疫情之後可能大家會經常看到這樣一個畫面：在門診大廳，導診機器人忙碌的回答著患者的詢問；在過道中，消毒機器人一遍又一遍的噴灑著消毒水；康復科室中，康復機器人協助病人進行醫療康復訓練；手術室裏，手術機器人輔助醫生一起爭分奪秒搶救病人。
說起手術機器人，可能普通人腦海裏升起的畫面是電影【普羅米修斯】中，一位人形機器人醫生拿著手術刀，面無表情的精準切開病人的皮膚，找到病竈後一頓操作，然後精準地縫合上，猶如神醫。
不過現實中手術機器人更為神秘也更為復雜，它雖然通常看起來還是較為普通的機械臂結構，但已被廣泛運用於外科手術中，當前手術機器人究竟發展到什麽水平普通人是「咱也不知道、咱也不敢問」。近期專註於骨科手術機器人的天智航在科創板上市，上海微創醫療機器人（集團）股份有限公司（簡稱「微創機器人」）也在港股接受申購，即將上市，透過這兩家公司的招股說明書或許能從中窺探到當前手術機器人的行業進展情況。
什麽是手術機器人？
手術機器人是醫療機器人的一個重要大類，相比於康復機器人、輔助機器人、服務機器人等其他類機器人，因為手術機器人要直接侵入人體，其技術要求也最高。目前手術機器人根據套用手術類別，細分為神經外科機器人、骨科機器人、腹腔鏡機器人、血管介入機器人等，覆蓋領域包括泌尿外科、心胸外科、婦科、牙科、眼科、整形外科、移植外科等。
手術機器人被寄希望於克服傳統微創傷手術的限制來拓展外科醫生的能力。以天智航的「天璣」骨科手術導航定位機器人為例。
傳統骨科手術當中，步驟①和步驟⑤是其核心的步驟。步驟①體現了醫生的專業知識和素養，步驟⑤體現了醫生的專業技能和經驗。在步驟⑤中，醫生需要借助C型臂，反復進行透視，邊觀察調整邊完成手術操作，以保證螺釘等植入物能放置到安全有效的骨性通道內。天璣骨科手術導航定位機器人在手術中無法改變步驟①，但會改變醫生的步驟④，使醫生以前只能在腦中構建的手術規劃實作「視覺化」效果，並可透過手術規劃軟件進行仿真和設計，使第四個步驟也變成了核心的步驟，同時徹底改變了步驟⑤的操作模式，實作了術式的標準化操作流程。
客觀地說，發行人的骨科手術導航定位機器人在一台手術中承擔的主要是導航定位的功能，螺釘等耗材的植入過程仍然由醫生本人完成。與傳統骨科手術相比，機械臂的引導定位是天璣骨科手術導航定位機器人所特有的，「天璣」骨科手術導航定位機器人解決了傳統骨科手術「看不見、打不準、拿不穩」的難題，具有重要的臨床價值。
「天璣」骨科手術導航定位機器人包括以下元件：主控台、機械臂、光學跟蹤系統、導航定位工具包和手術計劃與控制軟件。上述元件部份的協同機理：醫生透過影像器材掃描患者損傷部位獲取患者醫學影像，影像經系統傳送至主控台並完成辨識後，醫生在機器人主控台進行內固定螺釘的方向、入點、深度等手術設計，完成整體手術規劃，並實作機器人運動過程仿真；在手術過程中，機械臂依據醫生規劃實作精確定位，輔助進行手術；光學跟蹤系統進行即時位置監控，一旦出現定位誤差，它會引導機械臂自動跟蹤調整。「天璣」骨科手術導航定位機器人輔助醫生精確定位植入物或手術器械，精度達亞毫米級，尤其對微創術式、高風險區域具有明顯優勢，可有效降低手術風險、減少手術並行癥。
手術機器人的優勢在何處？
總的來說，手術機器人不僅能夠很好地協助醫生進行手術操作，而且對於一些技術水平有限的領域或者地區進行價值賦能，讓技術的紅利在臨床領域覆蓋給更多的患者，減少患者的痛苦和恢復時間，惠及更多的人，具體體現在以下幾個方面：
1、減少手術傷口、術後恢復快及較少術後並行癥。 病人受益自機器人微創傷手術的低損傷性。與開放手術的大切口相比，病人在機器人微創傷手術中一般僅有一個或幾個小切口，用來放入手術器械。因此，手術能以精準及微創傷的方式完成。這亦大幅減少失血及術後並行癥的風險，例如感染及黏連，使得病人更快康復。
