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日前，日本科技巨头——索尼（SONY）宣布其开发了一款微型手术辅助机器人，能够实现自动手术器械更换和精密控制。
据悉，这款微型手术机器人需要搭配显微镜等设备，可用于处理微小组织，如静脉和神经。该机器人采用高灵敏度控制设备，能够准确捕捉外科医生手部和手指的微小运动，并将其精确复制到手术器械上，实现近乎人类手腕的自然流畅运动。
显微外科辅助机器人原型
2010年以来，日本多家老牌科技企业争相涉足医疗行业。此前佳能收购东芝医疗系统事业部，成功跻身全球四大医学影像设备生产商之一；奥林巴斯出售了起家的相机和显微镜业务，掀开了医疗领域新篇章；富士胶片也通过“二次创业”成功转型为在影像、医疗健康、材料和商业创新四大领域的综合性全球企业。
与大多数科技企业类似，索尼的业务重心一直聚焦于电视、相机、游戏机等电子产品和半导体领域，此次微型手术机器人的推出，标志着索尼正式进入外科手术机器人市场。
01
“复制”医生手部运动
索尼微型手术机器人主要由一个可操作的桌面控制台和一个执行手术的机器人组成。外科医生在控制台上的手部运动会以约1/2至1/10的比例被复制到机器人臂手术器械尖端处。关于这项技术的演示视频已在YouTube上发布。
产品特点
据索尼公司介绍，传统的手术辅助机器人往往存在人工更换手术器械导致手术中断和延误的问题，而其研发团队通过微型化手术器械，成功实现了自动器械更换。术者可以将多个外科器械工具紧凑的方式存放在机械臂附近，左臂和右臂都可以在短时间内使用小幅移动来更换器械，无需人工干预。
手术器械存放和机械臂
系统方面，索尼采用了高灵敏度控制设备，以满足微创外科手术中通常需要的稳定和高精度控制。控制设备紧凑、轻量级、高灵敏度，能够精准反映人类指尖的微妙运动。外科器械的尖端配备有多个关节，使其能够像人类手腕一样平滑移动。
手术器械/控制装置的尖端
此外，该原型配备了索尼半导体解决方案公司开发的1.3英寸4K OLED微显示屏，允许操作者查看受影响区域和外科器械的高清晰度图像。旨在通过真实地还原颜色、纹理和深度来为微创手术程序提供视觉支持。
配备 1.3 英寸 4K OLED 微型显示器
4K OLED微显示屏
据悉，4K OLED微显示屏是索尼公司于去年推出的一款仅有1.3英寸的微型显示屏，型号为ECX344A。该技术能够在小尺寸下实现高对比度（100000:1）与高刷新率（90Hz）外，还能够实现最高5000 cd/㎡的峰值亮度，从而减少残影。
此外，该显示器支持一种名叫“扫描模式”的特殊显示模式。该模式下，屏幕将针对人眼看到的地方渲染正常分辨率，而看不到的地方，价格降低分辨率。这能够在确保沉浸感的同时，将传输的数据量减少60%左右。
动物实验
2024年2月，索尼在爱知医科大学进行了一项实验，其中外科医生和其他不擅长微创手术的医疗从业人员使用了该原型机，并成功在动物血管（直径约为0.6毫米）上进行了吻合术。成为世界首例使用具有自动器械更换功能的手术辅助机器人实现微血管吻合术的案例。
未来，索尼计划与大学医学部门和医疗机构合作，进一步推动微创手术辅助技术的研发和应用，为医疗行业的发展贡献更多力量，为患者提供更加安全、高效的医疗服务。
02
索尼初代微型手术机器人
事实上，早在2020年索尼就已经公布了这款微型手术机器人的初代原型机，彼时器械之家还进行了报道。
索尼初代微型手术机器人模型名为“mini-RCM”由索尼公司和哈佛大学怀斯研究所（Harvard's Wyss Institute ）的研究人员共同开发。据介绍，该款产品能够做到像硬币般轻便，同时胜任非常精准的手术任务。
该机器人采用Pop-Up MEMS技术操纵，这种技术包括将多层材料粘合在一起，使它们能够从扁平的初始形状打开，形成更复杂的结构，还包括压电材料。
研究人员为机器人制作了一个平行四边形底座，然后用三个微型线性执行器(mini LAs)来控制它。mini LAs由压电陶瓷材料制成，当施加电场时会变形。怀斯研究所称，这种形状的变化推动mini-RCM的“机械臂单元”沿着它的“轨道单元”移动，就像火车在它的轨道上一样，而这种线性运动推动着机器人。
因为制造技术相当简单，而且不需要将微小的零件组装在一起，所以微型遥控门锁可以比传统的微机械装置更便宜地大量生产。并且由于该设备体积只有网球大小，极易安装和拆卸。
03
收音机起家
将4K带入医疗领域
资料显示，索尼原名“东京通信工业”，成立于1946年，以修理收音机业务起家。最初十年公司的发展并不好，直到1956年开发出世界第一台晶体管收音机“tr-55”，公司运营才开始渐入佳境。
此后多年，公司运用晶体管技术相继推出世界第一台晶体管电视机、第一台晶体管录像机、第一部立体声Walkman、第一个3.5英寸软盘驱动器、第一张CD唱片、第一台32位家用游戏机Play Station等等。
