TSINGHUAPBCSF清华五道口研究报告(2024年第16期总第48期)2024年09月14日自主手术机器人行业研究报告科创金融研究中心朱雅姝刘碧波[摘要】行业图谱研究是本中心科技成果转化研究的一项子课题，目标定位于清晰理解前沿科技成果的技术核心、科创企业的技术竞争力及科研工作者的研究进度,从而助力科技成果转化效率的提升。行业图谱研究将以系列形式展开,选取国家战略重点科技领域的商业应用场景逐一进行，时效性较强。本报告为行业图谱研究之生物医学系列中的课题:自主手术机器人行业研究报告。自主手术机器人作为手术机器人领域的新兴方向旨在通过集成先进的计算机视觉、感知、运动控制和人工智能技术。实现对手术过程中的环境感知、信息处理和任务执行。从而提高手术感谢资本市场与公司金融研究中心的实习生王杰同学对本报告的助研工作。王杰同学是清华大学医学院2021级博士。感谢北京协和医院的花苏格医生及其团队对本报告提出的宝贵意见。
TSINGHUAPBCSF清华五道口的精确性、安全性和效率，减少对医牛直接手动操作的依赖。近年来自主手术机器人正处于技术进步、临床需求等因素驱动下快速发展阶段。自主手术机器人主要应用于简单重复,并且任务量很大的手术子任务、比如缝合等。自主手术机器人的关键技术涵盖感知系统、决策系统和执行系统其中感知技术决定着该技术水平的核心童争力在全球范围内以美国北卡岁来纳大学威明顿分校等研究机构研发的STAR(SmartTissueAnastomosisRobot)自主手术机器人系统为代表,正引领着自主手术机器人的快速发展。这些系统通过集成光学相机折红外带光成像等多源感知技术以及甚干深度学习的组织识别与跟踪算法。实现了对手术环境的实时感知:并采用基于规则或强化学习的智能规划算，对缝合等关键手术步骤实现自主操控，目前STAR系统在动物实验中展现出优干人工缝合的精确性和稳定性根据自主化程度，自主手术机器人可分为6个等级，STAR机器人系统是月前自主化程度最高的自主化手术机器人系统,自主等级为3级即有监督的白主性，该系统的自主化程度有望得到进一步的提升。在国内,以北航和北邮为代表的研究团队在手术自主化领域有相应的研究和尝试,其中的感知系统主要是根据双目摄像头进行设计。尽管相关的研究已经发表。但是目前的自主化的手术仟务,比如手术切口闭合、手术中组织表面血液移除,相较简单。同时,目前国内的研究只亿留干家验室樟型验证阶段要讲一步的动物实验和临床实验验证。白十手术机器人的发展仍面临诸多挑战,一县核心技术有待突破。尤其在感知决策和执行层面的精准度和售性方面,二是标准规范
TSINGHUAPBCSF清华五道口亟需建立。涵盖功能安全、伦理道德等方方面面:三是临床验证有待加强,需在实际手术环境下全面评估其安全性和有效性;四是法律法规和商业模式尚不明晰,影响产业化进程。基于上述原因,当下还没有成孰的自主手术机器人产品。未来,随着人工智能、微纳制造等共性技术的进步,以及手术机器人专用芯片、精密传感器等关键元器件的国产化,自主手术机器人有望在精准度、微创化、智能化等方面取得审大突破,并逐步在泌尿妇科、普外等临床科室实现常规应用、提升串者的诊疗质量居时还可融合5G、云计算等信息基础设施,建立基于自主手术机器人的智慧手术平台。积累构建丰术知识冬谱。反哺基础研究。总之,在智能医疗的时代,自主手术机器人已,成为推动手术机器人产业化的下一个风口,且有广阔的应用前署和巨大的市场潜力，面向未来，需政产学研用各方协同发力。攻性技术难题优化注律法规环境，加速行业标准制定,构建基干自手术机器人的智慧疗生态系统，推动我国手术机器人技术实现弯道超车、引领全球。
TSINGHUAPBCSF清华五道口Research ReportSeptember14,2024Atlas of AutonomousSurgicalRobotResearch Center for Sci-Tech and FinanceYashu Zhu, Bibo LiuAbstract:The creation of an Atlas of the Industry is a sub-project within our center'sresearch on the transformation of scientific and technological achievementsThe obicctive is to gain a comorehensive understanding of the co...
