（来源：瞭望）

◆ 机械臂以毫秒级响应速度、亚毫米级量化精度复刻王焱的每一个动作，稳稳“握住”导管，在狭小的心腔空间里推进、旋转和夹合

◆ 基于大量复杂瓣膜介入手术的一手经验，团队从头定义机械传动结构、安全停机机制；从力反馈传感器调校到心跳跟随算法，每一处参数都经过上千次试验验证，完全掌握全部底层逻辑

文 |《瞭望》新闻周刊记者 付敏 魏雨虹

精细的心脏瓣膜病介入手术，交给机器人，会怎么样？

我国人口老龄化进程不断加快，二尖瓣、主动脉瓣病变等心脏瓣膜病的发病率持续走高。传统心脏瓣膜手术需要开胸、建立体外循环并使心脏停跳，创伤大、恢复周期长；介入治疗微创，满足高龄、心肺功能耐受差等不适合开胸患者的治疗需求；但在持续搏动的心脏上修复瓣膜，对手术医生的空间判断、反应速度和手眼协调提出很高要求。

技术难度高叠加人才培养周期长，国内心脏瓣膜病优质医疗资源供给缺口较大。

国家心血管病区域医疗中心厦门大学附属心血管病医院（以下简称“厦心医院”）立足长期手术经验与临床数据积累，依托多学科交叉人才协同，推进机器人辅助心脏瓣膜病介入手术研究。

厦心医院研究团队拆解术式、量化手术动作，联合工程团队搭建起具有心跳跟随、力反馈、安全约束的机器人控制系统，完成了全球首例机器人“操刀”经导管二尖瓣修复术。经过2年多的临床试验，目前已完成30例机器人辅助该手术，成功率达到100%，其中最短手术时间缩短至29分钟。

厦心医院院长王焱说，这套国产心脏瓣膜介入机器人，由临床医生和技术团队深度绑定研发，把心脏瓣膜病的介入治疗精度、安全性和普及度提升上新台阶‌。

受访专家认为，心脏手术机器人等中国高端医疗器械研发正系统性转向“打造全球首创、深度适配本土临床需求原创解决方案”的新阶段。

一台改写范式的手术

走进厦心医院心脏介入中控室，不同于传统手术室的体验迎面而来。介入治疗具有微创特性，这里闻不到浓重的消毒水味。八间透明玻璃围成的导管室“背靠背”排在两侧，医生在中间走道，可以清晰观察导管室里的手术进度。副院长许良友说，这样设计，既符合介入手术室无菌分区管理要求，也方便医生掌控手术进程。

在这间中控室，完成了全球首例机器人辅助经导管二尖瓣修复术。2023年12月29日，左上角8号导管室，一台手术机器人“手握”导管完成手术。

王焱说，接受手术的患者是一位68岁男性，患有重度功能性二尖瓣反流，团队经过多学科讨论，决定为他实施修复手术。

手术开始后，王焱坐在室外走道的主控台前。主控台屏幕上，心脏超声、X射线造影同时呈现，以多模态影像组合实时校准他的判断。他盯着持续跳动的心脏切面，判断瓣膜夹合的位置与角度，推动黑色手柄，遥控玻璃窗内那只白色机械臂完成操作。

玻璃窗内，机械臂以毫秒级响应速度、亚毫米级量化精度复刻王焱的每一个动作，稳稳“握住”导管，在狭小的心腔空间里推进、旋转和夹合。两枚瓣膜夹被先后放入到病变目标区域，观察到患者二尖瓣反流减少，肺静脉逆流减轻，王焱操作机器人释放瓣膜夹，瓣膜夹稳定在既定位置，手术顺利完成。

经导管二尖瓣修复精细程度高，瓣叶随心脏不停搏动，器械定位、夹合角度稍有偏差，手术效果就会受影响。在此之前，为避免射线辐射，实施手术的医生需要穿着二十多公斤重的铅衣，站在导管室，手捏导管眼盯屏幕实施手术，一站就是两小时。王焱说，时间久了手臂容易疲劳，手一抖，定位就可能出现偏差，夹合角度也会不理想，需要反复进行调校。

王焱说，机器人辅助下，医生操作姿态舒适，手术进行更加流畅。特别是器械定位、夹合、释放的过程更加稳定可靠，一次到位的成功率提高，这也让手术时间相比以往缩短一个小时左右。

挑战“人无我有”正向研发

王焱带领团队完成首例机器人辅助经导管二尖瓣修复术人体临床试验后，进一步拓展术式，2025年4月，完成全球首例机器人辅助经导管主动脉瓣置换术（TAVR）人体临床试验。

经导管二尖瓣修复术和经导管主动脉瓣置换术，本身是高难度复杂介入手术，研发机器人系统挑战重重。相比器械短、在开放腔内操作的普通外科手术机器人，心脏瓣膜病介入机器人要穿过外周血管，在搏动的心脏内部完成精细操作，内置的动作类型与指标更加繁杂，动态操作精度要求指数级提升，真实力反馈的还原难度远超开放场景。

从把手术动作与风险边界拆解成工程指标，到在1000多次的研发试验中反复调校，研究团队‌以临床医生的真实手术经验为主导，从中国患者的解剖特征和术者操作习惯出发，从零开始搭建全链条自主可控的原创技术体系。

