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制霸手術機器人行業(yè)二十年,醫(yī)療領域特斯拉如何煉成?

2020-10-11 11:41
動脈網(wǎng)
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醫(yī)療器械的投融資中,很難找出第二個像如今的手術機器人這樣的火熱的領域。

根據(jù)動脈網(wǎng)統(tǒng)計,僅僅在9月一個月內(nèi),手術機器人領域就發(fā)生了5筆融資,融資金額都過億元,最高的融資金額達到30億元。出手的投資機構包括高瓴、百度、復星醫(yī)藥等國內(nèi)知名基金。

近期融資.png

數(shù)據(jù)來自:動脈橙數(shù)據(jù)庫

無疑,大家都希望投出一個國產(chǎn)的“達芬奇手術機器人”,找到在中國土地上長出的Intuitive surgical,也就是制造出達芬奇手術機器人的公司。Intuitive surgical被稱為是醫(yī)療領域特斯拉。在2000年Intuitive剛上市時每股僅有9美元,如今它的股價已超700美元股。

可以說也是Intuitive surgical超過800億美元的市值撐起了對國內(nèi)手術機器人行業(yè)空間的想象。

目前,雖然手術機器人領域全面開花,有著廣泛的應用術種,也有美敦力、波士頓科學等巨頭和新生代玩家不斷入場,但以產(chǎn)品應用范圍來看,目前還沒有哪一家企業(yè)稱得上“第二個達芬奇”。

Intuitive surgical何以成為醫(yī)療領域特斯拉,顛覆并領跑行業(yè)數(shù)年?動脈網(wǎng)進行了梳理。

創(chuàng)始人背后的手術機器人帝國

達芬奇手術機器人系統(tǒng)的輝煌離不開Intuitive surgical創(chuàng)始人之一弗雷德里克·莫爾(FredericH. Moll)。

在許多產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中,都會出現(xiàn)一個天才型的人物降生讓行業(yè)重生,就如喬布斯于手機行業(yè),也正如Intuitive surgical創(chuàng)始人莫爾對于醫(yī)療器械行業(yè)。在手術機器人這一產(chǎn)品誕生之前,醫(yī)療器械行業(yè)的創(chuàng)新以改良式創(chuàng)新為主。以影像設備為例,雖然影像設備正在變得更加智能和高效,但最早的CT機、X射線設備和現(xiàn)有最新一代的影像設備在原理上并沒有太大的區(qū)別。而手術機器人不同,它是一個全新的概念和產(chǎn)品,完全不同于傳統(tǒng)的改良式創(chuàng)新。

正如很多顛覆式創(chuàng)新都誕生于跨學科背景的人一樣,莫爾出身醫(yī)學世家,父母都是兒科醫(yī)生,莫爾本身也攻讀醫(yī)學博士,但他并非一心向醫(yī),在攻讀醫(yī)學博士的過程中,他曾在大學主修經(jīng)濟學,獲得了加州大學伯克利分校文學學士學位,后續(xù)繼續(xù)學醫(yī),進入華盛頓大學攻讀醫(yī)學博士學位。

莫爾創(chuàng)立Intuitive surgical不是被使用機器人的愿望所驅使, 而是被降低手術侵入性的愿望所驅使。

1980年,莫爾還曾在西雅圖的弗吉尼亞梅森醫(yī)療中心駐院實習,作為一名實習醫(yī)師,莫爾親眼目睹了開放式的外科手術,手術切口大,患者面臨更多風險。莫爾回憶道:“如此巨大的傷口給我留下了深刻的影響,我感覺它過時了。”

志不在只做一位醫(yī)生的莫爾,離開了西雅圖,前往硅谷,開始了醫(yī)療器械創(chuàng)業(yè)之路。

在創(chuàng)立Intuitive surgical之前,莫爾曾參與創(chuàng)立過多家醫(yī)療器械企業(yè)。包括腹腔手術器械企業(yè)Endotherapeutics(后被US Surgical收購)和Origin MedSystem。這些經(jīng)歷無形中都為莫爾創(chuàng)立Intuitive surgical打下基礎。

達芬奇手術機器人的最初的研究是在非營利的研究機構SRI國際進行。1990年,SRI從國家衛(wèi)生研究院獲得資金,開始研發(fā)一個原型手術機器人手術系統(tǒng)。這個研究引起來國防高級研究計劃局(DARPA)的興趣,因為它的潛力有可能允許外科醫(yī)生對戰(zhàn)場上受傷的士兵進行遠程操作。

1994年,莫爾博士開始對SRI系統(tǒng)感興趣,雖然當時莫爾博士曾將這一技術告知給當時的雇主,但當時的雇主拒絕了他的提議。

1995年,莫爾博士遇到了Intuitive surgical另一位創(chuàng)始人,John Freund。當時,他正從美國超聲巨頭Acuson公司(2001年被西門子并購)辭去副總裁一職。John Freund判了收購SRI知識產(chǎn)權的選擇權,并注冊了一家新公司,他將其命名為"Intuitive surgical"。

Intuitive surgical最初的商業(yè)計劃書由John Freund、莫爾、Robert Younge三人撰寫,三人也籌措到最初的風險資本。早期的投資者包括Mayfield Fund、Sierra Ventures、 Morgan Stanley。

