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日前，日本科技巨頭——索尼（SONY）宣布其開發(fā)了一款微型手術(shù)輔助機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)手術(shù)器械更換和精密控制。

據(jù)悉，這款微型手術(shù)機(jī)器人需要搭配顯微鏡等設(shè)備，可用于處理微小組織，如靜脈和神經(jīng)。該機(jī)器人采用高靈敏度控制設(shè)備，能夠準(zhǔn)確捕捉外科醫(yī)生手部和手指的微小運(yùn)動(dòng)，并將其精確復(fù)制到手術(shù)器械上，實(shí)現(xiàn)近乎人類手腕的自然流暢運(yùn)動(dòng)。

顯微外科輔助機(jī)器人原型

2010年以來，日本多家老牌科技企業(yè)爭相涉足醫(yī)療行業(yè)。此前佳能收購東芝醫(yī)療系統(tǒng)事業(yè)部，成功躋身全球四大醫(yī)學(xué)影像設(shè)備生產(chǎn)商之一；奧林巴斯出售了起家的相機(jī)和顯微鏡業(yè)務(wù)，掀開了醫(yī)療領(lǐng)域新篇章；富士膠片也通過“二次創(chuàng)業(yè)”成功轉(zhuǎn)型為在影像、醫(yī)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(shù)科技企業(yè)類似，索尼的業(yè)務(wù)重心一直聚焦于電視、相機(jī)、游戲機(jī)等電子產(chǎn)品和半導(dǎo)體領(lǐng)域，此次微型手術(shù)機(jī)器人的推出，標(biāo)志著索尼正式進(jìn)入外科手術(shù)機(jī)器人市場。

01

“復(fù)制”醫(yī)生手部運(yùn)動(dòng)

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

產(chǎn)品特點(diǎn)

據(jù)索尼公司介紹，傳統(tǒng)的手術(shù)輔助機(jī)器人往往存在人工更換手術(shù)器械導(dǎo)致手術(shù)中斷和延誤的問題，而其研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過微型化手術(shù)器械，成功實(shí)現(xiàn)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(jī)械臂附近，左臂和右臂都可以在短時(shí)間內(nèi)使用小幅移動(dòng)來更換器械，無需人工干預(yù)。

手術(shù)器械存放和機(jī)械臂

系統(tǒng)方面，索尼采用了高靈敏度控制設(shè)備，以滿足微創(chuàng)外科手術(shù)中通常需要的穩(wěn)定和高精度控制。控制設(shè)備緊湊、輕量級、高靈敏度，能夠精準(zhǔn)反映人類指尖的微妙運(yùn)動(dòng)。外科器械的尖端配備有多個(gè)關(guān)節(jié)，使其能夠像人類手腕一樣平滑移動(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(dǎo)體解決方案公司開發(fā)的1.3英寸4K OLED微顯示屏，允許操作者查看受影響區(qū)域和外科器械的高清晰度圖像。旨在通過真實(shí)地還原顏色、紋理和深度來為微創(chuàng)手術(shù)程序提供視覺支持。

配備 1.3 英寸 4K OLED 微型顯示器

4K OLED微顯示屏

據(jù)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(xiàn)高對比度（100000:1）與高刷新率（90Hz）外，還能夠?qū)崿F(xiàn)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?shù)臄?shù)據(jù)量減少60%左右。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

2024年2月，索尼在愛知醫(yī)科大學(xué)進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其中外科醫(yī)生和其他不擅長微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)療從業(yè)人員使用了該原型機(jī)，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(jī)器人實(shí)現(xiàn)微血管吻合術(shù)的案例。

未來，索尼計(jì)劃與大學(xué)醫(yī)學(xué)部門和醫(yī)療機(jī)構(gòu)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(yīng)用，為醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量，為患者提供更加安全、高效的醫(yī)療服務(wù)。

02

索尼初代微型手術(shù)機(jī)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(jī)器人的初代原型機(jī)，彼時(shí)器械之家還進(jìn)行了報(bào)道。

索尼初代微型手術(shù)機(jī)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 ）的研究人員共同開發(fā)。據(jù)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(zhǔn)的手術(shù)任務(wù)。

該機(jī)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，形成更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，還包括壓電材料。

研究人員為機(jī)器人制作了一個(gè)平行四邊形底座，然后用三個(gè)微型線性執(zhí)行器(mini LAs)來控制它。mini LAs由壓電陶瓷材料制成，當(dāng)施加電場時(shí)會變形。懷斯研究所稱，這種形狀的變化推動(dòng)mini-RCM的“機(jī)械臂單元”沿著它的“軌道單元”移動(dòng)，就像火車在它的軌道上一樣，而這種線性運(yùn)動(dòng)推動(dòng)著機(jī)器人。

因?yàn)橹圃旒夹g(shù)相當(dāng)簡單，而且不需要將微小的零件組裝在一起，所以微型遙控門鎖可以比傳統(tǒng)的微機(jī)械裝置更便宜地大量生產(chǎn)。并且由于該設(shè)備體積只有網(wǎng)球大小，極易安裝和拆卸。

03

收音機(jī)起家

將4K帶入醫(yī)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(jī)業(yè)務(wù)起家。最初十年公司的發(fā)展并不好，直到1956年開發(fā)出世界第一臺晶體管收音機(jī)“tr-55”，公司運(yùn)營才開始漸入佳境。

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

1980年開始，索尼即著手醫(yī)療設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)。2010年，索尼開始擴(kuò)大其醫(yī)療業(yè)務(wù)的規(guī)模，同時(shí)啟動(dòng)生命科學(xué)的開發(fā)，并在2013年與奧林巴斯聯(lián)手建立合資公司，共同開發(fā)內(nèi)窺鏡產(chǎn)品。

