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(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的一支重要力量，實(shí)現(xiàn)了從底層技術(shù)到臨床應(yīng)用的全面突破，推動(dòng)中國(guó)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁入自主創(chuàng)新的“3.0時(shí)代”。

微創(chuàng)外科的持續(xù)發(fā)展正在使手術(shù)機(jī)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(jī)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(shì)。然而，目前國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用仍處于早期階段，進(jìn)口設(shè)備高昂的購(gòu)置費(fèi)與維護(hù)成本嚴(yán)重限制了其臨床推廣。國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人的快速發(fā)展，正為改變這一市場(chǎng)格局提供新的契機(jī)。

杭州康基唯精醫(yī)療機(jī)器人有限公司（以下簡(jiǎn)稱“唯精醫(yī)療”）于2021年12月在杭州設(shè)立總部，其核心團(tuán)隊(duì)先后參與“十一五”“十二五”及“十三五”國(guó)家重點(diǎn)手術(shù)機(jī)器人專項(xiàng)，突破了單孔、多孔等手術(shù)機(jī)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(jī)械臂、高精度運(yùn)動(dòng)控制及三維影像重建等關(guān)鍵模塊實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展。

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二十年磨一劍的硬核實(shí)力

早晨七點(diǎn)，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(tái)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(tái)旁操作，而是坐在控制臺(tái)前，通過(guò)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(jī)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(jī)器人的典型應(yīng)用場(chǎng)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(shì)源于其對(duì)底層技術(shù)的扎實(shí)積累。總經(jīng)理潘博指出：“我們從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模、機(jī)器人剛度與振動(dòng)控制等基礎(chǔ)環(huán)節(jié)入手，做了大量深入研究?！边@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(tuán)隊(duì)在機(jī)械傳動(dòng)、伺服控制等關(guān)鍵模塊投入大量資源，為整機(jī)性能奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在控制算法方面，唯精醫(yī)療注重醫(yī)生的實(shí)際操作體驗(yàn)，通過(guò)對(duì)主手的高精度運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模，實(shí)現(xiàn)了操作的輕便與流暢，重點(diǎn)解決了以鋼帶或鋼絲傳動(dòng)的手術(shù)器械在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體延遲控制在80毫秒以內(nèi)，團(tuán)隊(duì)實(shí)施了多環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化：視頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了40毫秒內(nèi)完成4K熒光信號(hào)的采集與傳輸；通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)控制算法的聯(lián)合補(bǔ)償，有效抑制了機(jī)械傳動(dòng)中的間隙與彈性變形；同時(shí)在軟件層面采用高效編程語(yǔ)言和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度，進(jìn)一步減少了處理延遲。

圖2 影像處理平臺(tái)、醫(yī)生控制平臺(tái)、患者手術(shù)平臺(tái)

成像系統(tǒng)也是唯精機(jī)器人的突出亮點(diǎn)。其內(nèi)窺鏡與主機(jī)均支持4K熒光成像，畫面清晰度高、色彩還原性強(qiáng)，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(wú)失真觀察病灶細(xì)節(jié)。潘博特別強(qiáng)調(diào)：“目前國(guó)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(wú)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(shì)。”

在產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)器人系統(tǒng)架構(gòu)必須契合臨床實(shí)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(jìn)行牽拉暴露。而四臂機(jī)器人使主刀醫(yī)生能獨(dú)立操控三個(gè)器械臂和一個(gè)鏡頭臂，大幅降低了對(duì)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(jìn)行處理、分析，可能會(huì)出現(xiàn)類似自動(dòng)駕駛純視覺(jué)方案出現(xiàn)的誤識(shí)別，即長(zhǎng)期存在的力反饋缺失問(wèn)題，潘博也分享了唯精的應(yīng)對(duì)策略：“我們正在推動(dòng)力反饋功能更完善地實(shí)現(xiàn)，在目前已上市版本的機(jī)器人上，我們通過(guò)兩方面予以緩解：一是通過(guò)系統(tǒng)化培訓(xùn)幫助醫(yī)生借助視覺(jué)線索判斷組織受力；二是基于夾持力電機(jī)的電流變化間接估計(jì)器械末端力，結(jié)合機(jī)械強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法，在不額外加裝力傳感器的情況下實(shí)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(gè)臨床痛點(diǎn)?！?/strong>

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解決外科手術(shù)臨床痛點(diǎn)

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(gè)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(jī)器人實(shí)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(jì)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(jī)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?cè)O(shè)立了動(dòng)物培訓(xùn)中心，每周組織醫(yī)生培訓(xùn)，內(nèi)容包括機(jī)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)如豬模型上的膽囊切除、前列腺切除等。”此外，唯精醫(yī)療還與中國(guó)醫(yī)師學(xué)會(huì)合作開展腔鏡手術(shù)培訓(xùn)項(xiàng)目，已成功舉辦三期。“培訓(xùn)體系持續(xù)升級(jí)，目前已涵蓋護(hù)理人員培訓(xùn)，主刀醫(yī)生的培訓(xùn)也已較為完善?！?/strong>

