主任医师和机器人主刀二选一，你会选择谁？

由中国工程院院刊《Engineering（工程）》评选的 “2024全球十大工程成就”中，“手术机器人”这个没有文生视频大模型Sora或自动驾驶汽车热门，没有高温气冷堆先进的产品赫然在列。

手术机器人并非是工程科技关键原始创新与突破，但它的确在近五年间，完成且实践验证有效，进而产生全球性影响的科技创新成果——而它又恰好和普通人无法抗拒的命运规律是如此地相关。

机器人拿起手术刀

大多数人对于外科手术的想象来自医疗影视剧：柳叶刀在无影灯下静默地反转，手持柳叶刀的医生一层层切开病人的皮肤、筋膜和脂肪层，暴露出身体内的病灶，如果手术难度较大，医生的体能也将会是考验的一环。

手术机器人在中国各大医院参，其实早已驾轻就熟，如果你在三甲医院动过手术，一般都会做一个选择题，医生会询问你要不要机器人介入。

当然，机器人主刀，背后其实也是医生，但和人工主刀的方式完全不同。

主刀医生坐在舒适且符合人体工程学的控制台前操纵远处的手术刀，控制台会在病人的头部地位的高度，不在病人身旁，而是在几米外的角落里，整个手术过程不那么血雨腥风。

患者躺在手术台上，身上露出涂完碘酒后的黄色腹部；助手会在其下腹切开一个直径约3厘米的半圆形切口，然后放入被称作“Trocar（穿刺套针）”、直径约1厘米的管道，方便手术器械的进入；当充气管通过Trocar进入患者体内，并注入二氧化碳后，病人的腹腔会像打气的气球一样慢慢鼓起来，这样就可以放入能移动的迷你三维内窥镜，主刀医生、助手和护士就可以通过屏幕清清楚楚的看到患者腹腔内的情况。

脸贴着内窥镜，手握两个控制器、脚下控制踏板，即可远程操纵悬在患者腹腔上方的四只机械臂了。如果是在泌尿外科常见的前列腺癌根治术中，机械臂直接连接的“手术刀”会随着主刀医生手部轻微的动作，找到膀胱之下、直肠之前的前列腺，开始一点点切割组织。

助手们在患者身边，不断帮助医生更换不同类型的“手术刀”，并一刻不停地吸附血液、冲洗伤口。这一步在手术机器人工作过程中很重要，因为手术中，切割或操作组织会导致出血，血液会遮挡医生通过机器人或镜头观察手术区域的视野，影响操作的精确度。

正常情况下，手术会在两个小时左右结束，在切除前列腺、插入导尿管、完成缝合、向膀胱注水确认术后没有漏尿风险后，主刀医生就会宣布手术完成——这就是西南地区某三甲医院泌尿外科操作“达芬奇机器人手术”的日常。

达芬奇手术机器人在业界已经不是一个新奇的医疗器械，国内临床应用上也逐渐被更多医生、患者接受。郑州大学第一附属医院已完成达芬奇机器人手术1.3万余例；哈尔滨医科大学附属第四医院，3个月内完成机器人手术100例；截至今年4月，重庆陆军军医大学新桥医院泌尿外科中心完成的机器人手术已达到1000例……但这还远远不够。

“达芬奇们”比人强在哪

有必要用手术机器人取代所有传统手术吗？在采访中，记者得到的回答是模糊的。

实际上，多位外科医生表示，几乎所有的传统腹腔镜手术（涵盖泌尿科、妇科、心胸、普外等手术）都可以被机器人手术取代，海外发达国家外科医生们还在积极探索着机器人手术的新适应证。

但国内绝大多数机器人手术的费用，尽管有一定医保报销额度，但仍要比传统手术昂贵许多，最多能高出三倍，这一点一定会影响到患者的选择。当然，如果医疗器械的国产替代率和医保支付制度有所改变，或许能起到一定推进作用。

可是对于主刀医生来说，人的不可抗力有很多，比如疲惫和压力、情绪和衰老。

“我们的手会颤抖，会因为衰老而体力不支，人类无法完成更精密的缝合、无法看到更细小的神经……但机器不一样。”从外科医生的体验中，我们大概可以总结出三点手术机器人的优势。

首先，主刀医生看到的是三维高清、放大10到15倍的视野。以手术机器人领域最负盛名的“达芬奇”为例，美股上市公司直觉外科（Intuitive Surgical）生产的达芬奇手术机器人早在2000年就获美国FDA批准，2006年就已经进入中国，它一般由外科医生控制台系统、床旁机械臂系统和成像系统三部分组成。

这个成像系统实际内装了智能图像处理设备，并配备有监视器，还可以放置前文提到过的其他辅助手术设备，外加一个双高强光源系统和摄像系统。

传统的腹腔内窥镜只能看到二维平面图像，且转动角度有限，只有充分练习过的医生才能掌握其操作，但达芬奇不一样。它能提供的是3D高清影像，医生看到的是完整清晰的人体组织，缝合、打结等操作更简易，可以避免触碰到人体神经和血管。操作也更简单易学，护士便可负责操作成像系统。

