骨科手術(shù)機(jī)器人是手術(shù)機(jī)器人的一種，主要用于輔助骨科手術(shù)，其核心功能包括定制三維術(shù)前方案、提高手術(shù)部位圖像清晰度、減少震顫和提高手術(shù)精度、減少對健康骨骼和組織的損傷、減少失血、保護(hù)神經(jīng)、縮短住院時間和加快康復(fù)。

骨科手術(shù)機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)大致上可分為控制系統(tǒng)、定位導(dǎo)航裝置、機(jī)械臂裝置以及配套的工具集，下面逐一介紹。

(1)控制系統(tǒng)

這是機(jī)器人的核心系統(tǒng)，除了各部件的集成之外，圖像處理軟件模塊、手術(shù)規(guī)劃軟件模塊、機(jī)械臂控制模塊所牽涉到的算法是各個機(jī)器人公司獨立研發(fā)的核心秘密。圖像處理的準(zhǔn)確性以及手術(shù)規(guī)劃的合理性，人機(jī)交互的高效性都能增加術(shù)者對于機(jī)器人的接受度，控制模塊的算法和醫(yī)生操作手感密切相關(guān)。這是一個難以量化評價的系統(tǒng)，只能通過臨床應(yīng)用來驗證。

(2)定位導(dǎo)航系統(tǒng)。

該系統(tǒng)根據(jù)術(shù)前導(dǎo)入的影像形成三維模型，把三維模型與患者的實際體位、空間中手術(shù)器械的實時位置統(tǒng)一在一個坐標(biāo)系下，利用三維定位系統(tǒng)，對手術(shù)器械在空間中的位置實時采集并顯示，醫(yī)生通過觀察三維模型中手術(shù)器械與病變部位的相對位置關(guān)系，對病人進(jìn)行導(dǎo)航手術(shù)治療。主要包括成像模塊、追蹤模塊和顯示模塊。精度是導(dǎo)航設(shè)備的關(guān)鍵性指標(biāo)，關(guān)鍵技術(shù)點有立體定位系統(tǒng)、空間配準(zhǔn)技術(shù)、多模影像融合。其中空間配準(zhǔn)技術(shù)和多模影像融合都是通過軟件算法實現(xiàn)，而在立體定位系統(tǒng)方面，目前用于手術(shù)導(dǎo)航的主要是光學(xué)定位，也有部分器械在研究磁導(dǎo)航技術(shù)，而機(jī)械臂往往采用機(jī)械定位。

(3)機(jī)械臂裝置。

目前應(yīng)用在醫(yī)療機(jī)器人上的機(jī)械臂主要分為絲傳動和齒輪機(jī)傳動兩種，絲傳動機(jī)械臂的優(yōu)點是體積小，能實現(xiàn)一定程度力學(xué)反驅(qū)，機(jī)械臂操作的僵硬感比較少，缺點就是鋼纜驅(qū)動的易疲勞性，會影響精確度，需要定期更換。另一種是齒輪電機(jī)傳動系統(tǒng)，優(yōu)點是能長期保持精度，缺點是體積較且操作手感僵硬。

(4)工具集

配件包括無菌罩、固定器、靶標(biāo)套件和顯示器等，分別用于制造無菌區(qū)、穩(wěn)定骨、追蹤解剖標(biāo)志及監(jiān)控移動。

綜上所述，骨科手術(shù)機(jī)器人的產(chǎn)品研發(fā)，一方面需要進(jìn)行適合于臨床術(shù)式和應(yīng)用習(xí)慣的軟件系統(tǒng)，另一方面，也需要在機(jī)械臂、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)等硬件方面打破技術(shù)壁壘，實現(xiàn)核心技術(shù)自主化，才能獲得更強(qiáng)的產(chǎn)品競爭力和更多的市場青睞。以普愛醫(yī)療的發(fā)展來看其技術(shù)迭代。公司成立于2003年，立足于醫(yī)學(xué)X光機(jī)的研發(fā)與生產(chǎn)，逐步發(fā)展成為普放類醫(yī)學(xué)影像設(shè)備一站式供應(yīng)商。憑借20年醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的技術(shù)深耕，普愛醫(yī)療自主研發(fā)的PL300骨科手術(shù)機(jī)器人在2022年獲批上市，該設(shè)備集合了術(shù)中一體化掃描自適應(yīng)配準(zhǔn)算法、機(jī)器人末端多維力學(xué)控制技術(shù)等多項核心技術(shù)。