近年手術機器人的發展

【作 者】 楊麗曉，侯正松，唐偉，朱思南，鮑奇，童佳斌，丁秀文

海軍軍醫大學第一附屬醫院，上海市，200433

0 引言

醫療機器人是醫學工程最前沿的發展方向之一。醫療機器人是指應用于醫院、診所的醫療或輔助醫療的半自主或全自主工作的機器人[1]。根據應用場景，具體可以分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人和醫療服務機器人四大類。目前醫療機器人發展主要集中在手術機器人領域。按照應用場景，手術機器人分為腔鏡手術機器人、經自然腔道手術機器人、骨科手術機器人、神經外科手術機器人、泛血管手術機器人和?？剖中g機器人[2]。機器人手術比傳統手術具有明顯優勢：①通過精確的定位和穩定的手術姿態能夠完成靈活精細的操作，提高手術的精確性和安全性；②通過提供適合人體力學的操作環境和舒適的工作環境，可降低醫生的工作強度，減少醫生和患者的輻射；③可實現遠程操作，緩解醫療資源分配不均的矛盾和減少傳染性疾病的傳播。

相關機構數據預測，全球醫療機器人市場規模在2025年有望突破127億美元，相比2020年59億的市場規模，年增長率為16.5%[3]；我國醫療機器人市場正以高于30%的速度穩步增長，預計到2025年，我國醫療機器人市場將達到249.91億元[4]。國家從頂層政策、“綠色通道 審批和醫保支付3個方面鼓勵支持手術機器人的發展。2019年11月，國家發改委等15部門單位聯合印發《關于推動先進制造業和現代服務業深度融合發展的實施意見》，指出重點發展手術機器人、醫學影像、遠程診療等高端醫療裝備[5]。2021年12月工信部聯合10部門單位聯合印發《“十四五 醫療裝備產業發展規劃》，將腔鏡手術機器人、骨科手術機器人、神經外科手術機器人、口腔數字化種植機器人和眼科手術機器人等智能手術機器人作為重點醫療裝備，提出供給能力提升行動[6]。目前多款國產手術機器人作為國家創新醫療器械通過特別審查申請，進入 綠色通道 審批，明顯縮短了審批周期。上海微創醫療機器人（集團）股份有限公司等多家企業的產品通過國家創新醫療器械審批 綠色通道 獲批[7]。2021年4月，上海市將Da Vinci手術機器人 前列腺癌根治術、腎部分切除術、子宮全切術和直腸癌根治術納入醫保報銷范圍[8]。2021年8月，北京市將 機器人輔助骨科手術”（醫保甲類）作為輔助操作獲得政府定價，并與 一次性機器人專用器械 共同納入醫保支付目錄[9]。

1 腔鏡手術機器人

腔鏡手術機器人用于軟組織手術，包括三維高清影像系統、主從遙控操作系統和外科醫生控制臺，通過操作系統對機械臂的精準操控實現復雜手術操作[10]。腔鏡手術機器人是目前技術最成熟和使用最廣泛的手術機器人，具備創傷小、精細度高和靈活性高等顯著優勢，主要應用于泌尿外科、婦科、心胸外科和普外科[11]。本節主要報道8款腔鏡手術機器人代表產品（見表1）。

表1 腔鏡手術機器人代表產品Tab.1 Representative products of endoscopic surgical robots

1.1 國外腔鏡手術機器人

Da Vinci手術機器人主要由醫生控制臺、床旁機械臂系統和成像系統組成（見圖1）[12]，是目前全球最成功及應用最廣泛的手術機器人。至今已經研制了4代，2014年上市的第四代系統Da Vinci Xi，能夠完成從減肥手術和疝氣修復到心臟搭橋和前列腺切除多種手術；2017年上市的第四代系統Da Vinci X保持了Da Vinci Xi基本功能，進行了相應簡化，設備價格明顯降低，利用通用模塊可進行功能擴展；2018年上市的Da Vinci SP可實現從單一的端口或切口進入[13]。Hugo手術機器人采用模塊化的設計，每個機械臂都安裝在單獨的手術車上，末端執行器可兼容多種現有器械的組合，使用更加靈活，可明顯縮短操作者的學習周期[14]。Ottava手術機器人搭載6個與手術臺結合的機器手臂，手臂集成于手術臺上，可明顯提高手術操作的靈活性，并采用零占用空間的設計，優化手術工作流程[15]。Dexter手術機器人稱為 按需機器人”。該機器人通過兩個鉸鏈式連接的精準機械臂輔助醫生完成手術操作，可集成到現有的腹腔鏡設置和工作流程中；可兼容所有腹腔鏡設備、發生器和3D成像系統；可快速安裝和拆卸，實現在手術室之間快速移動，具有較強的靈活性和兼容性。Dominik Bhlen于2022年6月使用Dexter成功完成了首批泌尿外科手術[16]。2022年1月Science子刊報道了STAR智能組織自主機器人。無需醫生的指導，STAR機器人對豬的軟組織進行了腹腔鏡手術，自主完成腸道兩端的重新連接。該機器人通過機器人手臂上的3D攝像頭獲取圖像，可感知機器人在體內的深度，并繪制患者腹部內部變化的情況，縫合的過程中使用定制軟件控制機器人完成自動縫合操作[17]。

