(xiàn)突破性進展。

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二十年磨一劍的硬核實力

早晨七點，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院手術(shù)室內(nèi)，一臺前列腺癌根治術(shù)正在有序準(zhǔn)備中。與傳統(tǒng)開放手術(shù)不同，主刀醫(yī)生并未直接站在手術(shù)臺旁操作，而是坐在控制臺前，通過雙眼緊貼超高清立體成像目鏡，雙手操控主手控制器，指揮四只機械臂在患者體內(nèi)完成精細(xì)解剖、分離和縫合—這正是唯精醫(yī)療SR01-200腔鏡手術(shù)機器人的典型應(yīng)用場景之一。

圖1 唯精醫(yī)療總經(jīng)理潘博

唯精醫(yī)療的核心優(yōu)勢源于其對底層技術(shù)的扎實積累。總經(jīng)理潘博指出：“我們從結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動學(xué)與動力學(xué)建模、機器人剛度與振動控制等基礎(chǔ)環(huán)節(jié)入手，做了大量深入研究。”這種從底層架構(gòu)做起的策略，使其能根據(jù)臨床反饋在應(yīng)用層快速迭代，顯著提高了研發(fā)效率和系統(tǒng)可靠性。團隊在機械傳動、伺服控制等關(guān)鍵模塊投入大量資源，為整機性能奠定堅實基礎(chǔ)。

在控制算法方面，唯精醫(yī)療注重醫(yī)生的實際操作體驗，通過對主手的高精度運動學(xué)與動力學(xué)建模，實現(xiàn)了操作的輕便與流暢，重點解決了以鋼帶或鋼絲傳動的手術(shù)器械在運動補償和間隙控制方面的核心難題，在靈活性和精準(zhǔn)度之間取得平衡。為實現(xiàn)系統(tǒng)整體延遲控制在80毫秒以內(nèi)，團隊實施了多環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化：視頻系統(tǒng)實現(xiàn)了40毫秒內(nèi)完成4K熒光信號的采集與傳輸；通過結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動控制算法的聯(lián)合補償，有效抑制了機械傳動中的間隙與彈性變形；同時在軟件層面采用高效編程語言和實時任務(wù)調(diào)度，進一步減少了處理延遲。

圖2 影像處理平臺、醫(yī)生控制平臺、患者手術(shù)平臺

成像系統(tǒng)也是唯精機器人的突出亮點。其內(nèi)窺鏡與主機均支持4K熒光成像，畫面清晰度高、色彩還原性強，并具備熒光導(dǎo)航功能。顯示端采用超4K方案，確保醫(yī)生能夠無失真觀察病灶細(xì)節(jié)。潘博特別強調(diào)：“目前國內(nèi)外一些產(chǎn)品雖鏡頭支持4K，但顯示端往往分辨率不足，無法完整呈現(xiàn)圖像信息—這是我們成像系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢?！?/strong>

在產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計上，唯精醫(yī)療選擇了四臂系統(tǒng)。潘博解釋道：“能夠做微創(chuàng)手術(shù)的機器人系統(tǒng)架構(gòu)必須契合臨床實際。傳統(tǒng)腔鏡手術(shù)常需四人協(xié)作：主刀醫(yī)生操作器械，一名助手持鏡，另一名進行牽拉暴露。而四臂機器人使主刀醫(yī)生能獨立操控三個器械臂和一個鏡頭臂，大幅降低了對助手配合的依賴，提高了手術(shù)效率與自主性。”

圖3 康基唯精四臂腹腔內(nèi)窺鏡手術(shù)系統(tǒng)

以往的術(shù)前三維重建、規(guī)劃，術(shù)中導(dǎo)航都是基于影像進行處理、分析，可能會出現(xiàn)類似自動駕駛純視覺方案出現(xiàn)的誤識別，即長期存在的力反饋缺失問題，潘博也分享了唯精的應(yīng)對策略：“我們正在推動力反饋功能更完善地實現(xiàn)，在目前已上市版本的機器人上，我們通過兩方面予以緩解：一是通過系統(tǒng)化培訓(xùn)幫助醫(yī)生借助視覺線索判斷組織受力；二是基于夾持力電機的電流變化間接估計器械末端力，結(jié)合機械強化學(xué)習(xí)方法，在不額外加裝力傳感器的情況下實現(xiàn)了一定程度的力感知反饋，在不增加額外成本的基礎(chǔ)上解決這個臨床痛點。”

