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柔性手術(shù)機器人被巨頭相中，或許在未來更具爆

醫(yī)療器械巨頭的收購動向可以說是觀察手術(shù)機器人領(lǐng)域的“時刻表”，在紛繁復(fù)雜的手術(shù)機器人的研發(fā)賽道中，被巨頭相中的賽道，或許在未來更具爆發(fā)潛力。從近年來全球巨頭在手術(shù)機器人這一賽道中的布局中，我們可以發(fā)現(xiàn)包括骨科手術(shù)機器人、腹腔鏡手術(shù)機器人等剛性機器人在全球已經(jīng)進(jìn)入白熱化的商業(yè)化階段，包括美敦力、捷邁、直覺外科、史塞克都在這些領(lǐng)域商業(yè)化產(chǎn)品，而柔性手術(shù)機器人則還方興未艾。柔性手術(shù)機器人和剛性手術(shù)機器人最大的不同在于，柔性手術(shù)機器人可以隨著周圍環(huán)境變形，比較適合于非結(jié)構(gòu)化的場景。柔性手術(shù)機器人賽道將是手術(shù)機器人賽道中的重要板塊，從現(xiàn)有的產(chǎn)品嘗試上看，柔性手術(shù)機器人治療疾病覆蓋了肺部、胃腸道、顱內(nèi)等多個重要領(lǐng)域。在柔性手術(shù)機器人賽道中，目前最值得關(guān)注的是肺部介入手術(shù)機器人，這個領(lǐng)域頻頻被巨頭看好，并購事件和金額遠(yuǎn)超手術(shù)機器人其他賽道。在一級市場中，頭部的企業(yè)也在今年完成了融資。就在上周，醫(yī)學(xué)內(nèi)窺鏡領(lǐng)域的龍頭以3．4億美元的價格收購了主營肺部介入導(dǎo)航的公司Veran Medical Technologies（VMT），價格高達(dá)3．4億美元。此前，強生同樣曾以天價34億美金收購呼吸道手術(shù)機器人Auris Health。VMT和Auris Health都是肺部介入領(lǐng)域的重要公司，前者的強項是肺部導(dǎo)航，后者的強項是手術(shù)機器人。除了強生、奧林巴斯外，在肺部介入領(lǐng)域有產(chǎn)品布局的巨頭還包括美敦力、達(dá)芬奇手術(shù)機器人母公司直覺外科。為什么肺部介入領(lǐng)域會不容巨頭錯過，紛紛入局并購和投入研發(fā)？在肺部介入領(lǐng)域目前有哪些產(chǎn)品形態(tài)？未來肺部介入手術(shù)機器人將朝著哪些方向發(fā)展？動脈網(wǎng)梳理了肺部介入領(lǐng)域的主要企業(yè)和主要研發(fā)方向。肺部介入以延伸深度為核心實際上，在人體很多器官的治療中，包括胃、肝臟、結(jié)腸等器官，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)都朝著內(nèi)鏡技術(shù)快速邁進(jìn)。以消化道為例，消化內(nèi)鏡經(jīng)過一個多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)從單純的診斷工具發(fā)展成為微創(chuàng)治療的重要手段之一。但是在肺部，目前使用內(nèi)鏡進(jìn)行深入檢查都還比較困難。這主要是由于肺內(nèi)部擁有很多分支，掌握每一根氣管走向很困難，同時肺內(nèi)部的每一根支氣管還會逐漸收窄。準(zhǔn)確地進(jìn)入肺內(nèi)部活檢以及延伸介入治療，一直以來都是一大難題。同時，肺部疾病領(lǐng)域又存在著巨大的未滿足的需求，肺部的早期診斷是肺癌治療的關(guān)鍵。肺癌作為致死率最高的癌癥，被稱為“沉默的殺手”，而且其發(fā)病率和致死率還在不斷上升。在我國，報告統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年中國新確診的肺癌病例總數(shù)約為78．7萬（由于全國腫瘤登記中心的數(shù)據(jù)一般會滯后數(shù)年，最新報告發(fā)布數(shù)據(jù)為2015年登記資料）。根據(jù)美國肺臟協(xié)會（ALA）發(fā)的《2020肺癌狀況報告》中的數(shù)據(jù)顯示，在美國，23％的肺癌病例在早期階段被確診，此時的五年生存率為59％。22％的肺癌病例在局部晚期（擴散至局部淋巴結(jié)）被發(fā)現(xiàn)，此時的五年生存率為32％；47％的病例直到晚期才被發(fā)現(xiàn)，此時的生存率已經(jīng)低至6％。在肺癌的早期診斷中，CT影像可以發(fā)現(xiàn)肺部的結(jié)節(jié)，但只有活檢才可以確診病變是否是癌癥。