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(dòng)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(diǎn)是：內(nèi)窺鏡視覺(jué)清晰度高，圖像算法與景深處理適中，立體感強(qiáng)；操作手感好，主從控制穩(wěn)定、靈巧，延遲低?！?/strong>同時(shí)，唯精醫(yī)療也積極采納改進(jìn)建議：“工業(yè)設(shè)計(jì)與互動(dòng)體驗(yàn)，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(huì)快速迭代改進(jìn)?！?/p>

周官山表示，現(xiàn)階段中國(guó)的手術(shù)機(jī)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(guó)多地開展試點(diǎn)，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(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人生態(tài)

周官山指出，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人企業(yè)具有獨(dú)特的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在三個(gè)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(tuán)隊(duì)的支持。腔鏡手術(shù)機(jī)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(yù)為“機(jī)器人領(lǐng)域的皇冠”。近年來(lái)，中國(guó)在工程師資源與技術(shù)人才培養(yǎng)方面積累深厚，加上國(guó)家重大專項(xiàng)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(shì)突出。我國(guó)供應(yīng)鏈不僅能力強(qiáng)，而且成本低，例如某些電機(jī)進(jìn)口需上萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)化后可降至百元級(jí)，核心零部件的國(guó)產(chǎn)化和加工能力為降低成本、推動(dòng)普及，乃至未來(lái)出海提供了強(qiáng)大支撐。此外，臨床數(shù)據(jù)與市場(chǎng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)明顯。中國(guó)醫(yī)院數(shù)量多、手術(shù)量大，為手術(shù)機(jī)器人的智能化發(fā)展提供了豐富數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)超其他國(guó)家的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，這也是與國(guó)際巨頭競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵潛力所在。

圖6 醫(yī)生使用唯精腔鏡手術(shù)機(jī)器人進(jìn)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(gè)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(jī)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(jiān)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(huì)有醫(yī)生來(lái)試駕體驗(yàn)，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(jì)與算法，不斷提升臨床體驗(yàn)。此外，在市場(chǎng)推廣方面，康基醫(yī)療通過(guò)二十年的行業(yè)深耕，覆蓋了全國(guó)眾多三甲醫(yī)院，其強(qiáng)大的渠道資源為唯精醫(yī)療的商業(yè)化推廣提供了堅(jiān)實(shí)助力。

從行業(yè)整體發(fā)展來(lái)看，國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人在國(guó)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(lè)觀。“技術(shù)上，我們處于快速跟跑期；商業(yè)化雖屬早期，但國(guó)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(jī)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(jī)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(jì)年底進(jìn)入臨床，明年底或后年初爭(zhēng)取獲證。發(fā)展趨勢(shì)上，我們認(rèn)為手術(shù)機(jī)器人將從機(jī)械化操作向智能化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，我們也為此成立了AI團(tuán)隊(duì)，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(jìn)術(shù)式模型與課題研究?！?/p>

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推動(dòng)外科手術(shù)進(jìn)入智能時(shí)代

唯精醫(yī)療正積極布局智能手術(shù)系統(tǒng)的未來(lái)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(jī)器人的技術(shù)方向，結(jié)合人工智能發(fā)展趨勢(shì)，希望深度整合AI技術(shù)，定義智能微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。”

他詳細(xì)闡述了三個(gè)發(fā)展方向：“一是術(shù)前三維重建，針對(duì)典型臟器，如肺、肝膽、腎臟進(jìn)行三維重建，輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃與預(yù)案制定；二是術(shù)中AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，融合術(shù)前影像與術(shù)中實(shí)時(shí)影像，幫助醫(yī)生識(shí)別重要組織和病變范圍；三是術(shù)后評(píng)估，利用患者術(shù)后檢查數(shù)據(jù)和用藥信息，評(píng)估手術(shù)效果并對(duì)醫(yī)生操作進(jìn)行智能化評(píng)分。”

技術(shù)路線方面，唯精醫(yī)療堅(jiān)持多元化發(fā)展。潘博表示：“公司技術(shù)戰(zhàn)略始終堅(jiān)持系統(tǒng)化、平臺(tái)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(jī)器人延伸。四臂機(jī)器人獲批上市的同時(shí)，單孔手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)及臨床試驗(yàn)也在穩(wěn)步進(jìn)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)。”

圖7 唯精醫(yī)療亮相2025上海CMEF

市場(chǎng)策略方面，唯精醫(yī)療注重長(zhǎng)期健康發(fā)展。周官山強(qiáng)調(diào)：“我們反對(duì)內(nèi)卷與價(jià)格戰(zhàn)，注重產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期健康發(fā)展。價(jià)格下降是漸進(jìn)過(guò)程，我們有信心逐步實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化，也希望市場(chǎng)給予國(guó)產(chǎn)品牌更多耐心與支持?！?/strong>對(duì)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(guò)持續(xù)努力成為腔鏡手術(shù)機(jī)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(shí)代的地位。我們有信心成為3.0時(shí)代的引領(lǐng)者，推動(dòng)行業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。”

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