行研2018医疗机器人行业分类和市
医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，已经成为国际机器人领域的一个研究热点。目前，先进机器人技术在医疗手术、影像定位、医疗问诊、康复训练、护理服务、医用教学、运送药品等多个领域得到了广泛应用，这不仅促进了传统医学的革命，也带动了新技术、新理论的发展。
一、医疗机器人市场规模
目前在机器人的众多领域当中，医疗机器人作为单位价值最高的分支，是当前机器人行业和医疗行业的发展最热点。根据波士顿咨询的统计数据，截至年1月，全球医疗机器人行业每年营收达到74.7亿美元，预计未来5年，年复合增长率能稳定在15.4%，至00年，全球医疗机器人规模有望达到亿美元，成为第二大机器人市场。其中，手术机器人占60%左右市场份额，规模最大。
年，我国开始出现机器人外科手术热潮，随后，在政策利好、老龄化加剧、消费群体增加和产业化发展提速等综合因素影响下，中国医疗机器人市场高速发展。年，中国医疗机器人市场规模约为0.65亿美元，占全球行业市场份额的4.96%，随着国内技术的提升及智慧医疗和数字医疗的发展，至年，国内医疗机器人市场规模达到0.79亿美元。随着国内智慧医疗建设的发展和普及，估算年医疗机器人市场规模将达到1.1亿美元，在全球市场份额占到5%左右。
二、医疗机器人的概况和分类
根据国际机器人联合会（IFR）分类，医用机器人可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人和服务机器人四大类。
1.1手术机器人目前，大多数的手术机器人主要由外科医生所控制。手术中使用的医疗机器人系统可分为两类，A类：手术参与机器人系统（SurgicalCAD/CAM）；B类：手术辅助机器人系统（SurgicalAssistants）。A类系统中医疗机器人主要参与和完成整个手术的过程，包括切除和缝合等，手术医生起到指导和辅助的作用；B类系统中医疗机器人主要起到辅助医生进行手术的作用，包括术前规划、术中定位等。A类系统的手术参与度最高，设计需要考虑的临床医学问题比较多，设计周期较长，另外医生对这类系统的接受度比较低。B类系统的手术参与度与A类相比较低一些，但是无须考虑太多的临床医学问题，设计周期因此较短，医生的认可接受度较高。根据调查研究，目前医疗手术机器人主要在骨外科、神经外科、窥镜外科（腹腔镜）以及介入治疗（血管）等科室应用的最为广泛。
1.1.1骨外科手术机器人
骨科手术机器人系统主要用于脊柱和关节置换或修复手术。借助于手术机器人超高的定位精度和操作精度，可以有效提高手术的成功率，在增强手术效果和延长植入体寿命方面起到非常大的作用。如主要应用于膝关节置换手术的MAKOSurgicalCorp生产的RIO?系统、英国施乐辉研制的手持式膝关节置换机器人Navio?SurgicalSystem、法国的脊柱外科手术机器人ROSASpine等。
至今，骨科手术机器人进入相对成熟阶段，具有相当高的稳定性和重复精度。目前，专业化骨科手术机器人正向着小型化、专业化发展。
1.1.神经外科手术机器人神经外科涉及的手术一般需要对特定神经组织部分(脑和脊柱)进行操作，这些操作需要十分精确，而外科医生一般很难达到所需要的精度。因此，利用机器人在医疗影像指导的基础下做精准动作的手术成为一个热门的研究方向，自从0世纪80—90年代以来就已经陆续出现了很多用在临床的成形系统。由于手术安全性的原因，大部分神经外科手术机器人系统都已经停止了研发，目前国内外仍然在开发和使用的机器人系统主要有：Renishaw公司研制生产的NeuroMate机器人系统、Prosurgics公司开发的Pathfinder机器人系统、MazorRobtics公司研发的Renaissance机器人系统和由北京航空航天大学、医院和清华大学合作开发的“黎元”机器人系统。
1.1.窥镜手术机器人内窥镜手术（又名微创手术，minimallyinvasivesurgery）的出现，改变了传统外科手术需要切开较大的创口放入手术工具的模式，而是通过一个或多个小创口将手术工具和影像设备送入手术部位而完成手术操作。由于创口减小，患者的住院恢复时间得到了极大缩短。
目前最常见的窥镜手术机器人便是由IntuitiveSurgical公司推出的daVinvi系统，该系统也是一个遥控系统，属于B类医疗机器人。并从最初用于腹腔镜手术发展到可用于各种类型的手术。但费用也十分昂贵（万-0万美元）。而能与daVinci系统形成竞争的便是SOFARS.p.A公司制造的TelelapALF-X机器人，其特点是对医生的眼球进行追踪，进而控制内窥镜的视角并激活各种工具。
1.1.4介入治疗手术机器人介入治疗手术用于诊断和治疗各种心血管疾病，手术包括直接压力测量、活检、心房颤动消除以及治疗血管阻塞的血管成形术。导管插入血管时，医生在透视影像的指导下，控制病人体外的导管以使导管顶端进入手术部位。由于支撑组织的存在，导管仅要求具有三个自由度:顶端弯曲度、顶端旋转角度和插入深度。使用机器人操纵导管将会减少手术操作步骤，减小导管顶端施加在血管上的力，增加导管定位的精确度，而且还可以遥控操作导管以减少医生所受的辐射剂量。成熟的介入治疗手术机器人一般都是B类系统。目前常见的系统有Hansen医疗公司生产的SenseiX力传感系统和Steretaxis公司研发的Niobe远程磁导航机器人系统。
