导 读

机器人手术被誉为外科学领域的“第三次技术革命”，是现代外科学发展的里程碑。尽管中国机器人手术起步较晚，但由于需求量巨大，近些年呈现出迅猛发展的势头。截止2022年底，已有314台达芬奇手术系统在全国257家医疗机构安装，手术总量达37万余例，其中泌尿外科手术几乎占据“半壁江山”（46.2%）。2021年12月21日，解放军总医院张旭院士及其团队完成了第10,000例达芬奇机器人手术，成为亚洲第一个、世界第二个实现这一壮举的外科团队。本文将结合达芬奇手术系统的临床实践，探讨国产手术机器人发展，并展望未来手术机器人的发展方向。

图1 图文摘要

机器人手术是继开放手术和腹腔镜手术后的第三次外科学技术革命。随着达芬奇手术系统于2000年获得美国食品药品监督管理局批准，正式开启了手术机器人的商业化应用。经过四次迭代，目前达芬奇手术系统已成为全球使用最广泛的手术机器人。

解放军总医院于2006年首次引进达芬奇手术系统，并率先应用于机器人辅助腹腔镜前列腺癌根治术。2019年之后，国内达芬奇手术系统安装量呈现出爆发式增长。截至2022年底，共有257家国内医疗机构安装了高达314台达芬奇手术系统，手术总量超过37万例（http:/www.sse.com.cn 复星医药）。其中，泌尿外科占全部手术量的46.2%，其次是胃肠外科（14.8%）、胸外科（14.3%）、妇科（11.2%）、肝胆外科（7.8%）、甲状腺外科（2.7%）、心外科（1.0%）和其他（2.0%）。

相比腹腔镜手术，达芬奇手术系统有裸眼3D、10-20倍放大视野、EndoWrist腕关节手术器械以及手部震颤滤除等优势。机器人辅助前列腺癌根治性切除术是最早也是最广泛应用达芬奇手术系统的术式，它可以减少术中失血量，缩短住院时间，并且有利于防止术后勃起功能障碍等并发症，但是术中麻醉时间较长、成本较高。对于局限性肾癌，机器人辅助肾部分切除术能协助医生进行复杂的肾脏重建，提高“三连胜”率（切缘阴性、保留肾功能和降低并发症发生率）。肾癌伴下静脉癌栓手术是泌尿外科领域最具挑战性的术式，被誉为“皇冠上的明珠”，围手术期死亡率达8.3%-37.5%。解放军总医院张旭院士团队以应用解剖学研究为基础，建立了肾癌伴静脉癌栓的机器人微创外科手术方案，实现了I-Ⅳ级癌栓的微创化，显著降低了围手术期死亡率（0.6%）。达芬奇手术系统在泌尿外科领域的成功应用为其他专科领域手术的应用铺平了道路，包括肺楔形切除术、肺叶切除术、子宫切除术、肝叶切除术、冠状动脉搭桥术和甲状腺切除术等。2021年12月21日，张旭院士团队完成了第10,000例机器人手术里程碑，成为亚洲第一个、全球第二个完成这一壮举的外科团队，也标志着该领域取得重大进步。

近年，国产手术机器人系统也取得了长足的发展。2021年10月，威高集团联合天津大学自主研发的“妙手S”手术系统取得国家药品监督管理局颁发的医疗器械注册证，成为首个获批的国产手术机器人。此外，精锋MP1000、图迈MT1000和康多SR1000等国产手术机器人也陆续取得国家医疗器械注册批准。2022年7月，上海微创医疗开发的鸿鹄骨科手术机器人成为首个获得FDA认证的国产手术机器人系统。随着手术机器人技术的不断进步和相关医疗市场的迅猛发展，国产手术机器人系统在未来的发展中必将大放异彩。

同时我们应当看到，手术机器人目前仍然存在一些技术短板，例如缺乏触觉力反馈、性价比低、尺寸大和安装复杂。随着技术的不断发展，手术机器人正朝着小型化、远程化、数字化和智能化的方向发展。

1. 单孔机器人手术

单孔机器人手术可以最大限度地减少手术创伤，提供更好的美容效果，并可以进行经自然腔道手术。2014年，解放军总医院泌尿外科马鑫教授报道了国内首例单孔机器人手术。2022年3月，上海瑞金医院使用术锐单孔机器人手术系统进行了结肠癌根治性切除术，标志着国产单孔机器人的首次临床应用。

2. 远程外科

受限于过往网速慢、延迟高，使得远程手术一直难以安全实施。现在5G网络高速、高可靠性和低延迟等优势促进远程机器人手术临床应用显著加快。2020年9月，青岛大学附属医院应用妙手机器人手术系统完成了全球首例5G远程机器人辅助膀胱根治性切除术，此后该中心又在山东省内完成50余例远程泌尿外科手术。

