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风物长宜放眼量，骨科手术机器人进入探索加速期

机器人大讲堂 · 公众号 · 科技自媒体 · 2024-07-13 17:30

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近日，沙利文公司一份分析报告指出，2022年，全球手术机器人总体市场规模为131.8亿美元，2018—2022年的复合年增长率为22.5%。预计全球整体手术机器人市场规模将持续增长， 于2026年和2030年将分别达到328.0亿美元和631.2亿美元 ，2022—2026年的复合年增长率为25.6%，2026—2030年的复合年增长率为17.8%。

全球手术机器人市场蓬勃发展，中国手术机器人市场增长潜力尤其巨大，特别是在人口老龄化、政府对医疗领域的大力支持以及未来国产替代等多种因素的推动下，中国手术机器人市场规模迅速增长。2018—2022年，中国手术机器人总体市场规模从10.7亿元增至44.7亿元，年均复合增长率为43.0%。未来，中国手术机器人市场仍将保持较高的增长率， 预计在2026年和2030年将达到224.5亿人民币和708.5亿元人民币，2026—2030年的复合增长率为33.3%。

骨科手术机器人又是近几年手术机器人领域中成长速度最快，市场表现最为抢眼的领域。目前，骨科手术机器人已经凭借着其在骨科领域的巨大市场潜力， 已经悄然从市场导入期步入快速成长期 ，脊柱、关节、创伤骨科等应用科室增多，相关术式愈发丰富，科学研究走向细化。

▍ 骨科手术机器人研究深化

这首先得益于国产 骨科手术机器人精准化、智能化的产品力提升。 随着国家相关政策的发布和医工结合节奏的加快，数字化医疗已成为大势所趋。目前，例如元化智能等公司推出的手术机器人产品，通过融合人工智能，智能定位导航功能，为手术术前规划和术中导航带来更大便利。通过导航仪的高帧率刷新，医生可在术中获得更为清晰即时的手术部位影像，安全边界的设计也保证了手术范围， 患者健康骨头的损伤性较低，手术效率和手术的准确性大幅提升， 为患者带来了更小的创伤和更短的住院时间。

长期以来，对医生和患者而言， 精准手术需求真实而迫切。 例如关节置换手术机器人是应用最广泛、市场规模最大的骨科手术机器人。膝关节置换术中，重建下肢力线和恢复间隙平衡对患者的远期疗效具有重要意义。人工关节置换手术对假体的安放位置有较高的要求，传统的手术方案往往依赖医生凭着经验“找感觉”，而元化智能自研了智能术前规划系统， 在手术之前快速建模，制定个性化手术方案； 并且配备安全边界技术实时保驾护航，确保术中安全。

在元化智能锟铻®全骨科手术机器人的辅助下，手术误差可降低到毫米级别，关节倾斜角度精确到1度标准， 帮助医师更轻易找准关节线水平、机械轴中立位，重建患者OA前的下肢力线，复制膝关节原本的三个运动轴线， 实现更自然的膝关节运动和更好的软组织平衡，在间隙控制、力线恢复以及术后功能恢复上具有显著优越性，能获得更高的患者满意度。

全国首台国产机器人辅助膝关节置换手术完成者，四川大学华西医院的周宗科教授在近日第十五届中国医师协会骨科医师年会（CAOS 2024）上，就用一个词概括了机器人辅助手术——“精准”。他表示，在临床中，经常遇到一些非常严重的关节畸形，医生单凭经验做手术会非常困难，有了机器人的辅助， TKA能显著提高截骨精准度和实现更好的假体放置，能帮助下肢力线的离群值显著降低， 再结合医生的经验，可以让手术变得更高效、更精准和更安全。

周宗科教授还通过具体病例和数据，展示了机器人手术在提高力线精准度和病人术后恢复方面的优势。据悉，目前，凭借335Hz高刷新率导航系统、三维智能安全保护系统等技术，其操作的元化智能锟铻®全骨科手术机器人已经可以辅助医生开展全膝关节、髋关节置换手术，实现了骨科手术的数字化、智能化与个性化，而且在临床应用时，只需要更换末端工具就可以实现辅助膝关节置换和髋关节置换手术的切换，便利程度居前。

骨科手术机器人快速应用的另一个原因是 国内医疗对于手术机器人的认识和使用研究加深。 随着骨科手术机器人越来越好用，并伴随着前期数年的艰难市场推广和用户教育，医院、医生对骨科手术机器人手术的认知程度在快速提升， 其装机量与手术量都迎来指数式增长。 据不完全统计，2023年共有13款骨科手术机器人获NMPA批准上市，其中包括3款进口产品和10款国内企业产品。2024年第一季度，更有9款产品获批上市。

随着骨科手术机器人装机量提升，更多医师开始思考如何将医疗机器人做得更好，不同医生做出来的手术效果差异较大，更优秀的医生不仅仅是将某些步骤进行了实践， 更从原理上开始探索医疗最本质的人体结构和恢复问题，对人体结构理解更深， 实现医学与科学的结合，这也是医工交叉的knowhow范畴。

