国产机器人,如何让手术不再昂贵?

2024-10-20

本文来自微信微信官方账号“星海情报局”(ID:作者:星海老局,36氪经授权发布,junwu2333)。


想像一下,有一天手术室里的外科医生,不再是一个平易近人的医生,而是一个冰冷的机器人。


换了你,你会让它帮你做手术吗?


在2012年上映的科幻电影《普罗米修斯》中,有一个情节:女主角因为一些意外急需手术。这时,一个具有自动手术功能的医疗舱,为女主人提供了麻醉、消毒、手术、缝合的一站式服务,效率极高,看起来极其整洁!


而且现在,这个看似科幻的场景,已经部分变成了现实。


今年9月18日,甘肃省人民医院普外科胃肠科主任马云涛教授团队主任詹渭鹏选择了国产图迈机器人,仅用三臂就成功推进了一个高难度机器人辅助胃切除术。手术时间不到3个小时,过程非常顺利。


也许有人会问:做手术这种重要的事情,让人类医生亲自操作,不是更放心吗?


这里的关键是,与人类医生相比,手术机器人可以进入体内很小的空间,完成人类医生在毫米精度下无法触及的微创手术。


以肝脏手术为例。当我们呼吸时,横膈膜上下移动,直接关系到肝脏的位置。而且肝脏是一个充满血液的软组织器官。当穿刺针进入时,它通常会因为压力而局部变形。就像用手轻轻按压海绵一样,周围的部分会凹陷或移动。


想象一下,你的目标不仅会随着呼吸上下移动,还会因为你的注射而变形。更糟糕的是,你还是看不到目标在哪里!这就是医生面临的问题。


手术机器人就像给医生安装了“透视眼”和“精确手”。它不仅可以准确定位,还可以实时引导,甚至可以立即评估手术效果。


更具革命性的是:在一些医疗资源匮乏的地区,他们甚至可以通过远程控制,让顶级专家隔着千山万水为你做手术!


然而,这样一项既能惠及患者,又能缓解医生负担的好技术,长期以来一直被外国企业垄断,而且由于成本高,往往与真正需要的普通患者无缘。


在这种情况下,在手术机器人这条赛道上,国产品牌是如何一步步反击的?


昂贵的开端

国产手术机器人若要逆转,要跨越过去的第一关,就是成本。


就目前世界顶级手术机器人芬奇手术机器人而言,一台手术机器人需要2000-3000万人民币,买机器是不够的。每年大约需要150万元的维护费用。除了机器本身,每次手术都需要使用一次性专用设备。这些设备的成本也相当昂贵,每次手术的耗材价格在700美元到3500美元之间。


问题来了,为什么手术机器人,一开始会这么贵?


原因是手术机器人的高性能部件太多了,比如高分辨率摄像头、灵活的机械臂、先进的传感器等等。例如,达芬奇机器人的每个机械臂价值约50万美元。


然而,在制造业领域,所有与“精密”相关的物品的成本都会不断降低和上升,因为能够制造和加工这些精密零件的机器(如数控机床)是昂贵的工业产品。


同时,由于目前手术机器人的应用范围相对有限,主要集中在一些特定的手术类型上。例如,在泌尿科前列腺癌手术中,由于产量相对较小,很难实现规模效应,产品成本进一步增加。


而更重要的是,早期手术机器人这一行基本都是Intuitivee。 像Surgical这样的巨人被牢牢地控制着,这些巨人凭借先发优势,建立了强大的专利壁垒。


以达芬奇手术系统为例。光是他们手里的专利,放眼世界,几乎有4000多项。基本上,从操作系统到机械臂设计,所有的手术机器人都被他们覆盖了。你想碰它吗?你得付钱!一项专利的成本从几十万美元到几百万不等。


例如,医疗器械巨头美敦力(Medtronic),刚开始想开发自己的Hugo手术机器人,但是被专利拖累了。他们花了几年时间和10多亿美元的R&D费用,只是绕过了专利的障碍,这还没有算作诉讼的费用!


这一高昂的费用,最终将摊在患者的头上。


虽然手术机器人已经在中国引进了很长时间,但一个常见的情况是:因为太贵了,很多医院都不敢买,因为怕买了之后没有病人做。即使医院咬紧牙关买了,病人也可能不愿意花这笔钱。


为什么呢?由于手术机器人目前还没有在大多数省市的医疗保险报销目录中。这就是说,很多时候,病人都要自己掏钱!


比如做前列腺手术,腹腔镜手术需要4-5万元,医疗保险只报销一半。再加上这4.4万元的机器费,患者的压力会很大。


之所以没有进入医疗保险,根本原因是这个东西的利用率太低了。除了泌尿科,其他科室很少使用,99%的手术仍然是传统方法。医疗保险的覆盖率不高。


在这种情况下,面对成本这个“大山”,后来的国内企业,是如何跨越的?


