就在今年7月,一台国产的手术机器人正借助卫星信号让我国的医生横跨万里完成了肝脏肿瘤切除手术。
整个过程耗时仅50分钟,病人的总出血量不足10毫升。如此科幻的一幕现如今已在我国真实上演。
这不免让人想起,就在十年前我国的手术机器人还完全依赖进口。
可现在我国的企业就已经凭借技术打破了国外医疗企业的手术机器人市场,曾经一台手术机器人售价高达2263万元,如今却已经被我国攻克甚至做得更好。那么我国的手术机器人是如何取得今天的成绩的?
被垄断的年代
在21世纪初,这时腔镜手术机器人就已经开始出现,从此外科手术进入到全新的微创时代。
这种技术在当时是涵盖了计算机科学与医学技术的高端装备,依靠机械设备就能在患者的小孔径内完成复杂手术,因其的出现也是大幅降低风险,一经推出就成了顶尖医院的“标配”。
在2022年之前,全球的手术机器人还被美国企业所掌控,并且这些核心产品更是占据了我国手术机器人的9成以上的市场。
而手术机器人的平均价格更是高达2263万元,一台的价格就几乎和县级医院半年的营收总和相同。
医院引进第一台美国的手术机器人中间的费用也不低,几乎要申请三年的专项经费才获批。
就算买得起每台机器每年的维护费超50万元,并且大多数专用手术器械还是一次性产品,几乎每动一次就要支付1.2万元左右。
面对如此高昂的成本,医院只能将设备优先用于那些重症患者,一些普通患者即便适合用手术机器人,却也常因费用问题不得不放弃。这笔废物特别是对于那些偏远地区患者而言,无疑是天价。
手术机器人如此高价的原因就是其核心技术已被美国牢牢掌握,美国在当时拥有先进的成像技术,大多数美国企业已经过数十年的研究积累出了关键的经验,并申请了数千项核心专利,其余国家的若想抄袭都难。
我国在这手术机器人的研发起步几乎与国际同步,但因在当时我国缺乏芯片和高精度仪器,这就导致研究并没有取得多大的进展。手术机器人难就难在算法上,这是我国一直被“卡脖子”的关键所在。
手术机器人需要将延时控制在0.1秒以内,这才能够保证患者在手术过程中的安全,进口设备可以依靠他们专用的医疗芯片实现低延迟信息传输,而我国团队只能依靠软件进行传输。
在2010年我国曾研发出手术机器人,但因延迟高达0.8秒最终被迫中止项目。
手术机器人之所以一直发展缓慢,有部分原因就是研发的投入就是“烧钱”,并且研究过程还长,这就导致我国诸多企业望而却步。
而进口的替代虽价格昂贵,但比研发费用要低得多,这就让我国的手术机器人陷入恶性循环。可以说在2015年前,国内的手术机器人几乎空白。
哪怕我国的在后续有一定的企业突破了技术难关,但要将产品进行上市还经过多次临床验证与符合国际认证。
美国企业早已凭借先发的优势,将全球手术机器人行业标准进行多次调整,我国的产品若想进入市场,就必须要符合美国企业设定的要求。
因为国外的设备有丰富的经验,并且整个认证的过程还需要提供5年以上的临床数据,此时的国产手术机器人缺乏经验积累,大多数都被这个理由驳回认证。
没有认证国内的医院就对该设备缺乏信任,当时国内几乎没有三甲及以上医院愿意承担使用国产手术机器人的风险。
在这些因素的叠加下,我国的手术机器人一直处于“停滞阶段”。在2021年,我国每百万人口手术机器人中国产的仅有1.2万台,这占比甚至不如巴西、印度这些发展中国家。
技术打破壁垒
国产手术机器人在后来完成弯道超车,首先要得益于国家的战略。在我国的多轮规划中,高端医疗装备渐渐被纳入中国制造的重点领域,并且作为医疗领域的重点对象,手术机器人连续多年入选国家重点研发计划。
于是在后来我国相继出台新的政策,将创新手术机器人纳入快速审批通道。为了弥补研发资金的问题,我国加大了支持力度。
