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科學(xué)家×創(chuàng)業(yè)者|北京術(shù)銳創(chuàng)始人徐凱:單孔手術(shù)機器人蓄勢待發(fā)
·在中國,手術(shù)機器人的市場滲透率仍然很低,主要應(yīng)用于腔鏡和骨科手術(shù)兩大領(lǐng)域,前者可進行泌尿外科、婦科、胸外科及普外科手術(shù),后者主要用于脊柱和關(guān)節(jié)手術(shù)。其中,腔鏡手術(shù)機器人是手術(shù)機器人最大細分市場。
·產(chǎn)品上市是科創(chuàng)企業(yè)的一個里程碑,但后面還有很長的路要走。企業(yè)能走多遠,取決于創(chuàng)業(yè)者的認知高度和提升速度。創(chuàng)業(yè)者如果沒有對產(chǎn)業(yè)的深刻認知,沒有深入一線,損失的不僅僅是金錢,還有時間和商機。創(chuàng)業(yè)沒有退路,比當教授更難。

術(shù)銳單孔腔鏡手術(shù)機器人蛇形手術(shù)臂在剝蛋殼。
手術(shù)室里,一支3D高清電子內(nèi)窺鏡和三支彎轉(zhuǎn)自如、運動靈活的蛇形手術(shù)器械,從一個2.5公分直徑的小口中伸入,醫(yī)生坐在手術(shù)控制臺后通過觀看患者體內(nèi)手術(shù)區(qū)域的三維影像,操控手術(shù)器械切除腫瘤、縫合創(chuàng)面。這是去年3月完成的中國首例純單孔前列腺癌根治術(shù),術(shù)中所用的單孔腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)研發(fā)者是上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授徐凱。
依據(jù)上海交通大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化政策,徐凱創(chuàng)辦了北京術(shù)銳技術(shù)有限公司(下稱“術(shù)銳”),研發(fā)單孔腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)。徐凱告訴澎湃科技(m.dbgt.com.cn),一臺美國達芬奇單孔手術(shù)機器人的國內(nèi)售價約3500萬元。得益于零部件國產(chǎn)化率達90%以上,術(shù)銳單孔手術(shù)機器人成本較進口產(chǎn)品將大幅降低。據(jù)悉,目前,術(shù)銳單孔手術(shù)機器人已完成全球首個泌尿外科隨機對照臨床試驗,預(yù)計明年正式上市銷售。未來進一步擴大生產(chǎn)規(guī)模后,術(shù)銳單孔手術(shù)機器人成本仍有下降空間。
腔鏡手術(shù)機器人是手術(shù)機器人最大細分市場
手術(shù)機器人是一種先進醫(yī)療設(shè)備,通常由主控臺車、配備機械臂的手術(shù)臺車和視像系統(tǒng)組成。機械臂模擬人的手臂,為外科醫(yī)生提供一系列模擬人體手腕的動作,過濾人手本身的震顫。
與開放手術(shù)的大切口相比,病人在機器人微創(chuàng)傷手術(shù)中一般有一個或幾個小切口,用于放入手術(shù)器械。手術(shù)機器人的輔助還可以提高手術(shù)操作精準度,降低感染及黏連等術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險,加快患者術(shù)后恢復(fù)。
1999年,由美國直觀外科公司(Intuitive Surgical Inc.)研發(fā)的首套達芬奇腔鏡手術(shù)機器人系統(tǒng)在世界各地開始開展膽囊切除術(shù)、胃底折疊術(shù)、乳內(nèi)動脈手術(shù)和二尖瓣成形術(shù)等手術(shù)操作;2000年起在普外科、心胸外科、泌尿外科、婦產(chǎn)科、耳鼻喉科等外科領(lǐng)域陸續(xù)獲得眾多適應(yīng)癥的批準,腔鏡手術(shù)機器人的臨床應(yīng)用價值得到實踐證明,也成為手術(shù)機器人最大的細分市場。達芬奇Xi系統(tǒng)與達芬奇Si系統(tǒng)目前基本主導(dǎo)了中國輔助腔鏡手術(shù)機器人的市場。