转折点


要说国产手术机器人真的开始反击,必须是2010年代以后,中国公司通过全球供应链布局,掌握了核心零部件的技术制造技术。在高精度传感器和微创工具领域,自主供应能力逐渐形成。


其中一个关键变量是政策支持和R&D投资的增加。


例如,在精密加工领域,苏州工业区形成了精密机械加工集群,支持手术机器人零部件。截至2020年,医疗器械企业超过1000家,年产值超过500亿元。


中国科学院沈阳自动化研究所开发的纳米力传感器灵敏度达到100⁻⁹N,超过国际同类产品的标准。


这种产学研合作的“国家队方式”在战略上最大的灵活性之一就是政策不仅提供资金支持,还引导技术发展方向。


例如,在政策的支持下,中国企业可以根据当地的各种常见病开发更多的产品。


国产骨科手术机器人


相比之下,达芬奇这些外国品牌的技术路径,一般都是先从某些特定的手术类型开始。例如,在泌尿科前列腺癌手术中。


由于只有这些昂贵的手术,才能抵消昂贵的机器人设备成本。


但是这就形成了一个无限循环:如果手术机器人只能应用于一些有限的症状,不能形成大规模的效果,那么它的成本如何降低呢?


达芬奇前期进入手术机器人市场,基本没有强大的竞争对手。此外,它还有专利壁垒,因此可以在不依靠规模降低成本的情况下,从容致力于泌尿科等单一领域的深入发展。


然而,中国的手术机器人市场起步较晚。如果我们想快速占领市场,我们不应该只关注一个细分领域,而应该通过多样化的布局来扩大影响力和市场份额。


另外,中国的医疗需求和国际市场,特别是与欧美国家有很大不同。


例如,由于饮食习惯、人口结构的不同,肝胆疾病、胃肠癌、骨科疾病在中国十分普遍。


因此,中国的手术机器人,注定要与国际品牌走一条非常不同的路线。


而且政策的大力引导和支持,也给了中国企业更多的创新和试错空间。


中国公司的手术机器人,在这样的产业布局下,凭借“借力打力”、“见招拆招”的特点,逐步在多个细分领域共同努力,呈现出各显其能的趋势。


另辟蹊径

归根结底,这些国产手术机器人公司之所以能突破卡脖子,最大的共同原因是他们不像那些传统巨头那样坚持走老路,而是“土洋结合”,所以他们可以钻到任何有机会的地方。


例如术锐科技。这家公司有点残忍,深入研究骨科手术机器人领域,甚至敢于与国际大牌大叫。


他们的做法不是搞异想天开的黑科技,而是脚踏实地的优化手术的精度和稳定性,做出了一套叫做“内窥镜”的内窥镜。 “3D重建”技术,让医生更好地“看清楚”,提高手术的准确性。


对于“卡脖子”这一点,他们的策略是“鸡蛋不放一个篮子”,到处撒网与国内供应商合作,共同搞替代品。


比如术锐和一家专门做微型传感器的国内小工厂联合起来,工业化了一些复杂的进口定位传感器。进口商品的价格超过10万套。他们通过本土化改造,加上自己的算法调试,只是压低了三分之一的价格。


而且这种优化算法,简单地说,就是通过软件上的误差补偿算法,来弥补传感器硬件上的一些精度不足。


其实这种策略在国内龙头企业中是很有代表性的。也就是先找国内那些冷门的小厂一起攻关,把进口的东西模仿到80%的效果,然后用AI。、像算法这样的优点可以弥补剩下的20%。


这个策略,虽然看起来很简单,但是除了烧钱之外,还要看双方在技术上的深度合作和技术上的不断迭代。


这种“软硬结合”在国产手术机器人的发展过程中 “本地攻关”的做法百试不爽。


比如天智航的骨科手术机器人,在R&D和生产过程中,天智航采用了高产业化率的零部件,如高精度电机、手术导航传感器等,直接与国内几家专门从事工业自动化的企业合作,只是提高了精度,减少了对进口零部件的依赖。


天智航的产品价格比国际竞争对手便宜30%-40%左右。


同样,微创医疗也是针对中国胃肠道疾病和肝胆疾病高发的特点。他们与国内一些专门从事医疗器械的制造商联合开发了国产腔镜手术机器人。而且成本比国际竞争对手低50%-60%。价格是300-400万元。


