Titan手術(shù)機(jī)器人技術(shù)與專利分析

前言導(dǎo)讀

手術(shù)機(jī)器人是一種先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，借助微創(chuàng)傷手術(shù)及相關(guān)底層技術(shù)的發(fā)

展而發(fā)明。手術(shù)機(jī)器人被用于在高于人類能力的微創(chuàng)傷手術(shù)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)高于人

類能力的對(duì)手術(shù)器械的精準(zhǔn)操控。手術(shù)機(jī)器人通常由手術(shù)控制臺(tái)、配備機(jī)械臂

的手術(shù)車(chē)及視像系統(tǒng)組成。外科醫(yī)生坐在手術(shù)控制臺(tái)，觀看由放置在患者體內(nèi)

腔鏡傳輸?shù)氖中g(shù)區(qū)域三維影像，并操控機(jī)械臂的移動(dòng)，以及該機(jī)械臂附帶的手

術(shù)器械及腔鏡。機(jī)械臂模擬人類的手臂，為外科醫(yī)生提供一系列模擬人體手腕

的動(dòng)作，同時(shí)過(guò)濾人手本身的震顫。

機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)是集多項(xiàng)現(xiàn)代高科技手段于一體的綜合體，其用途廣泛，

在臨床上外科上有大量的應(yīng)用。外科醫(yī)生可以遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)操縱機(jī)器進(jìn)行手術(shù)，

完全不同于傳統(tǒng)的手術(shù)概念,在世界微創(chuàng)外科領(lǐng)域是當(dāng)之無(wú)愧的革命性外科手

術(shù)工具。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，手術(shù)機(jī)器人現(xiàn)在主要用于五個(gè)快速增長(zhǎng)的主要外科領(lǐng)

域，其中的腔鏡、骨科、介入手術(shù)機(jī)器人是及其重要的一個(gè)版塊。

手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)概覽

當(dāng)前，隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新科技的快速滲透，醫(yī)療健康正在與機(jī)器

人全面融合,引領(lǐng)外科技術(shù)大變革。手術(shù)機(jī)器人行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展，賽道火

熱,備受資本青睞。

根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì)，2020年全球機(jī)器人手術(shù)市場(chǎng)規(guī)模為61

億美元，預(yù)計(jì)從2021年到2028年將以17.60%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到

2028年將達(dá)到222.7億美元（折合人民幣約為1414億元）。

我國(guó)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展迅猛，根據(jù)Frost&Sullivan的統(tǒng)計(jì),市場(chǎng)規(guī)模

由2016年的人民幣853.6百萬(wàn)元增至2020年的人民幣2,934.5百萬(wàn)元,年

復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)36.2%,預(yù)計(jì)2030年中國(guó)手術(shù)機(jī)器人的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)至人民幣

58,425.9百萬(wàn)元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為34.9%。

手術(shù)機(jī)器人是將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域，顯然的，機(jī)器人手術(shù)是使用

機(jī)器人系統(tǒng)完成的外科手術(shù)類型，機(jī)器人輔助手術(shù)的開(kāi)發(fā)旨在克服現(xiàn)有的微創(chuàng)

手術(shù)程序的局限性，并增強(qiáng)外科醫(yī)生進(jìn)行開(kāi)放手術(shù)的能力。

手術(shù)機(jī)器人集成了醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、數(shù)字圖像處理學(xué)、生物力

學(xué)、機(jī)器人學(xué)等諸多學(xué)科為T(mén)本的新型交叉科學(xué)°一般情況下，從臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)

用角度可將手術(shù)機(jī)器人主要分為腔鏡手術(shù)機(jī)器人、骨科手術(shù)機(jī)器人、泛血管手

術(shù)機(jī)器人、經(jīng)自然腔道手術(shù)機(jī)器人、經(jīng)皮穿刺手術(shù)機(jī)器人。

下面兩幅附圖分別給出了各主要細(xì)分手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)規(guī)模情

況，供各位讀者參考。

分美應(yīng)用場(chǎng)景

弓道行廣支靈型的手術(shù),例如泌尿外科、處科、購(gòu)?fù)饪萍捌胀饪剖謥?lái).蛇鉞令外科醫(yī)生的現(xiàn)教可延伸至

敗仗,手術(shù)機(jī)若人

病人的體內(nèi)，而機(jī)械5f則模仿算雙手以握住及指示險(xiǎn)侵及手表若植。

智科手不機(jī)名人刖于協(xié)助并科手表,例如關(guān)節(jié)量換手術(shù)及脊柱手術(shù)中的煤釘內(nèi)國(guó)N手術(shù).書(shū)?科手表機(jī)W

?？剖中g(shù)機(jī)總?cè)?/p>

人提供2住的手術(shù)區(qū)域彩俅、對(duì)健康勢(shì)失的坂傷<1標(biāo)低及更快康里.

之女也手札機(jī)器入是輔助醫(yī)生遠(yuǎn)程拄制導(dǎo)管芋絲道行手術(shù)的機(jī)電系統(tǒng),主委兩于治療7夠、外周幺管系

支血管手大樸落人

統(tǒng)及依部中的攵替我相關(guān)落官接禽.

若考關(guān)手機(jī)石城通過(guò)人體自然股道送達(dá)手術(shù)區(qū)城,并可拄制其造行沙斯及手術(shù)的機(jī)手人，可刈于拴變

羥白然腔道手術(shù)機(jī)式人

肺、臟及胃等手術(shù).

及應(yīng)年軻手術(shù)機(jī)名人主要枚圣組稅祥本m作冷防用途，例如平對(duì)缽拄、孔睬捷及時(shí)列感康的倉(cāng)淵。比

絲氏才*>1千米機(jī)石人外.球皮浮料機(jī)笈人亦用于妾冬治衿農(nóng)序.切余炫發(fā)過(guò)貌雙石木.旗子冬國(guó)過(guò)女力方才行的切u去松甘

船石.

