前言 机器人手术近几年越来越多地出现在我们的文章中,不少消化、胃肠领域期刊也都曾经专门就机器人手术这个话题组织过重点期,春晚上机器人和AI的头部赞助也让我们感受到我国在机器人应用领域的技术突破与发力。相信下一个十年,机器人手术会变得越来越智能化。目前,国内胃肠机器人手术方面,发表的相对知名的临床试验应该就是许剑民教授团队牵头开展的REAL 研究(机器人对比腹腔镜治疗中低位直肠癌多中心随机对照试验),是全球首项探究机器人直肠癌手术长期肿瘤学结局的多中心 RCT,也是目前该领域样本量最大的 RCT,其成果发表于《美国医学会杂志》(JAMA)。而在胃癌领域,我国青大附院周岩冰教授牵头,CLASS(中国腹腔镜胃肠外科研究组)开展的CLASS14研究,是国际首个针对新辅助化疗胃癌患者的机器人与腹腔镜对比多中心前瞻性 RCT(NCT06042998),成果在第 97 届日本胃癌大会作主旨演讲,获全球胃癌领域顶尖专家高度认可(目前尚未在期刊发表正式结果,值得期待)。在《王吉甫胃肠外科学》这本书中,中山大学附属第六医院康亮教授撰写了胃肠外科新技术这一章节,我比较感兴趣的是其中的手术机器人章节,特整理如下。
一、技术发展脉络:从概念探索到全球商业化的四十年
手术机器人的研发始于 20 世纪 80 年代,由 NASA 联合斯坦福研究中心开启远程手术器械设计,后经美国军方技术加持形成雏形,历经早期单功能探索、经典系统标杆建立、国产与新型系统多元化突破三大阶段,核心技术始终围绕微创化、精准化、灵活化、远程化四大临床需求推进,成为多学科交叉融合的典型代表。
早期探索(90 年代初 - 90 年代末):从机械辅助到多臂系统,验证临床可行性
这一阶段的核心是实现手术机器人从 “概念” 到 “应用” 的突破,多款标志性产品奠定了后续技术基础,也解决了传统微创手术的核心痛点:
- 1992 年 RoboDoc
:全球首个医学领域手术机器人,聚焦骨科关节置换,也是首个获 FDA 批准的手术机器人,验证了机械臂精准操作的临床价值。- AESOP 内镜定位系统:首款声控机械臂腹腔镜相机系统,解决了传统手术视野依赖助手、稳定性不足的问题,在千余家医院应用,推动机器人手术全球化。
- 1998 年 Zeus 系统:首款多臂微创外科手术系统,完成人类首例远程腹腔镜胆囊切除术,验证了远程手术技术可行性;但存在机械臂尺寸大、易碰撞的缺陷,为后续小型化设计指明方向。
标杆建立(1995 年至今):达芬奇系统迭代,定义腔镜机器人技术标准
1995 年 Intuitive Surgical Inc. 研发的达芬奇手术机器人,成为腔镜手术机器人的行业标杆,其多代升级贯穿了核心技术的主要发展方向,也成为胃肠外科复杂手术的重要工具:
- 基础版:确立 “外科医生控制台 + 床旁机械臂 + 3D 成像系统” 经典架构,实现主从遥控操作,适配普通外科、妇科、泌尿科多科室手术。
- Xi 版本:优化机械臂摆放与定位,缩小尺寸,提升立体成像,适配腹腔、盆腔等狭小手术空间,完美契合胃肠外科手术需求。
- SP 版本:创新单孔多臂操作,实现 360° 解剖观察,消除机械臂碰撞,大幅降低手术创伤,适配单孔微创理念。
- 第五代系统:融合 AI 算法 + 力反馈系统,新增力道感知功能,解决机器人操作 “无触感” 痛点,进一步提升精细操作精准性,已在美国上市。
多元化发展(2020 年后):国产一体式 + 海外分体式,技术路线双向突破
达芬奇系统的成功推动全球研发热潮,技术路线分化为一体式(集成化) 和分体式(模块化) 两大分支,其中国产企业实现一体式腔镜机器人商业化突破,海外企业聚焦分体式便携化创新,形成 “百花齐放” 的行业格局。
二、核心技术路线:一体式 VS 分体式,各有临床适配优势
手术机器人的两大技术路线,均围绕临床需求打造核心竞争力,一体式侧重多臂协同、高自由度,分体式聚焦便携灵活、高利用率,二者互补适配不同医疗场景,也为胃肠外科提供了多样化的技术选择。
一体式手术机器人:国产为主,实现腔镜核心技术自主化
延续达芬奇集成化设计,核心特征为多臂机械系统、专用器械适配、集成化控制台,2021-2022 年多款国产产品获 NMPA 批准上市,打破海外垄断,成为胃肠外科临床应用的主力选择:
- :国内首款获批腔镜手术机器人,双臂设计实现 0 到 1 的突破。
- 微创图迈:国内首款四臂腔镜机器人,多臂协同提升手术灵活性,适配复杂胃肠手术。
- 康多内镜机器人:搭载国内首个开放式 3D 双屏幕控制台,优化手术视野可视化体验。
