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日前，日本科技巨頭——索尼（SONY）宣布其開(kāi)發(fā)了一款微型手術(shù)輔助機器人，能夠實(shí)現自動(dòng)手術(shù)器械更換和精密控制。

據悉，這款微型手術(shù)機器人需要搭配顯微鏡等設備，可用于處理微小組織，如靜脈和神經(jīng)。該機器人采用高靈敏度控制設備，能夠準確捕捉外科醫生手部和手指的微小運動(dòng)，并將其精確復制到手術(shù)器械上，實(shí)現近乎人類(lèi)手腕的自然流暢運動(dòng)。

顯微外科輔助機器人原型

2010年以來(lái)，日本多家老牌科技企業(yè)爭相涉足醫療行業(yè)。此前佳能收購東芝醫療系統事業(yè)部，成功躋身全球四大醫學(xué)影像設備生產(chǎn)商之一；奧林巴斯出售了起家的相機和顯微鏡業(yè)務(wù)，掀開(kāi)了醫療領(lǐng)域新篇章；富士膠片也通過(guò)“二次創(chuàng )業(yè)”成功轉型為在影像、醫療健康、材料和商業(yè)創(chuàng )新四大領(lǐng)域的綜合性全球企業(yè)。

與大多數科技企業(yè)類(lèi)似，索尼的業(yè)務(wù)重心一直聚焦于電視、相機、游戲機等電子產(chǎn)品和半導體領(lǐng)域，此次微型手術(shù)機器人的推出，標志著(zhù)索尼正式進(jìn)入外科手術(shù)機器人市場(chǎng)。

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“復制”醫生手部運動(dòng)

索尼微型手術(shù)機器人主要由一個(gè)可操作的桌面控制臺和一個(gè)執行手術(shù)的機器人組成。外科醫生在控制臺上的手部運動(dòng)會(huì )以約1/2至1/10的比例被復制到機器人臂手術(shù)器械尖端處。關(guān)于這項技術(shù)的演示視頻已在YouTube上發(fā)布。

產(chǎn)品特點(diǎn)

據索尼公司介紹，傳統的手術(shù)輔助機器人往往存在人工更換手術(shù)器械導致手術(shù)中斷和延誤的問(wèn)題，而其研發(fā)團隊通過(guò)微型化手術(shù)器械，成功實(shí)現了自動(dòng)器械更換。術(shù)者可以將多個(gè)外科器械工具緊湊的方式存放在機械臂附近，左臂和右臂都可以在短時(shí)間內使用小幅移動(dòng)來(lái)更換器械，無(wú)需人工干預。

手術(shù)器械存放和機械臂

系統方面，索尼采用了高靈敏度控制設備，以滿(mǎn)足微創(chuàng )外科手術(shù)中通常需要的穩定和高精度控制。控制設備緊湊、輕量級、高靈敏度，能夠精準反映人類(lèi)指尖的微妙運動(dòng)。外科器械的尖端配備有多個(gè)關(guān)節，使其能夠像人類(lèi)手腕一樣平滑移動(dòng)。

手術(shù)器械/控制裝置的尖端

此外，該原型配備了索尼半導體解決方案公司開(kāi)發(fā)的1.3英寸4K OLED微顯示屏，允許操作者查看受影響區域和外科器械的高清晰度圖像。旨在通過(guò)真實(shí)地還原顏色、紋理和深度來(lái)為微創(chuàng )手術(shù)程序提供視覺(jué)支持。

配備 1.3 英寸 4K OLED 微型顯示器

4K OLED微顯示屏

據悉，4K OLED微顯示屏是索尼公司于去年推出的一款僅有1.3英寸的微型顯示屏，型號為ECX344A。該技術(shù)能夠在小尺寸下實(shí)現高對比度（100000:1）與高刷新率（90Hz）外，還能夠實(shí)現最高5000 cd/㎡的峰值亮度，從而減少殘影。

此外，該顯示器支持一種名叫“掃描模式”的特殊顯示模式。該模式下，屏幕將針對人眼看到的地方渲染正常分辨率，而看不到的地方，價(jià)格降低分辨率。這能夠在確保沉浸感的同時(shí)，將傳輸的數據量減少60%左右。

動(dòng)物實(shí)驗

2024年2月，索尼在愛(ài)知醫科大學(xué)進(jìn)行了一項實(shí)驗，其中外科醫生和其他不擅長(cháng)微創(chuàng )手術(shù)的醫療從業(yè)人員使用了該原型機，并成功在動(dòng)物血管（直徑約為0.6毫米）上進(jìn)行了吻合術(shù)。成為世界首例使用具有自動(dòng)器械更換功能的手術(shù)輔助機器人實(shí)現微血管吻合術(shù)的案例。

未來(lái)，索尼計劃與大學(xué)醫學(xué)部門(mén)和醫療機構合作，進(jìn)一步推動(dòng)微創(chuàng )手術(shù)輔助技術(shù)的研發(fā)和應用，為醫療行業(yè)的發(fā)展貢獻更多力量，為患者提供更加安全、高效的醫療服務(wù)。

