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当机器人“走上”手术台

2021-11-09倪妮

第一财经 2021年11期
关键词:达芬奇神经外科机器人

倪妮

神经外科手术机器人的技术重点在于对影像的分析,以及机器人定位的精准度,由医生预先在计算机软件上制定执行方案,机械臂会根据方案自动执行。(图片/华科精准)

你动过手术吗?动手术听起来是件挺可怕的事—比如,无论手术大小都要事先签署一份列举了一长串风险的知情书。

事实上,手术离普通人并不遥远。新媒体平台“医学界”发布的数据显示,新冠疫情暴发前的2019年,中国手术总量约为5883万台,每100人中就有4人因为各种原因实施了手术,但其中大多数,都是已经反复做过多次的常规手术—矫正视力、医美,甚至仅仅是去掉一颗痣,其实都算手术,哪怕持续时间仅有几分钟。

现代意义上的手术诞生至今的200多年中,手术的界限在不断发生变化,而技术在其中起到了决定作用。如今,越来越多的“机器人”甚至也“进入”到了手术室。当然,它们并不是科幻作品中描绘的那种挥一挥机械臂就能治愈百病的“神器”,目前,其最大作用还是帮助医生在大量常规化手术案例中减少人为犯错的概率并提高效率。

由美国直觉外科公司生产的达芬奇手术机器人,就是名声最响的机器人之一。截至2019年,“达芬奇”在全球累计参与的手术量已达720万台,平均每26秒就帮助一名医生完成了一台手术。

一台“达芬奇”由控制台、成像系统和四条机械臂组成。实施手术时,主刀医生不用和病人直接接触,只需坐在控制台中,通过三维成像系统操控机械臂及手术器械就能完成手术。这相当于解决了过去困扰外科手术的两大难题—增加视野角度、减少手部颤动。

今天,以腔镜为代表的微创手术占据中国外科手术量的70%,它高效、精准、伤害小,被公认为医学史上的一次革命。“达芬奇”本质上就是一种高级腔镜,被广泛应用于泌尿外科、腹部外科和妇科等细分领域。与传统腔镜的2D镜头相比,“达芬奇”的3D内窥镜能将手术视野放大10倍以上,医生只需要在患者身上开几个直径不到2厘米的小孔,就可以精准地完成手术。因为创伤小,出血量少,并发症等副作用明显降低,病人的康复周期也大大缩短。

除了“达芬奇”,如今医学界广泛应用的机器人还有神经外科手术机器人。它外表上就和“达芬奇”大不相同:这类机器人没有控制台,主要由术前规划软件、导航定位系统和自动机械臂组成,一般只有一条机械臂。

达芬奇机器人和神经外科手术机器人,代表了当前市场上最主流的两种机器人类型。前者被业内称为“主从操作机器人”,原理类似于木偶戏,医生和操作台是主手,“达芬奇”的机械臂为从手,医生动一下,机械臂也跟着动一下。后者和骨科机器人同属于“影像导航定位机器人”,这类机器人依赖CT或核磁,由医生预先在计算机软件上制定执行方案,机械臂会根据方案自动执行。

“达芬奇”本质上就是一种高级腔镜,被广泛应用于沁尿外科、腹部外科和妇科等细分领域。

“两类机器人各有各的研发难点,不能相互替代。”手术机器人创业公司柏惠维康的创始人兼CEO刘达对《第一财经》杂志说,前者的技术水平主要取决于机械臂的操作灵活性和复杂性,而后者取决于对影像的分析,以及机器人定位的精准度。

二者的区别还包括价格。由于机械臂是决定手术机器人成本的关键部件,这意味着,只有一条臂的神经外科手术机器人售价只有“达芬奇”的1/4—要知道,中国市场可是“达芬奇”卖得最贵的地区之一,单台售价超过2000万元。

