面向人体狭窄空间的刚柔耦合手术机器人及其关键技术

本成果通过研究系列新型刚柔耦合手术机器人，辅助医生实现良好的人机交互及可视化灵巧操作，提高手术的安全性，应用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人体狭窄空间。研究的手术机器人及其相关技术可推广到其他人体自然腔道中环境下机器人辅助医生灵巧操作的微创手术。

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

微创外科手术具有创口小、出血少、疼痛轻和术后恢复快等优势，目前正在由单孔和多孔手术向经自然腔道的内镜手术方向发展。在人体自然腔道的复杂狭窄空间下，机械臂和人体组织之间极易发生碰撞，导致机器人损坏或患者受到二次伤害。该成果通过研究系列新型刚柔耦合手术机器人，辅助医生实现良好的人机交互及可视化灵巧操作，提高手术的安全性，应用于咽喉、胃部、脊柱、肺部等人体狭窄空间。研究的手术机器人及其相关技术可推广到其他人体自然腔道中环境下机器人辅助医生灵巧操作的微创手术。与现有技术相比，该成果能够大幅提高手术操作的灵活性与安全性，拓展了现有手术机器人的应用范围，目前国际上尚未开发出成熟的产品，因此该成果具有广泛的市场应用前景。本成果在前期开发了手术机器人样机，并开展了尸体实验研究，取得了良好效果。

1）人体自然腔道手术，包括人体喉部、鼻腔、胃部、气管、直肠、尿道等；

2）单孔手术：脊柱、胸腹腔、脑外科等

3）其他柔性手术机器人应用场景

研发的喉部手术机器人已完成系统性能验证，并成功开展尸体实验。

随着数字化医疗的发展，全球手术机器人发展迅猛、市场规模迅速扩大。预计未来一段时间，全球手术机器人规模将以19.0%的年复合增长率增长，到2023年，全球手术机器人可达到111.7亿美元的市场规模。未来全球手术机器人市场规模持续高速增长主要有三大原因：

（1）全球老龄化趋势加剧；

（2）手术总量的增加为手术机器人的普及和应用提供了先决条件；

（3）患者对能提供高成功率、创伤更小的机器人手术需求不断增长。

目前国内能够临床应用的手术机器人还是以骨科和神经外科手术机器人为主，面向人体自然腔道的手术机器人都处于研发阶段。本项目研发的产品可用于经自然腔道机器人手术。由于人体的大部分自然腔道都有着狭窄、曲折的解剖学结构，因此对对机器人尺寸、自由度、自适应能力、可控性要求高。目前全球掌握该项技术的团队屈指可数。因此，开发拥有自主知识产权的手术机器人系统对于打破国外技术垄断，填补国内技术空白，解决卡脖子问题都有着非常重要的意义。与此同时，作为一款高商业附加值的产品，其成功上市不仅能够满足人们对优质医疗服务快速增长的需求，而且能够缓解医疗资源分配不均，创造更多经济效益。

202010894091.3； 201910813745.2； 201911308418.8； 201910257507.8； 201910739009.7； PCT/SG2019/050435； PCT/SG2018/050410