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道彤投资年会中杨广中院士对话刘建民教授

2022-01-20 16:49 
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2021年12月3日,道彤投资以“医道彤行,厚积薄发”的主题举办了2021年度合伙人年会。

在本次年会上, 英国皇家工程院院士、上海交通大学生物医学工程学院院长杨广中和 海军军医大学附属长海医院临床神经医学中心主任刘建民就“血管介入手术机器人”开展了一场对话,道彤投资副总裁蔡婉妮主持了这场对话。

前者是手术机器人领域全球知名科学家,后者是神经介入领域的顶尖临床专家,两位在各自的专业领域均做出了不菲的成绩,他们的对话又会碰撞出哪些火花呢?动脉网就现场资料整理如下。

  道彤投资年会现场图 (左起依次为:蔡婉妮、杨广中、刘建民)

手术机器人历经四次迭代,提高医疗同质化水平

主持人:从技术的角度,杨院士如何看待手术机器人的发展,中国手术机器人是否具备了进入发展快车道的要素?

杨广中:在回答问题之前,我先回顾一下手术机器人的发展历程。 到现在为止,手术机器人共经历了四次迭代。

第一代手术机器人实际上就是改造的工业臂,只能做定位、切割等操作。但医生做手术并不是一个简单的切割和导航的问题,这就催生了第二代的手术机器人,以达芬奇、宙斯系统为代表。第二代手术机器人是一款普外的手术机器人,主要解决临床微创手术的三个痛点——第一,眼睛跟手之间的同轴;第二,三维视觉;第三,同时进行运动、视觉放大、除颤等功能。

在解决微创手术痛点的过程中,手术机器人也找到了比较好的临床应用场景,如泌尿外科等。在医院内做手术的话,不同科室之间的差别非常大。一台手术机器人想要在各个科室里使用,要满足不同的临床适应症。因此,第三代的手术机器人是专科手术机器人。

现在,我们看见的是第四代手术机器人,如达芬奇SP系统等。这代手术机器人把术前术中的影像融合、荧光成像等一系列功能结合起来,使得它在手术当中能看得见、看得远,操作更精准。从科研的角度来看,我们正在研发第五代手术机器人,要做到体积更小、操作更精准,实现更早期的介入。

如果我们想要占领国内市场,并把手术机器人产品推广到国外去,那我们一定要有自己的硬核科技。Me-too的模式在短期内会产生一定的效应,但如果企业想要产品落地、占领市场,还是要建立自己的技术优势。这样国产品牌能在任何形势下推广到国际市场,整个中国医疗器械领域的格局一下就做上去了。

刘建民:手术机器人已经广泛应用于临床。现在,手术机器人逐步发展到腔镜手术机器人、血管介入手术机器人,未来会有在磁共振、CT下操作的手术机器人。通过X线、磁共振成像、 DSA等多种影像技术,我们能使外科手术、介入手术的操作更精准。

手术机器人一定是临床医学发展的一个重要方向。因为医生的培养过程很长,医院间的水平相差也大,所以不管是在我国还是在全世界,医疗同质化水平都是非常低的。医生经验越多,操作就越精准、越稳。大家都想到大医院,找好医生开刀。

手术机器人能在短时间内提高医疗的同质化水平。医生不会再犯低级的错误,即便经过短暂的学习,也能达到一个稳定的水平,大幅度提高整个手术的安全性。

全国各地医疗水平之间的差异会永远存在。 手术机器人还可以实现远程操控,迅速拉平地域之间的医疗水平差距。所以,我认为手术机器人在临床上具有非常广泛的应用场景。只是在不同的领域,进展不一样。在介入医学领域,我相信会迎来一个非常大的发展。

血管介入手术机器人要满足微传感、微操作,尊重手术流程

主持人:全球范围内,很少有企业开发神经介入手术机器人。从临床的角度来看,您认为一台好的脑血管机器人应该具备哪些功能,或者您有一个关于脑血管机器人的画像吗?

刘建民:我心里的画像就是杨院士提出的第五代手术机器人。

介入手术治疗已经成为临床非常重要的一个方向。 通过腔道进行手术,成为临床医学在过去20年以来最大的一个进展,把巨创手术变成微创手术。但在血管介入手术中,医生要在X射线工作,手术时间长、强度大,同时医生的训练时间很长,医学同质化水平很低。

介入手术机器人首先要 安全,正如刚才有位创始人所讲,所有医学的创新,安全是第一位的。介入机器人要更精细、精准,能实现亚毫米级的操作,比医生用手操作更安全。其次,手术机器人要操作 便捷。现有的血管介入手术机器人已能够满足进、退、旋转、释放等基本需求,但它非常笨拙,操作起来很复杂,在手术过程中需要不断切换人工、机器。最后是手术机器人的 效果,这与前两点是密切相关的。

按照杨院士刚才提出的机器人分代标准,我觉得介入手术机器人可能刚进入第二代,但是它的发展会非常迅速。

我们需要不断优化血管介入机器人,主要有两个方向——其一是 手术机器人的感知和反馈能力,机器人要能够感知到医生施加的力度,不管是旋转的力还是进退的力,并反馈相关数据,自动识别危险;其二是 要把介入手术机器人和医生现有的手术平台融合,实现小型化、简便化、一体化,让医生更容易接受机器人技术。

主持人:血管介入手术机器人需要在哪些方面创新,我们现有的技术是否具备这个条件?