肺癌活檢的方式包括支氣管鏡檢查和經(jīng)皮穿刺術(shù)。但即使有這兩種方式，在活檢確診中，周圍型病變的精準(zhǔn)活檢一直是一大難題。對于支氣管鏡而言，位于肺門部位的中心型病變，支氣管鏡的活檢確診率較高。而對于周圍型病變，支氣管鏡難以到達(dá)病灶，導(dǎo)致獲得病理診斷的幾率較低。根據(jù)Auris Health官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，大約40％的肺結(jié)節(jié)都是在氣道外。而經(jīng)皮穿刺活檢是通過CT或X射線掃描確定肺部病變位置，經(jīng)過胸口皮膚將穿刺針穿進(jìn)肺部病灶，獲得活檢組織，這是目前診斷周圍型實質(zhì)病變的常用方法。但經(jīng)皮穿刺活檢不適用于微小結(jié)節(jié)。同時，經(jīng)皮穿刺活檢取材未查到癌細(xì)胞并不能完全排除肺癌，有假陰性風(fēng)險。同時還易發(fā)生氣胸等并發(fā)癥。解決現(xiàn)有的活檢的方式的局限，讓醫(yī)生能夠?qū)崟r掌握肺部氣道分支的走向，在肺部活檢時，實現(xiàn)全肺觸達(dá)。這成為肺部介入機器人在診斷這一場景中的意義。但肺部介入機器人的意義遠(yuǎn)不僅于此，未來機器人將會成為一個肺部介入平臺，搭載不同的治療工具，打開肺部微創(chuàng)介入治療大門。美敦力、強生等巨頭布局，但路徑各有不同在柔性手術(shù)機器人上建立肺部介入診斷＋治療的平臺化產(chǎn)品，在目前的產(chǎn)業(yè)格局中，已經(jīng)有多家手術(shù)機器人企業(yè)布局，包括美敦力、強生、直觀的產(chǎn)品都已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段。從目標(biāo)上看，所有的產(chǎn)品都是為了實現(xiàn)全肺到達(dá)，但在實現(xiàn)路徑上，有著很大的不同。產(chǎn)品思路可以分為兩種，一種產(chǎn)品設(shè)計思路是內(nèi)窺鏡＋導(dǎo)航軟件；另一種是做介入手術(shù)機器人平臺，里面搭載內(nèi)窺鏡、活檢鉗、微波消融等診斷或治療產(chǎn)品。前一種思路內(nèi)窺鏡＋導(dǎo)航產(chǎn)品的代表是美敦力的superDimension？導(dǎo)航系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能夠在醫(yī)生使用支氣管鏡時提供導(dǎo)航。 superDimension？導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)的路徑是通過CT掃描建模，建造病人肺部的3D模型。3D模型將成為醫(yī)生進(jìn)行活檢時的“地圖”。有了地圖后，還需要完成對導(dǎo)管位置的定位。superDimension？導(dǎo)航系統(tǒng)的支氣管鏡導(dǎo)管前端設(shè)置了傳感器，可以在手術(shù)中向3個磁極和電磁定位板發(fā)射信號。通過放置在患者身下的電磁板，可以做到定位支氣管鏡位置。在導(dǎo)航＋支氣管鏡定位的幫助下，醫(yī)生可以到達(dá)更深的肺部，到達(dá)病灶后，導(dǎo)管中的活檢刷和活檢鉗就會伸出，取出病變組織。在這個過程中，CT建模的模型并不是實時生產(chǎn)的，而是在術(shù)前建立，中間存在一定的時差，而呼吸運動可能會影響肺結(jié)節(jié)的位置。如何補償這種誤差，是一種關(guān)鍵。后一種思路手術(shù)機器人的代表則是強生的Auris Health，以及直觀外科的Ion endoluminal。肺部介入手術(shù)機器人可以實現(xiàn)實時導(dǎo)航，機械臂可以在醫(yī)生操作手柄下主動前進(jìn)。手術(shù)機器人和電磁導(dǎo)航產(chǎn)品最大的區(qū)別在于，手術(shù)機器人的操作導(dǎo)管是主動式的，內(nèi)窺鏡＋電磁導(dǎo)航產(chǎn)品是被動操作式。主動式代表著醫(yī)生通過手柄控制機械臂導(dǎo)管，機械臂可以在操作下自動前進(jìn)，有著機器人的特征。依靠手柄一樣的控制器操作，能夠讓醫(yī)生實現(xiàn)對支氣管鏡的完全控制，保證在通過支氣管樹的小區(qū)域時實現(xiàn)精準(zhǔn)的動作。而被動式則是由醫(yī)生直接控制操作內(nèi)窺鏡導(dǎo)管。手術(shù)機器人內(nèi)鏡可以解決內(nèi)鏡操作醫(yī)師長時間工作的疲勞問題以及有效縮短操作醫(yī)生插入過程的培訓(xùn)周期。