值得一說的是,近幾年國內手術機器人行業在國家政策、資本助力和核心技術不斷突破等因素的推動下,迎來了快速的發展,除了“追趕”之外,部分企業還另尋蹊徑,實現了重大突破。未來國產手術機器人或將再造國產電車逆襲神話,實現“彎道超車”。

更小的創傷和更好的效果是患者對于手術治療最真切的需求,這也是外科手術一直以來努力的方向。手術機器人這一顛覆性的技術創新更是推動外科手術真正邁入“微創時代”,以機器人輔助的微創手術也因此成為外科的常規治療方法之一。

直觀外科公司(Intuitive Surgical, Inc.)的達芬奇手術機器人(da Vinci Surgical System)是手術機器人領域的先驅,且達芬奇多孔腔鏡手術機器人已成功實現商業化,在全球市場占據壟斷地位。研究表明,達芬奇手術機器人的成功有70%歸功于醫生疲勞感的降低、操作舒適度的提升,30%來自手術操作的精準度和靈活度的提升。也就是說,相比于開放手術和傳統腹腔鏡手術,達芬奇手術機器人主要解決醫生操作問題,在患者端提供“更微創”的治療方案方面卻并無明顯建樹。正因此,直觀外科也認識到多孔技術的局限,開始布局技術上更為先進的下一代單孔腔鏡手術機器人。
單孔腔鏡手術機器人在多孔腔鏡手術機器人基礎上實現了突破,即僅通過單一小切口就能將內窺鏡和多個手術器械同時遞送到患者體內。與多孔腔鏡手術機器人相比,單孔腔鏡手術機器人給患者、醫生及醫院都帶來了多方面獲益。對于患者而言,單孔手術機器人手術能顯著減少手術創傷和術中出血量,降低手術感染和其他并發癥風險,縮短術后恢復和住院時間,切實造福患者;對于醫生而言,單孔手術機器人能夠在保證手術效果的前提下降低術中操作的疲勞感,一定程度上延長了醫生的職業壽命;對于醫院而言,單孔手術機器人術前準備流程相對簡單,僅需要對接一個鞘管,病人麻醉時間可縮短,手術時間成本降低,又因為單孔手術病人恢復快,可提高病床周轉率,改善醫院營收情況,推進醫療資源合理配置。
2018年5月31日,FDA批準了達芬奇SP手術機器人適用的第一類手術——泌尿外科手術;2019年3月15日,達芬奇SP手術機器人獲得FDA批準,可用于經口耳鼻喉科手術中的口咽側切除術,并持續推進達芬奇SP在全球的市場準入和部署。除了美國本土,其他國家也在積極推廣單孔手術機器人。日本和韓國均給予達芬奇SP手術機器人用于泌尿外科、普外科、婦科等多個科室的審批;在對美容和微創手術需求高的韓國,其部署的達芬奇SP是全球利用率最高的,遠超機器人輔助的多孔手術。根據弗若斯特沙利文的資料,中國單孔機器人輔助腔鏡手術的數量預計將快速增長,年復合增長率將超過90%,預計在2030年達到年手術量超過50萬例。可見,機器人輔助的外科手術的未來主要增量必在單孔領域。
隨著行業巨頭的主動破局,手術機器人賽道吸引了國內外相關領域的廣泛關注。國際市場上,醫療器械巨頭美敦力、強生、史塞克等都開始重金投入手術機器人的研發。而作為行業發展方向的單孔手術機器人更是各企業研發的重點,不同品牌的單孔手術機器人也紛紛著手開始臨床試驗。例如,Virtual Incisison的MIRA系統于2022年獲批IDE許可,泰坦醫療的EnosTM計劃2023年向FDA提交IDE申請,Samsung的SAIT SPS、Ekymed SpA的Sprint、Vicarious Surgical的Vicarious Surgical和ICube的STRAS則正在積極推進臨床前研究。
同樣,國內也有越來越多的“競技者”向單孔手術機器人領域聚集。目前,北京術銳、精鋒醫療、MicroPort微創等企業均瞄準單孔市場,大力發展國產原創單孔手術機器人。術銳旗下的術銳單孔手術機器人、精鋒旗下的單孔手術機器人SP1000、微創旗下的單臂腔鏡手術機器人是目前研發和臨床試驗進展較快的國產單孔手術機器人的代表。