达芬奇手术机器人如今仍占据垄断地位,其所属的腔镜手术机器人领域,2020年全球市场规模达52.55亿美元,而直觉外科公司当年年收入超过40亿美元。在中国,约400家医疗机构已拥有该设备的配置证。不过,2018年起,随着其第一批专利保护陆续到期,很多公司开始涌入这个被觊觎已久的领域。除了医疗器械巨头,还不乏一批创业公司,单笔融资过亿元的项目不断涌现。

“医疗领域可投的赛道越来越少了,而手术机器人还是国内相对空白的行业。”国策投资管理合伙人刘同对《第一财经》杂志说,“头部公司已经走通了上市的路,证明行业趋于成熟,从风险投资的角度也能看到退出的可能性。”

目前来看,国内创业公司切入手术机器人赛道的路径也主要是两条,其一就是对标“达芬奇”,布局腹腔领域,核心商业逻辑是做“达芬奇”的“平替版”,用低价赢得市场。

一位手术机器人行业从业者认为,技术难度上,腹腔镜的壁垒最高,这往往是吸引早期投资者的核心要素之一。此外,和“达芬奇”专攻类似的技术,在评审的时候也更容易建立坐标系。

近一年国内手术机器人公司融资情况

但有人并不看好這条路径。目前,“平替版”还远未达到达芬奇的技术水平,应用范围也不如达芬奇广泛。此外,正如凯风创投北京合伙人文纲对《第一财经》杂志所说:“‘达芬奇针对的是腹部这类软组织,医生下刀轻重缓急很有讲究。人体有很精细的力反馈,让机器模仿这件事很难。”要知道,直觉外科公司在每一代达芬奇上的研发时间少则3年,多则7年,获批6年后,它才进入快速发展期。

在做投资决策时,文纲反而会避开“达芬奇”所在的腹腔领域,将关注重心放在以神经外科为代表的其他领域的手术机器人项目上。

手术机器人领域的创业是一个复杂系统,它涉及高端技术、临床上的认证、拓展市场、销售渠道以及资金募集等环节。

“目前大部分创业团队都有高校或研究所科研背景。”柏惠维康的刘达表示。当下,国内手术机器人的创业模式主要有两种,一是由企业来接手已有的高校科研成果,帮助其转化,比如天智航;二是更为常见的类型—高校科研人员自主创业。

相比技术,对于创业公司来说,更困难的是拿到国家医疗器械注册证。没有注册证意味着技术不能转化成产品在市场上售卖。一位医疗领域投资人告诉《第一财经》杂志,假设公司产品能进入创新审批通道,拿到注册证的速度就会非常快。如果走正常流程,则意味着要做大量的临床实验才能获批,整个流程可能要持续很多年。

“从2010年起直到现在,那么多手术机器人公司和产品,国家药监局一共只发了8张证。”刘达说。也就是说,行业内只有少数公司获得了产品上市盈利的资格,大部分初创公司和投资人如今仍处于“下赌注”的状态。

取得注册证后,还需要得到市场和用户的认可—在医院这个特殊场景中,一切资本、故事和噱头都不如赢得专业医生的青睐更加有效。

早在读博期间,陈思畅就跟着导师接触到了手术机器人,如今,作为首都医科大学宣武医院神经外科主治医师,陈思畅所在小组每周约有1/4的手术要用到手术机器人。

在没有手术机器人辅助前,神经外科手术几乎都要大开颅,对病人来说,这往往意味着至少要在手术台上待3到4小时。如果病变部位较深或较小,为避免不必要的风险,医生只能选择观察的方式,连手术都做不了。

有了神经外科手术机器人后,陈思畅的工作方式发生了极大转变,以前的部分复杂手术变成了只需打孔的微创手术:先是扫描核磁和CT;第二步是做计划,找到病变并勾勒出边界,设计出机械臂的移动路径;最后,机器人会按照既定路径自动定位,完成活检、电极植入等神经外科领域的常规手术项目。“快的话,一台活检手术操作只要5分钟就能搞定。”陈思畅对《第一财经》杂志说。