圖1 Da Vinci手術機器人組成[12]Fig.1 Composition of Da Vinci surgical robot

1.2 國內腔鏡手術機器人

妙手手術機器人通過7 個自由度的機械臂和可實現540 e 末端旋轉的手術器械，可以精準地復現醫生的手術動作，并實現遠程操作[18]。青島大學附屬醫院于2020 年9月使用妙手腔鏡手術機器人完成了世界首臺5G遠程機器人輔助人體腹腔鏡手術[19]。圖邁手術機器人搭載全球首個腔鏡手術機器人力覺感知組件沉浸式防護，施術醫生頭部離開時自動鎖定多層安全防護架構，可保障系統安全；搭載4臂懸吊式，適用于多種術式體位和單孔腔鏡手術。上海東方醫院團隊于2019年使用圖邁機器人完成了首例國產機器人前列腺癌根治手術[20]。蘇州康多機器人有限公司的腔鏡手術機器人的機械手臂有11個自由度，末端可以裝配多種手術器械，快速提升我國機器人手術臨床應用水平。北京大學第一醫院于2022年4月使用該腔鏡手術機器人完成了世界首次跨運營商、跨網域的 5G+固網專線 多點協同遠程臨床實時交互教學手術[21]。

目前國產多款腔鏡手術機器人獲我國NMPA批準，發展迅速，并具備了一定自主研發能力。腔鏡手術機器人主要優勢集中在具備并提高醫生的手功能。國內妙手、圖邁和康多腔鏡手術機器人的基本結構借鑒了Da Vinci手術機器人，四者結構類似。國外Hugo手術機器人、Ottava手術機器人和Dexter手術機器人等新型腔鏡手術機器人正朝著便攜式、可拆卸組合式和高度兼容式發展。STAR手術機器人對機器人自主完成手術進行了前沿試驗探索，可獨立完成手術。

2 經自然腔道手術機器人

經自然腔道手術機器人用于軟組織手術，比腔鏡手術機器人發展緩慢。其優勢是可以實現人體表面不留有切口，更大程度減輕手術創傷[22]。

Momentis Innovative Surgery公司的Hominis經陰道手術機器人于2021年3月獲美國FDA批準，是目前第一且唯一獲FDA批準的經陰道手術機器人。該機器人通過配置微型人形手臂、肩部、肘部和腕關節，能夠精準復制外科醫生手的運動和能力，完成良性子宮切除術、輸卵管切除術、卵巢切除術和卵巢囊腫切除術，實現更少的疼痛、更低的感染和更快的康復，并且幾乎沒有可見的疤痕。HCA Florida Kenall Hospital和The Women’s Hospital at Jackson Memorial于2022年6月使用Hominis經陰道手術機器人完成了美國首例機器人經陰道子宮切除手術[23]。

目前尚未有經自然腔道手術機器人獲得我國NMPA批準，國內相關研究報道尚不多。主要原因是經自然腔道手術起步較晚，適用范圍比較局限，臨床需求不高，且經自然腔道手術需要開發設計特殊的器械來滿足使用要求。

3 骨科手術機器人

骨科手術機器人用于硬組織手術，目前應用較廣泛，主要用于術前規劃和術中導航。骨科手術機器人通過患者術前/術中的影像學資料，尋找手術靶點和規劃手術路徑，利用機械臂的導向作用，指導醫生按照規劃的手術路徑完成手術，提高手術的準確性和安全性。按照應用場景，細分為脊柱手術機器人、關節手術機器人和創傷骨科手術機器人[24]。本節主要報道12款骨科手術機器人（見表2）。

