外科手术机器人正在重塑医学实践，仔细审视这一现代阶段的发展至关重要，因为手术机器人专注于克服人类表现的局限性，通过实时创建解剖结构的数据丰富渲染来扩展手术边界，并执行先进的外科手术以改善患者的结果。

 

专利申请的洞察提供了一个独特的窗口，让我们能够了解这些突破的方向和关键机会，特别是在管理日益增长的外科手术机器人领域的知识产权方面。

 

外科手术机器人的获批

 

直觉外科手术公司的达芬奇系统的成功，最初专注于腹腔镜手术（妇科和前列腺手术）的腔镜手术机器人刺激了其他外科手术机器人的创新，也正在效仿直觉外科手术公司那样成为细分领域的专利和技术主导地位者。这已成为几个最近获得FDA批准的系统（见下图），以及在欧洲和亚太地区获得批准的系统所采用的成功策略。如：

 

Medtronic的Mazor机器人：专为脊柱手术设计，提高定位精度和减少辐射暴露。

 

Zimmer/Biomet的Rosa机器人：支持膝关节与肩部手术，增强术中导航与精确度。

 

DePuy/Synthes的VELYS-Orthopedics机器人：辅助进行骨科手术，提升置换手术个性化水平。

 

Corindus CorPath GRX血管内介入机器人：实现远程控制下的心血管介入治疗，增加操作安全性。

 

 J&J/Auris Monarch system系统：适用于内腔及支气管检查，提供微创诊断与治疗新途径。

 

MMI Symani微手术机器人：专注于精细组织修复，如神经重建等高精度外科操作。

 

虽然直觉外科手术公司的达芬奇系统仍然是外科手术机器人领域中最知名且最成熟的系统，但在腹腔镜和普通外科手术机器人领域出现了新的参与者，例如：

 

Moon Surgical：专注于开发灵活且易于使用的手术机器人，旨在提高外科手术的可及性和效率。

 

Noah Medical：致力于通过先进的成像和导航技术提供更精确、更安全的介入手术解决方案。

 

CMR Surgical：推出Versius系统，设计紧凑，便于在不同手术室间移动，适用于多种类型的微创手术。

 

Quantum Surgical：专注于肿瘤学领域的创新，其Epione系统用于肝脏肿瘤的微创治疗，提高了精准度。

 

Medtronic’s Hugo：模块化设计的腹腔镜手术平台，旨在为更多医院提供成本效益高的机器人手术选项。

 

J&J’s Ottava：计划中的下一代机器人辅助手术系统，旨在支持多种类型的外科手术，强调易用性和广泛适用性。

 

新型专业机器人设计的优势包括：

 

更小、更灵活的组件能够到达难以触及的解剖区域；

 

微型化器械用于较小切口，促进术后快速恢复；

 

先进的成像技术和控制台设计以提高外科医生的操作性能；

 

设计并生产出整体尺寸更小的系统。

 

此外，通过增加系统的模块化、便携性、兼容性和通过远程手术实现的远程访问，正在追求降低成本和扩大可用性。

 

专业外科手术机器人的创新格局不仅限于在美国获得FDA批准，也越来越多地包括来自欧洲和亚太地区的关键参与者，这些地区拥有值得关注的创新和技术专利。

 

外科手术机器人的特点

 

难以到达的解剖区域访问 ，新型器械设计用于导航曲折或难以到达的解剖结构。例如，Auris Health的Monarch平台、Neptune Medical的“动态刚性化”技术和Virtuoso Surgical的同心管技术。

 

微型化设计，这些设计便于特定医疗程序的实施，并减少恢复时间。例如，Microsure MUSA-3和MMI Symani。

 

控制性能，旨在帮助外科医生的新创新，如成像技术、易用性、触觉反馈和震颤过滤。例如，Corindus血管机器人、Mazor Robotics Mazor X Stealth Edition（被美敦力收购）以及微创医疗机器人Toumai。

 

便携性和模块化，更小占地面积的手术控制台和视觉系统。这提供了设置手术套件的灵活性（例如，可以连接到手术台上的便携式机械臂）。例如，Human Xtensions HandX、CMR Surgical Versius和Think Surgical TMINI 1.1。

 

产品专利技术解读

 

访问难以到达的解剖区域

 

Monarch平台 —— 由Auris Health自2007年起在美国开发，于2018年3月获得FDA批准，现归强生医疗科技所有。该设备是一种柔性内窥镜机器人，用于支气管镜手术，并结合了机器人技术、微器械、内窥镜和数据科学来辅助肺部疾病的诊断和治疗（US9918681B2）。系统通过基于患者肺部解剖结构的3D模型，增强了外科医生在曲折路径中导航和控制器械的能力。正如专利披露所述，导航系统通过统一医生在医疗器械上的手部动作与解剖图像中显示的器械动作来提高性能。

 

专注于完全柔性的内窥镜机器人，美国Triton Medical Robotics（Neptune Medical的一个部门）利用了Neptune先前开发的“动态刚性化技术”（WO2019018682A1），该技术用于内窥镜和导管，并将其适应于内窥镜机器人系统（WO2022192515A9）。从专利洞察中可以看出，刚性化装置的新颖之处在于它由多层加固材料组成，在压力或真空作用下可以从柔性转变为刚性。这种状态转换能力使内窥镜能够导航复杂的解剖结构，如肠道和血管。

 

