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國產機器人,怎樣讓手術不再昂貴?

2024-10-18科技

國產機器人,怎樣讓手術不再昂貴?

想象一下,有天手術室裏的主刀醫生,不再是和藹可親的大夫,而是一台冷冰冰的機器人。

換做你,你會讓它幫你手術嗎?

2012年上映的科幻電影【普羅米修斯】中,有這麽一段情節:女主角因為某種意外,急需進行手術,這時,一台具有自動化手術功能的醫療艙,以極高的效率,對女主進行了麻醉、消毒、手術、縫合一條龍服務,看著利索極了!

而現在,這看似科幻的場景,已經部份變成了現實。

今年9月18日,甘肅省人民醫院普外科胃腸病區主任馬雲濤教授團隊詹渭鵬主任,采用國產圖邁機器人,僅使用三臂即順利實施一例高難度機器人輔助胃切除手術。整場手術主時間不到3小時,過程十分順利。

可能有人會問:動手術這種要緊的事,讓人類醫生親自操刀,不是更放心嗎?

這裏的關鍵就在於: 與人類醫生相比,手術機器人可以進入人體極小的空間,在公釐級的精度下,完 成人 類醫生難以觸及的微創手術。

就拿肝臟手術為例,當我們呼吸時,橫膈膜上下運動,直接影響肝臟的位置。而且肝臟是一個充滿血液的軟組織器官,當穿刺針刺入時,它往往會因壓力局部變形。就像你用手指按壓海綿,周圍的部份會凹陷或移位一樣。

想象一下,你的目標不僅會隨著呼吸上下移動,還會因為你紮針就變形。更糟糕的是,你還看不清楚目標在哪兒!這就是醫生們面臨的挑戰。

而手術機器人,就像是給醫生裝上了「透視眼」和「精準手」。它不僅能精確定位,還能即時引導,甚至能立即評估手術效果。

更具革命性的是:在某些醫療資源匱乏的地區,它們甚至能透過遠端操控,讓頂級專家隔著千山萬水為你動手術!

然而,這麽一種既造福患者,又減輕醫生負擔的好技術,在很長一段時間裏,卻長久地被外國企業壟斷著,並且因為成本高昂,也往往與真正需要它的普通患者無緣。

既然如此,那在手術機器人這個賽道上,國產品牌是怎麽一步步逆襲的?

昂貴的開端

國產手術機器人要想逆,要跨過去的第一關,就是成本。

就拿達目前世界上最頂尖的手術機器人—芬奇手術機器人來說,一台就要花2000到3000萬元人民幣,而且買了機器還不夠,每年還得花150萬左右的維護費,除了機器本身,每次手術還需要使用免洗的專用器械。這些器械的成本也相當高昂,每次手術的耗材費用在700美元到3,500美元之間。

問題來了,為什麽手術機器人,一開始會那麽貴?

原因就在於,手術機器人身上,高精度的零部件太多了,像什麽高分辨率網路攝影機、靈活的機械臂、先進的傳感器等。例如,達芬奇機器人的每個機械臂就價值約50萬美元。

而在制造業領域,一切和「精密」沾邊的東西,成本都會蹭蹭低往上漲, 因為能夠制造、加工這些精密部件的機器(例如數控機床),本身就是昂貴的工業品。

同時,由於手術機器人目前的套用範圍相對有限,主要集中在某些特定的手術型別上。例如在泌尿外科的前列腺癌手術中,由於生產量相對較小,無法實作規模經濟,進一步提高了單位成本。

而且更重要的是,早年手術機器人這行基本上被Intuitive Surgical這種巨頭牢牢把控, 這些個巨頭憑借著先發優勢,建立了強大的專利壁壘。

拿達芬奇手術系統來說,光是他們手上攥的專利,放眼全球, 差不多有4000多項 ,基本上手術機器人裏從作業系統到機械臂設計,全被他們包了。你想碰一下?得掏錢!一項專利費用少則幾十萬美金,多則上百萬。

舉個例子,醫療器械巨頭美敦力(Medtronic),當年就想開發自己的Hugo手術機器人,但是卻被專利拖了後腿,光是繞過專利障礙,就花了他們好幾年時間和超過10億美元的研發費用,這還沒算打官司的成本!