1980年开始，索尼即着手医疗设备的开发和生产。2010年，索尼开始扩大其医疗业务的规模，同时启动生命科学的开发，并在2013年与奥林巴斯联手建立合资公司，共同开发内窥镜产品。
2016年，索尼率先在中国市场推出了4K医用液晶监视器，成为最早一批在医疗领域介绍4K技术的厂家。随后，索尼又陆续推出4K医用摄像机、录像机以及4K智能手术管理系统。通过布局4K领域，组建了从信号采集、信号传输到画面监看及录制的完整4K链条。
2023年12月奥林巴斯宣布，与索尼在医疗设备尤其是内窥镜领域建立新合作。根据合作协议，双方将在2012年协议涵盖的合作研发4k（或以上）分辨率或3D外科内窥镜的基础上，延伸到合作开发下一代胃肠道和呼吸内窥镜，并重点增强软件研发能力。
目前，索尼医疗业务已涵盖外科行业、医疗影像、生命科学三个方面。产品覆盖医疗摄像机、监视器、打印机、摄像机模块、自助取片机等，广泛应用在显微镜/手术灯床、内窥镜、超声、放射等几大领域。
此次，索尼将4K技术引入手术机器人领域形成了完整的医疗影像解决方案，进一步强化了索尼在医疗设备领域的产品布局。
04
介入手术机器人市场
与骨科、腹腔镜机器人不同，血管介入手术机器人面对的是更脆弱的人体血管，同时需要操作导管、导丝、球囊等介入器械，产品在性能与稳定性上的要求较高。因此，血管介入手术机器人一直是手术机器人市场的稀缺标的。
过去，全球范围内仅西门子医疗研发的CorPath 200及CorPath GRX获得了FDA认证及CE认证；Robotcath开发的R-One（微创医疗机器人合作项目）获得CE认证；强生的Sensei X2、Stereotaxis的Genesis RMN取得FDA批准。
此外在中国，介若医疗、爱博医疗、奥朋医疗、柳叶刀、梅奥心磁、润迈德、唯迈医疗等企业也都步入了介入机器人赛道。
微创医疗 R-ONE
2023年12月8日，上海微创医疗机器人（集团）股份有限公司和法国Robocath S.A.S联合在张江成立的合资公司知脉（上海）机器人有限公司旗下“R-ONE®血管介入手术机器人”正式获得国家药品监督管理局市批准（注册证号：国械注进20233010579）。
R-ONE®是微创机器人在泛血管这一赛道布局的创新机器人产品，是基于主从控制技术的血管介入导航控制系统。该系统具有全球独创的双指仿生搓捻技术和0～360°旋转平移连续运动能力，是全球首款能复现“人手操作”的高仿生冠脉血管介入机器人，其在复杂冠脉病变手术中的独特优势将助推心血管介入治疗进入更智能、更精准的新阶段。其体系结构开放，与目前市面上主流的介入器械及导管室兼容。
此前R-ONE®已获CE认证，是首款在欧洲上市的介入心脏病学领域机器人系统。
强生在手术机器人板块的发力，还得从2019年以34亿美元天价收购Auris Health说起。Auris Health由“手术机器人之父”Frederic Moll创办，经过10年的运营，其Monarch平台以及在肺癌支气管镜诊断和治疗中得到了FDA许可。此前Auris还收购了汉森医疗旗下的多个手术机器人平台，其中就包括Sensei X2 机器人系统。
Sensei X2 机器人系统是一种在电生理过程中用于远程导航心脏心房中的机器人导管的技术。Sensei 技术提供导管稳定性、准确性和进入心房难以到达区域的通道。Sensei 的远程工作站集成了医生在电生理过程中使用的多个成像源。已证明使用 Sensei 可减少左心房电生理检查过程中的透视辐射暴露。
国产鲁班手术机器人
“鲁班”微创血管介入手术机器人，是由北京天坛医院李佑祥教授临床研究团队联合北京理工大学研发的一款微创血管介入手术机器人系统，能同时完成造影和治疗操作，技术水平处于国际领先地位。此项目的实施，成功实现了多项微创介入手术机器人的关键技术的突破。2019年，该手术机器人系统成功实施了国内首例脑血管临床试验。
截止至2021年8月底，“鲁班”神经介入机器人手术已达到100例，是目前国际上最大的一组介入机器手术病例。手术成功率100%，无一例并发症。过程中术者0射线，平均手术操作时间为每台20分钟。
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需要注意的是，目前介入手术机器人领域依然有很多问题需要解决，包括人机交互问题、智能化、机动化等，例如，得到极高认可的达芬奇手术机器人已经使手术操作在极小创口下变得极为方便，但依然存在装机复杂等问题。
同时，无法实现商业化平衡也是大部分企业所要面临的一个难题。目前机器人行业整体在产品上市后的业绩表现差强人意，多数企业在投放和手术开展方面未能取得满意的结果。
但可以明确的是，手术机器人一定是未来的发展方向。从机器人技术层面来看，“小型化、专科化”将成为手术机器人未来发展的必然趋势。索尼此次微型手术机器人的发布正是顺应这一发展方向的重要一步。
那么索尼能否在竞争激烈的市场中弯道超车脱颖而出，成为行业的引领者呢？器械之家将持续关注。