3. 触觉力反馈

在开放手术，外科医生可以通过与组织的直接接触感知触力觉。然而，在机器人手术，外科医生只能依靠视觉反馈，增加了手术的风险和不确定性。目前，机器人手术中的触觉力反馈主要有三种技术解决方案：力/扭矩传感器、机械臂动力学建模和基于组织形变的力估算。其中力/扭矩传感器方案在手术机器人中应用最多。

4. 术内导航和人工智能

机器人手术的最终目标是实现机器人全自主手术。术中导航技术实现了手术的数字化，帮助外科医生进行更加精准的手术操作。国内从事术中导航的公司主要有维卓致远、华科精准和艾瑞迈迪等。如果术中导航技术是手术机器人的“眼睛”，那么人工智能就是该系统的“大脑”。得益于人工智能算法的发展，2022年1月美国约翰·霍普金斯大学的研究团队设计的智能组织吻合机器人（STAR）自主完成了腹腔镜下猪肠道吻合术，是该领域的里程碑。

总结与展望

当前，中国正处于机器人手术临床应用和新技术探索的黄金发展期。国内手术机器人安装量和手术量均呈现高速增长，在泌尿外科、胃肠外科、胸外科、妇产科和肝胆外科等领域实现了广泛应用。随着国产手术机器人设备的应用和推广，以及高速网络、人工智能算法和成像技术的进步，机器人手术在中国将迎来新的发展机遇。

责任编辑

温春毅    香港理工大学

张永龙   上海交通大学附属第六人民医院

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00127-3

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第四卷第五期以Commentary发表的“Robotic surgery in China” (投稿: 2023-05-07；接收: 2023-08-11；在线刊出: 2023-08-16)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100499

引用格式：Gu L., Yin C., Jia T., et al. (2023). Robotic surgery in China. The Innovation. 4(5),100499.

作者简介

张 旭，中国科学院院士，解放军总医院泌尿外科医学部主任，主任医师、教授、博士生导师。中央保健委员会专家组成员、中华医学会泌尿外科学分会候任主任委员。我国泌尿外科腹腔镜及机器人领域奠基人，创建了以后腹腔技术为代表的泌尿外科微创技术和理论体系，在国内外广泛推广应用，成为我国泌尿外科领域的标准技术。国家杰出青年科学基金获得者、军队科技领军人才、国家高技术研究发展计划首席专家，获国家科学技术进步二等奖2项。

马 鑫，解放军总医院泌尿外科医学部学术委员会主任，主任医师、教授、博士生导师。国家“万人计划”科技创新领军人才，科技部863项目首席专家，获国家科技进步二等奖2项、中华医学科技奖一等奖1项，国家百千万人才工程有突出贡献中青年专家，“求是”杰出青年奖，中国青年科技奖，全军学科拔尖人才。以第一作者/通讯作者发表论文100余篇，其中SCI收录论文60余篇，影响因子累计超过400分。德国纽伦堡大学医学院客座教授, 意大利San Raffaele大学客座教授。

顾良友，解放军总医院泌尿外科医学部副主任医师、副教授、硕士生导师。获中华医学科技奖一等奖1项，解放军总医院医疗成果一等奖、科技进步二等奖各1项，入选2023年北京市科技新星计划。中华医学会泌尿外科分会临床研究办公室秘书，北京医学会泌尿外科分会基础与转化医学学组委员。主持国自然2项、院自主创新项目1项，以第一/通讯作者于EU、JU、BJU等发表论文32篇，累计影响因子>200分。国自然评审专家，BMC Urology、Frontiers in Oncology编委，Cancer Letters、Surgery等杂志审稿人。

贾通宇，解放军总医院泌尿外科医学部在读博士，研究方向为微创外科与手术机器人智能化。

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The Innovation是一本由青年科学家与Cell Press于2020年共同创办的综合性英文学术期刊：向科学界展示鼓舞人心的跨学科发现，鼓励研究人员专注于科学的本质和自由探索的初心。作者来自全球55个国家；已被136个国家作者引用；每期1/5-1/3通讯作者来自海外。目前有196位编委会成员，来自21个国家；50%编委来自海外（含37位各国院士）；领域覆盖全部自然科学。The Innovation已被DOAJ，ADS，Scopus，PubMed，ESCI，INSPEC，EI等数据库收录。2022年影响因子为32.1，CiteScore为23.6。2023年6月25-28日，四本姊妹刊（The Innovation Life, The Innovation Geoscience, The Innovation Materials, The Innovation Medicine）联袂创刊；2024年，第五本姊妹刊（The Innovation Energy）将创刊。秉承“好文章，多宣传”理念，The Innovation在海内外各平台推广作者文章。期待The Innovation刊群为科学家提供更好的文章发表体验。

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