近年來,伴隨國內(nèi)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國產(chǎn)手術(shù)機器人正在試圖打破“達芬奇”的壟斷。東北證券研報顯示,目前國內(nèi)腔鏡手術(shù)機器人市場形成“1+3”格局,即1家外資+3家國產(chǎn),包括美國達芬奇手術(shù)機器人以及國產(chǎn)的妙手S手術(shù)機器人、圖邁腔鏡手術(shù)機器人和康多機器人。今年上半年,國家藥品監(jiān)督管理局批準上市的手術(shù)機器人產(chǎn)品有9款,相比2021年全年僅6款通過審批,數(shù)量有較大增長。

上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授徐凱。
按照切口數(shù)量細分,腔鏡手術(shù)機器人可分為多孔腔鏡手術(shù)機器人和單孔腔鏡手術(shù)機器人。目前達芬奇單孔手術(shù)機器人尚未進入中國市場,這為國產(chǎn)單孔手術(shù)機器人的發(fā)展帶來窗口期?!岸嗫资中g(shù)機器人通常會留下5個傷口,1個大孔加4個小孔,大孔用于取出腫瘤等病灶,單孔機器人只會留下一個創(chuàng)口?!毙靹P介紹說,在單孔腔鏡機器人手術(shù)中,病人肚臍處開一個2.5公分直徑的小口,手術(shù)機器人便能置入一支3D高清電子內(nèi)窺鏡和三支彎轉(zhuǎn)自如、運動靈活的蛇形手術(shù)器械。
徐凱表示,單孔手術(shù)機器人和多孔手術(shù)機器人并非替代關(guān)系,針對一些復(fù)雜疾病使用多孔手術(shù)機器人的臨床效率更高。事實上,單孔手術(shù)機器人市場規(guī)模與多孔手術(shù)機器人至少一樣大,“越簡單的手術(shù)病人越多,越復(fù)雜的疾病病人越少。如果將來我們證明,絕大部分手術(shù)都可以用單孔手術(shù)機器人來操作,價格便宜,創(chuàng)傷又小,病人為什么不選擇用單孔呢?”
十年磨劍自研單孔腔鏡手術(shù)機器人
2001年本科畢業(yè)后,徐凱繼續(xù)留在清華大學(xué)攻讀碩士學(xué)位,研究人形機器人。他判斷,當時的人形機器人在短時間內(nèi)沒有商業(yè)價值,技術(shù)上也尚未攻克機器人的雙足走路難關(guān),用于服務(wù)人的機器人仍然需要人的服務(wù)。2004年,抱著換一個研究方向的想法,徐凱前往美國哥倫比亞大學(xué)留學(xué)。
留學(xué)期間,徐凱開始關(guān)注到手術(shù)機器人這一細分領(lǐng)域,“當時,前列腺癌手術(shù)開始主要由機器人來實施。在機器人的輔助下,手術(shù)切除和縫合更精細,精細度從5毫米上下提升到1毫米左右,使得保留患者的神經(jīng)組織成為可能?!毙靹P看到了手術(shù)機器人的商業(yè)價值和社會影響力,毫不猶豫選擇手術(shù)機器人專業(yè),師從“醫(yī)療機器人之父”Russell Taylor教授。
直觀外科公司2003年收購競爭對手后基本壟斷了多孔腔鏡手術(shù)機器人的專利。當時,Russell Taylor預(yù)測,直觀外科公司將統(tǒng)治多孔手術(shù)機器人市場15年-20年。為此,Russell Taylor帶領(lǐng)的研究團隊決定另辟蹊徑,研發(fā)下一代單孔腔鏡手術(shù)機器人。
但下一代單孔腔鏡手術(shù)機器人的技術(shù)成熟比徐凱預(yù)想得更慢?!氨M管2009年我們已經(jīng)在實驗室里做出了單孔機器人樣機,但這個技術(shù)仍有一些缺陷,當時的蛇形手術(shù)工具結(jié)構(gòu)的可靠性差,負載能力弱?!毙靹P判斷,這不是其他團隊成員所認為的工程問題,并不能通過產(chǎn)業(yè)化解決,這是一個需要攻克的科研問題。
雖然問題沒有完全解決,但他已經(jīng)有了解決思路。2009年獲得博士學(xué)位加入上海交通大學(xué)的徐凱,回國后繼續(xù)研究單孔手術(shù)機器人,歷時8年,嘗試了無數(shù)種解決可靠性和負載能力問題的方案,最終實現(xiàn)了“可形變對偶連續(xù)體機構(gòu)”技術(shù)的突破,在壽命周期內(nèi)機械臂提取500克砝碼仍然保持形狀可控。機器人的蛇形手術(shù)操作臂能夠自單孔進入,在患者體內(nèi)進行全維度、高負載靈活精準運動。

術(shù)銳單孔腔鏡手術(shù)機器人蛇形手術(shù)臂在刺繡。