Virtuoso Surgical起源于美国范德比尔特大学，他们也设计了一种替代标准内窥镜的技术，即同心管技术（US20230134917A1）。专利文献披露了可伸缩的管道，可以像望远镜一样伸展。重要的是，管子操纵器也可以旋转，以确保末端执行器的灵活性，从而执行诸如解剖、夹紧和缝合等任务，同时减小设备的整体尺寸以便进入难以到达的解剖区域。Virtuoso Surgical系统已经为多种疾病条件进行了动物和组织模型手术，例如膀胱癌、子宫肌瘤和良性前列腺增生。

 

特定医疗程序的微型化设计

 

Microsure是一家成立于2016年的荷兰大学衍生公司，在2017年通过使用机械手成功治疗淋巴水肿，实现了世界上首次超显微外科干预（EP4265216A1, 2023）。Microsure目前正在开发的MUSA-3手术机器人模型，利用运动缩放和震颤过滤技术将外科医生的手部动作转化为更小、更精确的动作。策略上，MUSA-3允许与其他知名品牌微型仪器无缝集成，并可用于多种程序。

 

意大利公司MMI Symani于2024年4月获得了FDA de novo分类，并自2019年以来拥有CE标志，表明产品符合欧盟的健康、安全和环境要求。其NanoWrist微型化器械实现了一些最早的机器人进行的重建性肢体显微手术之一（US10864051B2, 2020）。

 

控制性能

 

总部位于马萨诸塞州的Corindus Vascular Robotics公司成立于2002年，其Corindus CorPath GRX系统于2016年获得FDA批准。该系统最初被批准用于机器人辅助经皮冠状动脉介入治疗，并于2018年获得了额外的外周血管介入治疗批准。它允许医生以高精度和控制力放置冠状动脉支架，减少辐射暴露并改善结果。相关的专利组合详细描述了基于机器人的导管创新，例如可变驱动力装置和方法（US9750576B2）。Corindus Vascular Robotics及其知识产权于2019年被西门子医疗收购。

 

同样成立于2002年的Mazor Robotics公司在2018年为其Mazor X Stealth Edition机器人系统获得了FDA批准，该系统用于脊柱手术，并提供术前规划工具和术中指导，使外科医生能够以高精度放置植入物。该系统是少数几个使用AI算法辅助脊柱手术导航的系统之一，如“机器人引导斜向脊柱稳定”专利（US8992580B2）所述。

 

尽管微创医疗机器人的腹腔镜机器人“图迈”因其AI技术而受到赞誉，但该公司还专注于融合先进的成像模式，如“实时荧光融合技术”（CN218356171U）。根据专利文献，当融合可见光和荧光成像时，该技术通过在目标区域提供多波段检测光来解决图像不清晰的问题，促进可见光和荧光的同时反射。“图迈”于2022年1月在中国获得商业应用批准，并于2024年6月获得CE标志。微创医疗机器人拥有一系列国际专利组合，涵盖了包括内窥镜、骨科、血管通路、自然孔道手术和经皮穿刺在内的多种医疗程序的应用。

 

北京柏惠维康科技有限公司的Remebot在2018年成为中国首个获得国家药品监督管理局批准的神经外科机器人，并且是中国第一个用于深部脑刺激手术的机器人。专利文献描述了一个早期开发的无框架导航设置，配备有CT/MRI兼容的视觉成像系统，使用AI工具进行图像识别和解剖映射（CN105852970A）。值得注意的是，该公司的专利还涵盖了软组织手术机器人系统和远程手术的特殊功能。

 

便携性和模块化

 

虽然微型化对于访问某些解剖结构很重要，但减小整个机器人臂、外科医生操作台和可视化中心的总体尺寸可以增加便携性和灵活性，并显著降低成本。可以连接和拆卸到移动推车或手术台上的机器人臂是一个常见的专业特性。

 

对于腹腔镜手术，手持式Human Xtensions HandX于2018年获得FDA批准。CMR Surgical的Versius便携系统于2019年获得CE标志。

 

对于骨科手术，手持式Think Surgical TMINI 1.1于2024年7月获得FDA批准，而Brainlab Cirq则于2020年获得批准。

 

支持专业外科手术机器人普及的技术正在显著改善手术结果。它们还促进了成本更低的系统，提供了增强的远程手术接入服务，使偏远医院也能受益，并允许更好地处理具有挑战性的医疗程序。

 

这些机器人通常绕过了早期玩家的大规模专利组合，同时仍然扮演着传统但至关重要的角色，即以高精度进行规划、决策和执行程序。这些专利细节突出了未来的机会，以及在这个复杂领域管理知识产权所需的关键见解。

 

结语

 

随着手术机器人技术领域的竞争日益加剧，专利事务已经成为企业不可或缺的一部分。做好自身的专利布局，不仅可以保护企业的创新成果，还可以为企业在市场竞争中提供有力的法律支持。

 

首先，企业需要注重专利的申请和保护。在研发过程中，一旦有新的技术突破或创新点，就应及时申请专利，确保自身的技术成果得到法律保护。同时，企业还需要对已有的专利进行定期维护和管理，确保其有效性和稳定性。

 

其次，企业需要建立完善的专利预警机制。通过定期检索和分析相关领域的专利信息，企业可以及时了解技术发展趋势和竞争对手的动态，从而避免可能的专利侵权风险。一旦发现存在侵权风险，企业应迅速采取措施进行应对，如寻求专利许可、进行技术改进或调整市场策略等。

 

此外，企业还需要做好应对专利战的准备。在竞争激烈的市场环境中，专利战可能随时爆发。因此，企业需要提前制定应对策略，如建立专门的法务团队、储备充足的资金用于可能的专利诉讼等。同时，企业还可以通过与合作伙伴建立专利联盟、参与行业标准制定等方式来增强自身的专利实力和市场影响力。

来源：医械知识产权

关键词： 手术机器人