例如在CAOS 2024上，陆军军医大学第二附属医院的张瑗教授就通过比较直接前路（DAA）和后路手术（PLA）的效果，指出机器人辅助技术在后路手术中表现更佳，能提高手术精准度。张瑗教授曾在海拔近4000米的高原地区顺利完成了锟铻®辅助关节置换手术，他表示， 在高原等特殊地区，关节疾病更加复杂、病情更重 ，但锟铻®全骨科手术机器人在DAA术式髋关节置换手术中表现出更精准、更智能、更微创的治疗优势，骨科手术机器人产品在不同环境下所体现的高度适应性，同样为改善医疗效率，带来了积极作用。

南京市第一医院的王黎明教授也认为锟铻®全骨科手术机器人在下肢力线重建过程中辅助有着相当明显的优势，对提高关节的稳定性和功能有着重要作用。他的研究发现，手术机器人进行手术在重建力线方法、实时间隙平衡、第一刀截骨方式以及精度、术前工作量、下肢对线类型等指标上都领先于传统术式。

▍ 骨科手术的新阶段

作为前沿技术与医疗健康领域深度融合的产物，手术机器人的发展趋势一直被市场所看好。由于骨科手术机器人能更好提高关节置换的精准性和可复制性，实现早期康复和更好的临床结果，同时 提高假体生存率、机器人手术翻修率均更低， 而且机器人辅助对比传统手术，具有可比性的手术时间，已经证明了产品价值。从人工智能自动手术规划到实时动态3D导航，到力位协同控制、自动复位，骨科手术机器人正在逐步“进化”成医生所期望的手术第一助手。

目前， 国内关节机器人手术普及率不及1%， 随着手术机器人相关政策持续出台，配置证放松有望加速市场渗透，同时各项政策加持，叠加国产厂家新产品陆续上市，供给端持续加大市场教育，正推动多家公司加大市场推广力度，提升产品可及性和市场接受度，从而使得手术机器人行业正加速扩容，大量临床需求即将释放。

而由于手术机器人产品技术壁垒较高，且产品获批时间较长，元化智能等已实现产品上市推广的厂家其实先发优势非常显著。元化智能定位于高端专科智能医疗装备的创新研发和精密智造，成立以来，其形成了以全骨科手术辅助机器人为龙头，覆盖骨科、消化科等多科室临床应用的先进专科医疗手术机器人产品布局，成为国内首批拥有骨科手术机器人系统主要核心部件创新自研能力的公司。

例如目前，在产品和技术上，元化智能的髋关节、全膝关节人工置换术，以自研导航和软件系统打破国外技术垄断，在关键技术上实现了“卡脖子”技术的重要突破，是首个将手术机器人的核心零部件进行完全国产化的企业， 并形成了覆盖多科室和多临床应用的具有自主知识产权的原始创新产品矩阵。

同时，通过嵌入了术中安全保护策略算法，元化智能的产品使医生能够清楚地了解患者身体情况进行模拟手术， 防止手术过程中对患者韧带、血管、神经等重要器官组织的误伤，快速医学图像配准 ，辅助医生进行精准、高效和安全的手术，并集成了更多智能化功能的全流程解决方案，已经成为国内主流医院的首选，不少国内顶尖专家表示对锟铻®全骨科手术机器人有着长期关注。

其实在实际临床应用上，经历了几年的发展，锟铻®全骨科手术机器人已在全国范围内完成了2000多例的临床手术，特别是高原和恶劣条件下的手术， 突破了环境、术者、技术、方式等限制，展现了其精准操作和微创手术的优势， 在膝关节置换术(TKA)中的智能术前规划、术中规划(伸直间隙、屈曲间隙)以及截骨后伸直间隙测量等关键临床优势明显，将骨科手术带入了“卷技术”、“卷指标”的新阶段。

▍ 结语与未来

医疗机器人融合医疗、材料、机械、人工智能、大数据等多学科，占据高端医疗器械设备、AI机器人等多条核心赛道，代表了未来医学方向，虽然中国医疗机器人起步较晚， 但国内也有例如元化智能等部分厂商已经正从“跟跑”转向“局部领跑” ，并通过核心技术自主可控，逐步补足产业基础短板，带动了手术微创化、智能化、数字化、专业化趋势，并通过快速市场推广，加速手术机器人相关研究不断深化。

可以预见，随着国产机器人逐步技术升级和核心部件国产替代化，同时加大应用推广力度，必将在术式覆盖、注册方式、操作精度与手术安全性等技术维度实现技术追赶到超越。同时，医院购买机器设备的费用也将大幅下降，从而降低患者的机器人手术费用，解决了手术机器人费用昂贵的问题，行业将会更进一步迎来普及率和应用率的大幅提升。未来，骨科手术机器人还有望逐渐渗透到二线、三线城市的医院，甚至县级医院，惠及更广泛的患者群体，带来更深层次的变革。

加拿大工程院院士、南方科技大学电子与电气工程系系主任孟庆虎教授就更进一步指出， 未来随着骨科手术整合多功能平台，专用机械臂和增强现实导航，通过三层次的场景智能结构，实现具身智能、数字孪生和骨科大模型的融合，必将进一步提升手术精确度和患者康复效果。同时，在医工结合的共同努力推动下，关节外科必将进入精准化、智能化、个性化的医疗新时代。

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