手術(shù)機器人，或者輔助手術(shù)機器人，是最近幾年科研和投資的熱點，受到越來越多投資人和創(chuàng)業(yè)者的青睞。目前的新冠疫情進一步讓大家意識到了醫(yī)療行業(yè)機器換人的潛在價值。

美國、歐洲、日本的手術(shù)機器人臨床應(yīng)用已較為成熟，國內(nèi)受制于技術(shù)起步晚、醫(yī)療認(rèn)證周期較長等原因，目前進入臨床應(yīng)用的還不多。不過已有不少科研團隊已經(jīng)進入這個賽道，走在融資、研發(fā)、拿證的路上。應(yīng)用場景涵蓋多個領(lǐng)域，包括：骨科手術(shù)、神經(jīng)外科、腫瘤消融、其它微創(chuàng)手術(shù)、整形外科、牙科、植發(fā)、按摩、針灸、減肥等。

如何研發(fā)一套完整的手術(shù)機器人？創(chuàng)業(yè)團隊需要掌握哪些關(guān)鍵技術(shù)？

手術(shù)機器人的價值在于它的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。因為人的眼睛誤差遠(yuǎn)大于精密光學(xué)儀器，人的手也會抖動或疲勞而機械臂不會。所以，一套手術(shù)機器人首先需要一個機械臂來替代醫(yī)生的手，或幫助醫(yī)生進行手術(shù)器械的輔助定位。如下圖：

（醫(yī)療機械臂）

（輔助手術(shù)定位）

其次，手術(shù)機器人只有手是不行的，它還需要一雙眼睛。因為有了視覺，才可以保證手臂能夠按照醫(yī)生的手術(shù)規(guī)劃進行精確的移動或旋轉(zhuǎn)（六自由度移動）。這就需要一套三維空間定位系統(tǒng)，根據(jù)技術(shù)原理不同一般分為兩種類型：紅外光學(xué)定位系統(tǒng)、電磁定位系統(tǒng)。如下圖所示：

（紅外光學(xué)定位系統(tǒng)）

(紅外光學(xué)定位系統(tǒng)反光球工具）

（電磁定位系統(tǒng)）

（電磁定位系統(tǒng)sensor）

好了，有了機器人的手臂和眼睛這些必備的硬件外，其余就需要科研團隊的軟件能力了，也就是手術(shù)機器人的大腦。這些大腦功能大致包括：DICOM醫(yī)學(xué)影像三維重建、圖像分割、坐標(biāo)系配準(zhǔn)、影像分析、多模態(tài)融合、手術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中器械實時導(dǎo)航、術(shù)后評估等功能。當(dāng)然除此以外，系統(tǒng)還需要把各個硬件系統(tǒng)集成起來以實現(xiàn)實時通信，并反復(fù)調(diào)試，以確保整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

（手術(shù)機器人軟件功能）

多模態(tài)影像融合導(dǎo)航）

以上大致可以實現(xiàn)一個手術(shù)機器人的基本功能，如果要實現(xiàn)一些復(fù)雜的高級功能則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。比如AI醫(yī)療，這需要軟件算法具備三維圖像自動分割、自動配準(zhǔn)、圖像識別等高級功能，對研發(fā)團隊的技術(shù)實力要求很高。如果需要實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，即機器人遙操作，則除了以上提到的硬件外，還需要配備一臺力反饋設(shè)備（如視頻中演示）。