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制霸手术机器人行业二十年,医疗领域特斯拉如何炼成?

2020-10-11 11:41
动脉网
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医疗器械的投融资中,很难找出第二个像如今的手术机器人这样的火热的领域。

根据动脉网统计,仅仅在9月一个月内,手术机器人领域就发生了5笔融资,融资金额都过亿元,最高的融资金额达到30亿元。出手的投资机构包括高瓴、百度、复星医药等国内知名基金。

近期融资.png

数据来自:动脉橙数据库

无疑,大家都希望投出一个国产的“达芬奇手术机器人”,找到在中国土地上长出的Intuitive surgical,也就是制造出达芬奇手术机器人的公司。Intuitive surgical被称为是医疗领域特斯拉。在2000年Intuitive刚上市时每股仅有9美元,如今它的股价已超700美元股。

可以说也是Intuitive surgical超过800亿美元的市值撑起了对国内手术机器人行业空间的想象。

目前,虽然手术机器人领域全面开花,有着广泛的应用术种,也有美敦力、波士顿科学等巨头和新生代玩家不断入场,但以产品应用范围来看,目前还没有哪一家企业称得上“第二个达芬奇”。

Intuitive surgical何以成为医疗领域特斯拉,颠覆并领跑行业数年?动脉网进行了梳理。

创始人背后的手术机器人帝国

达芬奇手术机器人系统的辉煌离不开Intuitive surgical创始人之一弗雷德里克·莫尔(FredericH. Moll)。

在许多产业发展历程中,都会出现一个天才型的人物降生让行业重生,就如乔布斯于手机行业,也正如Intuitive surgical创始人莫尔对于医疗器械行业。在手术机器人这一产品诞生之前,医疗器械行业的创新以改良式创新为主。以影像设备为例,虽然影像设备正在变得更加智能和高效,但最早的CT机、X射线设备和现有最新一代的影像设备在原理上并没有太大的区别。而手术机器人不同,它是一个全新的概念和产品,完全不同于传统的改良式创新。

正如很多颠覆式创新都诞生于跨学科背景的人一样,莫尔出身医学世家,父母都是儿科医生,莫尔本身也攻读医学博士,但他并非一心向医,在攻读医学博士的过程中,他曾在大学主修经济学,获得了加州大学伯克利分校文学学士学位,后续继续学医,进入华盛顿大学攻读医学博士学位。

莫尔创立Intuitive surgical不是被使用机器人的愿望所驱使, 而是被降低手术侵入性的愿望所驱使。

1980年,莫尔还曾在西雅图的弗吉尼亚梅森医疗中心驻院实习,作为一名实习医师,莫尔亲眼目睹了开放式的外科手术,手术切口大,患者面临更多风险。莫尔回忆道:“如此巨大的伤口给我留下了深刻的影响,我感觉它过时了。”

志不在只做一位医生的莫尔,离开了西雅图,前往硅谷,开始了医疗器械创业之路。

在创立Intuitive surgical之前,莫尔曾参与创立过多家医疗器械企业。包括腹腔手术器械企业Endotherapeutics(后被US Surgical收购)和Origin MedSystem。这些经历无形中都为莫尔创立Intuitive surgical打下基础。

达芬奇手术机器人的最初的研究是在非营利的研究机构SRI国际进行。1990年,SRI从国家卫生研究院获得资金,开始研发一个原型手术机器人手术系统。这个研究引起来国防高级研究计划局(DARPA)的兴趣,因为它的潜力有可能允许外科医生对战场上受伤的士兵进行远程操作。

1994年,莫尔博士开始对SRI系统感兴趣,虽然当时莫尔博士曾将这一技术告知给当时的雇主,但当时的雇主拒绝了他的提议。

1995年,莫尔博士遇到了Intuitive surgical另一位创始人,John Freund。当时,他正从美国超声巨头Acuson公司(2001年被西门子并购)辞去副总裁一职。John Freund判了收购SRI知识产权的选择权,并注册了一家新公司,他将其命名为"Intuitive surgical"。

Intuitive surgical最初的商业计划书由John Freund、莫尔、Robert Younge三人撰写,三人也筹措到最初的风险资本。早期的投资者包括Mayfield Fund、Sierra Ventures、 Morgan Stanley。

