近日，首都医科大学附属北京世纪坛医院发布成果转化公示，拟将其“一种微波水刀手术机器人系统”发明专利转让给中科华申科技（北京）有限公司。转让费用为1000万元。该项成果的发明人为陈永兵团队。
图片来自首都医科大学附属北京世纪坛医院官网
陈永兵是首都医科大学附属北京世纪坛医院肿瘤营养与代谢中心主任医师，医学博士、博士后，深耕普外科临床、科研与教学领域多年，同时在腹部肿瘤外科治疗和医疗技术创新方面成果显著。
“一种微波水刀手术机器人系统”发明专利首创微波热效应与水刀切割技术的融合设计，打造出兼具精准软组织切割、快速面状止血、灵活多自由度操作的一体化手术机器人系统，同时解决了传统手术机器人能量器具的核心痛点，还创新设计了蛇形关节管、冷却支架等专属结构，填补了行业内微波水刀与手术机器人结合的技术空白，入选2025中关村论坛百项新技术新产品榜单。
当前微创手术机器人领域虽已实现临床规模化应用，但核心能量器具的设计缺陷成为行业发展的核心瓶颈，具体痛点体现在四个维度：
功能单一且无法兼顾，临床适配性差。主流手术机器人的能量器具存在“切割与止血二选一”的矛盾，水刀虽能实现软组织的精准、快速切割，且可软连接适配微创手术，但止血功能极弱，水流冲击还会加剧术区出血；电刀、超声刀虽具备止血能力，却存在切割精度不足的问题，其中超声刀受直线传播特性限制，无法满足腹盆腔肿瘤、骨肉瘤等复杂手术的精细操作需求。
核心产品能量器具匮乏，技术壁垒高。以全球成熟的达芬奇手术机器人为代表，其优势在于机械臂的灵活旋转和高精度操作，但能量器具始终是短板，长期存在品类少、功能单一的问题，且高端能量器具的核心技术被国外企业垄断，国产机器人难以实现适配性突破，制约了国产手术机器人的临床应用。
术区损伤风险高，术后并发症隐患大。传统能量器具缺乏有效的温度控制设计，微波、电凝类刀头工作时易产生高温，对术区周围神经、软组织造成热损伤；同时部分器具如超声刀会产生超声雾化，可能增加肿瘤播散风险，不适用于高出血风险、高精准要求的肿瘤外科手术。
操作自由度低，适配场景有限。多数能量器具与机械臂的连接为刚性结构，操作自由度不足，无法实现术中刀头的多角度灵活调整，难以适配人体复杂腔道的手术操作需求。
该专利基于临床需求进行原创性设计，从功能融合、结构创新、临床安全、操作灵活四大角度实现技术突破，成为兼具实用性与创新性的高端医疗装备技术，具体优势如下：
功能融合上，切割与止血一体化，实现双效提升。专利首次将微波热效应与水刀切割技术深度融合，医用增压泵将生理盐水增压后经喷射孔喷出，实现软组织的快速精准切除，极大缩短手术时间；微波刀头则能对切割面实现大面积面状止血，解决了传统水刀止血弱的痛点，同时喷射的水流可避免切割面结痂，进一步提升切割止血的协同效果，尤其适用于腹盆腔肿瘤、骨肉瘤等高出血风险手术场景。
结构创新上，该系统以专属设计兼顾性能稳定性与适配性。冷却支架由环形支架、导热绝缘板构成，微波刀头后端嵌入支架隔离安装槽，槽内导热硅胶将刀头热量传递至高压喷射管和回流管，借水流热交换降温，避免术区组织热损伤。蛇形关节管采用柔性内支撑管+间隔连接管单体结构，管内容纳各类管线，连接管单体通过凸耳凹槽垂直拼接，配合牵引绳与穿线孔，实现刀头7个自由度灵活摆动，适配复杂腔道操作。刀头经精细化设计，弧形刃口+保护板提升切割精度，喷射孔与高压喷射管轴线重合保障水流稳定，微波传导线的屏蔽、隔离层兼顾传输稳定与操作灵活。
临床安全上，多重设计降低手术风险，提升手术有效性。除冷却支架的防热损伤设计外，专利还通过回流管及时抽离术区的切割后溶液，保持术区视野清晰；同时微波水刀的设计规避了超声刀雾化导致的肿瘤播散风险，还可结合智能导航和能量调控技术，精准定位肿瘤边界，减少术后肿瘤复发风险，大幅提升机器人手术的安全性和有效性。
产业适配上，兼容国产机器人，助力自主可控。该专利的微波水刀系统不仅可单独使用，还能根据科室需求和肿瘤特性定制转腕刀头，适配国内外主流手术机器人，尤其针对国产机型进行了优化设计，打破了国外高端能量器具对国产手术机器人的适配壁垒，助力国产手术机器人从“跟跑”向“领跑”转变，推动高端医疗装备的自主可控。
当前全球手术机器人市场仍由达芬奇等外资品牌主导，其在机械臂操作、临床应用积累上具备明显优势，但能量器具的技术短板成为行业共性问题，尚未有企业实现微波与水刀技术的融合应用。
国内手术机器人领域呈现“整机研发快速推进，核心部件亟待突破”的现状，国产腔镜手术机器人已实现临床落地，但核心能量器具仍依赖进口，技术创新主要集中在整机适配、操作优化等方面，而本次微波水刀手术机器人系统专利，成为国内首个实现能量器具核心技术原创突破的成果，填补了国产高端能量器具的技术空白。
PROCEPT BioRobotics开发的AquaBeam水刀机器人系统，是一种先进的、图像引导的手术机器人系统，结合了实时多维成像、个性化治疗方案、无热水射消融等特点，可精确快速地切除前列腺组织。通过实时、多维成像，结合了膀胱镜可视化、超声成像和规划软件，可实现个性化治疗以及手术过程中的实时监控。个性化治疗计划借助前列腺的多维视图，外科医生会为患者创建具体的治疗区域地图。
迈瑞医疗的超声高频集成手术设备，专用超声刀头&UP700能量平台，以更精细超声刀头、更精准智能算法等方式，辅助医生精确、高效、便捷地完成手术，帮助患者更快回归健康生活，实现一台能量主机同时连接超声刀、双极电刀、单极电刀等，刀头经受住高频次的振动，经过多达数百次的仿真调整、数十轮的设计迭代寻优并应用多种先进加工工艺，最终确定了超声刀的结构设计，成功打造了国产唯一精细刀头，比国际一流品牌主打的超声刀刀头还要薄和窄约20%。
美国威利VLFX8GEN高频电刀系统，依组织密度变化而由电脑控制进行输出的自动调节，不必人为调节，确保刀头不论遇到何种组织均能保持同样的切割和凝血效果。专为腔镜外科设计了低压切割和低压凝血的输出模式，大大地降低了电外科在腔镜外科使用中的危险性。宏双极输出模式专为现代腔镜外科双极切割器械而设计，优异的低电压工作特性有效地减小了刀头的火花，从而减少了对正常组织的负损伤，也减少了对神经、肌肉的刺激和对射频电流的干扰。三种切割模式均由Instant Response(即时反馈)系统控制，四种凝血模式适用于多种手术的凝血需求。
微波水刀手术机器人系统专利的发明与转化，解决了传统手术机器人能量器具的核心痛点，实现了切割、止血、灵活操作的一体化突破，其“临床需求导向+院企协同产业化”的模式，也为国内高端医疗装备的研发创新与落地转化，提供了可复制、可推广的宝贵经验。
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