這套單孔腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)含68個高精度伺服電機,用于術(shù)前全自動擺位、術(shù)中操作和主從控制,全鏈路主從操作延時小于50毫秒,每秒鐘實現(xiàn)1000次亞毫米級手術(shù)精準控制。2021年3月,借助術(shù)銳單孔腔鏡手術(shù)機器人,浙江嘉興市第一醫(yī)院完成中國首例純單孔前列腺癌根治術(shù)。術(shù)銳的成果得到了全球醫(yī)療器械巨頭美敦力的青睞,5個月后,術(shù)銳宣布完成B+輪戰(zhàn)略融資,由美敦力獨家投資。
自2021年開始,不到一年時間,術(shù)銳完成了167例泌尿外科臨床實驗,其中99例使用單孔手術(shù)機器人操作,其余為普通腹腔鏡對照組試驗。結(jié)果表明,單孔機器人實驗數(shù)據(jù)全面優(yōu)于“金標準”(即當前臨床醫(yī)學(xué)界公認的診斷疾病的最可靠方法),術(shù)中出血少,手術(shù)時間短。
創(chuàng)業(yè)比當教授難,不輕易勸人創(chuàng)業(yè)
2017年,在核心技術(shù)難題解決后,徐凱租下了一個70平方米的辦公室創(chuàng)業(yè),初始成員只有5個人。
創(chuàng)業(yè)初期,讓徐凱感覺最困難的事便是“招人難”,“中國高端醫(yī)療裝備人才儲備不足。我們在人才市場上幾乎招不到我們需要的人,作為一個創(chuàng)業(yè)公司,工資少了人不來;工資開得多,對方怕公司來年就倒了也不敢來。那個時候基本上是什么人愿意來,我們就招什么人,再慢慢培育成我們需要的人?!?/p>
從采購、質(zhì)量注冊到產(chǎn)品研發(fā),從材料結(jié)構(gòu)、機械控制到軟件算法,徐凱幾乎深度參與了公司的每一項工作。一萬多頁的注冊文件,十幾萬頁的質(zhì)量管理體系文件,自己都要啃下來。徐凱體會到,創(chuàng)業(yè)企業(yè)能走多遠,取決于創(chuàng)業(yè)者認知提升的速度和高度?!叭绻麤]有對產(chǎn)業(yè)的深刻認知,沒有深入一線,很可能連最基本的招聘也無法開展,構(gòu)建強有力的團隊更是無從談起。如果只聽獵頭夸夸其談,最終損失的不僅僅是金錢,還有時間和商機?!彼寡裕瑒?chuàng)業(yè)沒有退路,比當教授更難,不會輕易勸人創(chuàng)業(yè)。
在產(chǎn)品完成臨床試驗時,徐凱甚至沒有發(fā)朋友圈慶祝。因為他清醒認識到,相比達芬奇手術(shù)機器人每年完成120萬例手術(shù),術(shù)銳單孔手術(shù)機器人的臨床試驗只是產(chǎn)業(yè)化的第一步,離商業(yè)化和出海的目標仍是漫漫征途。
“把千千萬萬的產(chǎn)品賣出去,并且能夠在手術(shù)室里安全使用,這個挑戰(zhàn)非常大,容不得半點馬虎,后面還有很長的路要走?!彼χf,也許等到產(chǎn)品上市,他可以發(fā)一個朋友圈。
未來,術(shù)銳還將研發(fā)更細小的1.5公分切口裝置,“用盡可能少、盡可能小的創(chuàng)口治療疾病?!毙靹P表示,“我們希望能夠根據(jù)病人的病情匹配最適合的治療方案,闌尾、膽囊切除不需要打三個洞,肚臍切口完全可以做到,且對患者而言沒有明顯傷痕。未來甚至可以利用單孔手術(shù)機器人做保膽的膽囊手術(shù)?!?/p>
在徐凱看來,當前手術(shù)機器人商業(yè)化運行的最大挑戰(zhàn)在于醫(yī)生的認知度和接受度。即便是達芬奇手術(shù)機器人,也是在美國經(jīng)歷了六年多的市場培育之后營收才逐漸有了起色。術(shù)銳需要通過更多的手術(shù)應(yīng)用、積極開展對醫(yī)生的機器人操作培訓(xùn)。徐凱介紹,術(shù)銳正與第一批意向購買單孔手術(shù)機器人的醫(yī)院共建培訓(xùn)中心,由院方醫(yī)學(xué)專家而非機器人廠家頒發(fā)培訓(xùn)結(jié)業(yè)證書。目前上海長海醫(yī)院、南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院等醫(yī)院的培訓(xùn)中心已常規(guī)運行,到明年還將建立10-15家培訓(xùn)中心。






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