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巨头林立的骨科手术机器人赛道,追赶者如何后发先至?

时间:2023/2/28 9:31:31点击:

近年来,骨科机器人手术陆续在多个省市纳入医保收费目录,向规模化落地应用迈出关键一步。2022年8月,北京医保局发布新规,从10月23日起,机器人辅助骨科手术进入北京甲类医保支付目录,可100%报销。

从临床需求来看,随着人口老龄化加重,关节置换需求增长,2019年我国的人工髋、膝关节置换手术量已超过90万例。但我国医患资源分布不均,骨科手术依赖医生的技术和经验,经验及水平不足的医生,除了人为因素造成假体松动,还容易造成病患不必要的创伤,及系列的术后并发症。

从竞争格局来看,骨科关节手术机器人市场不乏上市、初创企业,国外美敦力、史赛克等入局,国内天智航、微创动作频繁。2022年,骨科手术机器人领域至少有10款产品获批。

从政策环境来看,国家层面鼓励发展医用机器人等高端医疗器械,北京、湖南等地陆续推出相关收费目录。2023年初工业和信息化部等17个部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出加快推进机器人和医学人工智能在基础理论、共性关键技术、创新应用等方面的突破,鼓励有条件有需求的医院使用机器人实施精准微创手术。

总而言之,骨科手术机器人市场空间大、竞争大,在巨头林立的骨科手术机器人领域,后来者的机会在哪里?

传统开放术式机器人辅助需求有限,新型关节机器人应以创新微创术式切入

创新,是医疗机器人身上最重的色彩,创新术式,同样与医疗机器人的发展相辅相成。

此前,骨科关节机器人多针对开放术式,传统的开放全髋关节置换术创伤大(切口约在16-20公分)、恢复慢,而且这类术式学习曲线较短,医生在短期学习后即可在开放视野下完成手术。随着微创技术发展,医疗手术走向微创化、精细化、日间化,微创术式在临床中的出席率越来越高。微创术式技术难度较高,我国又存在医患资源分布不均的问题,机器人辅助的需求更强烈。

在临床应用层面,目前骨科手术机器人多集中在一线城市的三甲医院,且开机率并不高,存在专家用不上、基层用不起的问题。这样的情况,无疑与当初手术机器人“提高基层医生操作水平、缓解三甲医院医生手术压力”的设计理念相悖。

旗山湖医疗首席运营官黄雄展提到:“除价格高、开机贵等因素外,也是因为多数骨科关节机器人面向的是开放式的髋关节置换术,医生经过两年多培训便可熟练掌握,而资深专家更是不需要,平均手术时间大概在20分钟左右,使用机器人反而增加了医生工作量和时间,医院还需改建手术室、配备相关的队伍。我们的机器人对标的是创新的微创术式,手术机器人有望缩短年轻医生对其的学习和适应期。”

价值和价格的争议,一直围绕着骨科机器人市场。所以,我们暂时不谈产品落地的将来,回看产品设计的基本逻辑。

旗山湖医疗的Q1关节手术机器人可兼容内镜下平卧位微创前路全髋关节置换术(以下简称“Endo-DAA”),这是福建省省立医院副院长徐杰在全球首创的微创术式,可从肌肉间隙进入关节,不损伤肌肉和神经功能,手术切口仅5-6厘米,创伤小、术后恢复快、并发症少。

高效的日间术式,意味着更高的操作难度,也对骨科机器人提出了更高的要求。机械臂需在狭小视野和空间下进行操作,同时定位导航为医生提供术中实时、准确的数据。Q1是医院、高校、企业接棒、协同推进的成果。福建省省立医院徐杰教授团队提出临床需求并完成临床技术设计,福州大学的智慧医工技术团队完成工程设计,旗山湖则负责科研成果转化、推动关节机器人项目的市场化和商业化落地。

多项技术迭代创新,

改进定位、配准、器械注册方法

除了适应术式上的创新,Q1在技术上同样实现了跨越式的改进。

● 定位方法

多数关节机器人采用的是光学定位、视觉定位技术,占用工作空间大,对术中干扰较为敏感,需医生配合避免遮挡、控制朝向。Q1手术机器人采用首创的自适应位置感知编码——海拉码和分布式视觉定位系统,可实时追踪手术器械的位置并投影到人体影像上,允许95%的遮挡,导航定位系统的精度可达0.5mm,机械臂末端定位精度可达0.1mm。