其次是手术机械臂的灵活度。目前最新款的达芬奇5机器人（Da Vinci 5）有四个机械臂，这些机械臂和我们之前说的人形机器人不太一样。它会有7个自由度，包括臂关节上下、前后、左右运动与机械手的左右、旋转、开合、末端关节弯曲等7种动作，可以沿垂直轴360度和水平轴270度旋转，每个关节都能活动90度。

在人形机器人团队还在为机器人拿起鸡蛋的“灵巧手”而欢呼时，手术机器人早就能剥开厚度约为0.17毫米的生鹌鹑蛋壳了。最重要的是，它能过滤掉人手的颤抖，并深入到人手无法触及的狭小空间，能比医生亲自操刀做得创口更小、预后更好。

一位正在进行机器人手术培训，希望拿到手术资质的医生告诉记者，一个手腕向内旋状半圈的缝合动作，人手很难做出，但机械臂却能做得轻松丝滑。

最重要的是，主刀医生操作的“0延时”：每一步都能精准同步到机械臂上。目前最新款的手术机器人还引入了引入了力反馈技术，这就涉及升级版的控制器。

玩过主机游戏的读者恐怕不会对力学反馈陌生，现在外科医生通过机械臂也能感受到并实际手术过程中施加在人体组织上的微妙手感，会使手术过程更加平稳、精确。

技术井喷期的抉择

也有人对手术机器人心怀疑虑是因为一起发生于中南大学湘雅二医院的医疗事件。2022年8月，原湘雅二医院普外肝胆胰专科副主任医师刘翔峰，被多位患者及手下医生质疑用夸大其词、连哄带骗的方式，让患者支付额外的手术费来做本不必要的机器人手术。

在官方的介绍中，刘翔峰每年完成400多例腹腔镜下肝、胆、胰腺、胃肠等复杂性手术，并“擅长使用机器人进行更加精准的急腹症手术”——但没想到手术机器人竟然成为了其敛财钻营的工具。

但手术机器人作为工具是无辜的。它是集医学、机械学、生物力学及计算机科学等多学科于一体的医疗器械产品，借助微创手术和相关基础技术发展，实现人类能力范围以外的精准手术器械操作。

相比于传统的开放式手术，微创外科手术能做到创口小、痛苦少、恢复快以及感染率低，提升患者生活质量；对于医生来说，微创手术中应用手术机器人，能增强医生操作的灵活性、减少手术并发症，传统的年资压力可能也会靠技术缩短，减少手术效果对医生从业经验和技术的依赖。

目前从临床医学应用角度分类可分为腔镜、骨科、泛血管、经自然腔道、经皮穿刺等手术机器人类型。其中，腔镜手术机器人现阶段临床优势较明显，应用也最为广泛。不过在脑机智能热点的催化下，更精密的手术机器人，比如Neuralink所设计制造的、能够在手术中准确避开血管的R1手术机器人正在进入临床应用。

经过数十年市场教育的手术机器人，也该到井喷期了。

它山之石可以攻玉

国产手术机器人进入爆发前夜

1%的垄断、99%未渗透的蓝海市场——这便是我国手术机器人市场的现状。从学习、模仿再到技术跃升，当前国产手术机器人行业正快速完成从0到1的阶段。

国产手术机器人的探索始于20世纪90年代。1997年，北京航空航天大学机器人研究所成立了国内首个医疗机器人研究小组，标志着中国在手术机器人领域的研究正式开始。然而，由于起步较晚，早期的国产手术机器人在性能和功能上与国际先进水平存在较大差距。

不过有意思的是国内外手术机器人差距并非在机械结构设计、运动控制算法、图像处理与识别技术等领域，而是专利系统。2011年，中国手术机器人创业者何超赴美国约翰·霍普金斯大学访学。

和想象中不同的是：国外科研人员在设计手术机器人时，所使用的单一技术远没有中国先进，其中不乏十几年前的老货。早在两年前，何超的团队就做出了第一台腔镜手术机器人的样机。然而，临床应用却迟迟无法实现，专利成为国产手术机器人面前的鸿沟。

在临床上，“达芬奇”的产品一开始就打中了人体工程学的靶心。为了实现放大的功能，达芬奇的设计可以让镜头靠近眼睛，就像看报纸一样；而其他公司为了规避这个技术，会选择将身体往前移动。虽然实现了同样的效果，但是不符合人的行为习惯。

其次，达芬奇还在不断地塑造医生的使用习惯。达芬奇在中国的手术室完成了跨代际的飞速扩张。达芬奇手术机器人进入中国十多年完成了首个10万例手术量，而第二个10万例只用了两年半。在手术机器人这一行业，直觉医疗凭借达芬奇建立了黄金三角的循环：用产品吸引市场→用市场积攒临床反馈→用临床反馈改进产品。可以说，达芬奇锁死的并不是某一项尖新技术，而是医生使用手术机器人的临床模式。