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數(shù)據(jù)來(lái)源：Frost&Sulliv^i.不遮在家研究所

筆者認(rèn)為，隨著時(shí)間發(fā)展,對(duì)干國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)而言，各大廠商會(huì)面

臨如下5個(gè)方面的競(jìng)爭(zhēng)，分別為：

1.技術(shù)戰(zhàn)，入局者眾多，內(nèi)卷嚴(yán)重，而且在技術(shù)上目前國(guó)外先進(jìn)巨頭具有

一定優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)廠家只有通過(guò)技術(shù)上“高人一等〃才能“脫穎而出"。

2.臨床戰(zhàn)，目前手術(shù)機(jī)器人雖然種類繁多，但是依然是醫(yī)械法規(guī)強(qiáng)監(jiān)管的

產(chǎn)業(yè)，且市場(chǎng)受眾面以大城市的大醫(yī)院為主體，在如此眾多的品牌上市過(guò)程

中，臨床資源就顯得彌足珍貴。

的專利，大多與機(jī)器人輔助器械、內(nèi)窺鏡攝像頭和相關(guān)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)。

Titan完整專利組合所涵蓋的所有技術(shù)都可能被用于其Enos系統(tǒng)。

下圖給出了Enos手術(shù)機(jī)器人的產(chǎn)品實(shí)物示意。

專利分析

筆者針對(duì)TitanMedical機(jī)器人所涉及的專利情況，進(jìn)行了檢索，其結(jié)果

進(jìn)行如下展示：

專利概覽

下圖給出TitanMedical公司專利的申請(qǐng)和公開(kāi)情況。

F面兩幅圖給出了TitanMedical專利布局情況，可以非常明確得到達(dá)

TitanMedical的專利地域布局情況，其專利申請(qǐng)目標(biāo)國(guó)主要聚集于美國(guó)、歐

洲I、加拿大、中國(guó)等區(qū)域性中心國(guó)家或地區(qū)。

下圖給出了TitanMedical公司相關(guān)專利的專利地圖情況,從該專利地圖

可以很明了的得到TitanMedical公司相關(guān)專利的技術(shù)分支情。

重點(diǎn)專利

筆者對(duì)TitanMedical手術(shù)機(jī)器人的相關(guān)專利根據(jù)類別分別進(jìn)行了整理和

剖析，i文里筆者從眾多專利中詵擇了若干講行了解析,相關(guān)相關(guān)結(jié)果如下：

TitanMedical手術(shù)機(jī)器人的完整專利清單和分析筆者也已開(kāi)展完成，如感興

趣可以與筆者取得聯(lián)系，共同交流學(xué)習(xí)：

1

公

US10758311B22018-10-30

開(kāi)/公告申請(qǐng)日

號(hào)

Handcontrollerapparatusforgesturecontrolandsharedinput

發(fā)

controlinaroboticsurgerysystem

明名稱

Roboticsystemshavebeenemployedtohelpreducetediousand

timeconsumingprocesses.Manyofthecurrentrobotsusedinsurgical

解applicationsarespecificallyintendedformagnifying/steadyingsurgical

決的技movementsorprovidingatemplateformillingthebonesurface.

術(shù)問(wèn)題However,theserobotsaresuboptimalfordrillingholesandother

relatedtasks.

Insomeembodiments,ahandcontrollerapparatusforcontrolling

atoolinaroboticsurgerysystemcanincludeabodyconfiguredtobe

movedtogenerateafirstoperatorinputtocauseatooltomove

correspondingtothemovementofthebody.Thehandcontroller

技

apparatuscanalsoincludeaninputcontrolinterfaceformedona

術(shù)方案

surfaceofthebodyandconfiguredtosenseoneormoreofaplurality

ofsecondoperatorinputsassociatedwithapluralityoftoolfunctions,

thepluralityofsecondoperatorinputsbeingdifferentfromthefirst

operatorinput.Thehandcontrollerapparatuscanalsoincludea

processorconfiguredtocontrolthetooltoperformoneormoreof

2

公開(kāi)/US10278683B22013-12-20

申請(qǐng)日

公告號(hào)

發(fā)明Articulatedtoolpositionerandsystememployingsame

名稱

Thepresentinventionprovidesanalternativearticulatedtool

positioningapparatusthatavoidstheneedforspringsbiasing

解決articulatedsegmentsintoastraightpositionthroughtheuseof

的技術(shù)問(wèn)cablescapableoftensionandcompressionconnectingterminating

題membersbetweenarticulatinglinks,therebysupportingboth

pushingandpullingonthecablesandprovidingforsimpler

assembly.

Anarticulatedtoolpositioningapparatuscomprisingabase

member,anintermediatemember,anendmemberandafirsttool

holderarrangedinsuccession,eachofthebasemember,

intermediatemember,endmemberandtoolholderhavinga

技術(shù)respectivecentralopening.Afirstpluralityofcoupledguidesid

方案positionedbetweenthebasememberandtheintermediatemember

andasecondpluralityofcoupledguidesispositionedbetweenthe

intermediatememberandtheendmember.Athirdpluralityof

coupledguidesisdiposedbetweentheendmemberandthetool

holder.Thebasemember,intermediatemember,endmember,first

toolholderandfirstsecondandthirdpluralitiesofcoupledguidesall

haveacentralopeningandguideopeningsorsecuringpointsfor

securingpluralitiesofflexiblecontrollinkstothebasememberorto

anobjectseparatedfromthebasemember.Pushingorpulling

controllinksofafirstpluralityofcontrollinkscausesthebase

member,thefirstpluralityofcoupledguides,theintermediate

member,thesec