骨科手術(shù)機(jī)器人是適用于創(chuàng)傷、脊柱、關(guān)節(jié)等多種骨科手術(shù)，用于輔助醫(yī)生進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃和術(shù)中引導(dǎo)及施術(shù)的重要的輔助手術(shù)工具，具有精準(zhǔn)定位減少誤差、縮短手術(shù)時(shí)間、節(jié)省醫(yī)生體力消耗、減少醫(yī)生所受輻射量、減少患者出血量并加快病人康復(fù)速度等優(yōu)勢。

骨科手術(shù)機(jī)器人的核心技術(shù)是什么?答案是定位導(dǎo)航技術(shù)。這是技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域，也是是骨科手術(shù)機(jī)器人企業(yè)重點(diǎn)布局的領(lǐng)域。在骨科手術(shù)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的專利申請中，定位導(dǎo)航技術(shù)的專利申請量占比超過三分之一以上，申請量次之的領(lǐng)域還包括末端執(zhí)行器及其控制、整機(jī)結(jié)構(gòu)、臂及其控制、控制架構(gòu)等。

骨科手術(shù)機(jī)器人主要由機(jī)械臂、影像系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)三部分組成。其中，機(jī)械臂主要負(fù)責(zé)手術(shù)執(zhí)行和操作，需要具備運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)性、靈活性和平穩(wěn)性，以及機(jī)械臂末端反饋系統(tǒng)高度的靈敏度。影像系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)手術(shù)建模與規(guī)劃，通過實(shí)時(shí)的影像監(jiān)控，對圖像進(jìn)行采集、處理和分析，據(jù)此制定手術(shù)策略。計(jì)算機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)規(guī)劃導(dǎo)航與定位，主要由測量儀器、傳感器、定位儀等計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成。

骨科手術(shù)機(jī)器人想要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位導(dǎo)航，機(jī)械臂定位與控制是關(guān)鍵，技術(shù)上包括多設(shè)備間的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，安全邊界保護(hù)，運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃，絕對定位與重復(fù)定位精度提升，力反饋傳感技術(shù)等。機(jī)械臂的主要部件包含伺服電機(jī)、諧波減速機(jī)、傳感器和力控制器等。除了少部分手術(shù)機(jī)器人公司采用自研機(jī)械臂，大部分公司都采用外協(xié)通用的工業(yè)機(jī)械臂。

其次是導(dǎo)航與追蹤技術(shù)，主要技術(shù)包含導(dǎo)航參考架設(shè)計(jì)，工具建模，特征點(diǎn)注冊算法，可視化融合，刷新頻率策略，運(yùn)動(dòng)跟蹤感知與控制等。骨科手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航追蹤技術(shù)主要采用紅外線和可見光技術(shù)，還有少量磁導(dǎo)航技術(shù)。由于骨科手術(shù)現(xiàn)場會(huì)用到大量的金屬工具，會(huì)干擾磁場信號(hào)，因此骨科很少使用磁導(dǎo)航技術(shù)。

普愛醫(yī)療的PL300B骨科手術(shù)導(dǎo)航機(jī)器人為了實(shí)現(xiàn)高效且準(zhǔn)確的圖像配準(zhǔn)，采用了一體化自適應(yīng)配準(zhǔn)技術(shù)(軌跡法)，通過與同品牌三維C形臂協(xié)作，借助C臂機(jī)架上的靶罩，將預(yù)設(shè)軌跡與實(shí)際滑行軌跡進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)更高精度的圖像配準(zhǔn)，且不受圖像品質(zhì)影響，實(shí)現(xiàn)臨床精度達(dá)亞毫米級(≤±0.7mm)，優(yōu)于市面上大多數(shù)精度≤±1mm的同類產(chǎn)品。