杨广中:血管介入手术机器人的创新,一在于 微传感,在神经介入手术中,医生进行旋转、前进操作,这个过程的手感需要很长时间才能体会,如果手术机器人掌握了这样的传感与感知能力,就能从简单的机械成为真正的智能机器人;二在于 微操作,我们更希望手术机器人实现微米级的操作,这样就能超出人手的功能,避免颤抖等操作引发的血管创伤。

从技术层面,这些创新我们都可以做。现在我们在构造手术机器人系统时,往往忽略了一个重点,就是要 尊重常规手术的流程。无论公司在技术层面做了多少新的探索,但如果手术机器人产品不符合医生的使用习惯、手术流程,就注定会失败。因此,在设计手术机器人时还要考虑到人体工程学。

而且,血管介入机器人并不是说从头到尾都能用,今后可能只是在手术中几个重要的环节使用,其它的环节按照常规流程操作就好。

除了要满足微传感、微操作、人体工程学设计,尊重手术流程外,手术机器人企业还需要思考怎样利用手术机器人达到传统手术达不到的功能,如放大医生触觉、提供穿透性视觉等。在血管介入机器人领域,还有很多创新点待挖掘。

新一代手术机器人创新的关键在原材料,整合驱动、传感等多种功能

主持人:从技术到产品,再到工业化生产,这之间会涉及到成本、量产的问题。您认为当下的供应链或制造技术能够生产出我们想要的血管介入手术机器人吗?

杨广中:我们如何在提高产品性能的同时,把产品的成本做下来,关键在材料。谈到传统手术机器人,大家会想到马达、齿轮,而 对新一代的手术机器人来说,更关键的技术在材料。

新材料需要满足自主驱动、传感和一定的计算功能,这样多功能合一的材料制造而成的导丝就是一个智能导丝。而且,我们还可以把生物光子学的一系列技术结合在材料里面,这样我们不仅能在外面看,或许还可以直接看见细胞,这样就超越了人的功能。

比如我们正在研发的纤维机器人,整个生产工艺非常复杂,但最后成型的产品集传感、驱动、影像为一体,而且成本非常低。

我们希望投资者在看手术机器人赛道时,多看一些从0到1突破的原创产品,少鼓励一些Me-too的东西。我们希望国产品牌能在任何形势下推广到国际市场,把整个中国医疗器械领域的格局一下就做上去了。

刘建民:我们讲到创新,一定要是从0到1才叫创新。手术机器人的创新更多在工程上、设计上, 目前在工程材料上的创新是最重要的。中国和全球其它国家在血管介入手术机器人领域基本是同步的,在材料创新还没有真正出来的时候,我们的创新可能集中在工程、设计、原理上,致力于让临床使用更安全、方便。

我们不要总想着,一旦手术机器人推出,马上就会有多大的市场。在一万个医生中,永远只会有少数医生尝试新东西。但是经过这一部分人在一、两年内的成功应用,之后就会有一大批人跟着使用这款产品。只是这个时间会比较长。

就像显微镜在中国的推广一样,前五年只有几个年轻医生在用,五年之后大量的医生开始使用,十年之后就在国内普及。我想手术机器人的发展也是如此。

手术机器人将推动神经介入发展

主持人:现在有一种说法,神经介入就像二十年前的冠脉介入。刘教授您怎么看神经介入未来的发展,插上手术机器人的翅膀,是否会加速发展进程?

刘建民:神经介入的发展不得不快。在我们国家,心脑血管疾病的死亡人数占到总死亡人数的46%。每天死亡的100个人,46个患有心脑血管疾病,脑血管疾病占到26%,心血管疾病占到了20%。

我们不能分开来讲心血管、脑血管、外周血管疾病,其实这是发生在身体不同部位的同一个疾病,它的预防、治疗、健康管理都是一样的。

神经介入之所以比冠脉介入领域发展慢,一是由于我国影像学的发展,之前医生通过影像看不到神经血管疾病;二是因为神经介入风险更高,医生学习曲线更长。冠脉介入已经普及到县级医疗机构,而神经介入在地市级还没有普及。国家和行业在未来5年内最重要的一件事,就是让60%到80%的县级医院掌握神经介入的基本技术。

到今天为止,其实神经介入的成长速度并不比冠脉介入慢。整个血管介入器械领域在过去20年内快速发展,让神经介入手术变得更简单、安全,缩短医生训练时间。现在神经介入插上手术机器人的翅膀,一定会发展得更快。

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【责任编辑:钟经文】
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