● 配准方法

目前手术导航系统常见的配准方式有2种,第一种需要在人体内植入定位钉,增加患者额外的创伤;第二种是通过术中C臂机扫描,增加医生辐射暴露时间,患者若在术中移动还需要重新配准。Q1采用的是经微创通道的术中髋臼表面接触式配准方法,无需术中扫描、也无需定位针。

● 手术器械注册方法

部分企业采用的是机器人手眼标定的路线,只能抽象地注册手术器械的若干关键点、坐标系,可视化探针等简单器械,不适用于更复杂、定制化的器械。Q1首创像素雕刻方法,提供更生动的可视化效果、便捷的外形注册操作流程,且适用于更复杂、定制化的器械。

基于以上的技术创新,Q1关节机器人在操作难度、手术环境等方面的要求较低,可提供精准的术前规划、实时的术中跟踪,术前提前确定患者适合的关节假体大小、磨骨区域、假体安放角度等信息,术中实时监测对比。同时,Q1的机械臂采用的是小型柔性的机械臂,可灵活改变角度、术中主动中止动作,提高操作精准度。

旗山湖医疗黄雄展总结道:“我们产品的技术逻辑与竞品有着颠覆性差别,能够做到无额外创伤、注册简便、实时反馈,强抗干扰,不限制医护在手术过程的操作。同时,我们对应的术式能做创口最小,符合置换术的微创化、智能化、精准化、加速康复化、长期存留性的临床医学新目标。由于本手术学习曲线与DAA(髋关节前侧入路)手术近似或更短,机器系统只需若干次熟悉就可以应用,还可以辅助简化操作,进一步降低年轻医生的手术学习曲线。”

2022年8月,Q1全髋关节置换微创手术机器人完成首例科研临床,目前正在根据临床反馈做进一步优化。

在未来的市场化落地方面,旗山湖医疗有着清晰的规划,对大型的三甲医院或骨科专科采取整机销售或租赁的形式,针对预算不足的基层医疗机构,可单独售卖导航定位系统、术前规划系统等。公司希望以领先的产品价值和合理的价格为突破口,实现后发而先至。

背靠高校和医院,

机器人技术平台大有拓展空间

在老龄化趋势下,我国关节疾病发病人数增多,临床关节置换需求增长,微创术式占比提高。再者,2021年我国开启骨科耗材集采,中选髋关节平均价格从3.5万元下降至7000元左右,膝关节平均价格从3.2万元下降至5000元左右,平均降价82%,手术费用降低,换来关节置换手术量的增长。

可以说,骨科关节机器人市场还有很大的想象空间,技术、产品和优质团队缺一不可。

旗山湖医疗背后的技术团队是福州大学和福州省省立医院联合建立的福建省智慧医工联合工程研究中心,该中心在医工领域已有18年的技术积累,核心技术团队由7名教师和50余名硕博士组成,承担过多项国家级、省级科研项目。

为实现更好的医工融合,2022年底未名集团联合福建省智慧医工联合工程研究中心共同成立福州大学未名医疗机器人研究院,重点攻克微创技术、康复治疗等领域医疗机器人的关键技术和应用,在机器视觉、手术机器人、柔性传感与感知、智能器械设计及优化等领域进行深度的产学研合作。

所以,旗山湖医疗虽是一家2022年成立的新公司,背后却是多年的技术沉淀与积累。目前旗山湖医疗的运营、管理主要依赖未名集团,集团此前在开展传统业务时也跟德国慕尼黑大学、亚琛工业大学等知名院校合作,核心成员陈翔、黄雄展都有多年大型项目的管理经验和商业化经验。

在机器人技术平台的基础上,旗山湖未来的发展方向共有三条线:其一,公司Q1手术机器人将在微创髋关节置换术的基础上,拓展至膝关节、牙科及脊柱领域的应用;其二,Q1现有的测算、定位系统可拓展至脊柱、口腔等领域,机械臂、导航模块等硬件设备可保留,只需更新软件系统;其三,公司首创的海拉码可用于动作捕捉、三维成像、增强现实等多个领域,并不仅限于医疗。

目前,旗山湖正在开展Pre-A轮融资,以寻找更多的同路人。

来源: 动脉网

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