骨科手術機器人是手術機器人的一種，主要用于輔助骨科手術，其核心功能包括定制三維術前方案、提高手術部位圖像清晰度、減少震顫和提高手術精度、減少對健康骨骼和組織的損傷、減少失血、保護神經、縮短住院時間和加快康復。

骨科手術機器人的組成結構大致上可分為控制系統、定位導航裝置、機械臂裝置以及配套的工具集，下面逐一介紹。

(1)控制系統

這是機器人的核心系統，除了各部件的集成之外，圖像處理軟件模塊、手術規劃軟件模塊、機械臂控制模塊所牽涉到的算法是各個機器人公司獨立研發的核心秘密。圖像處理的準確性以及手術規劃的合理性，人機交互的高效性都能增加術者對于機器人的接受度，控制模塊的算法和醫生操作手感密切相關。這是一個難以量化評價的系統，只能通過臨床應用來驗證。

(2)定位導航系統。

該系統根據術前導入的影像形成三維模型，把三維模型與患者的實際體位、空間中手術器械的實時位置統一在一個坐標系下，利用三維定位系統，對手術器械在空間中的位置實時采集并顯示，醫生通過觀察三維模型中手術器械與病變部位的相對位置關系，對病人進行導航手術治療。主要包括成像模塊、追蹤模塊和顯示模塊。精度是導航設備的關鍵性指標，關鍵技術點有立體定位系統、空間配準技術、多模影像融合。其中空間配準技術和多模影像融合都是通過軟件算法實現，而在立體定位系統方面，目前用于手術導航的主要是光學定位，也有部分器械在研究磁導航技術，而機械臂往往采用機械定位。

(3)機械臂裝置。

目前應用在醫療機器人上的機械臂主要分為絲傳動和齒輪機傳動兩種，絲傳動機械臂的優點是體積小，能實現一定程度力學反驅，機械臂操作的僵硬感比較少，缺點就是鋼纜驅動的易疲勞性，會影響精確度，需要定期更換。另一種是齒輪電機傳動系統，優點是能長期保持精度，缺點是體積較且操作手感僵硬。

(4)工具集

配件包括無菌罩、固定器、靶標套件和顯示器等，分別用于制造無菌區、穩定骨、追蹤解剖標志及監控移動。

綜上所述，骨科手術機器人的產品研發，一方面需要進行適合于臨床術式和應用習慣的軟件系統，另一方面，也需要在機械臂、光學跟蹤系統等硬件方面打破技術壁壘，實現核心技術自主化，才能獲得更強的產品競爭力和更多的市場青睞。以普愛醫療的發展來看其技術迭代。公司成立于2003年，立足于醫學X光機的研發與生產，逐步發展成為普放類醫學影像設備一站式供應商。憑借20年醫學影像領域的技術深耕，普愛醫療自主研發的PL300骨科手術機器人在2022年獲批上市，該設備集合了術中一體化掃描自適應配準算法、機器人末端多維力學控制技術等多項核心技術。