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过去二十年，手术机器人让外科手术发生了翻天覆地的变化，突出的临床效用也让手术机器人在全球收获了巨大的商业回报。据Frost&Sullivan的数据，2015~2020年，全球手术机器人市场规模从30亿美元增加到83.2亿美元，复合增速22.6%，估计到2026年将达到335.9亿美元，复合增速26.2%。除了临床价值和商业价值，手术机器人在医疗产业中也有着引领价值，在国务院印发的印发的《中国制造2025》中被列为需要推动快速发展的产业。手术机器人在国内是科技、产业和投资的热点。但高速发展的手术机器人市场目前完全由达芬奇手术机器人主导。国内虽然不乏企业跟进，也有多家企业获证，但在商业化和影响力上和达芬奇手术机器人相比仍有差距。面临商业化困境的国产手术机器人赛道也被质疑过热。随着行业发展回归理性，和巨头比拼，国产手术机器人将如何弯道超车？动脉网采访了北京术锐创始团队及临床合作专家。腔镜手术机器人在探索中前行 回顾手术机器人的发展历史，在达芬奇手术机器人出现之前，1980年就出现了第一代手术机器人原型。最初的手术机器人为解决医生进行腔镜手术时需要扶镜诞生，手术机器人让医生可以通过踏板控制手术工具。这代手术机器人并没有被市场广泛接受，主要原因是医生一条腿需要支撑身体，另一条腿需要踩踏板控制镜头调整视野，这对于医生体力来说是一个挑战。1998年，第二代手术机器人系统宙斯系统诞生，机械臂集成了手术臂和内窥臂。相比于扶镜手术机器人，宙斯系统的优势在于医生可以坐立操作腹腔镜手术。达芬奇手术机器人则由Intuitive Surgical于1999年研制成功，宙斯手术机器人和达芬奇手术机器人在经过漫长的专利战后整合到一家企业中。在大规模商业化时，这种大大降低了医生疲劳的设计很快得到了认可。有研究表明达芬奇手术机器人的成功有70%归功于医生疲劳度的降低、操作舒适度的提升，30%来自提升了手术操作的精准度和灵活度。在手术机器人发展的二十年中，也不断有新进入者出现。2016年，随着宙斯手术机器人专利到期，包括英国CMR surgical、美敦力Hugo等手术机器人逐渐进入市场，这一类腹腔镜手术机器人和达芬奇手术机器人不同之处是采用分体式的设计，每一个台车上分别带有一个机械臂。这种分体式的设计虽然规避了专利风险，但是也一定程度上牺牲了临床便利性，也尚未成功替代达芬奇手术机器人。到目前，达芬奇多孔腹腔镜手术机器人长期占据超过99%的市场份额。腹腔镜手术机器人发展二十年的缩影，揭示了仅仅靠模仿达芬奇手术机器人，很难真正超越直观外科。经过了黄金二十年，达芬奇手术机器人也开始迎来增长疲态。腹腔镜手术机器人行业迎来转折点。未来腹腔镜手术机器人行业下一个技术转折点在哪里？单孔手术机器人或将成为市场转折点徐凯教授从清华毕业后前往美国留学，彼时，他的导师，医疗机器人之父Russell Taylor教授表示：单孔手术机器人是手术机器人的未来。单孔手术是腹腔镜手术的一种，单孔手术的优点在于仅使用一个皮肤切口，如果使用脐部的单孔手术则几乎不会留下任何疤痕，创伤小、恢复快、美容效果好。但由于传统手动单孔手术中器械之间有互相干扰的“筷子效应”，操作比较困难，因此在没有机器人辅助时，手动单孔手术只能主要应用于比较简单的手术中，如胆囊切除、囊肿开窗等手术。长海医院泌尿外科王林辉教授表示：单孔腹腔镜手术比起多孔腹腔镜手术具有术后疼痛轻、体表美观毁损小、术后恢复快等优势，但单孔腹腔镜手术医生的操作难度极高，囿于器械的限制，单孔腹腔镜仍面临一些难以解决的难题，主刀器械操作三角的消失，术中窥镜与其他手术器械的相互干扰“打架”等问题无法解决，影响了单孔腹腔镜技术的推广应用。什么样的手术器械才能够推动单孔手术的发展？王林辉教授认为：医疗的进步离不开科学技术，在层出不穷的技术中，最终能够受到广泛认可的产品往往具备三个特点。第一是安全；第二是符合外科医生的要求，使用舒适效率高；第三是价格具有可及性。如何能够将技术发明者、医生、患者三方的需求结合起来，达到医工贸的平衡是最理想的。徐凯教授和导师看好单孔手术机器人的原因在于：“在我们看来，单孔手术机器人解决了单孔腹腔镜手术医生操作难度极高这一根本性的困难。