攻堅底層核心技術 手術機器人跨進國產時代
隨著技術的創新和發展,機器人已經走入尋常百姓家,頻繁出現在日常生活中。不過,手術機器人作為機器人產業皇冠上的明珠,因為技術復雜、開發周期長、進入門檻高,一直是觀望者眾、入局者少的狀態。
近年來,許多跨國巨頭紛紛通過收并購與自身體系融合方式,在手術機器人領域進行布局。中國是全球手術機器人第二大市場,近年來對手術機器人的需求不斷增長,在國內創新企業的帶動下,一批技術方面可媲美進口機器人的國產品牌,正在闊步走向臨床。
腔鏡手術機器人是目前全球手術機器人最重要的研發方向之一,被譽為“醫療器械領域的航空母艦”。它的市場前景和商業價值已經得到了充分驗證,同時,它的研發難度也是最大的,多年來被各醫療器械企業視為“科研攻堅的高地”。以前列腺癌根治術為例,由于前列腺位于人體腹腔深處,器官上布滿豐富的血管和神經,且手術操作空間極其狹小,對于手術操作的精細度要求極高。如果通過傳統外科開放手術,手術切口較大、術中出血較多、對周圍臟器的損傷較大、患者術后并發癥較多。
2020年6月,長海醫院的手術室里,泌尿外科副主任高旭教授做了一臺特殊的前列腺癌根治手術,他的手術助手不再是人類醫生,取而代之的,是手術機器人圖邁腔鏡手術機器人,高旭教授通過操控圖邁腔鏡手術機器人順利完成了這臺手術。
圖邁腔鏡手術機器人的研發者上海微創醫療機器人(集團)股份有限公司,11月2日在香港聯交所主板剛剛成功上市,企業在研發的起步階段經歷了超乎想象的困難。
早在項目布局的2014年,手術機器人在全球醫療器械領域都還未被引起廣泛關注,業界認為距離成功的產業化、商業化還有較遠距離。微創醫療機器人集團總裁何超介紹,“選定最具挑戰的腔鏡手術機器人作為研發目標,因為我們認為腔鏡手術機器人的自主研發最有臨床意義。手術機器人的底層技術是相通的,一旦突破了腔鏡手術機器人研發的核心技術,‘順勢’研發其他類型手術機器人就會更有把握。”
但起步階段的困難還是超出想象。“研發資源非常稀缺。首先,缺乏具有手術機器人專業背景的人才,研發團隊招不到人;其次,整個行業都缺乏產業配套。”何超回憶道,最初的日子里,不斷鼓勵團隊在“幾乎看不到希望的困境中”堅持下來。
微創醫療機器人集團產品研發資深總監朱祥,是從工業自動化領域“跨”到手術機器人行業的。他說,“當時國內工業機器人發展很快,但手術機器人的零部件,需要做到像航天級別一樣精細,傳統工業機器人零部件供應商無法滿足醫療機器人的高精密的需求。所以大家直面困難,既然買不到,就選擇自己突破。”當相繼攻克了光學、運動、算法、機械、電子各個子項目之后,圖邁腔鏡手術機器人終于研發成功。
目前,該腔鏡手術機器人已完成應用于泌尿外科手術的注冊臨床試驗,并遞交了注冊申請,成為首款亦是截至目前唯一一款由中國企業研發、完成注冊臨床試驗并遞交注冊申請的四臂腔鏡手術機器人。該手術機器人在注冊臨床試驗期間完成了大量首例高難度泌尿外科手術,這標志著國產手術機器人已具有在狹窄解剖空間內輔助醫生完成復雜手術的能力。今年10月,該手術機器人正式啟動了二期多專業、多中心臨床試驗,將逐步應用于普外科、胸外科、婦科等更多科室的臨床治療。
隨著人工智能領域在國家大力倡導下駛入高速發展快車道,手術機器人在骨科領域的前景開始令人矚目。
去年7月,一款從機械臂、導航系統到控制系統等所有核心部件全國產化的關節置換手術機器人“鴻鵠”骨科手術機器人研發成功,填補了我國在關節置換手術機器人領域的空白。其開發團隊主要成員上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院骨科李慧武主任醫師,帶領團隊利用“鴻鵠”手術機器人,成功為一位左側膝關節疼痛多年,活動功能明顯受限的69歲女性患者完成了全膝關節置換術。
目前,鴻鵠手術骨科機器人已經完成了臨床試驗階段的全部106例手術。作為一款真正意義上國產自主研發的骨科手術機器人,它正在與全球幾大主流骨科手術機器人公司的產品“齊頭并進”,共同引領行業趨勢。
當下,“機器人是未來醫療的發展方向”已成為共識,我國手術機器人行業正迎來快速發展的時期。在中國,手術機器人市場仍處于早期發展階段,2020年中國手術機器人市場規模僅為4億美元。但中國患者人數眾多且對微創傷手術的需求旺盛,增長潛力巨大,預計2026年有望達到38億美元。同時,中國手術機器人市場占全球市場的比例有望從2020年的5%增長至2026年的11%。
文/科技日報記者 王春
編輯/范輝