当前手术机器人行业正快速完成从0到1的阶段,伴随更多产品获批上市,技术实力领先的手术机器人企业已经意识到,手术机器人从1到100,还有相当长的距离。

据相关机构统计,相较于2021年全年只有六款产品获批,2022年,全年共有15款产品获批,其中腔镜3款,骨科10款,神经外科2款。在政策推动下,原先从研发、产品定型到注册审批流程耗时许久的手术机器人,正快步进入大爆发状态。

但产品如何在医院落地部署阶段更进一步,正成为摆在大多数手术机器人企业面前的重要难题。产品获批后在医院推广应用缓慢,很大一部分原因在于,用于医疗手术的机器人,本质上还是辅助医生更好完成手术的工具。工具离不开医生,同时也需要具备更实际的应用价值,从而才能进一步提高手术机器人在医疗场景下的整体价值。

如何让更多医院和医生愿意使用,这已经成为大多数手术机器人企业更进一步的核心。

从实际应用情况以及反馈来看,机器人大讲堂发现,元化智能这家企业目前已经成为骨科手术机器人的佼佼者。2018年底成立至今,元化智能深耕骨科手术机器人赛道4年,已通过国家创新医疗器械绿色通道获批膝关节和髋关节置换两款适应症产品,并且成为工信部和国家药监局人工智能医疗器械创新任务方向二“智能辅助治疗产品”的十家揭榜挂帅单位中唯一的关节置换机器人产品,同时还荣获国家骨科与运动康复临床医学研究中心目前唯一的“产业创新基地”授牌。

其产品更是已经在中国人民解放军总医院、四川大学华西医院、广东省人民医院等国内一流医院广泛试用并获得一致好评,证明了其跑在了骨科手术机器人前沿的实力。

那么,元化智能这家企业究竟是如何在骨科手术机器人赛道率先跑出?他们哪些地方做好了?机器人大讲堂独家采访到了元化智能高层,在理念、产品、技术等方面,找到了一些答案。


▍锚定领域,成果斐然

手术机器人最早起源于骨科,却是腔镜手术机器人最先走向商业化。因为手术机器人如果根据功能和不同适应症划分,骨科手术难度更高,对医师的经验也提出了明显要求,骨科机器人的领域因此更细分。对于骨科手术机器人而言,不仅需要考虑到适用于手术整体复杂度、精准度,还要考虑到术前术后不同适应症的情况,因此早期切入骨科手术机器人的企业并不算多。

然而元化智能基于大量市场调研和方向性判断,却坚定就选择了专科手术机器人的赛道。元化智能对机器人大讲堂透露,之所以首先以骨科手术机器人为切入点,是因为考虑到,当时国内关节置换机器人尚处空白,没有一个拿证的产品,其次在长期的研发积累过程中,元化智能发现,由于骨科手术大多是硬组织处理,对医生的年龄、经验会有着很大局限。

从长远来看,随着全世界膝关节置换手术等传统术式的逐渐成熟,手术量越来越大,未来必然对于用来精准辅助手术的机器人提出需求,这就意味着骨科手术机器人赛道的潜力非常可观。

如果从更深层次的医疗逻辑来说,深层次开发骨科手术机器人也有利于推动医疗行业进步。

在原先,一位成熟的医师可能需要做几百上千台手术才能独立上台,而如果用机器人辅助的话,可能只需要经历不超过10台手术,年轻医生就可以非常快速完成手术学习和训练过程,极大缩短年轻医生的学习训练曲线,这意味着非常广阔的发展前景。

基于团队在香港多年的医疗机器人方面科研和医疗研究沉淀和积累,在2018年底,元化智能在深圳成立落地,这时其骨科手术机器人已经是第四代产品。而后,经过半年时间再次快速迭代,2019年8月份开始顺利完成第五代样机送检,动物实验、尸体实验、型检报告、临床入组等一系列流程,2021年8月成功注册受理,11月进入医疗器械创新通道,跑出了国产骨科手术机器人的加速度。

