王麗娜，趙玉航

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇 蘇州 215500）

0 引言

如今外科手術(shù)機(jī)器人由于其高度的精準(zhǔn)性，已經(jīng)得到了外科醫(yī)生的廣泛認(rèn)可，已經(jīng)在神經(jīng)外科、腹外科、普通外科等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]。目前外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)多數(shù)采用主從位置控制，使機(jī)器人從手跟隨主手的運(yùn)動(dòng)以完成手術(shù)操作[2]，最大的局限之一就是外科醫(yī)生缺乏操作的手感，即力覺和觸覺反饋，這增加了手術(shù)的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性。因此，手術(shù)機(jī)器人手術(shù)過程中，具有良好的輸出反饋，以確保手術(shù)操作的精確性和靈活性，同時(shí)還要增加現(xiàn)實(shí)感和真實(shí)感，以及確保病人的安全，是至關(guān)重要的。

1 專利申請(qǐng)整體狀況分析

通過對(duì)檢索到的全球范圍專利申請(qǐng)進(jìn)行分析（檢索截止2020年8月），得出全球范圍手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)時(shí)間（年份）的分析如圖1所示。

從圖1可知，早在上世紀(jì)80年代，已有國外公司開始進(jìn)行手術(shù)機(jī)器人研發(fā)，并對(duì)人機(jī)交互輸出反饋技術(shù)進(jìn)行申請(qǐng)相關(guān)專利進(jìn)行保護(hù)。上世紀(jì)90年代直至本世紀(jì)初，此時(shí)手術(shù)機(jī)器人處于初始萌芽期，相應(yīng)的全球手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)申請(qǐng)量較少。2005-2015年為手術(shù)機(jī)器人的成長期，此時(shí)全球手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)也開始增多。近年來，隨著醫(yī)療機(jī)器人的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)持續(xù)推進(jìn)，手術(shù)機(jī)器人是醫(yī)療機(jī)器人范疇中占比最大也是最重要的領(lǐng)域，自2015年開始，全球手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)的申請(qǐng)量呈現(xiàn)快速增長趨勢(shì)，說明當(dāng)前手術(shù)機(jī)器人仍為當(dāng)前的研發(fā)熱點(diǎn)[3-4]。

圖1 全球?qū)＠暾?qǐng)的年度趨勢(shì)

圖2顯示了全球的申請(qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人，以及申請(qǐng)來源區(qū)域分布。

圖2 全球主要申請(qǐng)人及申請(qǐng)來源區(qū)域分布

從圖2可知，全球的專利申請(qǐng)量上60%來自美國，其次為中國、韓國、以及WO申請(qǐng)，這表明了美國在手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)上處于優(yōu)勢(shì)。另外，全球的申請(qǐng)量排名前10位的申請(qǐng)人都是國外申請(qǐng)人，其中直觀外科手術(shù)操作公司的專利申請(qǐng)數(shù)量較其他申請(qǐng)人相差一個(gè)數(shù)量級(jí)，該公司的達(dá)芬奇作為唯一得到FDA認(rèn)證的手術(shù)機(jī)器人，幾乎壟斷全球市場(chǎng)。

2 專利技術(shù)分支分析

針對(duì)本文所檢索到的全球?qū)＠暾?qǐng)，可將目前手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)分為視覺、力覺、觸覺幾大類，如圖3所示。

各技術(shù)分支的占比如圖3所示，由圖中內(nèi)環(huán)可見，視覺反饋占據(jù)了63%，其次為力覺24%，觸覺11%，其他方式2%。其中，根據(jù)視覺反饋信息處理方式可以細(xì)分為2D顯示、3D顯示、AR/VR顯示、全息投影以及其他視覺反饋輸出，各細(xì)化技術(shù)分支的占比如圖3中外環(huán)所示，由圖可見，2D、3D、AR/VR、全息投影的占比依次遞減，這是因?yàn)橐陨弦曈X顯示方式的信息處理成本是依次遞增的[5]。

圖3 手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)分支分布

圖4示出了各技術(shù)分支的逐年申請(qǐng)趨勢(shì)。由圖可知視覺反饋的是輸出反饋的重要來源，而力覺反饋?zhàn)?015年以來開始有明顯增長，而觸覺反饋的申請(qǐng)則比較平穩(wěn)。

圖4 手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)分支逐年申請(qǐng)趨勢(shì)

圖5示出了視覺反饋技術(shù)分支逐年申請(qǐng)趨勢(shì)。由圖可知視覺反饋中2D和3D是視覺反饋的主要申請(qǐng)來源，兩者每年的申請(qǐng)量相差不大，自2015年以來，AR/VR、全息等反饋開始有明顯增長。

圖5 手術(shù)機(jī)器人視覺反饋技術(shù)分支逐年申請(qǐng)趨勢(shì)

3 結(jié)論

從以上對(duì)手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)的分析，可以看出手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)在隨著科技的發(fā)展而不斷發(fā)展。人機(jī)交互與輸出反饋須充分考慮醫(yī)生的需求和臨床應(yīng)用場(chǎng)景，為實(shí)現(xiàn)“更逼真、更精準(zhǔn)”，從而降低手術(shù)過程中的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性，將力反饋與觸覺反饋相結(jié)合提高手術(shù)的現(xiàn)實(shí)感，以及高清成像顯示技術(shù)提供更準(zhǔn)確的定位、成像功能，是手術(shù)機(jī)器人輸出反饋技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)方向[6-7]。