2016年，索尼率先在中國市場推出了4K醫(yī)用液晶監(jiān)視器，成為最早一批在醫(yī)療領(lǐng)域介紹4K技術(shù)的廠家。隨后，索尼又陸續(xù)推出4K醫(yī)用攝像機(jī)、錄像機(jī)以及4K智能手術(shù)管理系統(tǒng)。通過布局4K領(lǐng)域，組建了從信號采集、信號傳輸?shù)疆嬅姹O(jiān)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(yī)療設(shè)備尤其是內(nèi)窺鏡領(lǐng)域建立新合作。根據(jù)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(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上，延伸到合作開發(fā)下一代胃腸道和呼吸內(nèi)窺鏡，并重點(diǎn)增強(qiáng)軟件研發(fā)能力。

目前，索尼醫(yī)療業(yè)務(wù)已涵蓋外科行業(yè)、醫(yī)療影像、生命科學(xué)三個(gè)方面。產(chǎn)品覆蓋醫(yī)療攝像機(jī)、監(jiān)視器、打印機(jī)、攝像機(jī)模塊、自助取片機(jī)等，廣泛應(yīng)用在顯微鏡/手術(shù)燈床、內(nèi)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(jī)器人領(lǐng)域形成了完整的醫(yī)療影像解決方案，進(jìn)一步強(qiáng)化了索尼在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的產(chǎn)品布局。

04

介入手術(shù)機(jī)器人市場

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

過去，全球范圍內(nèi)僅西門子醫(yī)療研發(fā)的CorPath 200及CorPath GRX獲得了FDA認(rèn)證及CE認(rèn)證；Robotcath開發(fā)的R-One（微創(chuàng)醫(yī)療機(jī)器人合作項(xiàng)目）獲得CE認(rèn)證；強(qiáng)生的Sensei X2、Stereotaxis的Genesis RMN取得FDA批準(zhǔn)。

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

微創(chuàng)醫(yī)療 R-ONE

2023年12月8日，上海微創(chuàng)醫(yī)療機(jī)器人（集團(tuán)）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(jī)器人有限公司旗下“R-ONE®血管介入手術(shù)機(jī)器人”正式獲得國家藥品監(jiān)督管理局市批準(zhǔn)（注冊證號：國械注進(jìn)20233010579）。

R-ONE®是微創(chuàng)機(jī)器人在泛血管這一賽道布局的創(chuàng)新機(jī)器人產(chǎn)品，是基于主從控制技術(shù)的血管介入導(dǎo)航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有全球獨(dú)創(chuàng)的雙指仿生搓捻技術(shù)和0～360°旋轉(zhuǎn)平移連續(xù)運(yùn)動(dòng)能力，是全球首款能復(fù)現(xiàn)“人手操作”的高仿生冠脈血管介入機(jī)器人，其在復(fù)雜冠脈病變手術(shù)中的獨(dú)特優(yōu)勢將助推心血管介入治療進(jìn)入更智能、更精準(zhǔn)的新階段。其體系結(jié)構(gòu)開放，與目前市面上主流的介入器械及導(dǎo)管室兼容。

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

強(qiáng)生 Sensei X2

強(qiáng)生在手術(shù)機(jī)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說起。Auris Health由“手術(shù)機(jī)器人之父”Frederic Moll創(chuàng)辦，經(jīng)過10年的運(yùn)營，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(yī)療旗下的多個(gè)手術(shù)機(jī)器人平臺，其中就包括Sensei X2 機(jī)器人系統(tǒng)。

Sensei X2 機(jī)器人系統(tǒng)是一種在電生理過程中用于遠(yuǎn)程導(dǎo)航心臟心房中的機(jī)器人導(dǎo)管的技術(shù)。Sensei 技術(shù)提供導(dǎo)管穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和進(jìn)入心房難以到達(dá)區(qū)域的通道。Sensei 的遠(yuǎn)程工作站集成了醫(yī)生在電生理過程中使用的多個(gè)成像源。已證明使用 Sensei 可減少左心房電生理檢查過程中的透視輻射暴露。

國產(chǎn)魯班手術(shù)機(jī)器人

“魯班”微創(chuàng)血管介入手術(shù)機(jī)器人，是由北京天壇醫(yī)院李佑祥教授臨床研究團(tuán)隊(duì)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(jī)器人系統(tǒng)，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(xiàng)目的實(shí)施，成功實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)微創(chuàng)介入手術(shù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)的突破。2019年，該手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)成功實(shí)施了國內(nèi)首例腦血管臨床試驗(yàn)。

截止至2021年8月底，“魯班”神經(jīng)介入機(jī)器人手術(shù)已達(dá)到100例，是目前國際上最大的一組介入機(jī)器手術(shù)病例。手術(shù)成功率100%，無一例并發(fā)癥。過程中術(shù)者0射線，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(jī)器人領(lǐng)域依然有很多問題需要解決，包括人機(jī)交互問題、智能化、機(jī)動(dòng)化等，例如，得到極高認(rèn)可的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)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(jī)復(fù)雜等問題。

同時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)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(jī)器人行業(yè)整體在產(chǎn)品上市后的業(yè)績表現(xiàn)差強(qiáng)人意，多數(shù)企業(yè)在投放和手術(shù)開展方面未能取得滿意的結(jié)果。

但可以明確的是，手術(shù)機(jī)器人一定是未來的發(fā)展方向。從機(jī)器人技術(shù)層面來看，“小型化、?？苹?/span>將成為手術(shù)機(jī)器人未來發(fā)展的必然趨勢。索尼此次微型手術(shù)機(jī)器人的發(fā)布正是順應(yīng)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中彎道超車脫穎而出，成為行業(yè)的引領(lǐng)者呢？器械之家將持續(xù)關(guān)注。