国产机器人,怎样让手术不再昂贵?

国产机器人,怎样让手术不再昂贵?
2024年10月18日 18:32 星海情报局

想象一下,有天手术室里的主刀医生,不再是和蔼可亲的大夫,而是一台冷冰冰的机器人。

换做你,你会让它帮你手术吗?

2012年上映的科幻电影《普罗米修斯》中,有这么一段情节:女主角因为某种意外,急需进行手术,这时,一台具有自动化手术功能的医疗舱,以极高的效率,对女主进行了麻醉、消毒、手术、缝合一条龙服务,看着利索极了!

而现在,这看似科幻的场景,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病区主任马云涛教授团队詹渭鹏主任,采用国产图迈机器人,仅使用三臂即顺利实施一例高难度机器人辅助胃切除手术。整场手术主时间不到3小时,过程十分顺利。

可能有人会问:动手术这种要紧的事,让人类医生亲自操刀,不是更放心吗?

这里的关键就在于:与人类医生相比,手术机器人可以进入人体极小的空间,在毫米级的精度下,完成人类医生难以触及的微创手术。

就拿肝脏手术为例,当我们呼吸时,横膈膜上下运动,直接影响肝脏的位置。而且肝脏是一个充满血液的软组织器官,当穿刺针刺入时,它往往会因压力局部变形。就像你用手指按压海绵,周围的部分会凹陷或移位一样。

想象一下,你的目标不仅会随着呼吸上下移动,还会因为你扎针就变形。更糟糕的是,你还看不清楚目标在哪儿!这就是医生们面临的挑战。

而手术机器人,就像是给医生装上了“透视眼”和“精准手”。它不仅能精确定位,还能实时引导,甚至能立即评估手术效果。

更具革命性的是:在某些医疗资源匮乏的地区,它们甚至能通过远程操控,让顶级专家隔着千山万水为你动手术!   

然而,这么一种既造福患者,又减轻医生负担的好技术,在很长一段时间里,却长久地被外国企业垄断着,并且因为成本高昂,也往往与真正需要它的普通患者无缘。

既然如此,那在手术机器人这个赛道上,国产品牌是怎么一步步逆袭的?

昂贵的开端 

国产手术机器人要想逆,要跨过去的第一关,就是成本。

就拿达目前世界上最顶尖的手术机器人—芬奇手术机器人来说,一台就要花2000到3000万元人民币,而且买了机器还不够,每年还得花150万左右的维护费,除了机器本身,每次手术还需要使用一次性的专用器械。这些器械的成本也相当高昂,每次手术的耗材费用在700美元到3,500美元之间。

问题来了,为什么手术机器人,一开始会那么贵?

原因就在于,手术机器人身上,高精度的零部件太多了,像什么高分辨率摄像头、灵活的机械臂、先进的传感器等。例如,达芬奇机器人的每个机械臂就价值约50万美元。

而在制造业领域,一切和“精密”沾边的东西,成本都会蹭蹭低往上涨,因为能够制造、加工这些精密部件的机器(例如数控机床),本身就是昂贵的工业品。

同时,由于手术机器人目前的应用范围相对有限,主要集中在某些特定的手术类型上。例如在泌尿外科的前列腺癌手术中,由于生产量相对较小,无法实现规模经济,进一步提高了单位成本。

而且更重要的是,早年手术机器人这行基本上被Intuitive Surgical这种巨头牢牢把控,这些个巨头凭借着先发优势,建立了强大的专利壁垒。

拿达芬奇手术系统来说,光是他们手上攥的专利,放眼全球,差不多有4000多项,基本上手术机器人里从操作系统到机械臂设计,全被他们包了。你想碰一下?得掏钱!一项专利费用少则几十万美金,多则上百万。

举个例子,医疗器械巨头美敦力(Medtronic),当年就想开发自己的Hugo手术机器人,但是却被专利拖了后腿,光是绕过专利障碍,就花了他们好几年时间和超过10亿美元的研发费用,这还没算打官司的成本!

这些高昂的成本,最后都会摊在患者头上。

虽然手术机器人早已引进国内,但一个普遍的现状是:是因为太贵,很多医院都不敢买,因为怕买了之后没病人来做。就算医院咬牙买了,病人也未必舍得花这个钱。

为啥?因为现在手术机器人,还不在大部分省市的医保报销目录内。这意味着很多时候,病人都得自掏腰包!   

例如,要是做个前列腺手术,原本腹腔镜手术就要4-5万,医保只报销一半,再加上这4.4万的机器费用,病人的负担可就重了。

而之所以没进医保,主要是因为这东西使用率太低,除了泌尿外科,其他科室用得很少,99%的手术还是传统方式。医保覆盖性价比不高。

既然如此,面对成本这座“高山”,后来的国内企业,是怎么跨过去的?

