在烽煙四起的骨科手術(shù)機器人領(lǐng)域，胡磊教授及鑄正機器人如何以技術(shù)搶灘市場份額？
9490天，即將破萬的一個數(shù)字，意味著胡磊教授踏入醫(yī)療機器人領(lǐng)域已近26年。1997年，正在北京航空航天大學機器人研究所任教的胡教授第一次參加“立體定向腦外科機器人系統(tǒng)”研究，從此打開了新世界的大門。
鑄正機器人董事長胡磊教授
懷揣著對新技術(shù)的熱情，胡教授作為項目負責人或主要參加人員，參與了二十余項醫(yī)療機器人863課題的研究以及工程項目的產(chǎn)品研發(fā)工作，科研成果轉(zhuǎn)讓給多家知名機器人公司。據(jù)不完全統(tǒng)計，胡教授共發(fā)表學術(shù)論文136篇，其中SCI論文22篇。
2016年，機緣巧合之下，他做了一個很重要的戰(zhàn)略選擇：成立鑄正機器人，從研究者走向創(chuàng)業(yè)者。
這一年，醫(yī)療機器人行業(yè)風起云涌。從政策端而言，國家工業(yè)和信息化部、發(fā)改委、財政部等三部委聯(lián)合印發(fā)了《機器人產(chǎn)業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃》，提出開展手術(shù)機器人在三甲醫(yī)院智能手術(shù)中心的試點示范；產(chǎn)業(yè)端蓄勢待發(fā)。同樣也是這一年，骨科手術(shù)機器人海外投資額增長超300%，總投資達到13.6億美元。
從細分賽道來看，骨科手術(shù)機器人可以分為關(guān)節(jié)手術(shù)機器人、脊柱手術(shù)機器人和創(chuàng)傷手術(shù)機器人。鑄正選擇了脊柱外科領(lǐng)域，歷經(jīng)5年研發(fā)，骨科鉆孔調(diào)節(jié)定位器佐航100與脊柱外科手術(shù)導航定位設(shè)備佐航300相繼獲批，新研發(fā)的自主識切椎板減壓機器人已完成動物、標本試驗。產(chǎn)品矩陣逐步豐富，實現(xiàn)了從科研到產(chǎn)業(yè)化的突破。
資深學者加持，外界不免好奇——在烽煙四起的骨科手術(shù)機器人領(lǐng)域，胡教授及鑄正機器人如何以技術(shù)搶灘市場份額？
“北航機器人研究所的一大特點就是出發(fā)點較為特別?！焙淌谙騼|歐大健康介紹，北航更多是用技術(shù)去解決臨床上復雜的問題。從1996至今，研究所每做一個技術(shù)都是以解決臨床問題為目的，這也為后來的科研成果轉(zhuǎn)化奠定了堅實基礎(chǔ)。
胡教授的研究覆蓋醫(yī)療機器人集成與應(yīng)用、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、機電項目技術(shù)集成、機械制造、工程項目的系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計等。
作為國內(nèi)醫(yī)療機器人的先驅(qū)者，他曾在2006年參加了國家“十一五”支撐項目“圖像引導下外科手術(shù)導航系統(tǒng)研究”課題的研究，為中國手術(shù)導航系統(tǒng)積基樹本。2011年至2013年，他更是作為主要研究人員參與國家科技支撐計劃課題“骨創(chuàng)傷智能化微創(chuàng)手術(shù)裝備共性技術(shù)研究及核心部件開發(fā)”等項目。腦外、骨科、中醫(yī)、口腔、運動功能等醫(yī)用機器人領(lǐng)域，胡教授均有豐富的研發(fā)經(jīng)驗。
