專用化破局！國產骨科手術機器人邁入全自研時代

早在兩年前，元化智能便啟動自研機械臂項目，核心目標是打造一款真正契合醫生操作習慣、能解決臨床實際問題的產品。整個研發過程中，元化智能發現，如何將臨床醫學的習慣，轉化為工程產品成了一大難題。

“比原來的一體臂用起來更加順暢、更穩定了，更像是人的手臂。”測試完最新的機械臂，四川華西醫院骨科主任周宗科感慨連連。

更好用、手感更好，這是大多醫師的普遍感受。

在2025年11月12—16日天津舉行的中華醫學會第二十四屆骨科學術會議暨第十七屆COA學術大會上，由元化智能研發的全國首個針對骨科手術應用場景完全自主研發的專用機械臂正式亮相，元化智能剛于上海進博會首發的“全球首款‘五合一’錕铻?全骨科手術機器人”也在此再次登場，多位專家學者對兩款產品給予了高度贊賞。

回溯骨科手術機器人發展早期，行業內普遍外采工業領域成熟的通用機械臂作為執行機構。這類外采的通用機械臂雖具備一定柔順性，但因并非為手術場景設計，在結構設計、關節剛度、人機協作等維度，很難針對骨科手術的特殊需求進行開發優化，這導致術中操作柔順性、結構剛度、隨動性和連貫性不足等問題長期存在。核心部件高度依賴進口，也嚴重制約了我國骨科手術機器人產業自主可控與規模化發展。

隨著骨科手術機器人臨床應用的深入，通用機械臂在手術場景中的局限性逐漸暴露。最典型的痛點集中在對精度要求極高的術式中。以膝關節截骨手術為例，機械臂既需要具備高剛度以維持截骨平面穩定，避免抖動偏移，又要能在平面內靈活移動以適配操作節奏，這種看似對立的“矛盾需求”，成為通用機械臂在骨科手術中難以突破的瓶頸。

這也使的本次元化智能正式發布亮相的骨科手術專用機械臂有著特殊的行業意義，其恰恰標志著中國手術機器人正加速從集成創新走向原始創新，從通用適配邁向專科專用的新階段。

▍全棧自研優勢：從技術可控到臨床深度響應

據悉，該機械臂是全國首個針對骨科手術應用場景完全自主研發的專用機械臂，更適用于輔助關節置換、關節翻修、脊柱、創傷等手術的微創化、精準化需求。

相較于外采通用機械臂，元化智能這款自研產品的核心優勢在于“全棧可控”與“臨床適配性”。據研發團隊介紹，該機械臂國產化比例達到百分之百，從電機、驅動器到關鍵零部件均實現國內采購，既降低了成本，又徹底規避了供應鏈采購困難、售后服務響應緩慢的“卡脖子”風險。

更關鍵的是，底層技術的自主掌控讓產品能快速響應臨床需求。從電機選型、驅動設計到控制算法編寫，均由元化團隊自主完成，使得功能迭代與定制化開發更高效。

例如，團隊在機械臂底層算法中直接嵌入安全邊界檢測與響應機制，配備高精度編碼器和驅動器，既能實時監測機械臂狀態，在手術區域偏移時實時跟隨，又能在檢測到非預期碰撞或運動時及時停止，解決了傳統器械“顧此失彼”的難題，最大程度保障患者安全。

針對手術中醫師、患者身體可能出現的微小移動，機械臂還搭載了高頻導航+高頻控制的閉環系統：導航儀高頻率捕捉移動信號，亞毫米級定位精度的機械臂以高控制頻率即時補償，始終保持手術工具精準定位，消除了生理抖動，大幅提升手術精準性、穩定性與安全性。

由于元化智能攻克了機械臂操作剛度、觸覺反饋、重力補償、柔順控制、實時隨動等核心技術瓶頸，全面提升國產機器人的運動性能、操控體驗與手術安全性，真正實現高質量國產替代。

在臨床價值上，這款機械臂的平面限制功能可讓擺鋸僅在截骨平面內移動，保障截骨過程穩定性與精度，讓截骨面趨于平整，避免了因精度不足導致的二次截骨或調整，從而節省手術時間；精確操作也能減少健康骨量丟失、降低出血量、避免過度松解周圍組織，進而降低術后感染風險，加速患者康復。

▍通用機械臂難破骨科手術“通用化需求”

為了打造這一機械臂，元化智能通過集合國內產學研優勢資源，突破了高精度零重力補償技術、柔順控制技術和觸覺反饋技術等關鍵技術瓶頸，并首次在國產機械臂上集成、實現了這些技術的應用，從而顯著提升了手術機器人的性能。

這款全國首款全自研骨科手術專用機械臂的推出，不僅是一款產品的落地，更傳遞出國產高端醫療裝備走向成熟的信號。未來，隨著專用化、自研化成為行業主流，國產骨科手術機器人有望進一步打破技術壁壘，推動更多高精度、高安全性的裝備普及，為骨科診療質量提升與醫療資源優化配置注入新動能，幫助中國掌握高端醫療裝備領域的戰略主動權。

為此，他們秉持著“醫工融合”的核心邏輯，團隊邀請多位骨科專家深度參與體驗與測試，根據臨床反饋反復優化細節，甚至針對一些“違背工程常理”的需求調整設計，從而才有了如今這款產品。

例如針對“高剛度+低慣量”的核心需求，研發團隊通過機械臂構型設計、關節結構優化及驅動方式創新，采用混合驅動方案，最終實現了兩種特性的兼顧。

例如最初為保障安全，機械臂移動速度設定較慢，但醫生反饋希望在安全前提下適當提速以縮短手術時間，團隊隨即進行優化，才使得如今最終落地的這款專用機械臂，全面貼合骨科手術的臨床流程與操作需求。

▍推動行業變革：縮短學習曲線，加速機器人普及

當前，我國60歲以上人口占比已超20%，退行性骨關節疾病發病率顯著上升。據《中華骨科雜志》數據，2022年我國人工關節置換手術已突破100萬例，且以年均近20%的速度增長。但骨科手術的高風險、高難度對醫生經驗與精準度要求極高，疊加醫療資源分布不均、基層診療能力待提升的現狀，骨科手術機器人成為破局關鍵。

元化智能這款自研機械臂恰好能契合這一需求：其智能化設計大幅減少術中人工干預環節，優化運動軌跡，讓醫生更專注于手術本身。元化智能研發團隊表示，相較于傳統手術技術需多年訓練，年輕骨科醫生僅需約10臺手術即可掌握機器人輔助手術技術，顯著縮短學習曲線，降低失誤率，助力骨科專業人才培養；同時，機器人輔助下的關節置換手術精準度提升，圍手術期炎癥水平下降，進一步加速患者康復。

正如周宗科主任在采訪中所言：“有了它以后，不同醫生之間、不同年資、不同醫院、不同地域的醫生做出來的手術效果更趨向于同質化，有望助力資源均衡。”

▍結語與未來

從2020年萌生自研想法，到2023年啟動研發，再到2025年即將取證量產，元化智能的轉型之路，也折射出國產手術機器人的發展方向：從“使用通用部件”的集成創新，轉向“定義臨床需求”的原始創新；從“通用適配”的妥協，走向“專科專用”的精準。