北京术锐：自主研发单多孔模块化腔镜手术机器人，差异化创新打破国外技术垄断
过去这一年间，手术机器人市场硝烟四起。
在短短12个月内，美敦力、强生、西门子及史赛克四家医疗器械巨头豪掷67亿美金，争相进入手术机器人赛道中布局抢食，且两度刷新交易记录，行业热度可见一斑。据Allied Market Research研究报告显示，全球手术机器人市场预计到2024年将增长至987.37亿美元。
而要提到这场“手术机器人争夺战”背后的起源，就不得不提到垄断市场近20年的达芬奇（da Vinci）手术机器人。作为业界公认目前最成功的手术机器人，达芬奇自2000年获得FDA认证上市以来，迄今已在全球66个国家及地区销售超过5000台，完成600多万例手术，并为其研发公司Intuitive Surgical带来超高收益。据年报统计，该公司自2005年后毛利率常年保持在70%左右，净利率高于20%，市值已高达600亿美元。
尽管达芬奇已发展成为手术机器人的代名词，但其高昂的价格却让不少医院和机构望而却步。据悉，达芬奇手术机器人的单台售价约为2000万元，每年维护费用在200万上下，钢丝驱动的手术工具每使用10次就要求强制更换；同时，单笔5-10万元的达芬奇手术费用也非大众所普遍接受。
在此情况下，研发和制造价格低廉、效能更佳的手术机器人，则成为了赛道后来者打破达芬奇垄断地位的突破口，而这也正是致力研发国产腔镜手术机器人的北京术锐技术有限公司（以下简称“北京术锐”）的创立初衷所在。
“自己的科研成果由自己来转化”
“我在美国留学期间开始接触到手术机器人，经过5年的相关学习后，我认为自己已经基本掌握了学科内的理论知识体系，也意识到这个产业未来有着巨大的商业价值，所以我挺早的时候就希望能够自己创业来做这件事。”北京术锐创始人、上海交通大学教授徐凯如是说道。
在清华大学取得工学学士和硕士学位后，徐凯于2004年赴美国哥伦比亚大学攻读博士学位，师从手术机器人技术先驱Russell Taylor教授，后又参与过单孔腔镜手术专家Dennis Fowler教授领衔的全球首套直径15mm单孔腔镜手术机器人IREP系统的研发。
尽管从哥大手中拿到该专利商业化授权的加拿大创业公司Titan Medical当时向徐凯抛出了橄榄枝，但他仍选择留在高校内继续深入研究，进一步打磨出更好的单孔腔镜实现技术，“我希望自己做出来的成果还是能够自己来转化”。
2010年，徐凯学成归国，并进入到上海交通大学任教，专心研发以突破单孔腔镜手术机器人在产业化方面的难题。要知道，尽管单孔腔镜手术机器人能够避免多操作臂复杂的术前摆位，简化手术流程，减少对患者的伤害，但其对手术机械臂灵巧度、精度、强度以及工作空间的设计要求也更高。
直到2014年，徐凯自主研发出“对偶连续体机构”这一创新性设计，解决了柔性连续机构应用于手术机器人系统中会出现的结构可靠性不高、力负载能力不足、变形无法快速准确估计、刚度变化非线性、模块化重构不便等问题，为连续体蛇形手术执行臂和模块化手术系统平台的产业化打下了坚实的技术基础。
同时，基于此创新性设计，徐凯自主研制出入腹切口仅有12mm、综合性能达国际前列的SURS单孔腔镜手术机器人原理样机。也正是这一年，北京术锐成立了。
得益于上海交大推出的“科技成果自主转化”政策，徐凯得以将一系列核心技术转入北京术锐，并以此为基础，自主研发拓展出一系列关键技术与核心部件。发展至今，公司已组成约50人规模的研发团队，不乏来自美敦力、西门子、GE等世界知名医疗公司的资深工程师，并获得近百项中美专利授权，正逐步构建起自家手术机器人全套系统的技术壁垒。
差异性模块化搭载系统塑造核心优势
