1毫米精準控制造就機器人巧“手”-新華網
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2024 06/11 09:18:37
來源:經濟參考報

1毫米精準控制造就機器人巧“手”

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  機器人的“手”能有多“巧”?手術室裏,一支3D高清電子內窺鏡和三支彎轉自如、運動靈活的蛇形手術器械“手”,從一個2.5釐米直徑的小口中伸入,切割、縫合,一氣呵成完成腹腔鏡手術,操作延時小于80毫秒。

  這只每秒鐘可實現千次“亞毫米級”手術精準控制的“手”的背後,是北京術銳機器人股份有限公司(以下簡稱“術銳”)歷經數年自主研發的超700項智慧財産權及申請。更加“快、穩、準”的技術令手術機器人的商業應用前景更加廣闊。

  走進術銳的機器人生産車間,一臺長有靈活機械臂的手術機器人吸引了記者的目光。它正在表演“徒手剝蛋”:一枚直徑2至3釐米的生鵪鶉蛋蛋殼厚度約為0.17毫米,手術機器人正在輕松將蛋殼剝離,薄如蟬翼的蛋膜與之緊密貼合,卻絲毫未破。

  “這支蛇形臂是手術機器人的一部分,它擁有可大角度靈活彎轉的蛇形手術臂,伸出來7釐米即可展開工作,能夠靈活地在狹小空間內完成高難度、高精準度的手術。”術銳副總經理胡慧慧告訴記者,這是我國首款也是目前唯一一款能夠同時覆蓋泌尿外科和婦科腹腔鏡手術操作的多科室單孔腔鏡手術機器人,有效填補了國內空白。

  手術機器人被稱為機器人産業皇冠上的明珠。當前,手術機器人替代傳統手術是全球醫療領域朝“高、精、尖”攀登的一大趨勢,它高度精確的手術操作能力,更有利于醫生進行精準的切割和縫合。

  “比起4-6個多孔,單孔意味著只在皮膚上開一個不到3釐米的小口子來執行復雜的腹腔鏡手術,因此單孔手術機器人研制難度極高。”術銳創始人、上海交通大學教授徐凱告訴記者,很長一段時間,國內對單孔手術機器人的研究還只停留在概念層面,並未研究出實物。

  從“概念”到“實物”,這條創新路,術銳走了數年。

  “盡管2009年我們已經在實驗室裏做出了單孔機器人樣機,但這個技術當時仍有一些缺陷,蛇形手術工具結構的可靠性差,負載能力弱。”徐凱説,在嘗試了無數種解決可靠性和負載能力問題的方案之後,最終實現了技術上的重大突破。

  “我們獨創的蛇形手術操作臂中有十余根超彈性鎳鈦合金細桿從頭至尾貫穿,每根細桿均可承受推力和拉力。打個比方,其他手術機器人驅動一個關節,像一個人用一根繩子拉車,只能拉不能推。我們的産品,像是前面有幾個人用繩子拉車,後面還有幾個人在推車。因此在同樣直徑下,我們的結構負載力更強。”徐凱説,蛇形手術操作臂也可實現彎轉方向和角度的精準控制,即使單一細桿斷裂也不影響整體運動,大幅提升了臂體的可靠性。

  現在,機器人的蛇形3D內窺鏡和手術操作臂能夠自單孔進入人體,在患者體內進行全方位、大范圍的運動,兼顧高負載力和精細操控能力。

  據了解,這款單孔腔鏡手術機器人目前已提出全球智慧財産權申請700余項,其中已授權智慧財産權近400項,擁有完全自主智慧財産權。近日,它又成功完成一次遠端手術。位于上海的海軍軍醫大學第一附屬醫院泌尿外科王林輝教授團隊通過5G與遠在2400余公里外的一家醫院連線,成功實施一次單孔的輔助腹腔鏡左側腎囊腫去頂減壓術。

  作為微創外科手術革命性的創新成果,隨著技術的日益成熟,手術機器人的市場規模正在不斷擴大。賽迪顧問醫藥健康産業研究中心分析師王旭表示,2023年全球手術機器人市場規模達180億美元,其中中國手術機器人市場規模為15億美元,在全球佔比為8.3%。預計到2030年中國手術機器人市場規模將達到100億美元,在全球佔比將提高至12.2%。

  “把千千萬萬的産品賣出去,並且能夠在手術室裏安全使用,這是個容不得半點馬虎的挑戰。”徐凱説:“腔鏡手術機器人是手術機器人最大細分市場,下一步,我們將朝著更精準、更敏捷、更穩定的技術高峰發起挑戰。”(記者 張漫子 王皓然)

【糾錯】 【責任編輯:劉子丫】