近几年，医疗市场对于手术机器人的需求持续增长，国内外多家巨头企业纷纷布局手术机器人市场，达芬奇手术机器人原一家独大的垄断局面逐步被打破。在资本的推动下，手术机器人在技术上不断取得新的进展，胸腔和腹腔镜手术机器人技术逐步成熟。

腔镜手术机器人被誉为“医疗器械领域的航空母舰”，是目前手术机器人领域系统极为复杂、技术难度极大、临床与商用价值极高的研发方向之一。尤其是在腹腔手术中，由于目标组织的进入和可见度有限，加上呼吸运动造成的伪影干扰，手术难度极大。

近日，来自约翰·霍普金斯大学的一个研究团队设计出一款智能组织自主机器人 STAR，该机器人在没有人类指导的情况下，成功完成对一头猪的软组织腹腔镜手术。

1、首个在软组织中完成吻合术的自主手术机器人

外科手术机器人的发展已有多年，但多以辅助型手术系统为主，如处于世界尖端水平的达芬奇手术机器人，由外科医生控制机器人辅助进行手术，系统虽具有极高的精准性，但在实现自主手术上仍面临相当大的挑战。

自主软组织手术要求手术机器人具备准确可靠的成像系统，从而检测和跟踪目标组织，还需考虑软组织变形给手术带来的复杂度增加等因素，对机器人系统要求较高。腹腔镜手术就是一个典型的应用场景，由于目标组织的进入和可见度有限，加上呼吸运动造成的伪影干扰，导致手术难度极大。

在外科手术中，吻合术恰好是考察自主机器人手术系统进行软组织手术的一个合适场景。该手术的目的是将软组织的两个断端接起来，恢复连续的生理结构，如胃肠道吻合术、输卵管吻合术、肌腱吻合术等。在技术上，涉及腔结构的近似和重建，对手术的可操作性和可重复性要求极高。

尽管现有的自主手术机器人已取得明显进步，但多数系统在复杂任务中仍表现出较低的自主性，对医生的依赖性较高。

在该研究中，Axel Krieger 等人设计了一款面向腹腔镜手术场景的增强型自主 STAR 系统，并配备了专门的缝合工具和最先进的成像系统。成像系统使用近红外标记，可跟踪目标组织缝合过程的起点和终点，在手术过程中对血液和薄组织的闭塞具有较强的鲁棒性，系统的自主性和手术精度得以增强。

连接肠道的两端可谓是胃肠手术中最具挑战性的一步，需要外科医生以高精度和一致性对肠道进行缝合，即使是手术中最轻微的手部颤抖或错位的缝线，均可能导致肠道内分泌物的泄漏，为患者带来灾难性的并发症。

研究人员使用 STAR 在猪小肠上进行体内腹腔镜自主手术。术前，操作员通过图形用户界面启动 STAR ，系统自主生成缝合算法并实施缝合任务。在缝合过程中，操作员会在 STAR 执行缝线计划之前通过 GUI 对缝合步骤进行微调，但大部分工作流程都是以自主方式完成的。

在腹腔镜手术期间，由于猪的呼吸和其他组织运动会导致手术目标组织的运动，给手术增加难度。为此，研究人员开发了一种基于卷积神经网络和近红外摄像机反馈的机器学习算法，来跟踪手术期间目标组织的运动。

2、高度垄断下国内市场渗透率较低

软组织经皮介入术在临床应用广泛，但受技术限制，目前软组织经皮介入术仍存在辐射风险高、手术精准度低、术中并发症多等问题。软组织手术机器人可提高软组织经皮介入手术精度，在灵活性、实时性、安全性、便捷性、高效性等方面具有明显优势。随着医疗需求升级，软组织手术机器人市场发展前景广阔，预计2027年全球市场规模将突破190.0亿美元。

软组织手术机器人存在较高的技术、研发、资金以及专利壁垒，行业准进入门槛较高，因此长期以来，软组织手术机器人市场呈高度垄断态势，其中达芬奇手术机器人占全球市场的八成以上。在国际市场上，软组织手术机器人企业有Intuitive Surgical（直觉外科）、美敦力、强生、Vicarious Surgical、Moon Surgical、Galen Robotics等。

软组织手术机器人可分为多孔结构、单孔结构两大类，目前以多孔结构为主。手术机器人是国内外科技、产业和投资的热点，2021年，全球手术机器人领域融资金额达13.6亿美元左右，其中软组织手术机器人约占2021上半年手术机器人融资事件的50%。

近年来，得益于国家政策大力扶持、技术水平升级，我国软组织手术机器人市场发展迅速，行业内也诞生出一批优秀的企业，包括深圳惟德精准、术锐医疗、景锋医疗、微创、威高等。其中惟德精准可提供完整的高精度、全自动软组织介入手术解决方案，公司软组织手术机器人的手术精度可近亚毫米级，处于行业第一梯队。

3、国产开始入局，微创打头阵

中国手术机器人市场：

软组织，占比约75%左右；

骨科，占比约10%左右。

中国软组织手术机器人市场在2019年后爆发，增速突破146%，这与国家政策扶持也不无关系，

2020年7月31日，国家卫生健康委财务司发布《关于调整2018-2020年大型医用设备配置规划的通知》。

内窥镜手术器械控制系统(手术机器人)：规划总数从197台增加至268台，其中2018-2020年 规划数从154台增加至225台。

虽然目前仍然是达芬奇机器人（直观复星代理）一家独大，但是根据NMPA新产品上市申请来看，2021年后，将陆续有国产软组织手术机器人进入市场，头部企业主要有微创、威高、康多。

其中微创医疗的图迈机器人，目前已进入注册申请阶段。其商务运营团队对标达芬奇，首席商务官刘雨就是原达芬奇机器人大中华区销售负责人。

威高联合天津大学的手术机器人妙手-S，临床在研；康多联合哈工大的手术机器人-康多系统，临床在研。

此外，跟随手术机器人从多孔时代进入单孔时代的趋势，中国有一批企业就是专注于研发单孔手术机器人。比如今年1月份获得近三亿人民币B轮融资的术锐公司，其联合上海交通大学研发的单孔腔镜手术机器人也预计将在2022年拿到审批证。

总体而言，中国手术机器人的渗透率与国际相比仍然很低。

以达芬奇手术机器人为例，截至2020年底，中国仅安装189台，手术渗透率仅0.5%；而美国同期已安装3727台，手术渗透率达到13.3%。

主要还是受限于设备价格偏高、许多地方服务价格未纳入医保等因素（目前仅上海、北京纳入医保），导致市场规模较小。

相较于达芬奇、美敦力争夺一级市场，国产机器人目标主要为县域市场。基层医院对手术机器人的需求其实比发达地区三甲医院更迫切，通过国产化降低成本是让手术机器人服务到基层医院的关键。国产手术机器人产品价格更低而手术费用预计将是进口手术机器人的五分之一，将更好地惠及普通患者。

因而随着国产手术机器人上市，价格服务体系的完善，预计到2030年中国软组织手术机器人市场规模或将达400亿元。

文章来源： 新思界网，学术头条，思宇MedTech