華創(chuàng)資本生命科學(xué)組投資人盧漢杰表示：“主動式的軟性機器人對于末端控制的精度更高，它可以實現(xiàn)自動的轉(zhuǎn)彎。而電磁導(dǎo)航的導(dǎo)管往往需要預(yù)彎后進(jìn)入。肺部介入手術(shù)機器人是一個系統(tǒng)平臺，而電磁導(dǎo)航更類似于耗材產(chǎn)品。” 除了操作上的不同外，機器人內(nèi)窺鏡產(chǎn)品的肺部導(dǎo)航是實時導(dǎo)航。在肺部模型的建立上，手術(shù)機器人和電磁導(dǎo)航類似，都是通過CT影像建立。在導(dǎo)航定位的技術(shù)上，Auris采用了復(fù)合的定位技術(shù)，結(jié)合了三種不同的導(dǎo)航技術(shù)，電磁學(xué)、光學(xué)模式識別和機器人運動學(xué)數(shù)據(jù)來測量支氣管鏡位置的過程中，并進(jìn)行支氣管鏡檢查的醫(yī)師提供準(zhǔn)確的位置數(shù)據(jù)。如何保持末端剛性成為研發(fā)難點為什么肺部的各種形式的微創(chuàng)介入會受到巨頭的青睞。首先是因為肺部還有著很大的探索空間。同時軟性內(nèi)窺鏡設(shè)備創(chuàng)新滿足臨床術(shù)式的需求，從診斷發(fā)展到治療平臺也是內(nèi)窺鏡行業(yè)發(fā)展的趨勢。所以奧林巴斯、澳華內(nèi)鏡等內(nèi)窺鏡廠家會較為關(guān)注。微創(chuàng)醫(yī)療機器人公司此前也宣布布局了支氣管手術(shù)機器人，并已完成首例機器人輔助支氣管鏡肺泡灌洗術(shù)。微創(chuàng)醫(yī)療還與新加坡NDR Medical Technology（以下簡稱“NDR”）公司達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議并成立在華合資公司，負(fù)責(zé)“NDR”產(chǎn)品在大中華地區(qū)的經(jīng)銷、制造和聯(lián)合研發(fā)?！癗DR”研發(fā)的經(jīng)皮穿刺手術(shù)機器人可應(yīng)用于經(jīng)皮穿刺肺活檢術(shù)和經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)。入局肺部介入手術(shù)機器人領(lǐng)域意味著要解決雙重難題，一方面是涉及內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的研發(fā)，另一方面是關(guān)于手術(shù)機器人系統(tǒng)的研發(fā)。在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的研發(fā)上，內(nèi)窺鏡的研發(fā)涉及許多精密結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工技術(shù)。內(nèi)窺鏡零件尺寸小，薄壁零件多，加工精度要求高，另外需要滿足生物相容性要求，零部件適用材料局限性大。除了硬件的高精密度加工外，在圖像處理上，需要低損失圖像信號傳輸技術(shù)、分光染色技術(shù)和調(diào)光算法，才能呈現(xiàn)低延時、高跟隨、清晰明亮的圖像。在手術(shù)機器人的研發(fā)上，柔性機器人和剛性手術(shù)機器人有很大的不同。柔性手術(shù)機器人有著更高的操作自由度，但也無可避免地導(dǎo)致柔性手術(shù)機器人存在較低的力施加、較差的可控制性和缺乏感測能力。內(nèi)鏡手術(shù)機器人需要在有限體積內(nèi)依靠電機完成高精度的鏡體進(jìn)退、旋轉(zhuǎn)、彎曲，替代醫(yī)生完成插入內(nèi)窺鏡的過程。所以最大的難題在于如何把柔性機械臂做長，同時末端還要保持一定的剛性。只有末端保持一定的剛性，才能保證一定的操作精度和穩(wěn)定性來執(zhí)行外科手術(shù)。同時只有柔性機械臂夠長才能達(dá)到遠(yuǎn)處的手術(shù)目標(biāo)。在完成性能指標(biāo)的同時，電控內(nèi)鏡要保證患者的絕對安全，因此需要設(shè)計完善的安全保障功能，這些功能涉及到一系列微型傳感器的使用和風(fēng)險檢測算法。但值得注意的是，在手術(shù)機器人打造治療平臺并非是疊積木一樣簡單的游戲。底層技術(shù)和平臺首先要足夠堅實，才能夠承載多種治療套件。華創(chuàng)資本生命科學(xué)組投資人盧漢杰認(rèn)為：“以高溫水蒸氣的慢阻肺的介入治療為例，目前國內(nèi)外都有企業(yè)在嘗試開發(fā)組合產(chǎn)品，但想要搭載高溫治療產(chǎn)品，也就要求手術(shù)機器人機械臂是耐高溫的。