不过,在Intuitive surgical成立的时代,手术机器人并不是只有Intuitive surgical一家在研发。80年代,斯坦福研究院和NASA背景的ComputerMotion也在尝试开发手术机器人,但最后达芬奇手术机器人成为最后的赢家。

莫尔认为机器人的最大价值是,它们能够使普通外科医生的表现与世界级的外科医生一样。

莫尔对于手术机器人行业的影响不止是创立了Intuitive surgical,全球多家手术机器人企业创始人团队和董事团队都有他的身影。从上世纪80年代开始涉足手术机器人这一领域以来,莫尔不仅创造了手术机器人领域的霸主Intuitive surgical,同时还建立起一个手术机器人帝国。

2009年,莫尔创立了支气管镜手术机器人Auris Health,这家公司2019年被强生以34亿美元收购。莫尔还是手术机器人企业Mako(2013年被史赛克16.8亿美元收购)、RefleXion等公司的董事会成员。

在手术机器人领域做创新,你可以不模仿达芬奇手术机器人,但是也很难不追随莫尔的步伐。

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莫尔创立的医疗器械企业

制霸市场20年,达芬奇机器人什么最能打

Intuitive surgical成立于1995年,但真正的高光时刻是在2000年后。2000年前,Intuitive surgical也经历了和竞争对手ComputerMotion长达五年的专利诉讼。直到2003年,两败俱伤的两家公司决定合并。此后,Intuitive surgical的销售和利润开始飙升。

在早期,Intuitive surgical只有达芬奇手术机器人一款产品,但如今Intuitive surgical已经建立起手术机器人产品矩阵,拥有多个产品类型,覆盖手术到诊断,意图建立起多个增长极。

最早的达芬奇手术机器人在2000年获批,目前Intuitive surgical已经成功商业化了四代达芬奇手术系统,形成了达芬奇手术系统家族,包括四代产品da vinci X、da vinci Xi、da vinci SP手术系统以及前三代的达芬奇手术系统。

Intuitive surgical最吸金的达芬奇手术系统由六大部分组成。

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达芬奇手术系统 图源:Intuitive surgical官网

首先是外科医生控制台,控制台可以让外科医生舒适地坐在椅子上通过观看3D图像完成手术,外科医生的手指抓握器在显示屏的下方。达芬奇手术系统通过电子软件、算法和力学系统将外科医生的手部动作精准实时地转化为固定在患者体内的手术器械的操作。

第二部分是病人床旁的手推车。车上装载着机械臂,机械臂负责操作病人体内的设备,最多可以装载4条机械臂。有两只机械臂负责操作病人内部的手术器械,一只好比医生的左手,一只好比医生的右手。第三只机械臂放置内窥镜,以便外科医生能够轻松移动、缩放和旋转视野。第四只机械臂能够让医生添加手术器械,操作额外的任务,从而拓展了外科医生的能力。

达芬奇SP单孔手术机器人系统已经实现了只有一个机械臂,它在单臂上集成了三个自由活动度的手术器械,以及达芬奇手术系统第一个实现了完全弯曲的3DHD相机。手术器械和相机都是通过同一个套管出现,并在解剖目标周围进行三角剖分,以免在狭窄的外科工作空间内发生外部仪器碰撞。

第三个重要组成部分是3DHD视觉系统,3DHD视觉系统包括Insite3D内窥镜,两个独立的视觉通道通过高性能摄像机和专门的图像处理硬件连接到两个单独的彩色显示器,得到的3DHD图像具有高分辨率、高对比度、低闪烁等特点。3DHD视觉系统中的数字变焦功能可以让外科医生在不调整内窥镜位置下获得最佳视野,从而减少内窥镜和仪器间的干扰。

除了医生控制台、床旁系统和视觉系统,达芬奇手术系统还包括手术技能培训器、综合桌面系统和荧光成像系统。

手术技能培训器是一个实践工具,让用户有机会练习技能,培训模拟器基于物理的计算机模拟技术,让用户沉浸在虚拟环境中,熟悉外科医生控制台。在使用完成后,模拟器还会提供基于各种特定任务的操作进行定量评估。

荧光成像系统结合了荧光染料和专门的达芬奇相机、内窥镜和以激光为基础的照明器,能够使外科医生识别血管、组织灌注或者组织表面的三维胆管,以可视化关键的解剖结构。通常应用于泌尿科、妇科和普通外科。

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