第三部分 医疗器械——医疗机器人

1.医疗机器人定义、分类及使用场景

医疗机器人指用于医院和康复中心等医疗场景的机器人。根据国际机器人联合会分类，医疗机器人又分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、医疗服务机器人四大应用领域。AI医疗机器人是在医疗机器人植入带有AI感知与认知技术的软件系统，帮助医生完成半自动化或全自动化的诊疗操作。

手术机器人全称为“内窥镜手术器械控制系统”，通过高分辨率3D立体视觉以及器械自由度，在狭小的手术空间内提供超高清视觉系统，拥有定位导航、灵活移动与精准操作能力，能够拓展腹腔镜手术适应症，增强手术效果。手术机器人基于立体视觉技术进行检测跟踪，术前可提供个性化手术方案，术中可以自主规划运动路径及范围，实现机械臂的精准定位与控制，提升手术精准度及效率。

中国手术机器人行业发展迅猛，近5年市场规模年平均复合增长率逾30%。在我国应用上市的手术机器人主要可分为两类，辅助医生进行终端手术操作的机器人，如达芬奇Da Vinci手术系统，定位和导航手术机器人，主要应用在骨科和神经外科，如天智航骨科机器人、美敦力Mazor骨科机器人等。

图|手术机器人分类

康复机器人辅助人体完成肢体动作，实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能。随着人口老龄化加剧，患有脊髓脊柱损伤、脑卒中损伤、脑外伤等疾病的残障人口数量增加，康复器具需求也在不断增长。但康复医疗资源紧缺，基础设施配置不足，传统人工康复治疗方法存在康复周期长、效果不可控、触达不便利等痛点。人工智能技术用于康复理疗装备，促进患者的主动参与和配合，客观评价康复训练强度、时间和效果，使康复治疗更加系统化和规范化。

辅助机器人主要用于辅助或扩展一般人类的运动及认知能力，包括胶囊机器人、制药机器人、诊断机器人和远程医疗机器人等。除部分诊断机器人外，多数产品的技术壁垒相对较低，主要用于辅助诊疗，一些流量较大的三甲医院对此种机器人需求较大。

医疗服务机器人主要用于分担人类在医疗服务场景的繁重工作，落地方向包括看护、医药物流、消毒杀菌、病人看护等。医疗服务机器人在国内发展较晚，加之其覆盖场景较多，所以市场集中度并不高，产品同质化竞争程度较小，主要技术壁垒为面对复杂环境的自主定位、路径规划、避障和运动能力。

图|医疗机器人主要类型及详细信息

2.AI医疗机器人：硬件深度结合人工智能，智能化重构诊疗、制造场景

医疗AI在机器人中的应用主要可分为四个方面，一是将AI接入智能制造，借助机器人来进行医疗器械的无人化生产和高精度交付；二是与AI支撑的影像学与材料学、机器人技术融合，辅助血管介入、骨科、腹腔等手术进行；三是作为康复机器人的内置系统，识别患者的行动意图并予以辅助；四是服务医院物流场景，通过计算机视觉实现院内物流的自动化与智能化。

(1)智能制造

将智能制造与工业AI相融合，满足医疗器械的高定制需求，如隐形正畸、足脊健康、康复辅具等产品。微云人工智能是工业AI集团，以机器人和AI技术在口腔医疗领域实现了落地，降低小诊所使用高级设备的门槛，提高就诊效率。以AI进行智能决策和算法优化，以机器人技术进行微米级的精准执行，构建“端云厂房”产业技术闭环，通过自主研发的智能前端，动态采集用户数据，经云端大脑智能生成个性化的解决方案后，由智能化的无人工厂实现微米级的生产交付。在高度个性化的口腔医疗场景内，实现了高精度、高效益、大规模的柔性生产与智能制造，可基于上千个SKU进行智能交付。

(2)手术机器人

AI骨科机器人主要为医生提供术前诊断、手术规划、术中导航定位和术后随访。手术规划包括全髋关节置换手术、髋关节翻修手术、膝关节单踝置换手术、全膝关节置换手术和膝关节翻修手术五种典型手术，实现快速三维重建、智能图像分割、智能匹配假体、准确定位和精准截骨，为医生提供下肢力线、股骨外翻角、股骨外旋角、截骨厚度等关键参考指标并提供智能测量。

AI泛血管介入机器人如睿心医疗，术前阶段，AI和CFD流体力学支持下的CT-FFR中为手术提供详细的血管信息，预测手术方案成功率，进而指导虚拟术前规划；术中阶段，AI能够实时判断漏检、误检、心血管耗材放置的不匹配等问题，帮助医生以更大概率完成高质量的手术，大幅度减少并发症的检测与治疗，实现血管介入全流程的优化。

(3)康复机器人

AI康复机器人可以在模拟的真实场景下有效替代训练及治疗过程中的人力陪护，使用者通过操控人机交互系统达成肢体动作练习、避免关节和肌肉萎缩、提升肌肉力量以及训练神经系统，并逐步实现更主动及更高效的恢复效果。

技术难点在于人机交互控制策略以及完成实时且准确的人机交互及控制。将采集到的使用者信号与外部环境信号通过快速运算变成运动指令并据此操控机器给出正确反馈，如前进、转向、停止等或叠加适当的力度。搜集并统计使用者的使用数据，从而追踪管理使用者的健康情况或辅助使用者完成部分生活场景。

(4)医院AGV

基于无人驾驶技术的机器人系统又称自动导车载物系统，是在计算机和无线局域网络控制的无人驾驶自动导引运输车，可经磁、激光等导向装置引导沿程序设定路径运行并停靠到指定地点，完成一系列物品移载、搬运等作业功能。

AGV机器人可实行不停机换料，缩短人工换料时间，保障了流水线的流畅性。机器人通常内置高效的自动导航系统，实现配送路径最优化选择。AGV机器人可在人工充电与自动充电间选择，优化维护时间，达到长时间连续运转工作。

AI在场景中的应用主要包括动态物体识别、智能调度、智能物联。通过物联网、5G等技术的协同，AGV机器人的行驶路径和速度可控、定位停车精准，可有效提高物料搬运效率。AGV机器人管理系统对机器人集群实行全程监控，能够在设备故障期间第一时间予以处理。