过去很多难以实现的手术也能通过机器人解决,“比如患者的颅内深处长了一个很小的肿瘤,以前因为是很深的病变没法动,现在可以通过机器人配合激光穿进去,把局部烧掉,对周围组织也没有损伤。”

而从病人角度看,用机器人做手术并没有增加患者的负担,反而减少了其费用开支。陈思畅表示,以活检手术为例,手术机器人项目加收几千元,从活检到出院,总花费不到2万元,病人基本都会接受。如果采用传统开颅手段,涉及到住院、麻醉、耗材,少说也要3万到5万元。

在陈思畅所在的科室里,5台不同公司生产的手术机器人已挤满了柜子。其中2台是法国产的ROSA,剩下3台则是国产的。陈思畅表示,自己做手术更习惯用ROSA,它相比国产机器人更精准,但缺点也很明显,比如用户体验差、注册时间长、无法及时和本地工程师沟通需求等。

手术机器人所属的医疗器械行业,公司需要根据医生的反馈,不断调整产品的最终形态,经常涉及到医生与技术人员的沟通。而双方沟通是否及时、通畅,决定着公司的产品最终能否赢得医生青睐,也是让医院付费的关键所在。

“医学语言和工程语言的巨大差异,是手术机器人领域创业的隐形壁垒。”多位投资人和公司创始人均向《第一财经》杂志表示,所以该领域的创業团队多少都带有医学基因,或者在医疗圈积累了多年人脉和资源,“纯外行”很难占有一席之地。

大多手术机器人创业公司都会配备专门的临床工程师团队,他们会手术跟台,帮助医生度过机器人的学习初期,并听取医生在使用过程中的意见。

但即使如此,也不是所有医生都能像陈思畅一样,从一开始就对手术机器人持开放态度,很多医生都会经历一个漫长的认知和心理博弈过程,其中涉及两个维度:医生对机器辅助人手的信任度以及医生对国产产品的信任度。

“一开始,国内只有最顶级的三甲医院认可手术机器人,很多基层医院的医生完全没听说过。”华科精准联合创始人吴迪对《第一财经》杂志说,直到2018年左右,随着国家政策扶持力度加大,以及国际医疗圈对手术机器人的讨论和传播,一大批国内医生才开始逐渐了解手术机器人。

不同科室的医生对待手术机器人的态度也不尽相同,这与机器人本身的特性有关。陈思畅表示,神经外科医生对手术机器人的接受程度普遍较高,因为它并不是对原有手术的完全替代,而是开创了一种新的术式,学习成本也不高,“快的话半小时就能学会”。“普外科就不一样,老专家学习‘达芬奇更吃力,对国产新技术的态度也比较保守,他们往往更愿意相信自己的手艺。”

承担国内大部分手术的三甲医院是手术机器人创业公司的“必争之地”。陈思畅科室里挤满各品牌设备的场景并非个例,而是常态。这些手术机器人大多是创业公司主动送来的,医院可以免费使用。“我们大概有70台左右的设备在医院常规使用,其中只有不到30台拿去销售,其他都是免费投放在医院。”吴迪说。

当不同公司的手术机器人挤在一起时,并非每台设备都会受到同等关注,用哪台机器做手术取决于医生的操作习惯。在一些医院,采购什么样的产品,科室主任有很大的决定权,他们的意见在患者看来更权威,也更容易说服患者使用相关产品。

为了拓展市场,手术机器人创业公司通常会先跟这类高级别医生联系,比如和最顶尖的三甲医院学科专家合作,聘请他们担任公司的专家顾问。如此,医生不仅会和公司共同促进产品的研发和迭代,也会带着产品参加学术展会,为品牌在专业圈子内做前期推广,同时提高自身的学术声誉。

对创业公司来说,将经销网络下沉到基层也是一条推广路径。手术机器人价格不低,基层医院经费又有限,不过,随着诸多创业公司开始探索更多元的商业模式,越来越多价格更低、功能更简化的手术机器人出现,基层医院买得起,购买意愿也相应提高。