憑借大量基礎(chǔ)科學研究，胡教授的“基于影像導航和機器人技術(shù)的智能骨科手術(shù)體系建立及臨床應(yīng)用”、“遠程無框架腦外科機器人系統(tǒng)”項目分別于2008年、2015年獲得國家科學技術(shù)進步二等獎。值得注意的是，國家科學技術(shù)進步獎為國務(wù)院設(shè)立的國家科學技術(shù)獎五大獎項之一，含金量頗高。此外，胡教授還攬獲北京市科學技術(shù)一等獎、機械工業(yè)科學技術(shù)一等獎、武警部隊科技進步一等獎等獎項。諸多榮譽加身，讓胡教授成為醫(yī)療機器人領(lǐng)域極其耀眼的存在。
而他參加的眾多科研項目也成了“聚寶盆”，研發(fā)成果不斷轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，進入商業(yè)化使用。隨著資本、技術(shù)、市場驅(qū)動，一場關(guān)于骨科手術(shù)機器人的“淘金熱”徐徐啟幕，許多知名學者攜科研成果投向了這片廣闊天地。
“我從事研究工作幾十年，也想做一些產(chǎn)業(yè)化工作，更好賦能醫(yī)療。當時恰逢一個國家項目要求成果須有產(chǎn)業(yè)化，在相關(guān)機構(gòu)幫助下，我們于2016年創(chuàng)立鑄正機器人?！焙淌阪告傅纴?，就這樣，鑄正機器人于2016年11月11日成立，落戶蘇州醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
對于這位新晉創(chuàng)業(yè)者而言，當時最緊要的問題是——選擇骨科手術(shù)機器人哪個細分領(lǐng)域，以多年技術(shù)積累搶占競爭優(yōu)勢？
脊柱手術(shù)機器人吸引了胡教授的目光。從底層邏輯而言，評估手術(shù)機器人最重要的維度之一就是臨床獲益程度，而脊柱手術(shù)精準化的核心需求恰巧支撐了此類手術(shù)機器人的發(fā)展。
脊柱外科手術(shù)往往需植入椎弓根螺釘、鋼板等器械，以便進行椎間融合。但手術(shù)區(qū)域接近脊髓與神經(jīng)根，徒手植入極易引起椎弓根損傷，螺釘移位也可能造成神經(jīng)血管損傷、硬膜囊損傷等。術(shù)中為觀察椎弓根螺釘及鋼板植入準確性，還需進行大量的X線透視。種種特性導致脊柱手術(shù)時間較長、精度不高、外科醫(yī)生工作負荷較大且需經(jīng)受大量輻射。
在胡教授看來，精確置入椎弓根螺釘?shù)摹皠傂琛笨梢源龠M手術(shù)機器人蓬勃發(fā)展。當時，他已敏銳察覺到脊柱手術(shù)量會繼續(xù)增加。
后來的數(shù)據(jù)驗證了他的判斷，據(jù)Life science intelligence統(tǒng)計，2018年國內(nèi)骨科手術(shù)量為966萬，為第三大外科術(shù)式，其中脊柱手術(shù)量達到206.5萬例，待手術(shù)患者1000萬+，需求巨大。但目前國內(nèi)手術(shù)醫(yī)生不足5萬，面臨巨大缺口。
與此同時，政策也在為手術(shù)機器人賽道“加火”。據(jù)億歐智庫不完全統(tǒng)計，政府陸續(xù)出臺13條政策，通過各種方式推動手術(shù)機器人的發(fā)展。
鑒于此，鑄正機器人圍繞脊柱臨床應(yīng)用進行了多個原創(chuàng)性外科機器人系統(tǒng)開發(fā)，打造了一系列數(shù)字化、智能化、微創(chuàng)化骨科解決方案。2017年，其完成第一代佐航產(chǎn)品型式檢驗。2022年，鑄正機器人研發(fā)的佐航300獲批國家藥品監(jiān)督管理局NMPA三類證。
佐航300為目前國內(nèi)第三家獲得NMPA三類證脊柱手術(shù)機器人，是國內(nèi)已上市脊柱手術(shù)機器人中唯一使用直觀定位的機器人產(chǎn)品，也是目前全球唯一支持在局麻下進行手術(shù)的骨科機器人，顯著降低患者麻醉風險。