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索尼初代微型手術(shù)機器人

事實(shí)上，早在2020年索尼就已經(jīng)公布了這款微型手術(shù)機器人的初代原型機，彼時(shí)器械之家還進(jìn)行了報道。

索尼初代微型手術(shù)機器人模型名為“mini-RCM”由索尼公司和哈佛大學(xué)懷斯研究所（Harvard's Wyss Institute ）的研究人員共同開(kāi)發(fā)。據介紹，該款產(chǎn)品能夠做到像硬幣般輕便，同時(shí)勝任非常精準的手術(shù)任務(wù)。

該機器人采用Pop-Up MEMS技術(shù)操縱，這種技術(shù)包括將多層材料粘合在一起，使它們能夠從扁平的初始形狀打開(kāi)，形成更復雜的結構，還包括壓電材料。

研究人員為機器人制作了一個(gè)平行四邊形底座，然后用三個(gè)微型線(xiàn)性執行器(mini LAs)來(lái)控制它。mini LAs由壓電陶瓷材料制成，當施加電場(chǎng)時(shí)會(huì )變形。懷斯研究所稱(chēng)，這種形狀的變化推動(dòng)mini-RCM的“機械臂單元”沿著(zhù)它的“軌道單元”移動(dòng)，就像火車(chē)在它的軌道上一樣，而這種線(xiàn)性運動(dòng)推動(dòng)著(zhù)機器人。

因為制造技術(shù)相當簡(jiǎn)單，而且不需要將微小的零件組裝在一起，所以微型遙控門(mén)鎖可以比傳統的微機械裝置更便宜地大量生產(chǎn)。并且由于該設備體積只有網(wǎng)球大小，極易安裝和拆卸。

03

收音機起家

將4K帶入醫療領(lǐng)域

資料顯示，索尼原名“東京通信工業(yè)”，成立于1946年，以修理收音機業(yè)務(wù)起家。最初十年公司的發(fā)展并不好，直到1956年開(kāi)發(fā)出世界第一臺晶體管收音機“tr-55”，公司運營(yíng)才開(kāi)始漸入佳境。

此后多年，公司運用晶體管技術(shù)相繼推出世界第一臺晶體管電視機、第一臺晶體管錄像機、第一部立體聲Walkman、第一個(gè)3.5英寸軟盤(pán)驅動(dòng)器、第一張CD唱片、第一臺32位家用游戲機Play Station等等。

1980年開(kāi)始，索尼即著(zhù)手醫療設備的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。2010年，索尼開(kāi)始擴大其醫療業(yè)務(wù)的規模，同時(shí)啟動(dòng)生命科學(xué)的開(kāi)發(fā)，并在2013年與奧林巴斯聯(lián)手建立合資公司，共同開(kāi)發(fā)內窺鏡產(chǎn)品。

2016年，索尼率先在中國市場(chǎng)推出了4K醫用液晶監視器，成為最早一批在醫療領(lǐng)域介紹4K技術(shù)的廠(chǎng)家。隨后，索尼又陸續推出4K醫用攝像機、錄像機以及4K智能手術(shù)管理系統。通過(guò)布局4K領(lǐng)域，組建了從信號采集、信號傳輸到畫(huà)面監看及錄制的完整4K鏈條。

2023年12月奧林巴斯宣布，與索尼在醫療設備尤其是內窺鏡領(lǐng)域建立新合作。根據合作協(xié)議，雙方將在2012年協(xié)議涵蓋的合作研發(fā)4k（或以上）分辨率或3D外科內窺鏡的基礎上，延伸到合作開(kāi)發(fā)下一代胃腸道和呼吸內窺鏡，并重點(diǎn)增強軟件研發(fā)能力。

目前，索尼醫療業(yè)務(wù)已涵蓋外科行業(yè)、醫療影像、生命科學(xué)三個(gè)方面。產(chǎn)品覆蓋醫療攝像機、監視器、打印機、攝像機模塊、自助取片機等，廣泛應用在顯微鏡/手術(shù)燈床、內窺鏡、超聲、放射等幾大領(lǐng)域。

此次，索尼將4K技術(shù)引入手術(shù)機器人領(lǐng)域形成了完整的醫療影像解決方案，進(jìn)一步強化了索尼在醫療設備領(lǐng)域的產(chǎn)品布局。

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介入手術(shù)機器人市場(chǎng)

與骨科、腹腔鏡機器人不同，血管介入手術(shù)機器人面對的是更脆弱的人體血管，同時(shí)需要操作導管、導絲、球囊等介入器械，產(chǎn)品在性能與穩定性上的要求較高。因此，血管介入手術(shù)機器人一直是手術(shù)機器人市場(chǎng)的稀缺標的。