不過,在Intuitive surgical成立的時代,手術機器人并不是只有Intuitive surgical一家在研發(fā)。80年代,斯坦福研究院和NASA背景的ComputerMotion也在嘗試開發(fā)手術機器人,但最后達芬奇手術機器人成為最后的贏家。

莫爾認為機器人的最大價值是,它們能夠使普通外科醫(yī)生的表現(xiàn)與世界級的外科醫(yī)生一樣。

莫爾對于手術機器人行業(yè)的影響不止是創(chuàng)立了Intuitive surgical,全球多家手術機器人企業(yè)創(chuàng)始人團隊和董事團隊都有他的身影。從上世紀80年代開始涉足手術機器人這一領域以來,莫爾不僅創(chuàng)造了手術機器人領域的霸主Intuitive surgical,同時還建立起一個手術機器人帝國。

2009年,莫爾創(chuàng)立了支氣管鏡手術機器人Auris Health,這家公司2019年被強生以34億美元收購。莫爾還是手術機器人企業(yè)Mako(2013年被史賽克16.8億美元收購)、RefleXion等公司的董事會成員。

在手術機器人領域做創(chuàng)新,你可以不模仿達芬奇手術機器人,但是也很難不追隨莫爾的步伐。

創(chuàng)立公司列表11.png

莫爾創(chuàng)立的醫(yī)療器械企業(yè)

制霸市場20年,達芬奇機器人什么最能打

Intuitive surgical成立于1995年,但真正的高光時刻是在2000年后。2000年前,Intuitive surgical也經(jīng)歷了和競爭對手ComputerMotion長達五年的專利訴訟。直到2003年,兩敗俱傷的兩家公司決定合并。此后,Intuitive surgical的銷售和利潤開始飆升。

在早期,Intuitive surgical只有達芬奇手術機器人一款產(chǎn)品,但如今Intuitive surgical已經(jīng)建立起手術機器人產(chǎn)品矩陣,擁有多個產(chǎn)品類型,覆蓋手術到診斷,意圖建立起多個增長極。

最早的達芬奇手術機器人在2000年獲批,目前Intuitive surgical已經(jīng)成功商業(yè)化了四代達芬奇手術系統(tǒng),形成了達芬奇手術系統(tǒng)家族,包括四代產(chǎn)品da vinci X、da vinci Xi、da vinci SP手術系統(tǒng)以及前三代的達芬奇手術系統(tǒng)。

Intuitive surgical最吸金的達芬奇手術系統(tǒng)由六大部分組成。

圖片2.png

達芬奇手術系統(tǒng) 圖源:Intuitive surgical官網(wǎng)

首先是外科醫(yī)生控制臺,控制臺可以讓外科醫(yī)生舒適地坐在椅子上通過觀看3D圖像完成手術,外科醫(yī)生的手指抓握器在顯示屏的下方。達芬奇手術系統(tǒng)通過電子軟件、算法和力學系統(tǒng)將外科醫(yī)生的手部動作精準實時地轉化為固定在患者體內(nèi)的手術器械的操作。

第二部分是病人床旁的手推車。車上裝載著機械臂,機械臂負責操作病人體內(nèi)的設備,最多可以裝載4條機械臂。有兩只機械臂負責操作病人內(nèi)部的手術器械,一只好比醫(yī)生的左手,一只好比醫(yī)生的右手。第三只機械臂放置內(nèi)窺鏡,以便外科醫(yī)生能夠輕松移動、縮放和旋轉視野。第四只機械臂能夠讓醫(yī)生添加手術器械,操作額外的任務,從而拓展了外科醫(yī)生的能力。

達芬奇SP單孔手術機器人系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了只有一個機械臂,它在單臂上集成了三個自由活動度的手術器械,以及達芬奇手術系統(tǒng)第一個實現(xiàn)了完全彎曲的3DHD相機。手術器械和相機都是通過同一個套管出現(xiàn),并在解剖目標周圍進行三角剖分,以免在狹窄的外科工作空間內(nèi)發(fā)生外部儀器碰撞。

第三個重要組成部分是3DHD視覺系統(tǒng),3DHD視覺系統(tǒng)包括Insite3D內(nèi)窺鏡,兩個獨立的視覺通道通過高性能攝像機和專門的圖像處理硬件連接到兩個單獨的彩色顯示器,得到的3DHD圖像具有高分辨率、高對比度、低閃爍等特點。3DHD視覺系統(tǒng)中的數(shù)字變焦功能可以讓外科醫(yī)生在不調(diào)整內(nèi)窺鏡位置下獲得最佳視野,從而減少內(nèi)窺鏡和儀器間的干擾。

除了醫(yī)生控制臺、床旁系統(tǒng)和視覺系統(tǒng),達芬奇手術系統(tǒng)還包括手術技能培訓器、綜合桌面系統(tǒng)和熒光成像系統(tǒng)。

手術技能培訓器是一個實踐工具,讓用戶有機會練習技能,培訓模擬器基于物理的計算機模擬技術,讓用戶沉浸在虛擬環(huán)境中,熟悉外科醫(yī)生控制臺。在使用完成后,模擬器還會提供基于各種特定任務的操作進行定量評估。

熒光成像系統(tǒng)結合了熒光染料和專門的達芬奇相機、內(nèi)窺鏡和以激光為基礎的照明器,能夠使外科醫(yī)生識別血管、組織灌注或者組織表面的三維膽管,以可視化關鍵的解剖結構。通常應用于泌尿科、婦科和普通外科。

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