元化智能的产品产业化落地后,多家医院的实践证明,元化智能的全骨科手术机器人确实能够复刻这条学习曲线。大量顶尖医院的实践表明,医生确实只需经过培训就可以顺利使用元化智能的全骨科手术机器人开展手术,而当学习11~14台手术后,医生的学习曲线会逐步走向稳定,更熟练机器人使用后,整场手术所需时长能比传统手术时间还要短。

当下,我国医疗资源分布不均,元化智能这类能够快速学习上手的手术机器人,无疑还可以极大缓解医疗资源短缺现状,有效提高手术精确度。目前来看,只要精准医疗的需求存在,更便捷易用的手术机器人就符合我国医疗发展更进一步的要求,有望帮助更多偏远地区医院,或者是医生资源较为匮乏地区,解决很大一部分人手紧缺需要请求外部上级医院资源的问题。


▍术式变革正在发生

不仅仅是对于新医生的学习曲线有所缩减,对于许多成熟的医生而言,则更是已经发现了采取手术机器人进行全新术式的吸引力。

传统髋膝关节置换术式在国家卫健委已经形成稳定操作流程,而机器人作为智能、感知和安全交互三方面融合的新型机构,目前全球仍还处于建立标准的操作流程和规范的阶段。根据临床的新技术新理念,通过手术机器人去开创更新颖便捷的手术方法,同时优化操作流程,形成一种对患者更友好的术式,无疑能让医生爆发出更高热情。

据机器人大讲堂了解,元化智能的产品在设计之初其实就考虑到了医生的学习周期和难度问题。通过采取工程化设计理念,元化智能的产品除了增加了术中注册配准环节,手术机器人操作流程能与传统手术保持一致,连动力工具形状、手握姿势都同样适配传统手术医生使用习惯,从而让新老医生都能够更快上手使用。

“很多骨科医生,他们其实有很多新的想法,借助智能化技术,我们的技术人员能帮他们把这些想法变成现实。”元化高层解释道。

由于国产厂家更贴近医院和医生,其技术团队能够更容易把医生可靠的想法变为现实,新的医疗器械和新的术式推广对于医生,尤其是年轻医生的吸引力正不断提升,并快速推动着整个医疗技术产生良性进步。

目前,借助元化智能的手术机器人,多家顶级医院的医师就正在临床手术中尝试引领骨科手术的变革。例如华西医院周宗科主任就在安全性和便捷性的基础上,通过利用手术机器人优势调整截骨顺序,优化调整了术式流程,使患者术中时间大大缩短,并加速了患者术后康复的速度。

不仅如此,减少并发症也是元化等骨科手术机器人的强大优势之一。由于人体本身的客观差异,原先医生在术中如果遇到人体一些软组织或者骨头误差,需要及时调整,避免相关适应症的问题,而骨科手术机器人由于采取协作式医疗方式,针对复杂病例,机器人可以将术前和术中一些医生很难肉眼看到的细节进行量化分析,从而有助于医生进行一些手术判断,术后的综合康复速度大大加快。

例如元化智能的骨科手术机器人,由于术前规划较为细致,就在术中避免了一个相对创伤较大的开髓腔动作,整个术中的失血量也会降低,同时也有医生开始尝试将定位针打在切口内,完全避免二次创伤。基于这些强大的特性,骨科手术术式的革新正在许多医生的手上不断进行。

据机器人大讲堂了解,以术后快速康复闻名全国的华西医院就正在快速推进手术机器人的普及,华西医院通过对于手术机器人的研究以及三个月至半年的随访发现,采取机器人辅助手术的患者,术后整个膝关节的功能恢复更优秀,例如屈伸的角度就比手工手术多上8~10度。而新桥医院张主任也曾进行过一场全膝关节置换从切皮到缝合的直播,全程只需63分钟,且术后炎性指标明显下降。

对于病人而言,采取骨科机器人手术有更为很直观的感受。元化高层的一个介绍更是让笔者记忆犹新:“我们在华西进行临床实验时曾进行过机器人手术和手工手术的对比,同样术后推回病房,机器人手术当天下午就能够下床做一些简单的活动,做手工手术可能要到第二天才能够下床。”