1.康复机器人康复机器人可以用来辅助和治疗残疾、年老、行动不便的人群。人口的加速老龄化与寿命的延长导致生理衰退和四肢灵活性下降，且脑血管疾病、神经系统疾病患者在老年人中较为普遍，其中偏瘫症状可能导致肢体残疾，增加了致残几率和残疾人的数量。但国内康复行业的硬件条件严重不足，仅有15%医院建设有康复医学科；而其他的康复机构所能完成的肢体康复训练仅为残疾者的1.5%；同时与发达国家相比，国内康复专业人才缺口巨大，在岗人数仅为国家需求的4%，占比仅为1.7人/10万人，对专业康复人才的需要便显得十分强烈。随着国民收入的增长和居民医疗保健意识的增强，民众对康复治疗的效果和效率也提出了更高的要求。
借助康复机器人，通过理疗、作业、运动等疗法可以减轻、弥补和重建人的功能障碍。针对不同康复期的患者，康复机器人提供差异化的训练，激发主动运动意识，缩短康复的时间，提高康复效果。利用配备的各类传感器记录人体运动学、生理学特征，为改进和优化康复方案提供了数据支撑，使康复过程定量化、科学化。主要包括外骨骼机器人和康复系统。
1..1外骨骼机器人外骨骼机器人是一种可穿戴的机械机构,以重复运动的物理系统进行康复训练,可以辅助或者恢复患者腿部的行走移动,或通过这种方式提高下肢运动障碍患者的生活质量。随着临床探究的深入以及科技创新的发展,如今的外骨骼技术在国外已经成型并广泛应用于临床脊髓损伤患者助行设备中。相比之下,我国在外骨骼相关领域的研究起步较晚,新型材料的选取、控制策略的设计以及感知系统等方面的探索还处于初级阶段,离实际应用尚有一定距离。
日本筑波大学研制的HAL5是世界首个获得全球安全认证的外骨骼机器人，以色列研制的Re-Walk则是最早进入欧洲市场的机器人外骨骼产品；国内多数单位的研究处于外骨骼机理研究阶段只有部分机构研制出实验样机,并进入小批量临床验证阶段,产品也多侧重于腿部助力、矫正功能的实现，以中国航天科工三院智能机器人公司、清华大学、北京大艾机器人公司等为典型代表。
1..康复系统康复系统不同于外骨骼机器人，而是一套完整的软件训练系统，使康复训练更加形象、直观、高效，在这种治疗过程中，患者面对的不再是单一的治疗师进行枯燥、重复的锻炼，加入各种训练方式和大量难度不同的游戏训练，增加了训练的趣味性。不仅如此，这种系统可以引入社区或家庭，医院医疗资源紧张的矛盾，还能提高康复训练的信息化。
肢体训练康复系统是目前最常见的一种，往往需要借助传感器获取人体关节的空间坐标并捕捉节点运动轨迹，经异常值处理后判断患者各节点康复训练动作是否达标，并根据训练效果制定进一步的康复计划，医生可随时进入数据库系统查询患者的康复状态并更新康复训练内容，在软件前端显示并提供给用户使用。不仅为疾病康复训练提供了较好的恢复平台，而且可以获得大量的康复数据，为相关疾病康复研究提供了数据基础。
除了肢体训练康复系统外，还有很多其他疾病的康复系统，纽约州立大学的眼视光医生开发了一套三维视功能康复训练系统VTS4，可以帮助医生诊断患者病情，并针对各种情况进行视功能康复训练，该医院、医院都非常普及，据了解对视功能障碍视觉训练的有效率超过80%。
1.医疗服务机器人与一般的服务机器人不同，医疗服务机器人能够在狭小的空间中进行高精度、高强度、长时间的医疗服务，加之医护人员的缺少也使得服务型医疗机器人的需求越来越大。故目前研究的医疗服务机器人的工作重点在于帮助医护人员分担一些沉重、繁琐的运输工作，提高医护人员的工作效率。
英国科学家正在研发一种护理机器人，能用来分担护理人员繁重琐碎的护理工作。新研制的护理机器人将帮助医护人员确认病人的身份，并准确无误地分发所需药品；英国的PAM机器人则可以帮助护士移动或运输瘫痪、行动不便的病人；美国TRC公司的HelpMate机器人可以替代护士送饭、送病例和化验单等。将来，医疗服务机器人还可以检查病人体温、清理病房，甚至通过视频传输帮助医生及时了解病人病情。
1.4辅助机器人辅助机器人是一种可以感觉并且可以在处理感官信息后给予用户反馈操作的设备。
抑郁症、自闭症、老年痴呆症等疾病的发病率越来越高，有很多的研究机构试图采用精神药物之外的物理疗法对其进行治疗，其中动物疗法的成功案例不在少数，Paro是由日本制造商IntellingentSystem发明的幼年海豹机器人，能够最大限度的模仿真实的宠物和人互动，已经被应用在了一些医疗和敬老机构里，能改善老年痴呆患者的行为和心理状况，减少精神药物的使用。索尼发明的机器狗Aibo也是老人的另一个宠物。
除动物疗法外，机器人陪伴治疗也越来越被正式是有效的，由英国赫特福德大学的自适应系统研究小组设计的卡斯帕机器人则被应用于自闭症儿童的治疗中，并显示出较为不错的效果，大部分患者在和其相处一段事件后都有了明显的进步。虽然这种方法还没有广泛应用于家庭，但相信在不久的将来他们会帮助越来越多的患者恢复健康。
未完待续，敬请期待。。。
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