转折点

要说国产手术机器人真正开始逆袭,那还得是在2010年代之后,中国企业通过全球化的供应链布局,掌握了核心零部件的技术和制造工艺。并且在高精度传感器和微创工具的领域,逐步形成自主供应能力。

这其中一个关键的变量,就在于政策支持和研发投入的加大。

例如在精密加工领域,苏州工业园区形成了精密机械加工集群,为手术机器人零部件提供支持。截至2020年,聚集了超过1000家医疗器械企业,年产值超过500亿元。   

中科院沈阳自动化研究所研发的纳米级力传感器,灵敏度达到了10⁻⁹N,超过了国际同类产品水平。

这种产学研协同的"国家队模式",在战略上一个最大的灵活度就在于:政策不仅提供资金支持,更重要的是引导了技术发展方向。

例如在政策支持下,中国企业能更多地基于本土的各种常见病开发产品。

国产骨科手术机器人

相较之下,达芬奇这些外国品牌的技术路径,往往是先从某些特定的手术类型上。例如在泌尿外科的前列腺癌手术中。

因为只有这些费用较高的手术,才能抵消昂贵的机器人设备成本。

但这就形成了一个死循环:倘若手术机器人,永远只能应用在一些有限的病症上,无法形成规模化效应,那其成本又何谈降低?

达芬奇早期进入手术机器人市场,几乎没有强劲竞争对手,再加上有专利壁垒,因此它可以从容地专注于泌尿外科等单一领域进行深入开发,而不必靠规模降低成本。

而中国的手术机器人市场起步较晚,如果想快速抢占市场,就不能只专注于一个细分领域,而是要通过多元化布局来扩大影响力和市场占有率。

况且,中国的医疗需求和国际市场,尤其是和欧美国家很不一样。

例如,由于饮食习惯、人口结构的不同,肝胆疾病、胃肠道癌症、和骨科疾病在中国非常常见。

这就决定了,中国的手术机器人,注定要和国外品牌走一条很不同的路线。

而政策的强力引导和支持,也给了中国企业更多创新和试错的空间。   

在这样的产业布局下,中国企业的手术机器人,凭着“借力打力”、“见招拆招”的特点,开始向多个细分领域一起发力,呈现出了各显神通的态势。

另辟蹊径

说到底,这些国产手术机器人企业能突破卡脖子,最大的共同原因就是:他们不像那些传统巨头非要走老路子,而是“土洋结合”,哪有机会,就往哪儿钻。

例如术锐科技。这家公司有点狠,在骨科手术机器人领域钻研得很深,甚至敢和国际大牌叫板。

他们的做法,不是搞什么天马行空的黑科技,而是踏踏实实去优化手术的精度和稳定性,搞出了一套叫“内窥镜+3D重建”的技术,让医生能更好地“看清楚”,提高手术的准确性。

在解决“卡脖子”这点上,他们的策略是“鸡蛋不放一个篮子里”,四处撒网跟国内供应商合作,一起搞替代品。

举个例子吧,术锐跟一家专门做微型传感器的国内小厂联手,把某种复杂的进口定位传感器给国产化了。进口货要价十几万一套,他们通过本土化改造,再加点自己的算法调教,硬是把价格压到三分之一还不到。

而这个优化算法,简单点说,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。

实际上,这样的战术,在国内的龙头企业中很有代表性。那就是:先找国内那些偏门小厂一起攻关,把进口的东西仿制到八成效果,再用AI、算法之类的优势补齐剩下的两成。

这套策略,别看好像很简单,但除了砸钱,还需要靠双方在技术上的深度合作和工艺上的不断迭代。

在国产手术机器人发展的过程中,这种“软硬结合”+“本地攻关”的做法屡试不爽。   

例如天智航的骨科手术机器人,在开发和生产过程中,天智航就采用了国产化率较高的零部件,像什么高精度电机、手术导航传感器,直接找国内的几家专门做工业自动化的公司合作,硬是把精度提升上去了,还减少了对进口部件的依赖。

与国际竞争对手相比,天智航的产品价格便宜了约30%-40%。

同样地,微创医疗也是针对胃肠道疾病、肝胆疾病在中国高发的特点,他们跟国内一些专门做医疗器械的厂家一起搞联合攻关,研发了国产的腔镜手术机器人。而且成本比国际竞争对手降低了50%-60%。价格为300-400万元人民币。