表2 骨科手術機器人代表產品Tab.2 Representative products of orthopedic surgical robots

3.1 脊柱手術機器人

3.1.1 國外脊柱手術機器人

ROSA One手術機器人主要由機器臂基座、攝像機基座、腳踏開關、導航工具及配件組成，可通過選配脊柱外科和腦外科的適配器分別適用于脊柱外科與腦外科手術[25]。MAZOR X手術機器人搭載美敦力先進導航系統可實現全程可視化，提供智能術前規劃和術中機械臂精準定位[26]。

3.1.2 國內脊柱手術機器人

天璣?Ⅱ手術機器人是上一代天璣?的升級優化，將多種術中設備進行了整合，更加智能化、便捷化和人性化，形成了智能手術艙[27-28]（見圖2）。ORTHBOT手術機器人通過自主研發的術前規劃、手術導航、可視化壓力反饋和主動置釘等模塊，可以按照醫生預設的手術方案自動精準執行操作，加速我國骨科手術機器人進入自動執行時代[29]。佐航300手術機器人具有良好的系統兼容性，不需要使用三維C臂、碳纖維床等高端設備即可完成手術[30]。

圖2 天璣?Ⅱ手術機器人組成[27]Fig.2 Composition of TiRobot?Ⅱsurgical robot

3.2 關節手術機器人

3.2.1 國外關節手術機器人

RIO手術機器人[31]（見圖3）適用于全髖、全膝和單髁置換手術。該機器人通過基于骨性解剖標志點的配準方法，實現三維配準；通過光電跟蹤器，實現對患者的實時位置追蹤；通過交互式控制方法和虛擬切割導引技術，實現輔助操作；通過力反饋的方式，輔助醫生完成準確的骨骼切削操作[32]。國家骨科與運動康復臨床醫學研究中心于2020年12月使用RIO手術機器人在博鰲超級醫院完成了國內首例智能骨科機器人輔助全新生物型人工膝關節置換手術，精準完成難度極高的生物型假體植入[33]。Cori手術機器人集成了智能機器人平臺、操作系統和數據分析系統等多個模塊。在植入人工膝蓋前，通過可視化切割技術準備、機械校準和韌帶數據為每個患者定制治療計劃，實時規劃和評估操作誤差并輔助操作者平衡植入物。其采用便攜式設計，可適應多種操作環境，適合在門診手術中使用[34]。VELYS?關節機器人是首款可安置在手術床邊支持即插即用的關節機器人，無需術前成像，可在全膝關節置換術中準確切除骨骼，使植入物相對軟組織對齊和定位[35]。

圖3 RIO手術機器人[31]Fig.3 RIO surgical robot

3.2.2 國內關節手術機器人

鴻鵠手術機器人適用于全膝關節置換，主要由手術平臺、規劃系統、控制平臺及手術附件組成。該機器人基于患者術前CT掃描數據及假體模型數據的規劃系統，能夠協助醫生制定個性化假體植入方案；基于手術規劃的精準定位，通過配準技術和自主研發的靈巧、輕量化的機械臂，能夠快速完成截骨操作，提高手術精準度和工作效率[36]。上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院于2021年9月使用鴻鵠手術機器人完成首例國產骨科手術機器人的5G遠程膝關節置換手術[37]。ARTHROBOT HIP手術機器人通過術中生理結構與其術前影像數據建立空間關聯，保證手術規劃的準確執行，配準時間控制在3～5 min，實時顯示磨削進度，指示手術規劃的磨削區域，警示過度磨削，實時顯示安裝角度，誤差控制在1e 以內[38]，主要適用于髖關節置換。TiRobot Recon手術機器人，用于全膝關節置換手術，其采用機器人引導截骨方案，無須開髓、打骨針、更換工具即可完成定位截骨，大大提高了截骨精準度且減少了手術創傷[39]。

3.3 創傷骨科手術機器人

北京羅森博特科技有限公司的骨盆骨折復位手術機器人通過術中實時3D導航、自動手術規劃，力位協同機器人精準操作，實現從骨折閉合復位到微創固定全手術流程的智能化手術操作。北京積水潭醫院于2021年12月使用該手術機器人進行了全球首個智能骨折復位機器人臨床試驗[40]。