- 精锋 MP1000:国内首款全科室适配机器人,12 关节器械模拟人手灵活度,<200 毫秒低延时系统突破远程手术瓶颈。
- 精锋 SP1000:国内首款且唯一 “单臂单孔” 机器人,轻量化设计降低单孔手术难度,契合胃肠微创快速康复理念。
- 此外,术锐的蛇形臂设计、康乐斯腾等创新产品,进一步丰富了机械臂结构,提升狭小空间操作能力。
分体式手术机器人:海外引领,模块化设计提升设备利用率
突破集成化架构限制,核心特征为模块化拆分、便携式部署、跨场景兼容,解决了传统手术机器人空间需求大、设备利用率低的问题,适配基层医院和多科室共享需求:
- 美敦力 HugoTM:软组织手术机器人,模块化设计可在医院内灵活移动,已获欧盟、加拿大等多国批准,应用于胃肠外科等多科室。
- Senhance:全球首款带触觉力反馈的手术机器人,搭配 3mm 超小器械,实现力道感知 + 超精细操作,已完成 4000 余项临床手术。
- 英国 Versius:达芬奇后首个成功商业化的腔镜机器人,小型化四轴腕关节机械臂模仿人手操作,已完成 1 万例手术,覆盖结肠切除、疝气修复等多款胃肠外科核心术式。
三、胃肠外科适配:这些核心技术,直击临床痛点
胃肠外科因手术部位空间狭小、解剖结构复杂、血管神经丰富,对手术精准性和微创性要求极高,而手术机器人的每一次技术升级,都精准解决了胃肠外科的临床痛点,成为复杂胃肠手术的 “得力助手”:✅ 视野精准化:从声控视野到 10 倍放大 3D 立体成像,再到双屏幕可视化,解决胃肠手术 “组织层次难分辨” 问题,提升肿瘤根治、淋巴结清扫精准性,减少血管神经误伤。✅ 操作灵活化:从双臂到四臂协同,从 180° 到 540° 机械臂旋转,再到 12 关节器械,实现腹腔狭小空间多角度操作,适配低位直肠癌、胃癌等复杂手术的精细缝合、分离,提高保肛成功率。✅ 微创化升级:从多孔到单孔多臂操作,进一步缩小手术切口,契合快速康复理念,减少吻合口瘘等术后并发症,缩短住院时间。✅ 远程化突破:低延时远程手术系统结合 5G 技术,突破地域限制,为基层医院复杂胃肠肿瘤手术提供优质技术支持。✅ 智能体感赋能:力反馈系统 + AI 算法,解决机器人操作 “无触感、易过度操作” 痛点,提升组织牵拉、缝合的力道控制,降低手术风险。
四、现存问题与未来趋势:技术创新,向普惠化、智能化迈进
历经四十年发展,手术机器人已成为微创外科的核心工具,但仍存在诸多待解问题,而这些问题也正是未来技术研发的核心方向,胃肠外科作为核心适配科室,将成为技术落地的重要场景。
当下核心痛点
- 成本偏高:高精度核心部件和专用器械推高采购与手术费用,限制基层医院普及,是胃肠外科机器人手术渗透率提升的主要障碍。
- 核心技术待突破:国产产品的精准力反馈技术尚未成熟,系统小型化、便携化程度仍需提升。
- 配套有待完善:部分国产机器人的胃肠外科专用器械种类不足,适配不同术式的个性化需求有待优化。
- 数据安全:远程手术的影像与操作数据传输存在安全风险,保密化技术需进一步完善。
四、未来发展趋势
- AI 深度融合:AI 算法将实现手术路径规划、术中组织识别、并发症预警,让机器人从 “机械辅助” 升级为 “智能助手”,提升胃肠复杂手术的安全性。
- 5G(6G) + 远程手术普及:低延时、高稳定性的 5G 网络,将推动跨地域胃肠外科远程手术常态化,实现优质医疗资源下沉。
- 小型化与便携化:分体式模块化设计进一步优化,一体式核心部件小型化,降低手术室空间需求,适配基层医疗场景。
- 力反馈技术标配化:高精度力反馈 + 眼球跟踪、语音控制等体感技术,将全面优化手术操作体验,提升胃肠精细操作精准性。
- 国产技术普惠化:核心部件自主研发降低生产成本,推动手术费用下降,让更多胃肠疾病患者受益于机器人技术。
- 专科化适配优化:针对胃癌、结直肠癌、胃肠间质瘤等疾病,研发专用手术器械和操作模式,实现从 “通用型” 到 “专科型” 的转变。
五、学习小结
手术机器人的四十年技术发展,是一场 “技术贴合临床” 的持续探索,从早期的机械辅助到如今的智能精准,从海外垄断到国产突破,其技术路线始终围绕微创、精准、临床适配的核心逻辑,与胃肠外科的临床需求高度契合,成为提升手术疗效、推动快速康复的革命性工具。
对于胃肠外科从业者而言,关注手术机器人的技术创新,尤其是国产技术突破、AI 与5G/ 6G 的融合、专科化适配优化,将助力我们更好地将技术转化为临床价值。相信随着多学科交叉融合的深入,手术机器人将不断突破技术瓶颈,向普惠化、智能化迈进,为胃肠外科的发展注入更多新动能。