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机器人做手术,你敢躺平吗?

近年来,人工智能在大健康领域中飞速发展,在医学影像、辅助诊断、新药研发、健康管理等场景中不断落地,发挥价值。在实际的临床诊疗阶段中,我们也能够充分体验到智慧医疗在医院从诊前到诊后全…

近年来,人工智能在大健康领域中飞速发展,在医学影像、辅助诊断、新药研发、健康管理等场景中不断落地,发挥价值。在实际的临床诊疗阶段中,我们也能够充分体验到智慧医疗在医院从诊前到诊后全流程、全生命周期的健康服务。尤其是在医院中,你会发现机器人的身影无所不在。

在门诊大厅里,导诊机器人忙忙碌碌穿梭的背影;走廊中,消毒机器人一丝不苟地喷洒消毒;康复科室康复机器人协助病人进行医疗康复训练;手术室里,手术机器人辅助医生一起争分夺秒抢救病人。

机器人在临床中已经充分参与医疗与护理的每个阶段,参照国际机器人联盟标准,医疗机器人可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服务机器人四大类。在这其中手术机器人是商业价值最高,技术壁垒最强的种类。看起来又A又飒的手术机器人,在行业内的价值和发展值得我们去研究和关注。

手术机器人价值几何?

手术机器人被誉为是下一代外科手术的新方式。依靠技术的不断进步,外科医生搭配手术机器人进行手术,治疗效果与手术过程会更标准化。

手术机器人的操作系统一般是由三部分组成:医生操作台、机械臂、成像系统,医生借助成像系统在操作台操作机械臂进行手术。

具体来说,成像系统中的内窥镜可以提供放大10~15倍的高清三位图像(在传统腹腔镜中只能看到2-3倍放大的影像),通过操作台呈现给无菌区外的主刀医生。医生利用主控制器同步控制机械臂进行操作,机械臂可以复刻主刀医生的操作,利用震颤过滤技术消除人手的抖动,达到比人手更稳定、精确的操作。

在一些手术中,手术机器人比人工操作优势更大,手术机器人的切口精准而且创伤更小,手术时长减少,术后愈合时间减短,病人恢复得更快。

目前手术机器人根据应用手术类型,细分为神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人等,覆盖领域包括泌尿外科、心胸外科、妇科、牙科、眼科、整形外科、移植外科等。

手术机器人的出现给临床医疗水平带来了更多可能,无论是对医疗技术条件有限的小医院,还是偏远地区来说,手术机器人的精度和远程医疗技术,都为医疗水平有限的地区提供了更多的选择。

举例来说,无痛分娩在我国的普及率相较发达国家来说非常低。柳叶刀数据显示,2018年中国的剖腹产率居亚洲之首高达36.7%,远远高于世界卫生组织推荐的15%的上限。

分娩镇痛在我国推广难以普及的最大原因就是麻醉师数量不足。有一种智能分娩镇痛机器人能够将无痛分娩的麻醉全程数字化、信息化,自动完成麻醉药精准输入、孕妇关键指标连续监测、指标异常报警等工作,降低了对麻醉师的技术要求,也让一位麻醉师能够同时监测多位孕妇的情况,有效解决麻醉师数量不足的痛点问题,为无痛分娩技术的普及带来更多的可能。

手术机器人不仅能够很好地协助医生进行手术操作,而且对于一些技术水平有限的领域或者地区进行价值赋能,让技术的红利在临床领域覆盖给更多的患者,减少患者的痛苦和恢复时间,惠及更多的人。

规模化发展难突重围

在全球人口老龄化发展的势态下,医护资源逐渐变得紧缺,使用医疗机器人缓解增长的医护压力成为了医疗领域的必然选择。而手术机器人在医疗机器人中占据最大市场份额。手术机器人在疾病高发人群的老年人群体中,提供精准手术服务,缩短康复时间,减少患者痛苦。长远来看,手术机器人的增量市场与技能(精准、创口小易恢复)特质成为资本与市场追捧的原因。

在手术机器人领域中,国外的技术水平遥遥领先,以美国企业为主,而德法日三国紧跟其后,中国的市场占比较少。咨询公司弗若斯特沙利文报告显示,2020年全球手术机器人市场规模83亿美金,到2026年达到336亿美金,复合增长26.2%。2020年美国市场46亿美元,占比55.1%;欧洲18亿美元,占比21.4%;而中国市场只有4亿美元,占比5.1%。中国市场预计2026年增至38.4亿美元,复合增长44.3%。

手术机器人行业中,最被大家广知的美国企业直觉外科公司(Intuitive Surgical)公司,其产品达芬奇手术机器人垄断全球二十年,行业第一的位置至今没有被哪个企业撼动过,无论是技术水平还是临床应用状况都远远领先行业其他企业。至今完成六百万+的手术项目,其适用的临床科室相较其他手术机器人来说范围较广,可适用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、妇科、五官科、小儿外科等,不过其2000万一台机器的价格也让很多医院望而却步,目前国内引进达芬奇机器人都是一些资源与技术雄厚的三甲医院。