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解決外科手術(shù)臨床痛點

唯精醫(yī)療副總經(jīng)理周官山介紹，“唯精醫(yī)療目前已獲泌尿、婦科和普外科三個適應(yīng)癥許可，胸外科適應(yīng)癥已提交審批。臨床應(yīng)用方面，我們也在積極開展臨床試用和科研臨床，比如，探索在兒科利用多孔機器人實施更微創(chuàng)的手術(shù)。目前，唯精醫(yī)療的產(chǎn)品覆蓋泌尿、婦科、普外科，預(yù)計胸外科將在年底納入適應(yīng)癥?！?/strong>

圖4 唯精醫(yī)療副總經(jīng)理周官山

為幫助醫(yī)生適應(yīng)機器人手術(shù)與傳統(tǒng)手術(shù)的差異，唯精醫(yī)療建立了完善的培訓(xùn)體系。周官山介紹：“我們設(shè)立了動物培訓(xùn)中心，每周組織醫(yī)生培訓(xùn)，內(nèi)容包括機器人原理與操作的理論學(xué)習(xí)，模型訓(xùn)練如縫合、夾豆等，動物實驗如豬模型上的膽囊切除、前列腺切除等?！?/strong>此外，唯精醫(yī)療還與中國醫(yī)師學(xué)會合作開展腔鏡手術(shù)培訓(xùn)項目，已成功舉辦三期。“培訓(xùn)體系持續(xù)升級，目前已涵蓋護理人員培訓(xùn)，主刀醫(yī)生的培訓(xùn)也已較為完善。”

圖5 唯精醫(yī)療已建立完善的醫(yī)生培訓(xùn)體系

在與醫(yī)生的頻繁互動中，唯精醫(yī)療不斷優(yōu)化產(chǎn)品。周官山分享：“醫(yī)生最認(rèn)可的兩點是：內(nèi)窺鏡視覺清晰度高，圖像算法與景深處理適中，立體感強；操作手感好，主從控制穩(wěn)定、靈巧，延遲低?！?/strong>同時，唯精醫(yī)療也積極采納改進建議：“工業(yè)設(shè)計與互動體驗，如腳踏板、外觀等方面還有提升空間。我們高度重視醫(yī)工合作，會快速迭代改進?！?/p>

周官山表示，現(xiàn)階段中國的手術(shù)機器人還處于量產(chǎn)初期，因此我們更關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量與醫(yī)院反饋，力求每一步推廣都穩(wěn)健可靠。目前，唯精醫(yī)療已在全國多地開展試點，臨床試用覆蓋杭州、武漢、貴州、北京、山東等地。

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產(chǎn)業(yè)協(xié)同，共建國產(chǎn)手術(shù)機器人生態(tài)

周官山指出，國產(chǎn)手術(shù)機器人企業(yè)具有獨特的市場競爭優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在三個方面：首先是高校和工程師紅利顯著，唯精、術(shù)銳、微創(chuàng)、精鋒等企業(yè)背后都有高校和工程師團隊的支持。腔鏡手術(shù)機器人作為技術(shù)復(fù)雜度極高的系統(tǒng)工程，涉及上千種零部件，被譽為“機器人領(lǐng)域的皇冠”。近年來，中國在工程師資源與技術(shù)人才培養(yǎng)方面積累深厚，加上國家重大專項的支持，為技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

其次，供應(yīng)鏈優(yōu)勢突出。我國供應(yīng)鏈不僅能力強，而且成本低，例如某些電機進口需上萬元，國產(chǎn)化后可降至百元級，核心零部件的國產(chǎn)化和加工能力為降低成本、推動普及，乃至未來出海提供了強大支撐。此外，臨床數(shù)據(jù)與市場規(guī)模優(yōu)勢明顯。中國醫(yī)院數(shù)量多、手術(shù)量大，為手術(shù)機器人的智能化發(fā)展提供了豐富數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)超其他國家的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，這也是與國際巨頭競爭的關(guān)鍵潛力所在。