目前多款骨科手術機器人獲我國NMPA批準，其中國產骨科手術機器人獲批數量多于國外。脊柱外科手術機器人和關節手術機器人技術相對成熟，臨床應用較廣；由于骨折手術分型多樣，手術需求復雜，現有機器人系統難以滿足實際手術需求，創傷骨科手術機器人尚未開展較多的臨床應用與產品化推廣。骨科手術機器人的核心功能是圖像定位、引導和手術路徑規劃，實現準確識別定位，提高手術的精準化和個體化。骨科機器人與腔鏡手術機器人存在同樣的缺點，成本高昂、體積大、缺乏觸覺反饋等。此外，骨科手術機器人發展相對于腔鏡機器人起步較晚，缺少長期的臨床對照效果及安全性研究證據。

4 神經外科手術機器人

神經外科手術機器人技術發展最早，1985年KWOH等[41]將機器人輔助手術應用于臨床。但受神經外科手術精細解剖結構和手術操作空間的限制，神經外科手術人后期發展較為緩慢。目前神經外科手術機器人主要用于腦外科、活檢、定點刺激（帕金森癥）、電極測量（癲癇病立體定向電極植入術）、去除囊腫或血腫排空等手術[42]。相較傳統的手術方式，神經外科機器人具有較強的輔助影像定位能力，可對病變及周圍正常組織進行3D數字化顯示，并結合多模態融合技術，幫助醫生迅速識別病變組織。機械臂可以在狹窄的術區進行多方位操作，多角度攝像頭可實時傳遞術區圖像，減少手術盲區；震顫過濾系統可濾除術者手部顫動，提高操作穩定性[43]。本節主要報道4款神經手術機器人（見表3）。

表3 神經外科手術機器人代表產品Tab.3 Representative products of neurosurgical robots

4.1 國外神經外科機器人

NeuroMate手術機器人主要由導航系統、六維力覺感知機械臂和軟件工作站組成，具有框架和無框架立體定向注冊，機械穩定和精確度高，操作空間舒適[39]。ROSA手術機器人[44]（見圖4）采用影像學定位和立體定向儀引導，通過對患者顱腦進行掃描，配合彩色多普勒影像儀來構建三維立體的腦部結構圖，準確定位靶點位置，誤差精確到1 mm以內[45]。

圖4 ROSA手術機器人[44]Fig.4 ROSA surgical robot

4.2 國內神經外科機器人

睿米RM-50手術機器人集立體定向與神經導航于一體，關鍵部件光學跟蹤定位儀和機械臂均實現國產化，大大降低了生產和使用成本[46]。Q300手術機器人具備立體定向和手術導航的功能，可滿足立體定向穿刺手術和開顱切除手術的雙重需求。同時該機器人進行了結構優化，便于移動，除手術室內完成手術外，還可在監護室、CT室甚至普通病房完成快速緊急穿刺定位手術[47]。

目前國產多款神經外科手術機器人獲我國NMPA批準，并在功能和結構上進行了升級優化，實現了雙重功能和可便捷移動。神經外科機器人具備的核心功能、主要優勢和存在的缺點與骨科機器人類似。

5 泛血管手術機器人

泛血管手術機器人通常由成像裝置、定位機械臂、推進裝置、操作裝置4部分組成。泛血管手術機器人研究起步較晚，目前主要有兩種類型：一是用于血管介入術的手術機器人，如冠脈支架術、頸動脈支架術、腎動脈支架術和腦動脈支架術，發展相對較快；二是用于心臟電生理治療手術機器人，如心臟電生理檢查、房顫消融，發展相對較慢。泛血管手術機器人手術與傳統手術相比，具有操作精度高，實現非接觸與遠程手術，減少醫生和患者的輻射，減少醫患之間接觸，減少交叉感染的優勢[48]。本節主要報道7款泛血管手術機器人（見表4）。

表4 泛血管手術機器人代表產品Tab.4 Representative products of panvascular surgical robots

5.1 血管介入術手術機器人

5.1.1 國外血管介入術手術機器人

CorPath GRX手術機器人適用于冠狀動脈、外周血管等介入治療，由床旁操作和手術控制兩個單元構成。床旁操作單元采用模塊化設計，包括可靈活移動的機械臂和一次性操控盒，兩者通過驅動連接口相連，能夠完成精確的推送、牽拉和旋轉動作，細微動作可以精確到1 mm。復旦大學附屬中山醫院于2021年3月使用CorPath GRX手術機器人在海南博鰲超級醫院完成了中國首例機器人輔助冠狀動脈介入治療中國首例機器人輔助冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）手術[49]。R-ONE?[50]（見圖5）基于主從控制技術的血管介入導航控制系統，通過穩定的機械臂輔助操作，實現導絲進入球囊擴張和精準定位，優化球囊和支架導管輸送，使得手術流程更加標準化。中國人民解放軍總醫院于2021年11月完成R-ONE?在中國的首例注冊臨床試驗，并于2022年5月完成全部注冊臨床試驗[51]。