而国产手术机器人的突破，早期从借鉴“达芬奇”的技术优势开始，通过开发结构更简洁、成本更低的系统，并专注“达芬奇”未涉及的细分市场，绕开“达芬奇”专利限制，尤其是在远程手术这一块，我国作为5G设施最完善的国家，国产手术机器人在网络通信、远程协同等模块上具有一定优势，再加上“达芬奇”手术机器人的部分专利已经到期，这为国产厂商提供了发展的窗口期。国内企业可以通过技术借鉴和创新，加速产品的研发和上市。

直观复星打造的国产手术机器人

自研手术机器人之外，引进也是一条助力国产机器人成长的有效路径。早期，复星医药通过代理销售的模式将达芬奇手术机器人引入中国市场。随着对手术机器人的认知加深以及对中国市场的看好，复星医药决定与直观医疗合作，进一步推进达芬奇的国产化。2023年10月，直观复星总部及产业化基地举行了首台国产达芬奇Xi手术系统揭幕仪式，标志着全球领先的达芬奇手术机器人正式实现国产化，这点同新能源汽车引入特斯拉工厂有异曲同工之处。

经过多年的沉淀与发展，国内手术机器人赛道也崛起了天智航、微创机器人、思哲睿、精锋医疗、柏惠维康等企业，凭借在技术研发、市场推广和临床应用等方面的优势，逐渐崭露头角。

价格战硝烟渐浓

国产手术机器人商业突围战

“昂贵”是医院对“达芬奇”产品乃至耗材的印象，目前单台达芬奇手术机器人在国内的价格约为1800万元，每年维护费用约200万元，且使用十次就要更换的单个机械臂价格约2000美元。根据西南证券研究数据推算，平均每例达芬奇手术的“机器人设备及附件费用”约为4.4万元，其中“开机费”占1.8万元。

以前列腺根治术（RARP）为例，腹腔镜手术费用约4-5万，医保报销50%左右，再叠加4.4万元的机器人费用，患者负担沉重，降低了患者支付意愿。如果RAS费用得不到降低，那么医院很可能出现 “有机器、无病人”的尴尬局面，不过这样的情况也给予国产手术机器人崛起的机会。

部分手术机器人公司技术背景

随着国产手术机器人技术的不断突破，核心部件如伺服电机、减速器和控制器等逐渐实现国产替代化，从而大幅降低了整机成本，一些报道曾指出国产手术机器人相比达芬奇整机能便宜1000万元左右，尤其是分体式手术机器人的出现，更进一步降低了成本。这种设计将手术系统拆分成几部分，灵活配置以适应不同手术场景，预计市场价格将在200万元人民币左右。

同时，国产机器人具有明显的供应链和生产链优势，国产手术机器人能够规避进口耗材的高成本与长周期问题，依托本地的制造业基础，实现耗材生产的本地化。这不仅有助于控制成本，还能缩短从设计到生产的周期，为临床医生提供更高效的服务。

面对快速崛起的国内手术机器人，“达芬奇”同样举起价格屠刀。2024年6月，“达芬奇”国产版本IS4000CN以1300万元中标上海瑞金医院，刷新了国内“达芬奇”手术机器人历史最低中标价，这个价格对国产四臂腔镜机器人的冲击还是比较大的。而2023年，IS4000CN在国内最低中标价约1800万元。

同时，大多手术机器人系统结构复杂、精细，手术机器人公司需要对操作医师进行专门的培训和考核，而“达芬奇”很早就设立了直观复星达芬奇创新中心，该中心每年可为约4000名医疗专业人士提供达芬奇外科手术系统及机器人辅助手术的学习和训练，这一庞大的人力资源，也确保“达芬奇”能够继续保持领先甚至垄断地位。

手术机器人五步走

决策系统才是皇冠上的明珠

国产手术机器人想要突围成功，不仅要实现功能上的“平替”，更需要因地制宜，根据中国医生的手术习惯及特点，改造优化设备产品和器械耗材，而随着智能化风潮下的自主手术机器人，让我国企业看到弯道超车的机会。

自主手术机器人旨在实现对手术操作过程的自主感知、决策与执行，提升手术精准度和安全性，减轻医生的劳动强度，革新外科手术的理念和范式。这一颠覆性技术的出现，标志着外科手术即将迈入"自主智能"的新时代。

一个具备自主性的手术机器人系统主要由感知系统、决策系统和执行系统三大部分组成，其中，决策系统就是自主手术机器人的“大脑”，其主要作用是根据所获取的信息规划机器人下一步的操作动作，同时需要对一些紧急的情况进行处理，比如重新规划动作，等待外科医生确认授权等。