佐航300
它采用雙圓環(huán)定位方法，主要適用于以腰椎間盤突出癥、腰椎管狹窄癥、腰椎滑脫癥為主的退變性脊柱疾病和以壓縮性骨折為代表的脊柱創(chuàng)傷，在術(shù)中追蹤和定位手術(shù)目標。多例臨床試驗已明顯驗證佐航300提升手術(shù)效率與效果的功效性。
在專心破解脊柱外科難題的同時，鑄正機器人也在構(gòu)筑自己的專利壁壘，目前蘇州北京兩地已授權(quán)和正在申請的專利達上百項。隨著研究深入，這一數(shù)字預計將會持續(xù)增長。
對于手術(shù)機器人公司而言，技術(shù)壁壘無疑是業(yè)內(nèi)最關(guān)注的問題之一。擁有獨到的技術(shù)，且具備專利保護，則可以助推企業(yè)在骨科機器人混戰(zhàn)時代占得一席之地。而鑄正機器人的壁壘之一就是全球獨一的直觀定位技術(shù)。
以往，骨科手術(shù)導航多依據(jù)患者CT影像等信息進行3D模型重建，進而虛擬出手術(shù)規(guī)劃路徑。鑄正機器人獨辟蹊徑，首創(chuàng)直觀圖像定位方法。它形成顯示手術(shù)路徑與周邊危險區(qū)域關(guān)系的直觀圖，在不改變醫(yī)生原有手術(shù)習慣的同時，實現(xiàn)了他們用雙眼驗證定位準確性的可能。
從手術(shù)過程來看，經(jīng)椎弓根內(nèi)固定手術(shù)的關(guān)鍵是掌握好進針點及進針角度。鑄正機器人通過C臂上安裝的激光靶向定位器投影出椎弓根輪廓的中心點，通過自研耗材雙圓環(huán)，應(yīng)用三點一線的原理，計算椎弓根的入針路徑。當定位完成后，驗證入針點位置投影落在最內(nèi)側(cè)小圓環(huán)內(nèi)，不超出小圓環(huán)邊界標志，即可確認精準定位已經(jīng)完成。這種方式保證了進針點在椎弓根范圍內(nèi)，不傷及周圍遍布的神經(jīng)、血管以及臟器。
胡教授指出，依據(jù)患者信息重構(gòu)的虛擬圖像，在實際操作中可能會出現(xiàn)偏差。當骨釘進入人體，由于患者術(shù)中呼吸和體位變動，極易增加漂移風險。即便技術(shù)更迭數(shù)十載，傳統(tǒng)虛擬導航技術(shù)無法識別和消除與真實手術(shù)環(huán)節(jié)之間的差異。與之不同的是，直觀圖像更能恢復醫(yī)生對手術(shù)的直觀感受，讓他們所見即所得，使手術(shù)過程更流暢。
而鑄正機器人支持在局麻下進行手術(shù)這一特點，則是醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的。先前在脊柱手術(shù)過程中，為了避免患者移動，一般采用全麻術(shù)式。直觀圖像則打破了這一掣肘，讓患者可以在清醒狀態(tài)中接受脊柱手術(shù)?！笆褂弥庇^圖像，醫(yī)生能實時看到患者椎弓根通道制備的安全性。”胡教授補充道，這是直觀圖像不斷延伸的優(yōu)勢之一。
用二維的直觀圖像，實現(xiàn)三維的空間定位聽起來也許比較簡單，但做到安全性、穩(wěn)定性、可用性則有很高的技術(shù)壁壘。鑄正機器人的直觀圖像從2006年就已開始研發(fā)，期間不斷進行完善，才能達到如今的臨床效果。
產(chǎn)品是技術(shù)的載體，專注于底層創(chuàng)新的創(chuàng)業(yè)者會給手術(shù)機器人領(lǐng)域帶來更大的變革。深耕骨科機器人領(lǐng)域長達25年的胡教授，專業(yè)技術(shù)積累、行業(yè)認知已非常人所及，其能否帶領(lǐng)鑄正機器人打造骨科領(lǐng)域中的“達芬奇”，讓我們拭目以待。
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