而相较之下,达芬奇手术机器人的价格则为800-1200万元人民币。

同时,这种多领域布局的优势之一,就是能利用共享的技术平台和资源,进一步降低研发和生产成本。

例如,微创的3D高清视觉系统是为多个手术机器人(腔镜、骨科)项目开发的通用技术,这种集中开发节省了设备研发的总费用,使得单位设备的生产成本减少了10%-15%。

除了上述打法外,国产手术机器人的普及,还得益于另外一个“弯道超车”的优势,这就是分体式技术。

分体式优势

达芬奇的手术机器人,虽然先进是先进,但它一体式设计其实有点儿“高冷”,就是为了那些大医院、高端手术室设计的,追求的是极致的精准和稳定性。

整套设备你要用就得全套上,动辄好几百万的造价,还得额外搭配专门的工具、耗材,一旦进去了,想换别的也不容易。

但国产品牌,例如瑞龙外科搞的分体式手术机器人,那就完全是另一种玩法了。它把整个手术系统拆成几部分,机械臂、控制台、显示器啥的都能单独配置,灵活得很。   

你这边小医院买不起全套设备没关系,只买个机械臂,别的先慢慢凑,像分期付款似的,先搞基础功能,之后再慢慢升级。这就像个乐高积木,想装啥装啥,给医院节省了不少成本。

目前国内自研的一些分体式手术机器人,预计市场价格将在200万人民币左右,显著低于达芬奇系统的上千万人民币的价格。

除了降低成本外,分体式的优势还在于,其在场景适用方面,有更多的选择。

举例来说,骨科手术操作复杂,得精确定位不同部位。一体式达芬奇呢,它的机械臂和控制台都绑在一个大块头上,手术台也得跟着它的布局走。想换个角度、换个姿势,那基本就没戏。

但分体式就不一样了!它的机械臂、主控台、影像系统都可以分开布置。手术时,医生可以根据病人的具体情况自由调整,特别是那种精确度要求高、空间狭小的地方,灵活到家了,能适应各种不同类型的手术。   

但分体式这东西,不是光有需求就能做出来的,技术上可是有不少难关要啃的。

说到国产企业怎么攻克这方面的技术难关,咱们还得聚焦在“同步性”和“灵活性”这两大杀手锏上。

老实说,整个分体式机器人,最核心难关的就这俩,一旦解决了,其他问题都能迎刃而解。

那解决这两问题,到底靠啥?背后靠的是国产芯片和传感器的精准控制。

国产企业,像瑞龙外科和微创医疗,在这方面花了大功夫。早期的传感器技术都被国外几家公司垄断,但咱们聪明的地方在于啥?国内公司不追求什么“最顶尖”,而是走“够用就行”的路线。

早些年,咱们在传感器这方面完全靠进口,尤其是来自美国、日本那些大牌厂商的产品。一个传感器少说也得几万美元,精度高是高,但贵得离谱。

常见的机器人手臂六维力传感器

国产企业不傻,通过跟东欧和东南亚一些传感器供应商合作,买到的产品虽然精度比顶尖货差点意思,但也足够应对手术中的需求了。价格上呢?大概能便宜40%-60%。

更有意思的是,国内的企业还不光是引进低成本方案,他们通过技术消化、吸收再创新,开始自己搞传感器的研发。像是2019年,微创医疗就跟国内几家传感器厂商联合开发了一款力传感器,用在手术机器人里。虽然还达不到最顶尖水平,但价格却只有进口货的一半,而且性能也足够支撑常见的手术场景。

所以啊,国产企业这一路走下来,靠的不是硬碰硬,而是靠灵活运用、整合全球资源、同时提升自主研发能力。

让手术不再遥远

除了与手术机器人相关的“硬技术”外,国产品牌最大的优势,就是不仅在价格上,也在地理上离普通人更“近”。   

而做到这点,靠的就是5G技术。

5G这事儿在手术机器人领域,咱中国还真是拿到了绝对优势。虽然远程手术这东西在医学上确实不是什么新鲜玩意儿,欧美那些大厂早就搞过。但关键在哪儿?就是网络基础设施!

到2024年,中国的5G基站数量已经超过了260万个,在全球范围内,占据了将近60%的市场份额。

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

你想象一下,在那些医疗资源紧张的地方,比如某个偏远县城,原本要做个复杂手术还得送到大城市,患者光路上就折腾半条命。现在呢?一个5G信号直连北上广深的大医院,专家在城里,手术机器人在县医院,手术照样给你做得利索。

一个典型的例子是,2023年,新疆阿拉尔市医院成功完成了通过5G进行的远程肝脏切除手术。患者在阿拉尔市的一家医院,而专家医生则在浙江杭州市,通过5G网络,医生跨越九千多公里,远程控制机械臂完成了手术。

所以说,这遍地开花的5G网络,让手术机器人能到达更广的市场,连偏远地区都能享受高水平医疗服务,这就是中国在技术协同方面的优势——不仅是技术牛,咱们的应用场景更广,这是国际品牌学不来的。

说到底,科技进步的真正意义,不是为了炫技,不是为了让少数人享受顶尖的服务,而是要让更多的普通人从中受益。

中国手术机器人的发展,正是这一理念的最佳体现——从覆盖更多病症,到分体式技术带来的灵活性,再到5G网络铺开的远程医疗,这一切都不是为了“高高在上”的展示,而是实实在在让每个需要帮助的人,都能享受到最前沿的医疗科技。

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