专用化破局！国产骨科手术机器人迈入全自研时代

早在两年前，元化智能便启动自研机械臂项目，核心目标是打造一款真正契合医生操作习惯、能解决临床实际问题的产品。整个研发过程中，元化智能发现，如何将临床医学的习惯，转化为工程产品成了一大难题。

“比原来的一体臂用起来更加顺畅、更稳定了，更像是人的手臂。”测试完最新的机械臂，四川华西医院骨科主任周宗科感慨连连。

更好用、手感更好，这是大多医师的普遍感受。

在2025年11月12—16日天津举行的中华医学会第二十四届骨科学术会议暨第十七届COA学术大会上，由元化智能研发的全国首个针对骨科手术应用场景完全自主研发的专用机械臂正式亮相，元化智能刚于上海进博会首发的“全球首款‘五合一’锟铻®全骨科手术机器人”也在此再次登场，多位专家学者对两款产品给予了高度赞赏。

回溯骨科手术机器人发展早期，行业内普遍外采工业领域成熟的通用机械臂作为执行机构。这类外采的通用机械臂虽具备一定柔顺性，但因并非为手术场景设计，在结构设计、关节刚度、人机协作等维度，很难针对骨科手术的特殊需求进行开发优化，这导致术中操作柔顺性、结构刚度、随动性和连贯性不足等问题长期存在。核心部件高度依赖进口，也严重制约了我国骨科手术机器人产业自主可控与规模化发展。

随着骨科手术机器人临床应用的深入，通用机械臂在手术场景中的局限性逐渐暴露。最典型的痛点集中在对精度要求极高的术式中。以膝关节截骨手术为例，机械臂既需要具备高刚度以维持截骨平面稳定，避免抖动偏移，又要能在平面内灵活移动以适配操作节奏，这种看似对立的“矛盾需求”，成为通用机械臂在骨科手术中难以突破的瓶颈。

这也使的本次元化智能正式发布亮相的骨科手术专用机械臂有着特殊的行业意义，其恰恰标志着中国手术机器人正加速从集成创新走向原始创新，从通用适配迈向专科专用的新阶段。

▍全栈自研优势：从技术可控到临床深度响应

据悉，该机械臂是全国首个针对骨科手术应用场景完全自主研发的专用机械臂，更适用于辅助关节置换、关节翻修、脊柱、创伤等手术的微创化、精准化需求。

相较于外采通用机械臂，元化智能这款自研产品的核心优势在于“全栈可控”与“临床适配性”。据研发团队介绍，该机械臂国产化比例达到百分之百，从电机、驱动器到关键零部件均实现国内采购，既降低了成本，又彻底规避了供应链采购困难、售后服务响应缓慢的“卡脖子”风险。

更关键的是，底层技术的自主掌控让产品能快速响应临床需求。从电机选型、驱动设计到控制算法编写，均由元化团队自主完成，使得功能迭代与定制化开发更高效。

例如，团队在机械臂底层算法中直接嵌入安全边界检测与响应机制，配备高精度编码器和驱动器，既能实时监测机械臂状态，在手术区域偏移时实时跟随，又能在检测到非预期碰撞或运动时及时停止，解决了传统器械“顾此失彼”的难题，最大程度保障患者安全。

针对手术中医师、患者身体可能出现的微小移动，机械臂还搭载了高频导航+高频控制的闭环系统：导航仪高频率捕捉移动信号，亚毫米级定位精度的机械臂以高控制频率即时补偿，始终保持手术工具精准定位，消除了生理抖动，大幅提升手术精准性、稳定性与安全性。

由于元化智能攻克了机械臂操作刚度、触觉反馈、重力补偿、柔顺控制、实时随动等核心技术瓶颈，全面提升国产机器人的运动性能、操控体验与手术安全性，真正实现高质量国产替代。

在临床价值上，这款机械臂的平面限制功能可让摆锯仅在截骨平面内移动，保障截骨过程稳定性与精度，让截骨面趋于平整，避免了因精度不足导致的二次截骨或调整，从而节省手术时间；精确操作也能减少健康骨量丢失、降低出血量、避免过度松解周围组织，进而降低术后感染风险，加速患者康复。

▍通用机械臂难破骨科手术“通用化需求”

为了打造这一机械臂，元化智能通过集合国内产学研优势资源，突破了高精度零重力补偿技术、柔顺控制技术和触觉反馈技术等关键技术瓶颈，并首次在国产机械臂上集成、实现了这些技术的应用，从而显著提升了手术机器人的性能。

这款全国首款全自研骨科手术专用机械臂的推出，不仅是一款产品的落地，更传递出国产高端医疗装备走向成熟的信号。未来，随着专用化、自研化成为行业主流，国产骨科手术机器人有望进一步打破技术壁垒，推动更多高精度、高安全性的装备普及，为骨科诊疗质量提升与医疗资源优化配置注入新动能，帮助中国掌握高端医疗装备领域的战略主动权。

为此，他们秉持着“医工融合”的核心逻辑，团队邀请多位骨科专家深度参与体验与测试，根据临床反馈反复优化细节，甚至针对一些“违背工程常理”的需求调整设计，从而才有了如今这款产品。

例如针对“高刚度+低惯量”的核心需求，研发团队通过机械臂构型设计、关节结构优化及驱动方式创新，采用混合驱动方案，最终实现了两种特性的兼顾。

例如最初为保障安全，机械臂移动速度设定较慢，但医生反馈希望在安全前提下适当提速以缩短手术时间，团队随即进行优化，才使得如今最终落地的这款专用机械臂，全面贴合骨科手术的临床流程与操作需求。

▍推动行业变革：缩短学习曲线，加速机器人普及

当前，我国60岁以上人口占比已超20%，退行性骨关节疾病发病率显著上升。据《中华骨科杂志》数据，2022年我国人工关节置换手术已突破100万例，且以年均近20%的速度增长。但骨科手术的高风险、高难度对医生经验与精准度要求极高，叠加医疗资源分布不均、基层诊疗能力待提升的现状，骨科手术机器人成为破局关键。

元化智能这款自研机械臂恰好能契合这一需求：其智能化设计大幅减少术中人工干预环节，优化运动轨迹，让医生更专注于手术本身。元化智能研发团队表示，相较于传统手术技术需多年训练，年轻骨科医生仅需约10台手术即可掌握机器人辅助手术技术，显著缩短学习曲线，降低失误率，助力骨科专业人才培养；同时，机器人辅助下的关节置换手术精准度提升，围手术期炎症水平下降，进一步加速患者康复。

正如周宗科主任在采访中所言：“有了它以后，不同医生之间、不同年资、不同医院、不同地域的医生做出来的手术效果更趋向于同质化，有望助力资源均衡。”

▍结语与未来

从2020年萌生自研想法，到2023年启动研发，再到2025年即将取证量产，元化智能的转型之路，也折射出国产手术机器人的发展方向：从“使用通用部件”的集成创新，转向“定义临床需求”的原始创新；从“通用适配”的妥协，走向“专科专用”的精准。