這些高昂的成本,最後都會攤在患者頭上。

雖然手術機器人早已引進國內,但一個普遍的現狀是:是因為太貴,很多醫院都不敢買,因為怕買了之後沒病人來做。就算醫院咬牙買了,病人也未必舍得花這個錢。

為啥?因為現在手術機器人,還不在大部份省市的醫保報銷目錄內。這意味著很多時候,病人都得自掏腰包!

例如,要是做個前列腺手術,原本腹腔鏡手術就要4-5萬,醫保只報銷一半,再加上這4.4萬的機器費用,病人的負擔可就重了。

而之所以沒進醫保,主要是因為這東西使用率太低,除了泌尿外科,其他科室用得很少,99%的手術還是傳統方式。醫保覆蓋價效比不高。

既然如此,面對成本這座「高山」,後來的國內企業,是怎麽跨過去的?

轉折點

要說國產手術機器人真正開始逆襲,那還得是在2010年代之後,中國企業透過全球化的供應鏈布局,掌握了核心零部件的技術和制造工藝。並且在高精度傳感器和微創工具的領域,逐步形成自主供應能力。

這其中一個關鍵的變量,就在於 政策支持和研發投入的加大。

例如在精密加工領域,蘇州工業園區形成了精密機械加工集群,為手術機器人零部件提供支持。截至2020年,聚集了超過1000家醫療器械企業,年產值超過500億元。

中科院沈陽自動化研究所研發的奈米級力傳感器,靈敏度達到了10⁻⁹N,超過了國際同類產品水平。

這種產學研協同的"國家隊模式",在戰略上一個最大的靈活度就在於:政策不僅提供資金支持,更重要的是引導了技術發展方向。

例如在政策支持下,中國企業能更多地基於本土的各種常見病開發產品。

國產骨科手術機器人

相較之下,達芬奇這些外國品牌的技術路徑,往往是先從某些特定的手術型別上。例如在泌尿外科的前列腺癌手術中。

因為只有這些費用較高的手術,才能抵消昂貴的機器人裝置成本。

但這就形成了一個死迴圈:倘若手術機器人,永遠只能套用在一些有限的病癥上,無法形成規模化效應,那其成本又何談降低?

達芬奇早期進入手術機器人市場,幾乎沒有強勁競爭對手, 再加上有專利壁壘 ,因此它可以從容地專註於泌尿外科等單一領域進行深入開發,而不必靠規模降低成本。

而中國的手術機器人市場起步較晚,如果想快速搶占市場,就不能只專註於一個細分領域,而是要透過多元化布局來擴大影響力和市場占有率。

況且,中國的醫療需求和國際市場,尤其是和歐美國家很不一樣。

例如,由於飲食習慣、人口結構的不同,肝膽疾病、胃腸道癌癥、和骨科疾病在中國非常常見。

這就決定了,中國的手術機器人,註定要和國外品牌走一條很不同的路線。

而政策的強力引導和支持,也給了中國企業更多創新和試錯的空間。

在這樣的產業布局下,中國企業的手術機器人,憑著「借力打力」、「見招拆招」的特點,開始向多個細分領域一起發力,呈現出了各顯神通的態勢。

另辟蹊徑

說到底,這些國產手術機器人企業能突破卡脖子,最大的共同原因就是:他們不像那些傳統巨頭非要走老路子,而是「 土洋結合 」,哪有機會,就往哪兒鉆。

例如術銳科技。這家公司有點狠,在骨科手術機器人領域鉆研得很深,甚至敢和國際大牌叫板。

他們的做法,不是搞什麽天馬行空的黑科技,而是踏踏實實去最佳化手術的精度和穩定性,搞出了一套叫「內窺鏡+3D重建」的技術,讓醫生能更好地「看清楚」,提高手術的準確性。

