第三部分 醫療器械——醫療機器人

1.醫療機器人定義、分類及使用場景

醫療機器人指用于醫院和康復中心等醫療場景的機器人。根據國際機器人聯合會分類，醫療機器人又分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、醫療服務機器人四大應用領域。AI醫療機器人是在醫療機器人植入帶有AI感知與認知技術的軟件系統，幫助醫生完成半自動化或全自動化的診療操作。

手術機器人全稱為“內窺鏡手術器械控制系統”，通過高分辨率3D立體視覺以及器械自由度，在狹小的手術空間內提供超高清視覺系統，擁有定位導航、靈活移動與精準操作能力，能夠拓展腹腔鏡手術適應癥，增強手術效果。手術機器人基于立體視覺技術進行檢測跟蹤，術前可提供個性化手術方案，術中可以自主規劃運動路徑及范圍，實現機械臂的精準定位與控制，提升手術精準度及效率。

中國手術機器人行業發展迅猛，近5年市場規模年平均復合增長率逾30%。在我國應用上市的手術機器人主要可分為兩類，輔助醫生進行終端手術操作的機器人，如達芬奇Da Vinci手術系統，定位和導航手術機器人，主要應用在骨科和神經外科，如天智航骨科機器人、美敦力Mazor骨科機器人等。

圖|手術機器人分類

康復機器人輔助人體完成肢體動作，實現助殘行走、康復治療、負重行走、減輕勞動強度等功能。隨著人口老齡化加劇，患有脊髓脊柱損傷、腦卒中損傷、腦外傷等疾病的殘障人口數量增加，康復器具需求也在不斷增長。但康復醫療資源緊缺，基礎設施配置不足，傳統人工康復治療方法存在康復周期長、效果不可控、觸達不便利等痛點。人工智能技術用于康復理療裝備，促進患者的主動參與和配合，客觀評價康復訓練強度、時間和效果，使康復治療更加系統化和規范化。

輔助機器人主要用于輔助或擴展一般人類的運動及認知能力，包括膠囊機器人、制藥機器人、診斷機器人和遠程醫療機器人等。除部分診斷機器人外，多數產品的技術壁壘相對較低，主要用于輔助診療，一些流量較大的三甲醫院對此種機器人需求較大。

醫療服務機器人主要用于分擔人類在醫療服務場景的繁重工作，落地方向包括看護、醫藥物流、消毒殺菌、病人看護等。醫療服務機器人在國內發展較晚，加之其覆蓋場景較多，所以市場集中度并不高，產品同質化競爭程度較小，主要技術壁壘為面對復雜環境的自主定位、路徑規劃、避障和運動能力。

圖|醫療機器人主要類型及詳細信息

2.AI醫療機器人：硬件深度結合人工智能，智能化重構診療、制造場景

醫療AI在機器人中的應用主要可分為四個方面，一是將AI接入智能制造，借助機器人來進行醫療器械的無人化生產和高精度交付；二是與AI支撐的影像學與材料學、機器人技術融合，輔助血管介入、骨科、腹腔等手術進行；三是作為康復機器人的內置系統，識別患者的行動意圖并予以輔助；四是服務醫院物流場景，通過計算機視覺實現院內物流的自動化與智能化。

(1)智能制造

將智能制造與工業AI相融合，滿足醫療器械的高定制需求，如隱形正畸、足脊健康、康復輔具等產品。微云人工智能是工業AI集團，以機器人和AI技術在口腔醫療領域實現了落地，降低小診所使用高級設備的門檻，提高就診效率。以AI進行智能決策和算法優化，以機器人技術進行微米級的精準執行，構建“端云廠房”產業技術閉環，通過自主研發的智能前端，動態采集用戶數據，經云端大腦智能生成個性化的解決方案后，由智能化的無人工廠實現微米級的生產交付。在高度個性化的口腔醫療場景內，實現了高精度、高效益、大規模的柔性生產與智能制造，可基于上千個SKU進行智能交付。

(2)手術機器人

AI骨科機器人主要為醫生提供術前診斷、手術規劃、術中導航定位和術后隨訪。手術規劃包括全髖關節置換手術、髖關節翻修手術、膝關節單踝置換手術、全膝關節置換手術和膝關節翻修手術五種典型手術，實現快速三維重建、智能圖像分割、智能匹配假體、準確定位和精準截骨，為醫生提供下肢力線、股骨外翻角、股骨外旋角、截骨厚度等關鍵參考指標并提供智能測量。

AI泛血管介入機器人如睿心醫療，術前階段，AI和CFD流體力學支持下的CT-FFR中為手術提供詳細的血管信息，預測手術方案成功率，進而指導虛擬術前規劃；術中階段，AI能夠實時判斷漏檢、誤檢、心血管耗材放置的不匹配等問題，幫助醫生以更大概率完成高質量的手術，大幅度減少并發癥的檢測與治療，實現血管介入全流程的優化。

(3)康復機器人

AI康復機器人可以在模擬的真實場景下有效替代訓練及治療過程中的人力陪護，使用者通過操控人機交互系統達成肢體動作練習、避免關節和肌肉萎縮、提升肌肉力量以及訓練神經系統，并逐步實現更主動及更高效的恢復效果。

技術難點在于人機交互控制策略以及完成實時且準確的人機交互及控制。將采集到的使用者信號與外部環境信號通過快速運算變成運動指令并據此操控機器給出正確反饋，如前進、轉向、停止等或疊加適當的力度。搜集并統計使用者的使用數據，從而追蹤管理使用者的健康情況或輔助使用者完成部分生活場景。

(4)醫院AGV

基于無人駕駛技術的機器人系統又稱自動導車載物系統，是在計算機和無線局域網絡控制的無人駕駛自動導引運輸車，可經磁、激光等導向裝置引導沿程序設定路徑運行并停靠到指定地點，完成一系列物品移載、搬運等作業功能。

AGV機器人可實行不停機換料，縮短人工換料時間，保障了流水線的流暢性。機器人通常內置高效的自動導航系統，實現配送路徑最優化選擇。AGV機器人可在人工充電與自動充電間選擇，優化維護時間，達到長時間連續運轉工作。

AI在場景中的應用主要包括動態物體識別、智能調度、智能物聯。通過物聯網、5G等技術的協同，AGV機器人的行駛路徑和速度可控、定位停車精準，可有效提高物料搬運效率。AGV機器人管理系統對機器人集群實行全程監控，能夠在設備故障期間第一時間予以處理。