以術銳為例,術銳已完成全球首項單孔手術機器人泌尿外科隨機對照多中心注冊臨床試驗,共167例,手術成功率達100%。截至2023年1月,術銳單孔手術機器人不僅完成中國首臺純單孔機器人前列腺癌根治術、腎癌腎部分切除術和腎盂輸尿管成形術等經典臨床術式,也完成了中國首例單孔機器人經膀胱入路前列腺癌根治術、中國首例小兒普外科純單孔機器人手術和中國首例兒童腫瘤外科純單孔機器人手術等多個創新術式,涵蓋泌尿外科、婦科、普外科、兒科等多個科室。此外,國內專家也開展了基于術銳單孔手術機器人輔助完成的純單孔下直腸癌根治手術和腹膜外入路單孔腹腔鏡完整保留膀胱頸的前列腺癌根治術的現場直播,術銳單孔手術機器人的系統穩定性和臨床效果也得以驗證。

可見,國產手術機器人企業正積極響應十四五規劃中突破醫療器械“卡脖子”困境的號召,瞄準極具發展前景的單孔手術機器人領域,全力攻克技術難關,投身于研發、生產、制造擁有自主知識產權的國產手術機器人。勢頭猛、前景好的國產單孔手術機器人正在向國際巨頭發起挑戰,力拼以自身實力和原創技術突破封鎖,推動腔鏡手術機器人行業向前發展。
單孔手術機器人賽道雖前途明朗,技術門檻卻非常高。由于只能使用單一切口將手術工具送入病人體內,手術臂必須足夠精巧、靈活且負載力高,以完成手術中各種復雜操作。目前,主要有兩種技術手段可以實現單孔操作,一種是以達芬奇手術機器人為代表的直桿器械,另一種是以術銳單孔手術機器人為代表的可彎器械。雖然在多孔手術機器人系統中,直桿器械是相對成熟且占據市場主流的方案,但是在單孔手術機器人系統中,直桿器械的靈活度不足、器械之間相互干擾產生的“筷子效應”明顯、手術空間要求大等局限性嚴重影響其在單孔手術中的應用和推廣。因此,可彎手術器械應運而生。

直桿器械(左)與術銳蛇形臂(右)
作為可彎手術器械的代表,術銳單孔手術機器人搭載的蛇形臂完全繞開達芬奇的技術壁壘,為國產原創手術機器人的發展帶來質的飛躍。簡單來說,蛇形手術臂好似大自然中的蟒蛇,沒有固定關節卻能實現精準、靈活且有力的運動。依托于18年潛心研究實現的“可形變對偶連續體機構”的技術突破,蛇形臂可在任意節點實現形變,不僅能在患者體內獨立實現“6+1”自由度的全維運動,而且能自由深入狹窄空間進行精細化操作;而具有超彈性的鎳鈦合金細桿就如同蟒蛇脊骨周圍的肌肉,協同運動、共同發力,大大增強手術臂的負載能力,使其能有力牽拉組織、完成復雜手術。連續形變和負載力強這雙重特性的配合使得蛇形臂的操作性能遠遠優于直桿器械。
術銳單孔腔鏡手術機器人蛇形手術臂在剝蛋殼
可彎器械不僅為單孔手術提供了更優的解決方案,也為經自然腔道的無創手術帶來希望。近年來,外科手術向無創方向的探索逐漸興起。不久的將來,應用手術機器人或可以實現僅通過人體自然腔道將手術臂送入患者體內,患者體表不再有切口,這將進一步減少患者創傷、縮短術后恢復時間。眾所周知,人體自然腔道大多深且狹窄,可操作空間小,對手術臂的要求非常高。相較于直桿器械,可彎手術器械更加靈活、精準,為進一步探索提供了更有力的支持。
——

作為行業巨頭的直觀外科,在多孔腔鏡手術機器人領域積累了6300多項全球專利構筑“護城河”,并成功實現了成熟而獨特的商業模式。因此,客觀而言,手術機器人行業在多孔技術方面短期內難以超越達芬奇,也許單孔技術才更有可能實現“彎道超車”。如同國內汽車領域的發展,進口燃油車雖也有迭代,但更多是汽車內飾的改善優化,其核心技術已相當成熟,國內企業全力參與競技也未必能超越。這種條件下,國內企業另辟蹊徑,提前布局下一代新能源技術的電動車,在核心技術上取得突破,雖然配套技術仍需改進,但整體差距并不大,成功實現彎道超車。或許“電動車式逆襲”也將在國產手術機器人領域重現。

