手術機器人最新趨勢與技術進步：推動其普及的因素有哪些－以及仍有哪些挑戰？

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引言：變革外科手術體驗

你以前在醫院做過手術嗎？
如果醫生告訴你需要手術，感到焦慮是很正常的。你可能會擔心手術是否成功、術後疼痛程度，或是需要請多久的假。在此背景下，外科技術的不斷進步使得手術體驗與傳統方法截然不同。

什麼是手術機器人？

機器人手術，也稱為機器人輔助手術，使醫生能夠以比傳統技術更高的精度、靈活性和控制力完成多種複雜的手術。機器人手術通常與微創手術（透過小切口進行的手術）有關，但也可用於傳統的開放式手術。目前應用最廣泛的臨床機器人手術系統包括一個攝影機臂和一個帶有手術器械的機械手臂。手術過程中，醫生在病人身上做一個小切口，插入微型器械和一個高清3D攝影機。外科醫生坐在手術台附近的電腦控制台前操控機械手臂，然後透過附近的控制台控制這些器械進行手術。電腦會將外科醫師的動作轉化為器械的精確運動，與外科醫師的動作完全一致。外科醫生指導其他團隊成員進行手術。外科醫生始終掌控著機器人，手術系統會回應外科醫生的指示。

該控制台為外科醫生提供手術部位的高清放大三維影像。使用機器人系統的外科醫生發現，與傳統技術相比，該系統在許多手術中提高了手術的精確度、靈活性和控制力，並使他們能夠更好地觀察手術部位。

利用機器人手術，外科醫生可以完成其他方法難以甚至無法完成的精細複雜手術。通常，機器人手術還能使微創手術成為可能。

微創手術的優點包括：

• 併發症減少，例如手術部位感染
• 疼痛和出血量減少
• 縮短住院時間，加快復原速度。
• 更小、更不明顯的疤痕

技術與市場變化：專利到期的影響

手術機器人於90年代末期在美國研發並實現商業化，已應用於多種外科手術。多年來，該市場一直由一家公司主導，但隨著市場領導者的專利近年來陸續到期，越來越多的公司湧入該市場。據悉，這家市場領導者擁有數百項關於基本運動和機械手臂關節設計的專利，而自動調整內視鏡位置的專利已於幾年前到期。

在這些專利中，與醫生透過控制台控制機械手臂並自動調整內視鏡位置這一基本概念相關的專利已於幾年前到期。這為那些因專利障礙而無法開發實用機器人的競爭對手帶來了機會。目前，全球約有30家公司正效法他們的做法。機械臂關節機構和其他週邊設備的專利將於2019年陸續到期，新創公司和其他企業也正湧入市場。這大大增加了手術輔助機器人價格大幅下降的可能性，而過去這類機器人的安裝成本高達數百萬美元。

透過減重和功能專業化實現市場多元化

這些新產品將透過減輕重量和簡化功能來降低醫療領域的負擔，並將價格控制在幾十萬美元以內，僅為先前製造商成本的一小部分。多家公司開始展開競爭，其中包括使用馬達驅動機械手臂的公司和使用氣壓驅動機械手臂的公司。一些公司正嘗試提供分析氣壓的功能，並將抓取組織時的細微觸覺傳遞給手術醫師。這旨在透過不僅傳遞內視鏡影像，還傳遞觸覺來輔助精準手術。使用氣壓驅動機械手臂將有助於減輕重量並減少零件數量。

透過使用專用輔助機器人和人工智慧來增強支援

由於手術機器人能夠輔助精準手術、減輕病患負擔並縮短住院時間，越來越多的醫院開始引入這類機器人，因此手術機器人市場正逐年擴張。目前正在研發的其他類型機器人是專門用於輔助手術的機器人。醫生親自進行手術，而機器人則協助助手操作內視鏡攝影機並提起周圍組織。過去需要三名醫生才能完成的手術，現在只需一到兩名醫生即可完成。使用氣動機械手臂的公司和開發輔助患者專用機器人的公司都致力於透過降低安裝成本來擴大市場份額。

目前，利用人工智慧（AI）輔助醫生操作機器人和內視鏡的系統也正在研發中。據說，該系統透過分析內視鏡攝影機拍攝的影像，並在監視器螢幕上標示出器官邊界，從而輔助醫生的判斷。
頂尖製造商也開始開發針對外科醫生的行動應用程式。該應用程式會顯示每次手術的控制台運行時間（手術機器人系統的運行時間）、使用的器械以及手術時長等信息，並將其與全國同類手術的平均水平進行比較，從而使主刀醫生能夠查看自身的手術趨勢和學習曲線，並利用這些信息來改進手術技巧和治療效果。

透過行動應用和雲端連接為外科醫生提供支持

當外科醫生在智慧型手機等行動裝置上安裝應用程序，透過雲端登入系統並進行手術時，系統會收集日誌數據，並可當場進行檢查。

該應用程式還可作為線上外科手術訓練系統的入口，透過使用專用模擬器，外科醫生可以查看他或她已完成的練習和他或她的分數。

市場驅動因素及新進業者所面臨的挑戰

長期處於領先地位的機構憑藉微創手術趨勢下的穩定病例研究積累優勢，並擴大了保險覆蓋範圍。

後來者需要證明其機器人輔助手術的安全性，獲得監管部門的批准，並擴大保險涵蓋的醫療部門範圍。

Dexerials 能發揮什麼作用？

正如本文所提到的，手術機器人的技術發展趨勢是變得更小、更簡單，以降低安裝成本。

例如，Dexerials公司的各向異性導電薄膜ACF可以取代機械連接器和焊料，用於手術機器手臂和內視鏡等部件的各種連接點，有助於連接點的微型化。使用ACF，連接高度可以降低到幾乎為零，而機械連接器則需要一定的連接高度。此外，透過以ACF取代焊料連接，還可以實現間距更小（200微米或更小）的精細連接。

此外，透過將焊接接點替換為ACF，也能輕鬆達成無鉛的連接。此外，為了未來實現利用手術機器人與高速通訊實現遠端手術，FPC將需要具備高速傳輸能力，這可能需要Dexerials開發的低介電鍵結片。欲了解更多低介電鍵結片的資訊，請閱讀本文。​