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日前，日本科技巨頭——索尼（SONY）宣布其開發(fā)了一款微型手術輔助機器人，能夠實現(xiàn)自動手術器械更換和精密控制。

據悉，這款微型手術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。該機器人采用高靈敏度控制設備，能夠準確捕捉外科醫(yī)生手部和手指的微小運動，并將其精確復制到手術器械上，實現(xiàn)近乎人類手腕的自然流暢運動。

顯微外科輔助機器人原型

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)學影像設備生產商之一；奧林巴斯出售了起家的相機和顯微鏡業(yè)務，掀開了醫(yī)療領域新篇章；富士膠片也通過“二次創(chuàng)業(yè)”成功轉型為在影像、醫(yī)療健康、材料和商業(yè)創(chuàng)新四大領域的綜合性全球企業(yè)。

與大多數科技企業(yè)類似，索尼的業(yè)務重心一直聚焦于電視、相機、游戲機等電子產品和半導體領域，此次微型手術機器人的推出，標志著索尼正式進入外科手術機器人市場。

01

“復制”醫(yī)生手部運動

索尼微型手術機器人主要由一個可操作的桌面控制臺和一個執(zhí)行手術的機器人組成。外科醫(yī)生在控制臺上的手部運動會以約1/2至1/10的比例被復制到機器人臂手術器械尖端處。關于這項技術的演示視頻已在YouTube上發(fā)布。

產品特點

據索尼公司介紹，傳統(tǒng)的手術輔助機器人往往存在人工更換手術器械導致手術中斷和延誤的問題，而其研發(fā)團隊通過微型化手術器械，成功實現(xiàn)了自動器械更換。術者可以將多個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間內使用小幅移動來更換器械，無需人工干預。

手術器械存放和機械臂

系統(tǒng)方面，索尼采用了高靈敏度控制設備，以滿足微創(chuàng)外科手術中通常需要的穩(wěn)定和高精度控制。控制設備緊湊、輕量級、高靈敏度，能夠精準反映人類指尖的微妙運動。外科器械的尖端配備有多個關節(jié)，使其能夠像人類手腕一樣平滑移動。

手術器械/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。旨在通過真實地還原顏色、紋理和深度來為微創(chuàng)手術程序提供視覺支持。

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。該技術能夠在小尺寸下實現(xiàn)高對比度（100000:1）與高刷新率（90Hz）外，還能夠實現(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，價格降低分辨率。這能夠在確保沉浸感的同時，將傳輸的數據量減少60%左右。

動物實驗

2024年2月，索尼在愛知醫(yī)科大學進行了一項實驗，其中外科醫(yī)生和其他不擅長微創(chuàng)手術的醫(yī)療從業(yè)人員使用了該原型機，并成功在動物血管（直徑約為0.6毫米）上進行了吻合術。成為世界首例使用具有自動器械更換功能的手術輔助機器人實現(xiàn)微血管吻合術的案例。

未來，索尼計劃與大學醫(yī)學部門和醫(yī)療機構合作，進一步推動微創(chuàng)手術輔助技術的研發(fā)和應用，為醫(yī)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(yī)療服務。

02

索尼初代微型手術機器人

事實上，早在2020年索尼就已經公布了這款微型手術機器人的初代原型機，彼時器械之家還進行了報道。

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

該機器人采用Pop-Up MEMS技術操縱，這種技術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，形成更復雜的結構，還包括壓電材料。

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

因為制造技術相當簡單，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)的微機械裝置更便宜地大量生產。并且由于該設備體積只有網球大小，極易安裝和拆卸。

03

收音機起家

將4K帶入醫(yī)療領域

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“tr-55”，公司運營才開始漸入佳境。

此后多年，公司運用晶體管技術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3.5英寸軟盤驅動器、第一張CD唱片、第一臺32位家用游戲機Play Station等等。

1980年開始，索尼即著手醫(yī)療設備的開發(fā)和生產。2010年，索尼開始擴大其醫(yī)療業(yè)務的規(guī)模，同時啟動生命科學的開發(fā)，并在2013年與奧林巴斯聯(lián)手建立合資公司，共同開發(fā)內窺鏡產品。

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)療領域介紹4K技術的廠家。隨后，索尼又陸續(xù)推出4K醫(yī)用攝像機、錄像機以及4K智能手術管理系統(tǒng)。通過布局4K領域，組建了從信號采集、信號傳輸到畫面監(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)療設備尤其是內窺鏡領域建立新合作。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，延伸到合作開發(fā)下一代胃腸道和呼吸內窺鏡，并重點增強軟件研發(fā)能力。

目前，索尼醫(yī)療業(yè)務已涵蓋外科行業(yè)、醫(yī)療影像、生命科學三個方面。產品覆蓋醫(yī)療攝像機、監(jiān)視器、打印機、攝像機模塊、自助取片機等，廣泛應用在顯微鏡/手術燈床、內窺鏡、超聲、放射等幾大領域。

此次，索尼將4K技術引入手術機器人領域形成了完整的醫(yī)療影像解決方案，進一步強化了索尼在醫(yī)療設備領域的產品布局。

04

介入手術機器人市場

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

過去，全球范圍內僅西門子醫(yī)療研發(fā)的CorPath 200及CorPath GRX獲得了FDA認證及CE認證；Robotcath開發(fā)的R-One（微創(chuàng)醫(yī)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(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®血管介入手術機器人”正式獲得國家藥品監(jiān)督管理局市批準（注冊證號：國械注進20233010579）。

R-ONE®是微創(chuàng)機器人在泛血管這一賽道布局的創(chuàng)新機器人產品，是基于主從控制技術的血管介入導航控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有全球獨創(chuàng)的雙指仿生搓捻技術和0～360°旋轉平移連續(xù)運動能力，是全球首款能復現(xiàn)“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中的獨特優(yōu)勢將助推心血管介入治療進入更智能、更精準的新階段。其體系結構開放，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領域機器人系統(tǒng)。

強生 Sensei X2

強生在手術機器人板塊的發(fā)力，還得從2019年以34億美元天價收購Auris Health說起。Auris Health由“手術機器人之父”Frederic Moll創(chuàng)辦，經過10年的運營，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)療旗下的多個手術機器人平臺，其中就包括Sensei X2 機器人系統(tǒng)。

Sensei X2 機器人系統(tǒng)是一種在電生理過程中用于遠程導航心臟心房中的機器人導管的技術。Sensei 技術提供導管穩(wěn)定性、準確性和進入心房難以到達區(qū)域的通道。Sensei 的遠程工作站集成了醫(yī)生在電生理過程中使用的多個成像源。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。

國產魯班手術機器人

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

截止至2021年8月底，“魯班”神經介入機器人手術已達到100例，是目前國際上最大的一組介入機器手術病例。手術成功率100%，無一例并發(fā)癥。過程中術者0射線，平均手術操作時間為每臺20分鐘。

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

同時，無法實現(xiàn)商業(yè)化平衡也是大部分企業(yè)所要面臨的一個難題。目前機器人行業(yè)整體在產品上市后的業(yè)績表現(xiàn)差強人意，多數企業(yè)在投放和手術開展方面未能取得滿意的結果。

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