【儀表網 儀表下游】導讀：近幾年，醫療市場對于手術機器人的需求持續增長，國內外多家企業紛紛布局手術機器人市場。在資本的推動下，手術機器人在技術上不斷取得新的進展，胸腔和腹腔鏡手術機器人技術逐步成熟。
腔鏡手術機器人被譽為“醫療器械領域的航空母艦”，是目前手術機器人領域系統極為復雜、技術難度極大、臨床與商用價值極高的研發方向之一。尤其是在腹腔手術中，由于目標組織的進入和可見度有限，加上呼吸運動造成的偽影干擾，手術難度極大。
近日，來自約翰·霍普金斯大學的一個研究團隊設計出一款智能組織自主機器人 STAR，該機器人在沒有人類指導的情況下，成功完成對一頭豬的軟組織腹腔鏡手術。該研究實現了使用智能組織自主機器人(STAR)執行機器人腹腔鏡小腸吻合術所需的增強自主性，并且能夠在腹腔鏡下實施增強的全吻合自主操作，標志著機器人技術向人類全自動手術邁出的重要一步。
外科手術機器人的發展已有多年，但多以輔助型手術系統為主，由外科醫生控制機器人輔助進行手術，系統雖具有極高的精準性，但在實現自主手術上仍面臨相當大的挑戰。
自主軟組織手術要求手術機器人具備準確可靠的成像系統，從而檢測和跟蹤目標組織，還需考慮軟組織變形給手術帶來的復雜度增加等因素，對機器人系統要求較高。腹腔鏡手術就是一個典型的應用場景，由于目標組織的進入和可見度有限，加上呼吸運動造成的偽影干擾，導致手術難度極大。
在外科手術中，吻合術恰好是考察自主機器人手術系統進行軟組織手術的一個合適場景。該手術的目的是將軟組織的兩個斷端接起來，恢復連續的生理結構，如胃腸道吻合術、輸卵管吻合術、肌腱吻合術等。在技術上，涉及腔結構的近似和重建，對手術的可操作性和可重復性要求極高。
盡管現有的自主手術機器人已取得明顯進步，但多數系統在復雜任務中仍表現出較低的自主性，對醫生的依賴性較高。
軟組織手術對機器人來說尤其困難，因為它的不可預測性迫使它們能夠快速適應以應對意外的障礙。STAR 是一個新穎的控制系統，可以像外科醫生一樣實時調整手術計劃。STAR 的特別之處在于，它是首個在軟組織中自主規劃、調整和執行手術計劃的機器人系統，且手術過程中人工干預最少。
盡管該研究取得了突破性的進步，但在手術技術和效果上還存在一定的局限性。如，機器人控制算法的成功實施取決于目標組織在某個工作區域的可達性等因素，STAR 機器人、手動腹腔鏡手術和遙控達芬奇手術的比較是在幻影組織上進行的，而體內研究不可能使用基于達芬奇的測試臂。
研究人員表示，在未來的研究中，將集成和測試無標記組織跟蹤技術，將相機系統簡化為內窺鏡，并增加觸覺傳感器，進一步提高系統的自主性，加快機器人完成手術的時間。
盡管在復雜和不可預測的手術場景中無法消除人工監督的作用，但 STAR 系統可有效降低由于醫生在醫學經驗和能力上的個體差異導致的手術風險，并提高手術安全性和手術結果的一致性。
隨著醫學領域朝著更多的腹腔鏡手術方法發展，擁有一個為此類手術設計的自動化機器人系統顯得非常重要。機器人吻合術是確保每位患者都能以更高的準確性和精確度執行需要高精度和可重復性的手術任務的一種方法，而與外科醫生的技能無關。我們假設這將導致患者護理的民主化手術方法具有更高的可預測和一致性。
手術機器人市場火熱的背后
近4、5年來，手術機器人市場日趨火熱，資本、巨頭紛紛入局，原因何在？手術機器人的價值在哪里？
緩解醫療服務供需不平衡
目前，全球老齡化問題嚴重，醫療服務供需不平衡問題日趨嚴峻。就中國而言，2020年60歲以上人口已經達到18.7%。預計到2030年，將達到4.05億。伴隨著全球人口老齡化的加快，多種大病病發率上升，或將導致入院進行手術醫療的人次進一步增加。醫療服務需求快速增長，但醫療供給能力短期內難以實現巨大提升，而手術機器人的應用有助于緩解乃至解決醫療服務供需不平衡，全面提高醫療供給的效率。 根據應用場景，醫療機器人可分為手術機器人、康復機器人、服務機器人、輔助機器人4類。而手術機器人是最主要的類別，占醫療機器人的37%左右。 手術機器人通常可分為床旁機械臂系統、外科醫生控制臺和可視化系統，醫生可觀察內窺鏡的圖像，通過控制臺來操作手術機器人的機械臂，相比傳統手術，機器人能精準復現醫生手術操作，很大程度上彌補了外科手術人在體力上的短板，針對介入、骨科等對于影像學要求較高的手術而言，不僅減少了醫生操作風險，還提升了精度。 總體來講外科手術機器人不僅可以緩解醫療服務供需不平衡，還可改善傳統外科手術中精度差、手術時間過長、醫生疲勞和缺乏三維精度視野等問題，同時為遠程醫療提供技術基礎。
政策支持，納入醫保
近年來，國家鼓勵醫療機器人發展，有關政策利好頻出。2019年11月，15部門印發《關于推動先進制造業和現代服務業深度融合發展的實施意見》提到，重點發展手術機器人、醫學影像、遠程診療等高端醫療設備，這一實施意見的發布，簡化了手術機器人購置審批流程，放寬了采購限額，從醫院端讓手術機器人得以快速的推廣使用。 今年2月，工信部發布的《醫療裝備產業發展規劃(2021-2025年)》征求意見稿中，手術機器人被列為重點發展領域。北京、上海醫保局先后將天智航“天璣”、直覺外科“達芬奇”等手術機器人納入醫保支付目錄可全額報銷。
資料來源：學術頭條、健康界
所有評論僅代表網友意見，與本站立場無關。