Titan手术机器人技术与专利分析

Titan手术机器人技术与专利分析

前言导读

手术机器人是一种先进的医疗设备，借助微创伤手术及相关底层技术的发

展而发明。手术机器人被用于在高于人类能力的微创伤手术领域中实现高于人

类能力的对手术器械的精准操控。手术机器人通常由手术控制台、配备机械臂

的手术车及视像系统组成。外科医生坐在手术控制台，观看由放置在患者体内

腔镜传输的手术区域三维影像，并操控机械臂的移动，以及该机械臂附带的手

术器械及腔镜。机械臂模拟人类的手臂，为外科医生提供一系列模拟人体手腕

的动作，同时过滤人手本身的震颤。

机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，

在临床上外科上有大量的应用。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，

完全不同于传统的手术概念,在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手

术工具。

经过数十年发展，手术机器人现在主要用于五个快速增长的主要外科领

域，其中的腔镜、骨科、介入手术机器人是及其重要的一个版块。

手术机器人市场概览

当前，随着人工智能、物联网等新科技的快速渗透，医疗健康正在与机器

人全面融合,引领外科技术大变革。手术机器人行业迎来快速发展，赛道火

热,备受资本青睐。

根据Frost&Sullivan的统计，2020年全球机器人手术市场规模为61

亿美元，预计从2021年到2028年将以17.60%的复合年增长率增长，到

2028年将达到222.7亿美元（折合人民币约为1414亿元）。

我国手术机器人市场发展迅猛，根据Frost&Sullivan的统计,市场规模

由2016年的人民币853.6百万元增至2020年的人民币2,934.5百万元,年

复合增长率达36.2%,预计2030年中国手术机器人的市场规模将达至人民币

58,425.9百万元，年复合增长率为34.9%。

手术机器人是将机器人技术应用在医疗领域，显然的，机器人手术是使用

机器人系统完成的外科手术类型，机器人辅助手术的开发旨在克服现有的微创

手术程序的局限性，并增强外科医生进行开放手术的能力。

手术机器人集成了医学、材料学、自动控制学、数字图像处理学、生物力

学、机器人学等诸多学科为T本的新型交叉科学°一般情况下，从临床医学应

用角度可将手术机器人主要分为腔镜手术机器人、骨科手术机器人、泛血管手

术机器人、经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人。

下面两幅附图分别给出了各主要细分手术机器人的应用场景和市场规模情

况，供各位读者参考。

分美应用场景

弓道行广支灵型的手术,例如泌尿外科、处科、购外科及普外科手来.蛇钺令外科医生的现教可延伸至

败仗,手术机若人

病人的体内，而机械5f则模仿算双手以握住及指示险侵及手表若植。

智科手不机名人刖于协助并科手表,例如关节量换手术及脊柱手术中的煤钉内国N手术.书•科手表机W

常科手术机总人

人提供2住的手术区域彩俅、对健康势失的坂伤<1标低及更快康里.

之女也手札机器入是辅助医生远程拄制导管芋丝道行手术的机电系统,主委两于治疗7够、外周幺管系

支血管手大朴落人

统及依部中的攵替我相关落官接禽.

若考关手机石城通过人体自然股道送达手术区城,并可拄制其造行沙斯及手术的机手人，可刈于拴变

羟白然腔道手术机式人

肺、脏及胃等手术.

及应年轲手术机名人主要枚圣组税祥本m作冷防用途，例如平对钵拄、孔睬捷及时列感康的仓渊。比

丝氏才*>1千米机石人外.球皮浮料机笈人亦用于妾冬治衿农序.切余炫发过貌双石木.旗子冬国过女力方才行的切u去松甘

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数据来源：Frost&Sulliv^i.不遮在家研究所

笔者认为，随着时间发展,对干国内手术机器人市场而言，各大厂商会面

临如下5个方面的竞争，分别为：

1.技术战，入局者众多，内卷严重，而且在技术上目前国外先进巨头具有

一定优势，国内厂家只有通过技术上“高人一等〃才能“脱颖而出"。

2.临床战，目前手术机器人虽然种类繁多，但是依然是医械法规强监管的

产业，且市场受众面以大城市的大医院为主体，在如此众多的品牌上市过程

中，临床资源就显得弥足珍贵。

的专利，大多与机器人辅助器械、内窥镜摄像头和相关驱动系统技术相关。

Titan完整专利组合所涵盖的所有技术都可能被用于其Enos系统。

下图给出了Enos手术机器人的产品实物示意。

专利分析

笔者针对TitanMedical机器人所涉及的专利情况，进行了检索，其结果

进行如下展示：

专利概览

下图给出TitanMedical公司专利的申请和公开情况。

F面两幅图给出了TitanMedical专利布局情况，可以非常明确得到达

TitanMedical的专利地域布局情况，其专利申请目标国主要聚集于美国、欧

洲I、加拿大、中国等区域性中心国家或地区。

下图给出了TitanMedical公司相关专利的专利地图情况,从该专利地图

可以很明了的得到TitanMedical公司相关专利的技术分支情。

重点专利

笔者对TitanMedical手术机器人的相关专利根据类别分别进行了整理和

剖析，i文里笔者从众多专利中诜择了若干讲行了解析,相关相关结果如下：

TitanMedical手术机器人的完整专利清单和分析笔者也已开展完成，如感兴

趣可以与笔者取得联系，共同交流学习：

1

公

US10758311B22018-10-30

开/公告申请日

号

Handcontrollerapparatusforgesturecontrolandsharedinput

发

controlinaroboticsurgerysystem

明名称

Roboticsystemshavebeenemployedtohelpreducetediousand

timeconsumingprocesses.Manyofthecurrentrobotsusedinsurgical

解applicationsarespecificallyintendedformagnifying/steadyingsurgical

决的技movementsorprovidingatemplateformillingthebonesurface.

术问题However,theserobotsaresuboptimalfordrillingholesandother

relatedtasks.

Insomeembodiments,ahandcontrollerapparatusforcontrolling

atoolinaroboticsurgerysystemcanincludeabodyconfiguredtobe

movedtogenerateafirstoperatorinputtocauseatooltomove

correspondingtothemovementofthebody.Thehandcontroller

技

apparatuscanalsoincludeaninputcontrolinterfaceformedona

术方案

surfaceofthebodyandconfiguredtosenseoneormoreofaplurality

ofsecondoperatorinputsassociatedwithapluralityoftoolfunctions,

thepluralityofsecondoperatorinputsbeingdifferentfromthefirst

operatorinput.Thehandcontrollerapparatuscanalsoincludea

processorconfiguredtocontrolthetooltoperformoneormoreof

2

公开/US10278683B22013-12-20

申请日

公告号

发明Articulatedtoolpositionerandsystememployingsame

名称

Thepresentinventionprovidesanalternativearticulatedtool

positioningapparatusthatavoidstheneedforspringsbiasing

解决articulatedsegmentsintoastraightpositionthroughtheuseof

的技术问cablescapableoftensionandcompressionconnectingterminating

题membersbetweenarticulatinglinks,therebysupportingboth

pushingandpullingonthecablesandprovidingforsimpler

assembly.

Anarticulatedtoolpositioningapparatuscomprisingabase

member,anintermediatemember,anendmemberandafirsttool

holderarrangedinsuccession,eachofthebasemember,

intermediatemember,endmemberandtoolholderhavinga

技术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