首先让机器人“懂得”手术。

厦心医院结构性心脏病科主任陈翔告诉记者，临床团队把二尖瓣修复和TAVR等手术拆成一个个手部动作，比如二尖瓣夹合时如何调整角度、推送、夹合、回撤；TAVR手术中怎样稳定捏握超硬导丝，瓣膜释放时如何控制细微力度。

团队里有机械设计、电气控制、软件算法、生物医学、临床工程和临床医学背景的工程师，把临床手部动作转译成机械指标，拆解成位置、力、角度、速度等可执行数字阈值，让机器人“明白医生要做什么”。

二是让机器人清楚“不能做什么”。

医生团队从大量复杂病例中梳理出危险场景：导管顶到瓣环、夹合器牵拉瓣叶力度过大、瓣膜释放同轴度出现偏差……这些风险被写进控制系统，变成位移界限和速度阈值。器械每移动3到5毫米会自动暂停，须经医生确认才能继续；力度超过阈值，机器人会自动减速、紧急停机。王焱说，这些限制不是简单加一道保险，而是把真实手术中的风险边界植入机器，让机器人拥有“安全刹车系统”。

三是让机械臂跟上心脏跳动。

瓣膜和心腔解剖位置随着心跳不断位移，如果机器人只按固定坐标操作，器械很容易磕碰瓣叶，甚至划伤血管。临床团队与工程师一起开发心跳动态跟随算法，结合术中超声、X射线造影和心电信号捕捉心动周期，预测心脏运动并实时补偿。机械臂因此能跟随心跳做出毫秒级动态调整，让器械始终追着目标移动，而不会撞上心脏。

最后是找回医生的“手感”。

导管穿过漫长而曲折的外周血管时，会发生扭转和摩擦，心内真实的接触阻力很难完整回传到操作手柄。力反馈一旦失真，医生就像隔着厚手套做手术，既不够流畅，也不够安全。

在动物实验阶段，医生一边操作，一边不断告诉工程师“太强”或“太弱”。工程师据此反复调校传感器参数，优化力信号降噪算法，过滤掉导管自身摩擦带来的虚假反馈。最终，医生在控制台能感受到导管头端碰到血管壁的阻力、顶到钙化结节时的坚硬感，以及瓣叶组织被牵拉时的弹性张力，操作判断维度从单一视觉升级成“视觉+触觉”双保险，提升手术的流畅度和安全性。

上海术济客医疗科技有限公司研发及生产总监葛存旺介绍，此款手术机器人不仅软件系统为自主开发，考虑到供应链安全，电机、驱动器等核心部件绝大部分由国产品牌的国内工厂供应，600余个零部件的国产化程度达到99%。

葛存旺说，基于大量复杂瓣膜介入手术的一手经验，团队从头定义机械传动结构、安全停机机制；从力反馈传感器调校到心跳跟随算法，每一处参数都经过上千次试验验证，这种正向研发很难，但团队完全掌握全部底层逻辑，真正“知其所以然”，确保后续产品迭代自主可控，未来下沉基层实现普惠的空间更大。

朝着技术普惠前进

机器人辅助心脏瓣膜病介入手术正沿着多中心临床试验、远程手术、“人工智能+机器人”三条路径，往让更多患者受益的方向推进。

目前，这项技术已在厦心医院牵头下进入多中心临床试验阶段。除厦心医院外，上海、广东、浙江等地5家医院加入。按照计划，到2027年年底，团队将完成60例机器人辅助经导管二尖瓣修复术，并与60例医生人手操作的手术形成对照，进一步验证机器人辅助手术的安全性和稳定性。

王焱介绍，研究特意筛选高龄、病情危重复杂、人手操作相对困难的病例进入对照组，希望更清楚地看到机器人在复杂手术中的价值。

陈翔告诉记者，初步临床数据已显示出机器人辅助的一些优势：器械定位、夹合和瓣膜释放的重复稳定性更高，术中反复调试和不必要的造影减少，造影剂肾病风险降低；在复杂瓣膜病例中，瓣膜对位更理想，瓣周漏、夹合不佳等术后并发症的发生概率也有望下降。

远程手术正在打开新的可能。机器人操作者与患者可处在不同空间，通过高速稳定的通信网络连接，“跨越千里”实施手术。2025年10月，王焱在法国波尔多大学医院与该院专家共同远程控制厦门导管室内的机器人，完成了全球首例跨国远程机器人辅助经导管二尖瓣修复手术。

厦门大学公共卫生学院院长张军认为，这种远程模式意味着顶尖专家不必亲自抵达现场，也能为基层和偏远地区的高难度手术提供支持。这有望缓解优质心血管医疗资源分布不均，让高水平瓣膜治疗能力更顺畅地下沉。

中华医学会心血管病学分会主任委员马长生认为，厦心医院的探索为解决复杂瓣膜介入难题提供了创新思路，需要通过多中心、随机对照试验，进一步明确哪些患者、哪些操作环节更能从中获益。同时关注长期效果、学习曲线和医疗成本，为今后如何使用、在哪里推广提供可靠依据。

更远的一步，是让机器人学会“思考”。王焱表示，未来将依托海量临床数据训练机器人识别患者心跳规律，在心脏跳动到最合适的位置时精准植入夹合器；同时，机器人也有望根据患者既往病例数据，自主推荐夹合器型号、放置角度等方案。这样不仅能提升手术精准度，也会降低手术对医生个人经验的依赖，让更多患者获得高质量的心脏瓣膜病介入治疗。

机器人辅助最终想抵达的，是优质医疗资源对更多人可及的未来。

刊于《瞭望》2026年第46期