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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”,手术室,单孔,蛇形
2024-06-12 00:06:58
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”,手术室,单孔,蛇形

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新(xin)华社(she)北京(jing)6月11日电(记者张漫子(zi) 王皓然)《经济(ji)参(can)考报》6月11日刊发文章《一个(ge)计量单位里的(de)创新(xin)力|1毫(hao)米精准控制造就机器人巧“手”》。文章称,机器人的(de)“手”能有多“巧”?手术室里,一支3D高清电子(zi)内窥镜和三支弯转自(zi)如、运动灵活(huo)的(de)蛇形手术器械“手”,从一个(ge)2.5厘(li)米直径的(de)小口(kou)中伸入,切割(ge)、缝合,一气呵成完成腹(fu)腔镜手术,操作延(yan)时(shi)小于80毫(hao)秒。

这只每秒钟可(ke)实现千次“亚毫(hao)米级”手术精准控制的(de)“手”的(de)背(bei)后,是北京(jing)术锐机器人股(gu)份(fen)有限(xian)公(gong)司(以下简称“术锐”)历经数年自(zi)主研发的(de)超700项知识产权(quan)及(ji)申请。更加“快(kuai)、稳、准”的(de)技术令手术机器人的(de)商业应(ying)用前景更加广阔。

走进术锐的(de)机器人生产车间,一台长有灵活(huo)机械臂的(de)手术机器人吸引了记者的(de)目光。它(ta)正在表演“徒手剥蛋”:一枚直径2至3厘(li)米的(de)生鹌鹑蛋蛋壳厚度(du)约(yue)为0.17毫(hao)米,手术机器人正在轻松将蛋壳剥离,薄如蝉(chan)翼的(de)蛋膜与之紧密贴合,却丝毫(hao)未破。

“这支蛇形臂是手术机器人的(de)一部分,它(ta)拥有可(ke)大角度(du)灵活(huo)弯转的(de)蛇形手术臂,伸出来7厘(li)米即可(ke)展开工(gong)作,能够(gou)灵活(huo)地在狭(xia)小空(kong)间内完成高难度(du)、高精准度(du)的(de)手术。”术锐副总经理胡慧慧告(gao)诉记者,这是我国首款(kuan)也是目前唯一一款(kuan)能够(gou)同时(shi)覆盖泌尿外科和妇科腹(fu)腔镜手术操作的(de)多科室单孔腔镜手术机器人,有效填(tian)补了国内空(kong)白。

手术机器人被称为机器人产业皇(huang)冠上的(de)明珠。当(dang)前,手术机器人替(ti)代传统手术是全球医疗(liao)领域朝“高、精、尖”攀登的(de)一大趋(qu)势,它(ta)高度(du)精确的(de)手术操作能力,更有利于医生进行精准的(de)切割(ge)和缝合。

“比起4-6个(ge)多孔,单孔意味着只在皮肤上开一个(ge)不到3厘(li)米的(de)小口(kou)子(zi)来执行复杂的(de)腹(fu)腔镜手术,因此单孔手术机器人研制难度(du)极高。”术锐创始人、上海交通大学教授(shou)徐凯告(gao)诉记者,很长一段时(shi)间,国内对单孔手术机器人的(de)研究还只停留(liu)在概念层面(mian),并未研究出实物。

从“概念”到“实物”,这条创新(xin)路,术锐走了数年。

“尽管2009年我们已经在实验(yan)室里做出了单孔机器人样机,但这个(ge)技术当(dang)时(shi)仍有一些缺陷(xian),蛇形手术工(gong)具结构的(de)可(ke)靠(kao)性差(cha),负载(zai)能力弱。”徐凯说,在尝(chang)试了无数种解决(jue)可(ke)靠(kao)性和负载(zai)能力问题的(de)方案(an)之后,最终(zhong)实现了技术上的(de)重大突破。

“我们独创的(de)蛇形手术操作臂中有十余根超弹性镍钛合金细(xi)杆从头(tou)至尾贯穿,每根细(xi)杆均可(ke)承受推力和拉力。打个(ge)比方,其他(ta)手术机器人驱动一个(ge)关节,像一个(ge)人用一根绳子(zi)拉车,只能拉不能推。我们的(de)产品,像是前面(mian)有几(ji)个(ge)人用绳子(zi)拉车,后面(mian)还有几(ji)个(ge)人在推车。因此在同样直径下,我们的(de)结构负载(zai)力更强。”徐凯说,蛇形手术操作臂也可(ke)实现弯转方向和角度(du)的(de)精准控制,即使单一细(xi)杆断(duan)裂也不影响整体运动,大幅提升了臂体的(de)可(ke)靠(kao)性。

现在,机器人的(de)蛇形3D内窥镜和手术操作臂能够(gou)自(zi)单孔进入人体,在患者体内进行全方位、大范围的(de)运动,兼顾高负载(zai)力和精细(xi)操控能力。

据了解,这款(kuan)单孔腔镜手术机器人目前已提出全球知识产权(quan)申请700余项,其中已授(shou)权(quan)知识产权(quan)近(jin)400项,拥有完全自(zi)主知识产权(quan)。近(jin)日,它(ta)又成功完成一次远程手术。位于上海的(de)海军(jun)军(jun)医大学第(di)一附属医院泌尿外科王林辉教授(shou)团队(dui)通过5G与远在2400余公(gong)里外的(de)一家医院连(lian)线,成功实施一次单孔的(de)辅助腹(fu)腔镜左(zuo)侧肾囊肿去顶减压术。

作为微(wei)创外科手术革命性的(de)创新(xin)成果,随着技术的(de)日益成熟(shu),手术机器人的(de)市场规(gui)模(mo)正在不断(duan)扩大。赛迪顾问医药健(jian)康产业研究中心分析(xi)师王旭表示,2023年全球手术机器人市场规(gui)模(mo)达180亿美元,其中中国手术机器人市场规(gui)模(mo)为15亿美元,在全球占(zhan)比为8.3%。预计到2030年中国手术机器人市场规(gui)模(mo)将达到100亿美元,在全球占(zhan)比将提高至12.2%。

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

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