相比之下,达芬奇手术机器人的价格在800-1200万元之间。


与此同时,这一多领域布局的优势之一,就是可以利用互通的技术平台和资源,进一步降低R&D和生产成本。


例如,微创3D超清视觉系统是多个手术机器人(腔镜、骨科)项目实施的通用技术。这种集中开发节省了设备研发的总成本,降低了单位设备生产成本的10%-15%。


除上述玩法外,国产手术机器人的普及,也得益于另一种“弯道超越”的优势,即分离技术。


分离式优势

达芬奇的手术机器人,虽然先进先进,但其一体化设计其实有点“冷”,只是为那些大医院和高端手术室设计的,追求完美的准确性和稳定性。


如果你想使用整套设备,你必须完成整套设备。成本几百万,还要结合特殊的工具和耗材。一旦进去,换别的不容易。


但是国内品牌,比如瑞龙外科的分离式手术机器人,完全是另一种玩法。它将整个手术系统分成几个部分,机械臂、控制台和显示屏可以独立配备,非常灵活。


你在这里的小医院没钱买整套设备也没关系。你只买一个机械臂,其他的慢慢聚集。就像分期还款一样,先做基本功能,然后慢慢升级。这就像一个乐高积木。你想装什么就装什么,为医院节省了很多成本。



目前国内开发的一些分离式手术机器人,预计市场价格将在200万元左右,明显低于达芬奇系统的几千万元。


除降低成本外,分体式的优点还在于,在场景适用方面,有更多的选择。


例如,骨科手术操作复杂,需要准确定位不同部位。一体式达芬奇,它的机械臂和控制台都绑在一个大块头上,手术台也要跟着它的布局走。如果你想换个角度,换个姿势,基本上是没有机会的。


但是分离就不一样了!它的机械臂、主控台和图像系统可以分开布局。手术时,医生可以根据患者的具体情况自由调整,尤其是对于精度要求高、空间狭小的区域,可以灵活到家,适合各种类型的手术。


但是分离这个东西,并非只有需要才能做出来,技术上却有很多困难要啃。


提及国内企业如何突破这一技术难题,我们还必须把重点放在“同步”和“灵活”这两个杀手锏上。


说实话,整个分离机器人,最核心的难点就是这两个,一旦解决了,其它问题都可以解决。


那么处理这两个问题,到底靠什么?其背后是国产芯片和传感器的精确控制。


国内企业,比如瑞龙外科和微创医疗,都在这方面下了很大功夫。早期的传感器技术被几家海外公司垄断,但我们的聪明之处在于什么?国内公司不追求任何“顶尖”,而是走“足够”的路线。


早年,我们完全依靠进口传感器,尤其是来自美国和日本的大牌制造商的产品。一个传感器至少需要几万美元。高精度是高的,但是太贵了。


常用的机器人手臂六维力传感器


国内企业并不傻。通过与东欧和东南亚的一些传感器供应商的合作,他们购买的商品足以满足手术中的需求,尽管它们的精度几乎比顶级商品更有趣。价格呢?可以便宜40%-60%左右。


更有意思的是,国内企业不仅引入了低成本的解决方案,还通过技术消化、吸收和创新开始了自己的传感器研发。例如,2019年,微创医疗与国内几家传感器制造商联合开发了一种力传感器,用于手术机器人。虽然达不到顶级水平,但价格只有进口商品的一半,性能足以支撑常见的手术场景。


因此啊,国内企业这一路走下去,靠的不是对干,而是靠灵活运用,整合全球资源,同时提高自主研发能力。


让手术不再遥远

国内品牌除了与手术机器人相关的“硬技术”外,最大的优势就是不仅在价格上,而且在地理上更接近普通人。


而且这样做,靠的是5G技术。


在手术机器人领域,5G真的在中国获得了很大的优势。虽然远程手术在医学上真的不是什么新鲜事,但是欧美的大厂早就做过了。但是关键在哪里呢?是网络基础设施!


截至2024年,中国5G基站数量已超过260万个,占全球市场份额的近60%。


全国各地铺天盖地的5G网络,别说大城市了,就连一些偏远的县城,5G也快普及到村口了。


想象一下,在医疗资源紧张的地区,比如一个偏远的县,如果你想做一个复杂的手术,你必须把它送到一个大城市,病人会在光路上折腾半条命。现在呢?一个5G信号直接连接到北上广深的大医院。专家在城里,手术机器人在县医院,手术还是整齐的给你。


一个典型的例子是,2023年,新疆阿拉尔医院成功完成了5G远程肝脏切除术。患者在阿拉尔市的一家医院,而专家医生在浙江省杭州市。医生跨越9000多公里,通过5G网络远程操作机械臂完成手术。


因此,这种遍地开花的5G网络,让外科机器人可以到达更广阔的市场,甚至可以在偏远地区享受高水平的医疗服务。这就是中国在R&D协同方面的优势——不仅仅是技术牛,我们的使用场景更广,这是国际品牌学不到的。


归根结底,科技创新的真正意义不在于炫耀自己的技能,也不在于让少数人享受顶级服务,而在于让更多的普通人从中受益。


中国手术机器人的发展是这一理念的最好体现——从覆盖更多的疾病,到分离技术带来的灵活性,再到传播在5G网络上的远程医疗,这一切都不是为了“高高在上”的展示,而是为了让每一个需要帮助的人都能享受到最前沿的医疗技术。



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