德国和日本在外骨骼机器人领域处于领先地位,法国的Medtech公司在神经外科和骨科机器人领域占有一席之地。相较而言,我国手术机器人研究起步较晚,几乎十年前才开始发力猛追,目前仍处于爬坡阶段。

不过得益于中国医疗市场的需求端巨大以及政策的支持和技术发展,手术机器人的市场规模也在逐年提升。国产手术机器人企业比如北京天智航、华志微创、柏惠维康等,旗下的手术机器人都获得了CFDA认证,进入了商业化阶段。

总体来说,国内的手术机器人大多数都处于研发或者临床试验的阶段,还未形成规模化的发展,拿到CFDA认证的企业屈指可数。纵观手术机器人的历史,其诞生仅有半个世纪的历史,技术从实验室到临床使用也不过二十年的时间。临床使用的范围总体来说还比较有限,无论是总体使用的数量还是手术机器人的临床使用科室种类,都比较局限,落地商业化之路的桎梏与技术、成本、政策等相关。

商业化进程道阻且长

手术机器人商业化进程缓慢的主要原因就是与其特质相关。因为手术机器人属于高端医疗器械,又专又精,核心技术难度大,产品研发周期长,产品性能和安全性要求高。行业内人士分析,从实验室到临床商业化一般需要十年的发展周期,从研发样机到临床试验,中间任何一步出现问题都可能让先前投资的大量资金功亏一篑,商业化进程缓慢落地较难。

在技术层面,手术机器人操作的系统精准度是技术壁垒也是技术发展之路的桎梏。其包含多个领域的核心技术和实践经验,包括机器人技术、计算机网络控制技术、数字图像处理技术、虚拟现实技术和医用外科技术等,精细操作的一些柔性控制、刚柔转换、多信息集成以及可视化传感等技术的精准感控方面还存在升级的空间。与其他医用机器人相比,手术机器人组合更复杂,技术难度高,综合研发周期长。

技术发展的程度会影响临床医生的使用以及病患的接受程度。对于医生来说,多一个便利的机械助手是一件好事,但是学习成本以及是否容易上手,功能治疗效果如何等非常重要。现下的手术机器人机械臂的精准程度和种类有限,对于一些高危的手术存在较大的安全隐患和技术风险。

在成本方面,技术成熟的手术机器人价格较高。例如达芬奇手术机器人一台机器动辄上千万的成本,对于医院来说是一笔巨大的费用,目前也就是一线城市的三甲医院有这个消费的能力。对于患者来说,不仅要考虑手术机器人的技术能力,治疗费用的成本也很重要。使用手术机器人额外需要2-3万元的“开机费”,并且这一部分费用无法使用医保报销。成本无论是对医院还是病患来说都是一笔不小的开支,这也使得手术机器人的市场渗透率较低。

而在政策层面,医疗器械使用受到国家非常严格的管理,设备安全监测、医疗行业法规严格,从实验室到商业化一般要经历创新研究的概念评估、实验样机的设计打磨、临床研究和上市许可、生产和市场培育等阶段,这一过程往往会经历超过十年时间。这也导致手术机器人的商业化周期长,研发成本居高不下。

无论是国内外的临床使用情况,都普及率相对较低,成本、技术等限制让很多医院无法采购使用,惠及的人群有限,未来随着竞争参与的企业越来越多,研发成本也会降低,达芬奇一家独大的市场格局终会改变。

在科幻电影《普罗米修斯》中,太空飞船中的手术机器人,具有高度智能化的技术能力,女主被寄生体感染,手术机器人不仅全程接管女主的全面治疗,还自主分析将不明寄生虫给消杀掉。电影中的手术机器人智能化的程度太高,完全可以作为全科医生独当一面。

现实中的手术机器人与电影中的全自动化程度还相差太远,现下的手术机器人还不能做到完全替代医生的水平。在实际的手术过程中,手术机器人无法根据患者术中的生理变化做出实时判断,需要医生根据实际情况判断决策做一些调整。其智能化程度水平有限,手术机器人是以辅助者的身份参与手术的过程,在决策层面,还是以医生为主,根据现实情况随机应变,而这种情形短期内很难改变。

手术机器人的全面发展还在初期阶段,相较来说还是一个新鲜的事物,线下商业化进程道路充满波折,手术机器人的发展需要时间叠加的“复利效应”。无论是技术壁垒的建立还是机器人临床手术数据的收集,行业内存续迭代的时间越久越能积累价值。等到在市场中遍地开花之后,手术机器人才有资格在全自动化的层面上考量电影中的场景,现下还是需要时间,老老实实在技术和成本上下功夫打磨,未来才能广惠更多人。

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作者: 峒峒

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