再以光源為例，如何配置調(diào)光和染色算法，讓圖像呈現(xiàn)的是醫(yī)生熟悉的圖像，即使是出血等復(fù)雜環(huán)境下也能看清楚，也都很重要。所以柔性手術(shù)機器人不是組合拼湊的產(chǎn)品，而是需要從零去表達(dá)系統(tǒng)?！? 最難的是，在完成高性能的研發(fā)的同時還需要控制成本，降低臨床商業(yè)化的難度。手術(shù)機器人的機械臂造價一直不菲，在以往的手術(shù)應(yīng)用中，依然有一部分患者可以支付。但診斷與治療不同，在所有的醫(yī)療體系中，診斷產(chǎn)品要發(fā)揮最大的商業(yè)價值，前提是覆蓋足夠的人群。高價重復(fù)消耗耗材的商業(yè)模式，或許很難適配診斷這一場景。在診斷場景中，如何選擇適合本土醫(yī)療體系的商業(yè)模式也值得思考。目前，強生的Auris肺部診斷機器人面向患者端一次診斷的價格為兩千多美元，對于一次活檢來說不算平價。但美國醫(yī)療體系中由保險付費，商業(yè)保險對于能夠早期發(fā)現(xiàn)疾病的技術(shù)付費意愿較強。在整個醫(yī)療體系中，早篩早診意味著更長的用藥期，所以在醫(yī)療生態(tài)圈中，藥企也是很有動力去推動早診技術(shù)的落地。但國內(nèi)的環(huán)境和國外存在很大的差別，國內(nèi)的醫(yī)療體系由醫(yī)保付費，而醫(yī)保有著不小的控費壓力。手術(shù)機器人這樣高價的產(chǎn)品，能否找到適合的商業(yè)模式，實現(xiàn)在臨床中大規(guī)模的應(yīng)用，目前還是一大難題。未來趨勢：野心不僅僅在于診斷，有機會成為治療平臺從現(xiàn)有的解決方案來看，肺部的支氣管鏡活檢這個功能或許算不上一個很大的市場，規(guī)模也很難撐起一個賽道。為什么包括美敦力、強生、直覺外科這樣的巨頭都愿意躬身入局，因為診斷只是第一步，未來肺部介入產(chǎn)品將有機會成為診斷＋治療平臺，打開肺部介入這一市場。而強生當(dāng)年斥巨資收購的Auris Health，經(jīng)過兩年的發(fā)展，產(chǎn)品形態(tài)和布局也逐漸顯露。原來，強生當(dāng)初收購Auris Health看中的不是手術(shù)機器人這一形態(tài)，也并非是布局手術(shù)機器人這一業(yè)務(wù)，而是看中Auris Health的可以根據(jù)自然腔道延申的柔性機械臂。強生將Auris Health的肺部介入機器人與其收購的另一家NeuWave Medical（2016年3億美元收購）的組織微波消融技術(shù)結(jié)合，在2020年推出了經(jīng)支氣管微波消融產(chǎn)品。這一產(chǎn)品在2020年7月獲得FDA授予的突破性設(shè)備稱號。美敦力也在肺部介入領(lǐng)域推出了CoreCath？2．7S電外科設(shè)備，與柔性支氣管鏡產(chǎn)品結(jié)合，用于在上呼吸道和氣管支氣管樹中切除軟組織阻塞，提供電外科止血功能，并在此類手術(shù)過程中排空手術(shù)煙霧。除此以外，美敦力還在嘗試將superDimension與Emprint消融導(dǎo)管結(jié)合，在肺部展開經(jīng)支氣管鏡的介入消融治療肺癌。目前這一產(chǎn)品尚只獲得CE認(rèn)證。來自中國的一家創(chuàng)業(yè)公司堃博生物也在研發(fā)InterVapor 熱蒸汽治療肺氣腫系統(tǒng)，通過高溫水蒸氣方式治療慢阻肺。各家企業(yè)的布局已經(jīng)顯示了肺部導(dǎo)航＋微創(chuàng)治療的這一產(chǎn)品研發(fā)趨勢。在介入產(chǎn)品上開發(fā)治療產(chǎn)品，不僅延伸了診斷產(chǎn)品的診斷功能，能夠形成1＋N的產(chǎn)品矩陣，最大程度上利用產(chǎn)品價值。無論是電磁導(dǎo)航支氣管鏡（electromagneticnavigation bronchoscopy，ENB），還是肺部介入機器人，目前在臨床上的應(yīng)用都還尚屬早期，在未來10年還需要收集更多的證據(jù)來證實這種技術(shù)的安全有效性。但可以預(yù)見的趨勢是，在未來十年內(nèi)能夠幫助醫(yī)生在肺內(nèi)自由探索的導(dǎo)航式支氣管鏡或者其他形式的引導(dǎo)支氣管鏡，都將受到密切關(guān)注。責(zé)任編輯：xj

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