在解決「卡脖子」這點上,他們的策略是「雞蛋不放一個籃子裏」,四處撒網跟國內供應商合作,一起搞替代品。

舉個例子吧,術銳跟一家專門做微型傳感器的國內小廠聯手,把某種復雜的進口定位傳感器給國產化了。進口貨要價十幾萬一套,他們透過本土化改造,再加點自己的演算法調教, 硬是把價格壓到三分之一還不到。

而這個最佳化演算法,簡單點說,就是透過軟體上的誤差補償演算法,來彌補傳感器硬體上的一些精度不足。

實際上,這樣的戰術,在國內的龍頭企業中很有代表性。那就是:先找國內那些偏門小廠一起攻關, 把進口的東西仿制到八成效果,再用AI、演算法之類的優勢補齊剩下的兩成。

這套策略,別看好像很簡單,但除了砸錢,還需要靠雙方在技術上的深度合作和工藝上的不斷叠代。

在國產手術機器人發展的過程中,這種 「軟硬結合」+「本地攻關」 的做法屢試不爽。

例如天智航的骨科手術機器人,在開發和生產過程中,天智航就采用了國產化率較高的零部件,像什麽高精度電機、手術導航傳感器,直接找國內的幾家專門做工業自動化的公司合作,硬是把精度提升上去了,還減少了對進口部件的依賴。

與國際競爭對手相比,天智航的 產品價格便宜了約30%-40%。

同樣地,微創醫療也是針對胃腸道疾病、肝膽疾病在中國高發的特點,他們跟國內一些專門做醫療器械的廠家一起搞聯合攻關,研發了國產的腔鏡手術機器人。而且成本比國際競爭對手降低了50%-60%。價格為300-400萬元人民幣。

而相較之下,達芬奇手術機器人的價格則為800-1200萬元人民幣。

同時,這種多領域布局的優勢之一,就是能 利用共享的技術平台和資源,進一步降低研發和生產成本。

例如,微創的3D高畫質視覺系統是為多個手術機器人(腔鏡、骨科)計畫開發的通用技術,這種集中開發節省了裝置研發的總費用,使得單位裝置的生產成本減少了10%-15%。

除了上述打法外,國產手術機器人的普及,還得益於另外一個「彎道超車」的優勢,這就是分體式技術。

分體式優勢

達芬奇的手術機器人,雖然先進是先進,但它一體式設計其實有點兒「高冷」,就是為了那些大醫院、高端手術室設計的,追求的是極致的精準和穩定性。

整套裝置你要用就得全套上,動輒好幾百萬的造價,還得額外搭配專門的工具、耗材,一旦進去了,想換別的也不容易。

但國產品牌,例如瑞龍外科搞的分體式手術機器人,那就完全是另一種玩法了。它把整個手術系統拆成幾部份,機械臂、控制台、顯視器啥的都能單獨配置,靈活得很。

你這邊小醫院買不起全套裝置沒關系,只買個機械臂,別的先慢慢湊,像分期付款似的,先搞基礎功能,之後再慢慢升級。這就像個樂高積木,想裝啥裝啥,給醫院節省了不少成本。

目前國內自研的一些分體式手術機器人, 預計市場價格將在200萬人民幣左右,顯著低於達芬奇系統的上千萬人民幣的價格。

除了降低成本外,分體式的優勢還在於,其在 場景適用方面,有更多的選擇。

舉例來說,骨科手術操作復雜,得精確定位不同部位。一體式達芬奇呢,它的機械臂和控制台都綁在一個大塊頭上,手術台也得跟著它的布局走。想換個角度、換個姿勢,那基本就沒戲。