为高端医疗项目资助额度最高达2亿元,同时各个政府纷纷跟进,一时间手术机器人企业快速得到了巨额融资。
在有资金后,我国利用上海、杭州等地打造了全新的手术机器人产业园区,期间联合了各大医学整合高校和三甲医院。而若想打破美国企业的垄断就不能靠模仿,必须要做出更具创新属性的产品。
机械臂技术的打造手术机器人的基础,进口设备的机械臂能做到实时感应,并且精度高达0.1毫米。我国的研发团队则是在设计出了钛合金和陶瓷的手臂材料,在带来稳定的同时重复定位精度提升至0.05毫米,这直接远超进口设备的0.1毫米标准。
这次我国还在机械臂内安装了有7个力矩传感器,凭借这一技术让我和直接获得18项发明专利,让我国彻底改变了对进口手臂部件的依赖。
因为芯片技术的不足导致我国的传输技术的相对落后,但随心新的卫星信号。我国的科研团队还是将信息传输与5G网络相融合,后续更是直接将传输延时控制在0.02秒以内,哪怕是有信号波动,团队还可以立刻利用手术室控制台接管手术,进而确保患者安全。
在相关的技术突破后,就是要进入全新的量产阶段,这也是检验产品专业化的关键。
因为手术机器人涉及1000余个零部件,在第一时间内做的全部国产还需要一定的时间,但随着我国自己设计相关的零部件,最终实现了量产,并且成本直接被我国降至进口产品的三分之一。
因为我国手术机器人产能的提高,一时间让我国的产品开始涌入国际。
在去年我国的手术机器人企业就已经生产了100台产品,这在满足国内需求的同时,让我做到了批量出口。同一时间其它的国内企业相继进入手术机器人领域。
国产机器人若想真正站稳脚跟,必须通过多次临床实验。
不过好在我国的手术机器人十分的争气,在2022年6月,有新疆的患者就与江苏的医院达成合作,双方利用手术机器人完成我国首例跨越5000公里的泌尿外科手术。
在这之后,我国的国产机器人刷新了大众的认知。
随后我国在全国7家医院开展了多次临床试验,这其中包括泌尿、妇科和胸外科等全科室,总计完成了94场复杂手术,并且从未发生意外或例二次手术。
手术机器人赶超国际
在2024年,我国的手术机器人迎来爆发式增长,仅一家企业的订单就超170台,其中最为出名的图迈腔镜机器人全球订单更是高达39台,是国产品牌第一。
国产手术机器人在全球市场的份额最初的5%,一度飙升到28%,这直接超越德日,是仅次于美国的全球第二。
我国达成这一目标也仅仅花费了三年,而在腔镜领域,我国的企业市场份额位居全球第一。
国产的手术机器人在国内省级头部三甲医院及全国百强医院的装机占比直接达到了60%以上,并且这一趋势还在不断上升。
因国产手术机器人的普及,我国的一些偏远地区的医院也开始普及国产机器人,曾经要花大价钱还要前往北京做手术,现在自己在家门口就能解决,这直接为我国节省超超千万的医疗费用。
我国的手术机器人之所以做到了如今的地位,重点在于核心技术的创新。
我国的图迈机器人是全球首个获批可应用于远程手术的腔镜产品,并且还在今年顺利完成了一边跨万里的手术,这无疑是证明了其的先进性,也给全球医学界带来了震撼。
我国还是全球首例将卫星远程手术技术进行手术的国家,通过卫星同步轨道,让我国在地面可以构建出远程手术网络,这让未来各国展开跨洲际手术变得更加便利。因为技术的进步,让我国在全球手术机器人领域的话语权增强。
在过去我国还需要符合其它国家企业的标准才可以得到认证,可在今天我国的企业已可能作为代表参与制定了12项国际标准。
现在这个领域已不再次是外企说了算,我国也将彻底进入新的创造时代。
未来我们值得期待更多的国产手术机器人进入到我国的医院中,随着他们的加入我国的医疗将迎来全新的时代。
参考文献:
《跨越万余公里,用国产机器人做手术》人民网
《国产手术机器人:从“跟跑”到“并跑”》人民网