圖5 R-ONE? 手術機器人[50]Fig.5 R-ONE? surgical robot

5.1.2 國內血管介入術手術機器人

ALLVAS?手術機器人能夠適配市場上多種類型導絲導管，技術路線應用范圍廣泛，可完成包括冠脈介入手術在內的大部分介入手術，創造了全球首例神經血管取栓、濾器植入及取出和主動脈支架植入3項動物試驗。上海長海醫院使用ALLVAS?手術機器人于2021年8月完成了世界首例胸主動脈瘤機器人腔內修復術和腹主動脈瘤機器人腔內修復術[52]，并于2021年11月完成世界首例下肢動脈機器人支架成形術[53]。魯班手術機器人通過直推式非固連傳動技術、大扭矩無損導絲遞送技術、柔順雙四爪卡式機構，大幅度提升了導絲操控的扭力，實現了無菌隔離非固聯傳動、同構式多器械協同管絲遞送等多項微創介入手術機器人的關鍵技術突破。北京天壇醫院于2019年11月使用 魯班 手術機器人完成國內首例機器人輔助全腦血管造影手術[54]。Flash Robot機器人實現了自動化的手術穿刺（視覺定位穿刺）、造影（造影引導推送）、診斷（快速功能學診斷）、通路建設（介入通道構建）、手術導航指導和術后評估管理全流程操作[55]。

5.2 心臟電生理治療手術機器人

5.2.1 國外心臟電生理治療手術機器人

Genesis RMN手術機器人由兩個控制磁場的機器人組成，手術過程中在DSA的影像引導下，醫生使用直觀的計算機界面來調整磁場，進行導管的引導和定位，提高了柔性磁導管插入的安全性和準確性[56]。

5.2.2 國內心臟電生理治療手術機器人

拉斐羅手術機器人通過心臟自動導航技術，以心臟為中心施加可變磁場，將柔性磁導管放入心臟腔室后進行精確的立體定位，能夠精準標測和消融心律失常病灶，并可大幅降低單臺手術的耗材成本[57]。

目前尚未有泛血管手術機器人獲得我國NMPA批準。多款國產血管介入手術機器人正處于研發階段，正朝著平臺開放性和通用性方向發展。泛血管手術機器人核心功能是通過功能圖像定位、引導，實現準確識別定位，通過操作裝置和推進裝置控制導管導絲多種微創器械準確完成醫生的動作操作，實現精細化手術。泛血管的手術機器人除同樣存在成本高昂、體積大、缺乏觸覺反饋等缺點外，還需克服兼容輸送多種類型導管導絲及人工手術操作與機器人手術操作器械適用性的差別。泛血管手術機器人的操作對象是血管，血管壁易破裂，僅依靠圖像成像難以判斷施加在血管壁上力的大小，容易造成血管壁破裂，需要解決力的準確測量和傳導兩個難題。

6 ?？剖中g機器人

口腔、耳鼻喉和眼科?？频氖中g操作具有一定特殊性，且受需求市場的限制，目前?？剖中g機器人技術相對不成熟，應用范圍不廣，發展比較緩慢。本節主要報道7款?？剖中g機器人（見表5）。

表5 ?？剖中g機器人代表產品Tab.5 Representative products of specialized surgical robots

6.1 種植牙手術機器人

6.1.1 國外種植牙手術機器人

Yomi手術機器人通過軟件進行術前規劃，利用物理和觸覺引導，在術中提供手術器械的導航，不需要使用手術導板，可實現準確規劃和放置牙種植體，能夠有效防止鉆過預先計劃的深度，以避開危險的解剖結構，大幅提高種植手術的精確度、靈活性和安全性[58]。

6.1.2 國內種植牙手術機器人

瑞醫博種植牙手術機器人由機械臂、手術導航軟件、光學跟蹤定位儀、專用儀器車、定位導板、手機定位板、鉆頭標定板和探針組成[59]（見圖6），精度誤差控制在1e 和0.5 mm以內，能夠精準完成口腔種植手術[60]。北京協和醫院于2021年11月使用瑞醫博手術機器人完成全球首例光學導航機器人輔助全口無牙頜種植及數字化即刻修復手術[61]。DRS0605-FT250種植牙手術機器人核心技術包括空間映射、手術路徑規劃和手術路徑定位，具有種牙手術視覺導航的配準方法及電子設備、種植手機夾持裝置、口腔種植手術定位裝置，能夠按照設定程序在患者口腔內進行自主操作[62]。