圖6 醫(yī)生使用唯精腔鏡手術(shù)機器人進行臨床應(yīng)用

作為唯精醫(yī)療的第一大股東，康基醫(yī)療在多個方面為其提供了關(guān)鍵支持。周官山闡述道，首先是在耗材技術(shù)與工藝方面，康基醫(yī)療憑借在微創(chuàng)外科耗材領(lǐng)域21年的積累，作為細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，為手術(shù)機器人的耗材開發(fā)提供了重要支撐。其次，在理念與臨床合作層面，康基醫(yī)療始終堅持“源于臨床、用于臨床”，高度重視醫(yī)工合作。

自2022年落地杭州后，唯精醫(yī)療幾乎每周都會有醫(yī)生來試駕體驗，唯精也持續(xù)地在與醫(yī)生開展交流，收集臨床反饋，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計與算法，不斷提升臨床體驗。此外，在市場推廣方面，康基醫(yī)療通過二十年的行業(yè)深耕，覆蓋了全國眾多三甲醫(yī)院，其強大的渠道資源為唯精醫(yī)療的商業(yè)化推廣提供了堅實助力。

從行業(yè)整體發(fā)展來看，國產(chǎn)手術(shù)機器人在國內(nèi)的商業(yè)化仍處于早期階段，但從技術(shù)角度，周官山表示樂觀。“技術(shù)上，我們處于快速跟跑期；商業(yè)化雖屬早期，但國內(nèi)技術(shù)起步較早，”周官山表示，“唯精醫(yī)療始終聚焦腔鏡手術(shù)機器人領(lǐng)域，產(chǎn)品線主要包括四臂和單孔兩大方向。四臂機器人產(chǎn)品已于今年4月獲證；單孔產(chǎn)品正在型檢，預(yù)計年底進入臨床，明年底或后年初爭取獲證。發(fā)展趨勢上，我們認(rèn)為手術(shù)機器人將從機械化操作向智能化驅(qū)動轉(zhuǎn)變，我們也為此成立了AI團隊，搭建本地服務(wù)器，開展三維重建、AI算法開發(fā)，并與醫(yī)院合作推進術(shù)式模型與課題研究。”

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推動外科手術(shù)進入智能時代

唯精醫(yī)療正積極布局智能手術(shù)系統(tǒng)的未來發(fā)展。潘博透露：“公司在成立之初就已規(guī)劃下一代微創(chuàng)手術(shù)機器人的技術(shù)方向，結(jié)合人工智能發(fā)展趨勢，希望深度整合AI技術(shù)，定義智能微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)。”

他詳細(xì)闡述了三個發(fā)展方向：“一是術(shù)前三維重建，針對典型臟器，如肺、肝膽、腎臟進行三維重建，輔助醫(yī)生進行手術(shù)規(guī)劃與預(yù)案制定；二是術(shù)中AR增強現(xiàn)實技術(shù)，融合術(shù)前影像與術(shù)中實時影像，幫助醫(yī)生識別重要組織和病變范圍；三是術(shù)后評估，利用患者術(shù)后檢查數(shù)據(jù)和用藥信息，評估手術(shù)效果并對醫(yī)生操作進行智能化評分。”

技術(shù)路線方面，唯精醫(yī)療堅持多元化發(fā)展。潘博表示：“公司技術(shù)戰(zhàn)略始終堅持系統(tǒng)化、平臺化、遠(yuǎn)程化和智能化方向。產(chǎn)品布局上，我們從多孔向單孔及經(jīng)自然腔道手術(shù)機器人延伸。四臂機器人獲批上市的同時，單孔手術(shù)機器人的研發(fā)及臨床試驗也在穩(wěn)步進行，并且我們正在研究經(jīng)自然腔道，如肺活檢、消化道等的集成技術(shù)?！?/p>

圖7 唯精醫(yī)療亮相2025上海CMEF

市場策略方面，唯精醫(yī)療注重長期健康發(fā)展。周官山強調(diào)：“我們反對內(nèi)卷與價格戰(zhàn)，注重產(chǎn)業(yè)長期健康發(fā)展。價格下降是漸進過程，我們有信心逐步實現(xiàn)成本優(yōu)化，也希望市場給予國產(chǎn)品牌更多耐心與支持。”對于唯精醫(yī)療的行業(yè)定位，他展望道，“唯精醫(yī)療希望在三年到五年內(nèi)，通過持續(xù)努力成為腔鏡手術(shù)機器人領(lǐng)域的頭部企業(yè)，正如康基醫(yī)療在微創(chuàng)外科2.0時代的地位。我們有信心成為3.0時代的引領(lǐng)者，推動行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。”

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