但分體式就不一樣了!它的機械臂、主控台、影像系統都可以分開布置。手術時,醫生可以根據病人的具體情況自由調整,特別是那種精確度要求高、空間狹小的地方,靈活到家了,能適應各種不同型別的手術。

但分體式這東西,不是光有需求就能做出來的,技術上可是有不少難關要啃的。

說到國產企業怎麽攻克這方面的技術難關,咱們還得聚焦在「同步性」和「靈活性」這兩大殺手鐧上。

老實說,整個分體式機器人,最核心難關的就這倆,一旦解決了,其他問題都能迎刃而解。

那解決這兩問題,到底靠啥? 背後靠的是國產芯片和傳感器的精準控制。

國產企業,像瑞龍外科和微創醫療,在這方面花了大功夫。早期的傳感器技術都被國外幾家公司壟斷,但咱們聰明的地方在於啥?國內公司不追求什麽「最頂尖」,而是走「夠用就行」的路線。

早些年,咱們在傳感器這方面完全靠進口,尤其是來自美國、日本那些大牌廠商的產品。 一個傳感器少說也得幾萬美元,精度高是高,但貴得離譜。

常見的機器人手臂六維力傳感器

國產企業不傻,透過跟東歐和東南亞一些傳感器供應商合作,買到的產品雖然精度比頂尖貨差點意思,但也足夠應對手術中的需求了。價格上呢?大概能便宜40%-60%。

更有意思的是,國內的企業還不光是引進低成本方案,他們透過技術消化、吸收再創新,開始自己搞傳感器的研發。像是2019年,微創醫療就跟國內幾家傳感器廠商聯合開發了一款力傳感器,用在手術機器人裏。雖然還達不到最頂尖水平, 但價格卻只有進口貨的一半,而且效能也足夠支撐常見的手術場景。

所以啊,國產企業這一路走下來,靠的不是硬碰硬,而是靠靈活運用、整合全球資源、同時提升自主研發能力。

讓手術不再遙遠

除了與手術機器人相關的「硬技術」外,國產品牌最大的優勢,就是不僅在價格上,也在地理上離普通人更「近」。

而做到這點,靠的就是5G技術。

5G這事兒在手術機器人領域,咱中國還真是拿到了絕對優勢。雖然遠端手術這東西在醫學上確實不是什麽新鮮玩意兒,歐美那些大廠早就搞過。但關鍵在哪兒?就是網路基礎設施!

到2024年,中國的5G基站數量已經超過了260萬個,在全球範圍內,占據了將近60%的市場份額。

全國各地鋪天蓋地的5G網路,別說大城市了,連一些偏遠縣城,5G都快普及到村口了。

你想象一下,在那些醫療資源緊張的地方,比如某個偏遠縣城,原本要做個復雜手術還得送到大城市,患者光路上就折騰半條命。現在呢?一個5G訊號直連北上廣深的大醫院,專家在城裏,手術機器人在縣醫院,手術照樣給你做得利索。

一個典型的例子是,2023年,新疆阿拉爾市醫院成功完成了透過5G進行的遠端肝臟切除手術。 患者在阿拉爾市的一家醫院,而專家醫生則在浙江杭州市,透過5G網路,醫生跨越九千多公裏,遠端控制機械臂完成了手術。

所以說,這遍地開花的5G網路,讓手術機器人能到達更廣的市場,連偏遠地區都能享受高水平醫療服務, 這就是中國在技術協同方面的優勢 ——不僅是技術牛,咱們的套用場景更廣,這是國際品牌學不來的。

說到底, 科技進步的真正意義,不是為了炫技,不是為了讓少數人享受頂尖的服務,而是要讓更多的普通人從中受益。

中國手術機器人的發展,正是這一理念的最佳體現——從覆蓋更多病癥,到分體式技術帶來的靈活性,再到5G網路鋪開的遠端醫療,這一切都不是為了「高高在上」的展示,而是實實在在讓每個需要幫助的人,都能享受到最前沿的醫療科技。