手术机器人是一种先进的医疗设备，借助微创伤手术及相关底层技术的发展而发明。手术机器人被用于在高于人类能力的微创伤手术领域中实现高于人类能力的对手术器械的精准操控。手术机器人是目前器械领域最热的赛道之一。作为医生“手与眼”的延伸，它可以协助医生完成更多的疾病治疗。随着该领域竞争的加剧，设计侵入性更小、更精确的机器人，成为其创新的核心点。 医疗器械制造展Medtec China本文将从下一代的运动工程学和临床需要罗列一下创新点

传统的手术机器人一般带有多个手臂（立柱式），上面装载可视设备，各种器械如夹钳、抓补器、持针器等。理想的方式是通过单个小切口进行，该切口必须同时通过各类所需器械。

从手术角度而言，可视设备和器械等进入切口的理想角度是尽可能平行且靠近，既可以最大限度地减少创伤，又可以消除视图和角度之间的差异。

实际设计中，实现相同的接近角度是不可能的，因为器械占据的空间不同。手术机器人的单柱多臂设计，加上其手臂关节的庞大体积，限制了放置多个器械时的接近角度。因此在下一代设计时，使机械臂尽可能靠近对于手术而言很有帮助。

春江水暖鸭先知，许多专注于医疗机器人等医械产品设计研发的企业也纷纷入驻 医疗器械制造展Medtec China展会现场，包括迈得Maider，米克朗，赛能，IMA spa，欧赛斯，艾利特等，点击快速预登记，来现场看火热与前沿展品。

独立机械臂在定位上灵活性更高，而为了进一步接近理想化的平行角度，必须最小化每个臂的体积。

手臂操作时紧密程度的限制因素是关节的轴向长度，其中的关键是电机和齿轮系统，以尽可能短的轴向长度提供所有所需的扭矩，在不影响性能的情况下，节省每一毫米都可以帮助医生更有效地工作。

齿轮是机械臂中重要的配件。短堆栈，高扭矩是实现最佳扭矩同时最小化轴向长度的关键。除此之外，传动装置和反馈装置也需要紧密集成在接头内。

手术过程中，齿轮会将电机相对高速的运动转化成以最佳速度移动机械臂、精确定位等稳。由于齿轮装置的选择会影响接头的轴向长度，因此这是创新设计的起点。

其中，当下较新的变波技术，也称为“谐波”齿轮，其具有三个不可或缺的优势：

• 在接头内实现最紧凑的轴向集成

• 提供相对较高的齿轮比（通常范围从 30:1 到 320:1）

• 平稳地加速/减速负载并精确定位

• 零间隙运行。最大限度地减少任何影响手术精度或引起不必要创伤的运动。

如同器械的微小化，机器人的显微化也正在成为一个趋势。这是一个大系统的工程，从其中的夹钳，线缆等设计上，以及探头上，都需要最小化。这里面的优势在于，显微化的机器人可以进入到更多之前无法达到的部位，防震颤效果十分明显，且精准度是当前（如达芬奇）的10倍以上

手术机器人作为医生手眼的延续。最终要和一些列耗材配合，无论是在腔道，还是血管，可控弯型的导管，导丝，结合机械臂操作，可以说是如虎添翼。通过机械臂与可控弯型耗材外部连接，使器械在腔道/血管间运行时，面对任何弯曲的地方，都可以通过机械装置使其快速，精准的达到病变，实施治疗；同时，对于手术机器人而言，配套相关耗材，也是商业化成功很重要的一环。达芬奇等机器人企业，很早就开始布局可控弯型耗材的开发，以实现“设备+耗材”的多样化布局。

医疗器械制造展Medtec China 于2015-2023年连续举办六届医疗器械设计会议，得到了医疗器械制造商和设计公司的热烈反馈。本次会议将继续围绕医疗器械产品的设计理念和设计方式，结合具体的案例分享展开，为医疗器械研发人员提供经验借鉴和行业分享。

手术机器人的发展十分快速，包括AI技术，光纤技术等都在不断被杂糅进来，但万变不离其宗，即手术机器人的发展，要从病患出发，帮助医生更好的治疗，达到更多疾病未知，减轻病患负担。

文章来源： CCI心血管医生创新俱乐部