過(guò)去，全球范圍內僅西門(mén)子醫療研發(fā)的CorPath 200及CorPath GRX獲得了FDA認證及CE認證；Robotcath開(kāi)發(fā)的R-One（微創(chuàng )醫療機器人合作項目）獲得CE認證；強生的Sensei X2、Stereotaxis的Genesis RMN取得FDA批準。

此外在中國，介若醫療、愛(ài)博醫療、奧朋醫療、柳葉刀、梅奧心磁、潤邁德、唯邁醫療等企業(yè)也都步入了介入機器人賽道。

微創(chuàng )醫療 R-ONE

2023年12月8日，上海微創(chuàng )醫療機器人（集團）股份有限公司和法國Robocath S.A.S聯(lián)合在張江成立的合資公司知脈（上海）機器人有限公司旗下“R-ONE®血管介入手術(shù)機器人”正式獲得國家藥品監督管理局市批準（注冊證號：國械注進(jìn)20233010579）。

R-ONE®是微創(chuàng )機器人在泛血管這一賽道布局的創(chuàng )新機器人產(chǎn)品，是基于主從控制技術(shù)的血管介入導航控制系統。該系統具有全球獨創(chuàng )的雙指仿生搓捻技術(shù)和0～360°旋轉平移連續運動(dòng)能力，是全球首款能復現“人手操作”的高仿生冠脈血管介入機器人，其在復雜冠脈病變手術(shù)中的獨特優(yōu)勢將助推心血管介入治療進(jìn)入更智能、更精準的新階段。其體系結構開(kāi)放，與目前市面上主流的介入器械及導管室兼容。

此前R-ONE®已獲CE認證，是首款在歐洲上市的介入心臟病學(xué)領(lǐng)域機器人系統。

強生 Sensei X2

強生在手術(shù)機器人板塊的發(fā)力，還得從2019年以34億美元天價(jià)收購Auris Health說(shuō)起。Auris Health由“手術(shù)機器人之父”Frederic Moll創(chuàng )辦，經(jīng)過(guò)10年的運營(yíng)，其Monarch平臺以及在肺癌支氣管鏡診斷和治療中得到了FDA許可。此前Auris還收購了漢森醫療旗下的多個(gè)手術(shù)機器人平臺，其中就包括Sensei X2 機器人系統。

Sensei X2 機器人系統是一種在電生理過(guò)程中用于遠程導航心臟心房中的機器人導管的技術(shù)。Sensei 技術(shù)提供導管穩定性、準確性和進(jìn)入心房難以到達區域的通道。Sensei 的遠程工作站集成了醫生在電生理過(guò)程中使用的多個(gè)成像源。已證明使用 Sensei 可減少左心房電生理檢查過(guò)程中的透視輻射暴露。

國產(chǎn)魯班手術(shù)機器人

“魯班”微創(chuàng )血管介入手術(shù)機器人，是由北京天壇醫院李佑祥教授臨床研究團隊聯(lián)合北京理工大學(xué)研發(fā)的一款微創(chuàng )血管介入手術(shù)機器人系統，能同時(shí)完成造影和治療操作，技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先地位。此項目的實(shí)施，成功實(shí)現了多項微創(chuàng )介入手術(shù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)的突破。2019年，該手術(shù)機器人系統成功實(shí)施了國內首例腦血管臨床試驗。

截止至2021年8月底，“魯班”神經(jīng)介入機器人手術(shù)已達到100例，是目前國際上最大的一組介入機器手術(shù)病例。手術(shù)成功率100%，無(wú)一例并發(fā)癥。過(guò)程中術(shù)者0射線(xiàn)，平均手術(shù)操作時(shí)間為每臺20分鐘。

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需要注意的是，目前介入手術(shù)機器人領(lǐng)域依然有很多問(wèn)題需要解決，包括人機交互問(wèn)題、智能化、機動(dòng)化等，例如，得到極高認可的達芬奇手術(shù)機器人已經(jīng)使手術(shù)操作在極小創(chuàng )口下變得極為方便，但依然存在裝機復雜等問(wèn)題。

同時(shí)，無(wú)法實(shí)現商業(yè)化平衡也是大部分企業(yè)所要面臨的一個(gè)難題。目前機器人行業(yè)整體在產(chǎn)品上市后的業(yè)績(jì)表現差強人意，多數企業(yè)在投放和手術(shù)開(kāi)展方面未能取得滿(mǎn)意的結果。

但可以明確的是，手術(shù)機器人一定是未來(lái)的發(fā)展方向。從機器人技術(shù)層面來(lái)看，“小型化、專(zhuān)科化”將成為手術(shù)機器人未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。索尼此次微型手術(shù)機器人的發(fā)布正是順應這一發(fā)展方向的重要一步。

那么索尼能否在競爭激烈的市場(chǎng)中彎道超車(chē)脫穎而出，成為行業(yè)的引領(lǐng)者呢？器械之家將持續關(guān)注。