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3月28日，2024年中国医学装备大会暨医学装备展览会在重庆悦来国际博览中心举办。重庆大学机械与运载工程学院教授柏龙，带着其作为首席科学家参与研发的免CO2气腹五臂腔镜手术机器人亮相展会现场，充满科技感的造型，吸引了不少现场观众的目光。
“换道超车”实现突破
“这款腔镜手术机器人我们研发了近十年，做到了首创的串并混联5臂构型，目前已经申请207个国家专利和30个国际专利。”柏龙介绍，该产品具有寿命长、维护费用低、可以双人操作等特点，而成本价格只是目前市面主流产品售价的十分之一左右。
据介绍，外科手术经历了开放手术、微创手术的发展，目前正逐步进入机器人辅助手术的阶段。
然而，柏龙在学术交流中发现，目前市面上的腔镜手术机器人被国外某品牌的产品垄断了市场，而该产品价格高昂，单台售价超过两千万，耗材费用也很昂贵，为患者增加大量就医成本不说，使用频次不高的医院更是负担不起。
“我当时就在想，我们能不能自主研发做出一款性能一样，甚至超越其性能的产品出来，把价格‘打下来’，让更多老百姓能够在就医时享用到先进的科技服务。”柏龙说，于是在2016年，他与黄善灯联合组建研发团队，展开了漫长的“攻关”过程。
但成熟品牌历经多年发展经验，已经有了成熟的技术，想要追赶都已经很难，怎样才能实现超越？受到国内大力发展新能源汽车的启发，柏龙想到了“换道超车”。
首创新机械臂构型
在不断地调研中柏龙发现，该品牌机器人采用的是模仿人体手臂的设计，在手术过程中机械手臂摆动幅度很大，因此受限于运动空间，往往只能设计为3~4臂的数量。
“我观察了很多手术过程，医生在手术时其实主要是手臂实现手术的姿态保持，而具体的动作则更多依靠手腕的局部运动来实现。”柏龙介绍，通过近三年的方案论证，团队设计出了串并混联构型腔镜机器人手臂，模仿医生手臂摆正位置，再模拟医生手腕的局部灵巧运动。这样一台手术机器人就可以模拟不同科室的医生完成数十种手术。
在价格方面，这款腔镜手术机器人采用串并混联构型，可实现模块化制造，随着工艺门槛低，其使用寿命和可靠性显著提升，机器人本体和耗材成本、以及维护成本都大幅降低。
明年底有望面市
手术机器人属于三类医疗器械，技术门槛很高，想做一款手术机器人产品出来相当不容易，整台机器人光电机就有120多个，团队从构型、功能到实时力反馈人机交互实现，先后迭代了五十多个版本，才最终定型。
“我在团队中担任首席科学家，负责提出原理构想及理论与算法突破，首席工程师黄善灯则负责把我们的理论研究变为工程实现。”柏龙回忆，一般他在晚上8、9点钟的时候都不敢给黄善灯打电话，“他会在这个时间睡两个小时，然后再起来工作到凌晨两三点钟。”
就这样，在团队多年一起努力下，终于在2020年制作出了第一台样机，2023年完成定型。柏龙介绍，该款腔镜手术机器人已经历近百次动物实验。目前该产品已进入临床试验阶段，计划于2025年年底获证上市。
（文/记者 宋剑）
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