2、靈活的機械臂與高度復雜的手術相容。 手術機器人通常配備一個或多個高自由度的機械臂。透過電腦演算法處理，機械臂將外科醫生雙手的活動復制成為人體內相應的儀器細微運動。這使得外科醫生能夠在較小的手術空間內流暢及精準地移動手術器械，這在高難度手術中不可或缺。
3、手術的精準度及手術結果的穩定性。 手術機器人的若幹特點有助提高手術的精準度及穩定性：
三維高畫質影像。與傳統微創傷手術的二維影像不同，由手術機器人提供的三維高畫質影像使手術領域有自然視覺景深。數碼變焦功能亦使外科醫生能夠流暢地放大視野，從而促進精準的組織辨識及組織層次區分。
震顫濾除的器械運動。手術機器人透過電腦演算法自動過濾外科醫生手部固有的震顫。此功能使外科醫生更容易遠端控制手術器械，並降低不慎橫切組織的風險。
4、降低外科醫生疲憊及縮短學習曲線。 透過手術機器人具有震顫過濾、三維高畫質影像及高靈活度的特點，外科醫生進行手術時更為方便且疲憊度降低。與在傳統微創傷手術中手眼協調受到影響相比，機器人微創傷手術允許外科醫生直觀地操作器械。該等功能亦縮短外科醫生的學習曲線，使手術機器人更便於在開放手術或傳統微創傷手術方面經驗有限的外科醫生使用。手術機器人的人體工程學設計亦降低了外科醫生因長期不適及疲憊而遭受職業病的可能性。
5、減少輻射暴露。 在一些開放手術及傳統微創傷手術，外科醫生必須獲取一系列的X光片以確認植入物的正確放置位置。該等手術的手術機器人一般帶有可指示植入物放置位置的光學導航系統，故可大幅減少手術中所需要的X光片數量。這將減少外科醫生、病人及其他手術室員工的輻射暴露。
手術機器人在哪些領域拿起了手術刀
經過數十年發展，手術機器人已經在五個快速增長的外科領域得到廣泛套用。
其一、腔鏡手術機器人。腔鏡手術機器人可進行廣泛類別的手術，例如泌尿外科、婦科、胸外科及普外科手術。腔鏡令外科醫生的視線可延伸至病人的體內，而機械臂則模仿其雙手以握著及指示腔鏡及手術器械。
其二、骨科手術機器人。骨科手術機器人用於協助骨科手術，例如關節置換手術及脊柱手術。骨科手術機器人提供更佳的手術區域影像、對健康骨頭的損傷性較低及更快康復。
其三、泛血管手術機器人。泛血管手術機器人用於治療血脈系統或心臟、腦部或外周血管系統相關器官疾病。
其四、經自然腔道手術機器人。經自然腔道手術機器人指將有關手術器械透過人體自然腔道送達手術區域，並可控制其進行診斷或手術的機器人，可用於檢查肺、腸及胃等手術。
其五、經皮穿刺手術機器人。經皮穿刺手術機器人用於經皮穿刺手術，主要為收集組織樣本用作診斷用途的程式，例如早期肺癌、乳癌及前列腺癌的檢測。此外，經皮穿刺機器人亦用於某些治療程式，例如經皮腎鏡取石術，該手術透過在患者背部的切口去除腎結石。
中國手術機器人行業現狀
盡管中國的患者人數龐大，且可能需要使用手術機器人進行的常規微創傷手術數量眾多，但中國手術機器人市場仍處於早期發展階段，截至2020年低，中國手術機器人市場規模僅為4億美元，占全球市場的5.1%。
不過中國手術機器人行業增長潛力巨大。一方面中國對微創傷手術的需求不斷增加。隨著診斷技術進步及人均可支配收入增加，患者逐漸願意尋求導致微創傷的治療方法。因此，對RAS的需求不斷增加，此種手術為患者帶來各種好處，例如康復較快，失血和痛楚較少，且並行癥風險較低。此外，手術機器人具有震顫過濾、三維高畫質影像及導航等功能，從而方便手術醫生的操作及促進手術機器人在手術醫生的受歡迎程度的增加。
