刀头“随心转弯” 智破“窄巷困境”

超声刀广泛应用于普外、肝胆等多个科室。

世格赛思多自由度超声刀，刀头的偏转和俯仰最大夹角可达90°。

在微创外科的方寸之间，一把手术刀的灵活性或能改变生命的刻度。近日，由深圳市世格赛思医疗科技有限公司牵头承担的国家重点研发计划项目取得突破性进展——全球首个可实现刀头多自由度弯转的智能超声手术刀系统样机研制成功。这柄能够“随心转弯”的刀，不仅是中国在高端医疗器械领域的又一次重要破局，更预示着外科手术的精准度与安全性将迈入一个全新高度。

临床

　　期待一把像手腕一样灵活转弯的刀

现代外科手术是一场在毫厘之间进行的精密战争。以高频振动切割组织、同步凝闭血管的超声刀，因其显著降低术中出血的优势，已成为腹腔镜、机器人手术等微创领域的标配。然而，这项被誉为“无血手术”利器的技术，却长期面临一个难以回避的“天花板”。

想象一下这个场景:在狭窄、复杂的解剖结构中，外科医生手持一柄笔直的器械，如同驾驶一辆无法转弯的汽车驶入蜿蜒的巷道。为了让刀尖精准抵达被层层组织遮挡的手术位点，他们不得不反复调整整个器械的角度，做出各种高难度的“手腕体操”。这个过程考验的不仅是医生的经验与技巧，更在无形中延长了手术时间，增加了潜在风险。

更进一步说，当外科手术进入“机器人时代”，这种“单维度”的操作模式，使其与日益智能化的机械臂之间，产生了一种难以言说的“隔阂”，制约了外科手术向更高阶智能化发展的进程。

“我们需要一把能像自己手腕一样灵活转弯的刀。”这几乎是所有追求极致精准的外科医生的共同心声。一个看似简单的临床痛点，却催生了行业对一种全新超声刀形态的迫切需求:它必须具备多自由度的运动能力，让医生在那片方寸术野中，真正做到游刃有余。

　　破局

　　如何在机械转弯结构中维持能量稳定传输?

“让刀头转弯”，概念听起来似乎并不复杂，为何却成了一道困扰全球医疗器械巨头多年的世界级难题?

问题的核心，藏在物理学原理之中。多自由度超声刀的根本挑战，在于如何在精密的机械转弯结构中，维持超声能量高效、稳定传输。超声刀的威力，源于压电陶瓷产生的高频振动，经由换能器和笔直的刀杆，精准传递至刀头。可一旦刀杆中出现了可动的关节，情况就变得棘手起来。能量的衰减与散射会急剧增加，导致切割和凝闭的效果大打折扣。

这就像试图让一股湍急的水流，在通过数个弯曲的管道后，依然保持原有的冲击力。做得到吗?理论上或许可以，但工程实现的难度很大。正因如此，尽管全球多家医疗器械巨头都曾提出相关概念设计，但至今未有一款同类产品能真正实现商业化落地。

彼时，一家来自深圳宝安区的企业向这一技术“无人区”发起攻坚，2017年成立于新安街道的深圳市世格赛思医疗科技有限公司，牵头承担科技部国家重点研发计划“全电动多自由度智能超声手术刀系统研发”项目，凭借其在高端医疗器械研发领域的坚实基础和创新实力，这支来自深圳的团队决心啃下这块“硬骨头”。

攻坚

　　从0到1，一部样机的诞生与迭代

攻关之路，注定是一场与材料、结构和算法的漫长博弈。

能量如何才能“无损”地通过弯道?世格赛思的团队选择从源头入手，死磕压电陶瓷材料的能量转换效率；不仅如此，他们对超声换能器的结构进行了近乎颠覆性的重新设计，力求在能量传递的第一个环节就做到最优。同时，临床应用对器械小型化的苛刻要求，意味着必须在极其有限的直径和长度内，集成所有复杂的结构，并解决随之而来的散热问题。

这期间有多少次失败?团队成员们已记不清。但历经数年潜心研发，他们最终逐一攻克了核心技术难题。近期，其第二代样机成功问世，并实现了刀头偏转和俯仰最大夹角达90°的稳定运动。更关键的一步是，在上海交通大学医学院附属瑞金医院进行的动物离体实验中，这把可转弯的超声刀在多个角度下，均表现出了精准的切割能力与高效的凝血效果。实验结果无疑给团队注入了一针强心剂，它验证了这项技术的临床应用可行性，标志着一个前沿的技术概念已成功转化为可供临床检验的产品。

而迭代的脚步并未停止。世格赛思团队透露，他们已启动与手术机器人系统集成的相关研究，力求实现手术过程中超声刀与机器人臂的无缝协同。这意味着，未来医生或许只需通过控制台下达指令，手术机器人便能操控这把灵活的刀，在高自由度的轨迹中完成过去难以想象的复杂组织操作。这是否会进一步提升手术的自动化水平和操作安全性?答案令人期待。

观察

　　从“精密制造”到“原始创新”

世格赛思的此次破局，并非一次偶然的单点突破，它更像是深圳在高端医疗器械领域，从“精密制造”到“原始创新”系统性跃迁的一个生动切片。一把小小的手术刀，其背后是一个庞大而精密的产业链条在协同共振。

回溯深圳的产业发展史，早期更多是为全球巨头代工生产某个零部件，扮演着“螺丝钉”的角色。而如今，情况已然不同。以超声刀为例，其核心在于三大块:高性能材料、精密加工制造、核心算法。这三者，恰好与深圳过去数十年积累的产业优势形成了精准的耦合。

在深圳，不难找到国内顶尖的材料科学实验室，它们为压电陶瓷等关键材料的性能提升提供了理论基础与实验条件；在宝安等制造业重要地区，遍布着能够实现微米级精密加工的“隐形冠军”企业，它们能将最复杂的设计图纸转化为可靠的物理实体；更不用说，以华为、腾讯为代表的科技巨头所溢出的强大软件与算法能力，为智能控制系统的开发提供了肥沃的人才土壤。

一个有趣的现象是，许多像世格赛思这样的创新企业，其创始团队往往具备“跨界”背景。他们可能既懂临床医学的需求，又深谙电子工程的逻辑，还能链接材料科学的最新进展。这种复合型人才团队的涌现，正是深圳“产业生态多样性”的直接产物。

采写:南都记者 潘莹瑜　

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