▍持续研发的关键

作为一类全球都较为新颖的品类,全球骨科手术机器人目前仍然处于同一起跑线。相较国外多个骨科手术机器人,从硬件和软件来看,元化智能的骨科手术机器人产品有着亮眼的独到之处,与国外多家企业产品形成了竞争差异化,特别是其自主研发的机械臂和导航仪系统,使其在关键技术方面拥有更多自主权。

例如在硬件上,不同于国外某知名品牌骨科手术机器人六轴机械臂的钢缆驱动模式,元化智能的机器人采用的是齿轮驱动模式,不仅在长时间运行的稳定性、校准、维护性能上都有着较强优势。而从外形体积结构设计上来说,元化智能的整体系统小巧许多,这使得其在手术室里的所占空间大幅缩小。

而在软件方面,由于元化智能导航算法等所有的配置为自主研发,配准点只需30个,甚至可以继续减少。机器人大讲堂现场观看演示后认为,相较国外某些产品,其人机交互表现更加友好,同时也更符合医生实际操作习惯。

就手术流程而言,元化智能的手术机器人通过1套刀具就可以完成6个切面的手术,不需要进行末端一系列复杂的标定,开机即用,减少了术前准备的时间。同时该机器人术中无需换刀头,无需重新标定,这就省去了传统手术机器人在部分流程上存在的术中换刀头操作,避免了额外引入复位流程可能造成的误差,也大幅降低了手术停滞时间。

据悉,这一切来自于元化智能在研发、生产管理过程中所搭建的完善医疗器械管理体系,实现了从研发到供应链以及整个生产质量部门的规范化、专业化,不仅提高了研发效率,更让元化智能从硬件到软件的一体化程度更高,也更容易实现整合。

“我们正通过结构特殊设计,开发柔性、刚度、可调范围都更为适中的机器人,以适应不同手术术式的需求,未来还将考虑未来将机器人专用工具里的很多配套耗材进一步优化,这样将来医生可以直接将所有工具拆包使用,能够进一步提高整台手术的效率,使术前准备工作简化很多。”元化智能高层介绍道。

国内手术机器人市场即将进入快速增长阶段,作为国内为数不多产品快速获批上市、技术实力独具优势的国产手术机器人,元化智能也在基于核心技术,开展内生+外延战略,候补产品全面布局其他手术机器人赛道。

元化智能透露,在专科化、小型化思路下,正针对不同科室,在软硬件上不断创新,设计开发更多适应性产品,从而满足不同科室的knowhow,目前例如经自然腔道、胶囊机器人等多个项目已经立项进入产品产业化研发阶段,未来有望继续保持品牌优势及客户黏性,不断在国产智能化专科手术机器人领域做出更大贡献。


▍结语与未来

手术机器人成为资本香饽饽的原因显而易见——市场空间想象力大、毛利率高、成长性优。但由于其背后融合了机器人学、机构学、机械学、生物力学、医学、智能材料、计算机视觉等多种学科,其中力反馈技术、精密运动控制技术、控制系统结构与控制方法等软硬件技术更是影响手术机器人性能的关键技术,这使得手术机器人领域技术门槛和护城河相对更高,深入各科室的普及难度也更大。

但如果回归到医疗本身,我们会发现,对于病患而言,手术机器人较传统手术优势明显,减少患者手术创伤的同时也利于医生“标准化”手术,尤其在减少手术伤口、术后恢复快及较少术后并发症上正体现出更大可能性,从而逐步改变和颠覆着传统手术,成为未来发展不可逆的大趋势。

随着目前各类手术进入机器人时代,该市场爆发期已经来临,那么,毫无疑问,哪家企业的技术更好,产品的更能够在临床应用更安全、更稳定,自然而然能够真正在手术机器人的混战竞争中留下。

我们期待看到元化智能这类领先企业诞生更多优秀的手术机器人产品,进一步验证手术机器人在临床阶段应用的安全性、稳定性、有效性,为推广机器人进入临床应用奠定更坚实的基础,实现了手术机器人从1-100的快速突破。