圖6 瑞醫博種植牙手術機器人組成[59]Fig.6 Composition of Remebot dental implant surgical robot

6.2 人工耳蝸植入手術機器人

RobOtol手術機器人（見圖7）具有主從協作式的多自由度耳科領域的多功能平臺，能夠將電極以最佳的角度緩慢無震顫植入，避免損傷面部神經。上海市第九人民醫院使用RobOtol手術機器人于2019年11月完成國內首例手術機器人輔助人工耳蝸植入手術[63]。HEARO手術機器人主要包括規劃軟件、導航系統、患者頭部固定裝置、規劃軟件和手術操作系統，在醫學影像引導下，具有較高的自動化程度[64]。iotaSOFT人工耳蝸植入機器人主要用于協助醫生在人工耳蝸植入手術中控制電極陣列插入速度，可有效提高手術操作的穩定性和定位精度[65]。

圖7 RobOtol手術機器人[63]Fig.7 RobOtol surgical robot

6.3 眼科手術機器人

ORYOM手術機器人主要用于治療各種眼科疾病，包括白內障、青光眼、視網膜下分娩和視網膜疾病。該機器人具有 14個微型自由度，能夠執行精細任務，精確度是人手的10倍，可提供亞毫米級的精確度，混合運動結構允許到達人眼內的任何點[66]。

目前有種植牙機器人獲我國NMPA批準集中在種植牙手術機器人，尚未有人工耳蝸手術機器人和眼科手術機器人獲我國NMPA批準。種植牙手術機器人的核心功能在于圖像定位、引導和手術路徑規劃。人工耳蝸手術機器人核心功能精準穩定控制植入電極，對微型機械控制精度要求極高；眼科手術機器人核心功能在于高精度的顯微操作。

7 結語

本綜述共報道39款手術機器人代表產品，目前17款獲得我國NMPA批準。腔鏡手術機器人、骨科手術機器人和神經外科手術機器人發展較早和較快，技術相對成熟，國內外均有產品獲我國NMPA批準。血管介入手術機器人和心臟電生理治療手術機器人起步較晚，但發展很快，很多產品正處于研發或申報批準流程，目前國內外暫未有產品獲我國NMPA批準。?？剖中g機器人由于技術操作的特殊性和受需求市場的限制，目前技術相對不成熟，應用范圍不廣，發展比較緩慢。手術機器人國外生產企業主要集中在歐美等發達國家。我國手術機器人起步較晚，但近年來隨著新技術的進步、國家政策的支持和臨床需求的增加，國產手術機器人正快速發展。

現階段手術機器人手術普遍存在成本高昂、缺乏觸覺反饋（力反饋）、便捷性差的缺點。未來手術機器人須進一步朝著智能化、微型化、開放化、遠程化和低成本化發展[67]。智能化，主要研究各種高精度反饋和預警系統，提高手術機器人視覺 和 觸覺 的靈敏性，并結合人工智能技術開發手術機器人的思考能力，由半自主式向全自主式發展。微型化，主要是優化結構設計，減少對空間的占用，增強使用的便捷性。遠程化，是將遠程人機通信與人機協作技術相結合，并融入遠程操控的虛擬現實技術和臨場感技術，提高遠程化操作的實時性和精確性。開放化，是系統要兼容多種器械，減少配套專用器械的依賴，加強對能使用現有器械為基礎的手術機器人研究，減少為兼容手術機器人而開發新型器械，縮短研發周期和醫生學習周期。低成本化，是要降低生產成本和使用成本，加快臨床普及推廣。

腔鏡手術機器人、經自然腔道手術機器人、人工耳蝸手術機器人和眼科手術機器人將來可通過在操作器械末端應用位置跟蹤技術，并結合導航定位系統，實時測量顯示器械與手術靶點的精準距離[12]。骨科機器人、神經外科手術機器人和種植牙手術機器人將來通過混合現實技術，將患者虛擬數字模型與患者病變部位完全重疊在一起，轉化為高維度 透視 手術區域[68]，通過人工智能大數據分析逐步讓手術機器人學會思考，學會自主精準導航和規劃手術路徑。泛血管手術機器人主要優勢集中在同步協調功能方面，將來需要解決觸覺反饋（力反饋）面臨力的準確測量和傳導兩個難題，進一步提高觸覺力反饋的敏感性，并拓寬輸送多種類型導管導絲的兼容性[69]。