另一方面，低等級醫院的滲透率不斷增長。對更高手術精準度及連貫性的日益增長需求預期會促進RAS的滲透。目前，RAS主要在中國一線城市的大型醫院進行，主要是由於手術機器人的可用性有限及RAS的成本相對較高所致。目前，在中國醫院中，已采用腔鏡機器人手術系統的醫院很少（根據弗若斯特沙利文的數據，在中國所有三級甲等醫院中不足10%）。隨著手術機器人的普及程度提升，預期RAS會從一線城市的大型醫院擴充套件至一線城市的低等級醫院，甚至拓展至二線及三線城市。
除此之外，利好政府政策及支持也是中國手術機器人行業快速增長的重要驅動力。為應對機器人輔助手術日益增長的需求，中國政府已實施多項政策，促進手術機器人行業的進一步發展。例如於2019年8月，國家藥監局釋出關於深化醫療器械註冊制度改革的通知，推動醫療器械創新發展。科學技術部亦啟動了國家「863計劃」，支持手術機器人的發展，為手術機器人及其相關底層技術的研究提供資金。根據工業和資訊化部於2021年2月頒布的醫療裝備產業「十四五」發展規劃，鼓勵地方政府將機器人輔助手術納入醫保報銷範圍。於2021年4月，上海將部份機器人輔助腔鏡手術（即腎部份切除術、前列腺癌根治術、全子宮切除術及盆腔自體保存）納入合資格獲得醫療保險報銷的手術中，並可報銷80%的醫療費用，未來可根據患者需求和醫保基金資金充足情況擴大報銷範圍，預期利好的政府支持於往後將會繼續。
預計手術機器人市場在利好因素不斷湧現的中國，將以44.3%的復合年增長率快速增長，於2026年達到38.402億美元。以手術機器人最大的細分市場腔鏡手術機器人為例，雖然數據顯示截至2020年底，中國腔鏡手術機器人滲透率僅為0.51%（遠低於美國滲透率13.3%），但已經初步構建起以微創機器人、Intuitive Surgical、威高、康多為基礎的「國產四大家」。
展望未來：手術機器人將多樣化、多元化
隨著適用各種醫療領域的手術機器人的發展，以及外科醫生的培訓及患者的接受程度提高，機器人輔助的手術將越來越多樣化。例如，在不久的將來開發並商業化更多地泛血管、經自然腔道及經皮穿刺手術機器人。
同時，產業企業也將聚焦底層技術及提供客製解決方案的能力。我們預期擁有強大底層技術（如機器人力學、控制演算法、電氣工程、視覺導航及影像）及可根據不同外科手術的需求迅速客製機器人產品的手術機器人開發商將在市場中占據領先地位。了解客戶需求並提供客製解決方案的能力對於縮短產品升級周期、進一步擴大產品組合的覆蓋範圍，以及在不同專業的機器人產品之間創造協力至關重要。
並且，隨著技術5G通訊、大數據和人工智能等技術基礎設施的進步，將帶動手術機器人技術同步發展，使手術機器人在外科醫生的遠端控制下操作時可達到更高精度，且在理解和執行外科醫生的指令方面具有更加智能。
最後，鑒於目前中國的手術機器人產業尚處於相對早期發展階段，大部份收益均來自銷售新機器人。然而，手術機器人行業的價值鏈亦包括其他重要的方面，如銷售耗材及提供服務。該等組成部份的利潤率通常高於機器人的銷售，並為患者及醫院提供增值。預期耗材及服務產生的收入比例將穩步上升，而手術機器人開發商可能會加大在該等領域的投入及投資，多元化收益來源將創造全價值鏈協同效應。
寫在最後
作者曾在腦機介面領域自主創業三年，主要做科研及醫療用植入式腦電極，目前很多神經類疾病（例如癲癇）的重度癥患者在藥物治療無效後，只能接受手術治療。
顱內血管密布，手術植入的電極或其他器械稍有偏差，都有可能對患者造成嚴重的後果，目前在神經外科領域，作者已知獲得醫療器械特許證的是華科精準。作者真切的看到，手術機器人的出現，帶給患者治療體驗的提升，祝願國內外相關醫療器械公司能發展的越來越好，並開發出質素更優、適應癥更多的手術機器人。
