手术机器人——医疗技术的高屏障风口 手术机器人——医疗技术的高屏障风口

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手术机器人——医疗技术的高屏障风口

8月18日,中国人民解放军联勤保障部队第九二医院骨科的手术机器人,在医疗队的辅助下更换了一名患者的膝关节。

之所以采用手术机器人方式,是因为患者双膝关节疼痛6年,疼痛难忍,久治不愈。 主治医生经过一系列专业的病情评估分析,首次决定采用国产膝关节置换术机器人进行患者膝关节置换。 膝关节置换过程只需要一个小时。

这是目前医疗服务中应用手术机器人解决比较复杂手术的缩影。 与医生主刀相比,手术机器人具有超出人类极限的精度,可以将手术视野扩大10倍以上,通过机械臂的360旋转来进行手术时无死角的诊疗,特别是血管缝合、微细管腔吻合、非常狭窄的间隙操作,是传统手术难以解决的由于超高效、精准,手术机器人也逐渐进入多家医院。

遗憾的是,手术机器人在国内的发展才刚刚开始,很多医院采用了美国企业直觉外科公司(Intuitive Surgical )的拳头产品——达芬奇手术机器人,其价格小得多。 国内引进达芬奇手术机器人,需要承担全球最高的售价——,约2000万元。

国内的手术机器人起步较晚,但发展态势较强,是目前医疗领域的高壁垒风口。

惊人的效率和惊人的成本

从定义上看,手术机器人是集医学、机械学、生物力学和计算机科学等多学科为一体的医疗器械产品,随着微创手术及相关基础技术的发展,可以从视觉、听觉和触觉上辅助医生进行手术操作,实现了比人类能力更高的微创手术领域对手术器械的正确控制

这意味着,手术机器人的本质是辅助医生手术,辅助医生,不能完全替代医生的作用,其操作上限取决于医生的实际水平。 大幅应用手术机器人并不会降低医生的工作水平,反而对后者提出了更高的要求。

以手术分类中较为复杂的整形外科手术为例,整形外科手术机器人不是人形的,主要由机械臂、图像系统和计算机导航系统三部分组成,应用于脊柱、膝关节和髋关节等假肢的更换和修复手术。

在实际手术过程中,机器人辅助整形外科手术根据术前的影像学数据制定手术计划,由医生确定计划,由机器人辅助医生在术中实施。 在计算机导航术中定位和跟踪系统的帮助下,机械臂比人手准确、稳定,有1毫米以下的精度,大大提高手术的精度和再现性。

开头的情况表明,操作性较高的关节置换术只需一个小时就完成了,其效率非常明显。

除了辅助经验丰富的老医生外,优秀的手术机器人还可以承担“高薪传说”的使命。

医院总结以往医生所做手术的相关资料,让手术机器人进行深度学习,分析、识别手术流程、关键节点和关键操作步骤,逐一掌握细节要点和关键点后,可以将这些知识点系统地传达给年轻医生,成为新一代手术机器人使用者同时,深度学习的程度越高,手术机器人这个“机械助手”越能干。

从效率上说,这是手术机器人惊人的成本。

首先医院面临的成本是采购,达芬奇机器人国内价格超过2000万元,光是采购成本是普通医院无法承受的,只能装备在区域中心级医院和一线城市的顶级医院。

再加上,手术机器人不是可以多次使用的医疗器械。 必须经常更换的是机械臂。 由于微创精度由机械臂决定,因此大约需要10台手术更换机械臂,而更换1个机械臂的价格约为10万元。

在患者的使用水平上,也不需要成本。 据报道,患者使用手术机器人需要承担约3万元的“开机费用”,而且这笔费用不在医疗保险范围内,无法报销。

手术机器人的超高效和使用优势是肯定的,但在目前结构下的使用价格让很多患者望而却步,因此手术机器人风险高、过程复杂、难度高的三级、四级手术,如妇科腹腔镜下子宫切除术(四级)、复杂卵巢癌根治术)四级); 泌尿外科的前列腺癌根治术(四级; 骨科中特殊类型的人工主髋置换术(四级)和人工全膝关节置换术)四级)。

2021年4月,上海市医保部门将“达芬奇手术机器人”等28个医疗新技术、新项目纳入本市医保支付范围,切实减轻市民使用新技术、新项目的医疗费用负担。 首批“达芬奇手术机器人”医疗保险报销范围包括前列腺癌根治术、肾部分切除术、子宫全切除术和直肠癌根治术4种手术。 今后,上海市将根据患者临床需求、医疗保险基金负担能力等因素,逐步扩大可报销手术范围。

多个省市也在逐步放宽报销范围,随着政策补充与技术发展,手术机器人费用完全纳入医保也在逐步绽放曙光。

起步阶段、潜力巨大的国产手术机器人市场

无法忽视,手术机器人作为高精尖的医疗器械,其技术壁垒极高。

一台成熟的手术机器人是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域,是一个包括材料,光电技术,视觉成像、算法、机械控制、耗材设计等的系统集成的产品,这使得很多技术上仍然不够成熟,精细操作的一些新机理和新构型还有比如柔性控制、刚柔转换、多信息集成以及可视化和传感,针对柔性的多项介质的液体、软组织以及所带来的精准感控等问题都亟待完善与细化。

故而在竞争中,部分公司采取专精于某一科室的手术机器人。

达芬奇手术机器人在应用范围、使用效率上执天下牛耳,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。在其他领域内,各国竞争各有千秋:德国与日本的外骨骼机器人领域处于领先,法国的Medtech 公司专精于神经外科和骨科机器人领域。

相较而言,国内手术机器人的发展还处于起步阶段,但呈现奋起直追的态势。

据智慧芽统计,我国关于手术机器人的专利共有7248条。趋势上来看,近十年专利申请数量持续保持全球第一,近三年专利申请数量出现大幅跃升。2020年全年中国手术机器人专利申请1040条,美国仅132条。

五国家专利数量对比(2013-2021)

来源:智慧芽 零壹智库

企业上来看,国产手术机器人企业比如北京天智航(688277)、华志微创、柏惠维康等,旗下的手术机器人都获得了CFDA认证。

这一领域内的投融资如火如荼。

跨领域进入医疗机器人行业的企业正不断加多,内部和外部投资同时增加,相关数据显示,2020年国内创新医疗器械私募融资事件合计约293起,全年私募融资交易较2019年实现了超30%的增长。其中医疗机器人领域累计融资超过30起,位居第二,融资额超43亿。

手术机器人的市场规模也在保持着跃升状态。

据西南证券统计,2015~2020年,中国手术机器人市场规模从0.93亿美元增加到4.25亿美元(约27.6亿元),复合增速35.7%,预计到2026年将达到38.4亿美元(约250亿元),复合增速44.3%;占全球市场份额从2020年的5.1%提升到11.4%。

应用层面,2016年,由北京积水潭医院、北京航空航天大学、天智航公司和中科院等多家机构联合开发的“天玑”骨科手术机器人,拿到了正式的临床许可,这个全球唯一的骨全科机器人,也是纯正的中国制造。

2019年,中国工程院院士、北京积水潭医院首席科学家、北京积水潭医院原院长田伟在5G环境下,与河北张家口市、新疆克拉玛依市,天津市分别进行了远程骨科手术,在天玑骨科手术机器人的辅助下,没有任何时间延迟,手术获得圆满成功。

随着中国老龄化人口的增加,手术机器人正面应对“手术精准性”需求,同时与国外仍有差距的技术基础在迎头追赶,政策支持与市场需求双轮驱动下,市场规模在逐步攀升,达芬奇手术机器人所创造的神话终有一天会被打破。

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