自成立至今,柏惠维康共拿到3张医疗器械注册证,每张注册证的适应症不一样,所覆盖产品的价位和技术特点也不同,其中既有服务于大型三甲医院的高配设备,价格最高可达千万元,也有适用于基层医院、功能相对集中的设备,价格可低至200万元。

该公司从去年开始逐渐覆盖地级市,比如一些三线甚至四线城市的医院。以广西百色市人民医院为例,这家地级市医院于去年5月购入了柏惠维康的手术机器人,截至今年5月共完成了400多例机器人手术。

“产品越多元化,越可以拉开价格差距,根据不同地方和医院的需求降低成本。”华科精准的吴迪也表达了类似的观点。

手术机器人当下的主要商业模式,是将设备和相应耗材结合。以“达芬奇”为例,美国直觉外科公司财报显示,从2009年起,“达芬奇”的配件及服务收入就超过了主机销售收入,毛利率常年保持在70%左右。一般来说,手术机器人的耗材部分主要指机械臂,有四條臂的“达芬奇”,每条机械臂最多只能使用10次,而更换一条机械臂的价格约为10万元。

华科精准等国内创业公司也正在多元化商业模式上探索,除手术机器人和机械臂外,其产品范围还涵盖了医用电极、医用激光等十余种,这些都可以算是耗材。

围绕这个产品,医院方当然也有自己的利益考量,但对于三甲医院和基层医院来说,手术机器人给它们带来的核心价值各不相同。

三甲医院不缺经费,它们购买手术机器人,首先是因为这代表了先进的医疗能力。此外,国家在医保和集采领域动作频频,收费方式和耗材价格的改变,驱使医院必须想办法提高病床周转率,以效率弥补丢失的利润空间。显然,购买能加快手术速度的机器人是个好办法。

而对于基层医院来说,手术机器人不仅能提效,更重要的是能提升医生的医疗水平。以影像导航定位机器人为例,假设基层医院的医生能和三甲医院医生使用同一套预设路径,手术结果将没有什么差别。在专家和主任医生资源相对稀缺的基层医院,手术机器人能在一定程度上解决资源分配问题,弱化医疗领域的“马太效应”。

“医院的收益模式,已经从最早的项目和药物收入,向医院本身开展新技术、购入新设备所带来的长效收益转变,包括对潜在病人的吸引力、周边的收益项目等。”吴迪说。

在保证常规的临床应用和产品落地后,国内创业公司面临的下一阶段难题,则是如何实现手术机器人核心部件的国产化。目前,国内公司已实现了产品自主研发,但手术机器人的核心部件基本全靠进口—高端医疗器械和芯片产业类似,同样涉及大量数据的收集。在强调数据和信息安全的背景下,如果不能实现核心部件自主研发,那就必然面临采用全球供应链和陷入“卡脖子”风险之间的困境。

早在2019年,国家卫健委和工信部就先后启动了骨科手术机器人中心建设、神经外科手术机器人示范应用等项目,号召手术机器人的国产替代。今年9月,工信部表示“十四五”机器人产业发展规划正在制定,再次从国家层面释放信号。

强调自产自研,也是为了解决行业现存的模仿和抄袭问题。一位手术机器人行业从业者对《第一财经》杂志表示,手术机器人是一个集成产业,它位于产业链下游,密切依赖上游的核心部件。“很多创业公司并没有核心知识产权,纯粹是靠模仿和进口国外的东西,最后以集成为主。”

尽管国内外手术机器人在技术方面仍存在差距,几位投资人均表示,国内手术机器人企业还是有比较大的概率抢占份额,从而实现“弯道超车”:本土公司和国内医生的沟通效率更高,实现国产替代后,供应链和人力等综合成本会更低。

还有一点更容易被忽视:中国医院有着更庞大的病人群体,这实际上是一种资源优势。“病患数量多,病种杂,意味着中国医生人均手术量多,提出的需求也更精细,这很利于产品迭代。”凯风创投的文纲表示。创业者和投资者们都相信,中国医院的手术室终将会出现越来越多的本土“机械医生”。

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