“从产业角度，达芬奇手术机器人确实是我们追赶的对象；但从技术角度，我们做的则截然不同。”徐凯说道。
据资料介绍，标准配备的腔镜手术机器人由控制台、手术执行臂和成像系统三部分组成，机器人的参与使得腔镜手术操作能够更加直观和更加精准。而与达芬奇手术机器人相比，北京术锐手术机器人的最大特点主要集中在以下两方面：
手术操作灵活性更强：北京术锐机器人采用了具有自主知识产权的连续体蛇形手术执行臂，每只机械臂拥有7个自由度；同时，机械臂末端还增添了手腕结构，这使得其手术操作灵活性更强。
模块化搭载系统：相较于达芬奇手术机器人实施多孔、单孔腔镜手术的机器人系统互不相同，需要分别购买的情况，北京术锐机器人凭借连续体机构的结构适应性，只需要一套术锐机器人系统就可开展单孔腔镜、多孔腔镜、内窥镜治疗等多种术式，以实现跨科室多适应症的治疗，提供更广泛的临床应用。
北京术锐手术机器人单多孔模块化腔镜手术机器人
“我们的机器人系统实际包括6个台车，其中有1个主控台车，1个设备台车以及4个工具台车，”徐凯向动脉网说道，“工具台车采用的便是模块化设计的理念，上面可以搭载各式各样的手术工具和耗材，通过摆放位置的不同来实现单孔和多孔的形态。”
徐凯透露，术锐手术机器人系统目前已分别与多家医院达成合作意向，陆续在泌尿、肺科、肝胆胰等科室开展动物实验和临床试验。
北京术锐手术机器人生剥鹌鹑蛋壳
塑造“高端医疗设备，中国自主智造”新形象
在徐凯看来，以机器人辅助腔镜手术是高度共识下的大势所趋。手术机器人所具备的扩大10倍视野、超越人手极限的精细稳定操作等优点，不仅能减少患者出血量及并发症、缩短术后恢复时间，还能帮助临床医生减轻手术疲劳，让资历较轻的医生大大提升手术质量。基于这种种好处，机器人手术的推广势在必行。
据Intuitive Surgical数据统计，我国每2000万人口所拥有的达芬奇手术机器人数量仅为1台，美国及日本分别为147台及34台。而在此情况下，2017年我国达芬奇年台均手术量高达388例，同期世界平均水平仅为198例；2008年-2016年，我国手术总量8年CAGR为10.55%，同期达芬奇手术量年增长为84.48%。由此可见，我国手术机器人拥有极大的市场空间。
另一方面，我国近年来陆续出台了多个战略规划和支持政策，包括《机器人产业发展规划（2016—2020年）》等，以促进机器人产业的健康和快速发展。此前经过层层遴选，作为腔镜手术机器人国内生产商的唯一代表，北京术锐参加了工信部和卫健委联合组织的“推进先进医疗装备发展应用工作成果展”，并现场聆听了两部委领导对于加快先进医疗装备推广应用的鼓舞讲话。
在政策和市场的双重刺激下，国产手术机器人企业的发展可谓是在一片沃土上。公开资料显示，北京术锐在2017年完成1000万元天使轮融资，两年后又完成由顺为资本、汇鼎基石资本领投的数千万A轮融资，所得资金均用于腔镜手术机器人系统的研发工作。徐凯此次向动脉网透露，公司或在2020年上半年进行A+轮融资，用于手术机器人系统产品定型后的扩大生产和多中心临床试验。
谈到公司的未来规划，徐凯表示，北京术锐不会以产品数量来填充市场的需求，而是尽可能在一个主干产品上开发不同的耗材来满足不同的临床需求。“我们目前主要是针对腹腔和胸腔内的腔镜手术，未来要拓展经自然腔道内镜手术以及介入手术等。”
他补充说道：“发展拥有中国自主知识产权的外科手术机器人不仅可以降低市场上达芬奇手术机器人的垄断价格，也可以让更多百姓受益于先进机器人技术带来的医疗品质提升；同时，以原创技术的姿态站上国际舞台，塑造‘高端医疗设备，中国自主智造’的国际新形象。”
文 | 胡路爽
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