在很多顶尖的外科医生看来，多孔手术机器人并没有做到他们做不到的事情。它的优势很大程度上体现在降低医生劳动强度。但是在单孔手术中，医生则可以借助手术机器人完成以前手动单孔很难完成的高难度手术。”如果说多孔手术机器人对于医生来说是锦上添花，那么单孔手术机器人对于医生来说就是雪中送炭。直观外科也在积极布局单孔手术机器人，直观外科的达芬奇SP系统是全球唯一获批上市的单孔手术机器人系统，SP单孔系统由于技术先进性的出口限制，目前还尚未进入中国。国产新势力如何引领单孔手术机器人发展在额外注重产品竞争力的手术机器人市场，国产企业如何在单孔手术机器人赛道占有一席之地？徐凯教授很早就认识到，仅仅是模仿多孔腹腔镜手术机器人，要想在不侵犯专利同时不牺牲临床便利性的情况下超越达芬奇多孔手术机器人难度是非常高的。所以中国的企业想在手术机器人领域有所建树，只有“变”才有机会，于是徐凯教授选定了单孔手术机器人赛道。回国后，徐凯教授带着当初在美国实验室没有解决的单孔手术机器人种种科学和技术问题继续潜心钻研，并依托上海交通大学“科技成果，自主转化”政策创立了术锐。作为国产新势力术锐实现了“可形变对偶连续体机构”技术的突破，使机器人的蛇形手术臂能够从单一切口进入，在患者体内进行全维度、高负载、灵活精准的运动。“蛇形手术臂”技术的独特之处在哪里？徐凯教授表示：“连续体简单来说就是没有固定关节的机构，整体是连续变形的。和达芬奇的单孔手术机器人采用的铰链式关节形态有很大不同，每一对关节铰链靠一对钢丝绳来驱动，一边拉紧、一边放松来完成关节方向调整。相比之下，蛇形手术臂类似仿生技术，好比大自然中的蟒蛇，运动灵活且有力，其原理是脊骨周围肌肉在蛇发力时协同作用。术锐的单孔手术机器人借用了这一原理。术锐机器人发力的中央脊骨周围布满了具有超弹性的镍钛合金细杆，这种设计在手术中在保证一定的力道同时实现器械在各运动方向上的运动表现一致。依托完全自主研发的“对偶连续体机构”技术，术锐手术机器人的高刚性蛇形手术臂动作灵活精准，能在狭小的空间内完成复杂的手术操作，在患者体内独立实现“6+1”自由度的全维运动；体外机械臂可在术中保持静止，克服了多孔手术机器人的体外机械臂因碰撞而导致的固有风险，提高了手术的安全性。这种蛇形手术臂结构和技术在临床价值上保证了灵活性和手术操作空间。不仅如此，此项技术已在全球范围内提出专利及申请超500项，构筑全方位知识产权城墙，完全绕开达芬奇的技术垄断。目前，术锐蛇形臂单孔手术机器人已经完成泌尿外科临床试验，同时正在妇科、普外等多个科室进行进一步的临床试验。在医疗科技的赛场中，临床效果是检验所有产品的试金石。在临床试验中，术锐单孔手术机器人表现如何？目前，术锐已在四家中心完成泌尿外科临床试验，完成了近200例单孔手术机器人手术，主要包括前列腺根治、肾癌肾部分切除、输尿管狭窄整形、肾上腺肿瘤切除等多种复杂术式，覆盖了泌尿外科大部分手术。从临床结果上看，临床试验PI王林辉教授表示：“以术锐机器人辅助完成的手术完成都比较顺利，也很安全，中间也没有采用其他的手术方式。临床试验结果显示，在多种术式中，术锐单孔机器人完成的手术术中患者出血量少、手术损伤小、术后恢复快，主刀医生手术舒适感强，即使复杂手术操作体验亦优。以肾肿瘤根治为例，在肾保留手术中手术保肾成功率很高，根治效果较好，肾功能的保护理想，患者术后恢复较快。”在器械评价上，王林辉教授则表示：“术锐单孔手术机器人在术式覆盖的全面性、安全性，以及操作的顺畅度等多个方面表现都比较好。单孔技术既符合病人利益，带来更小的创伤，也大大降低了医生操作的技术要求，提高了安全性，满足了多方的价值需求。”在单孔手术机器人产业化的过程中，徐凯教授虽然遇到了不少挑战，但从零到一地构建底层技术平台，给术锐拓展应用场景留下更多空间。依靠单孔手术机器人技术平台，术锐还在探索更多术式和产品，如经自然腔道手术机器人。为患者、医生、医院三方提供价值，单孔手术机器人市场增长可期手术机器人商业化是个行业关注的话题。谈及商业化，术锐首席商务官兼董事赵磊先生认为商业化的核心在于产品真正应用于临床所产生的价值，术锐商业化的核心逻辑也是基于产品价值的落地和发挥。赵磊先生认为，基于患者和临床需求以及技术的发展，腔镜手术机器人应用未来将从当前主流的多孔术式进化至单孔术式甚至是经自然腔道术式。在全球手术机器人市场，达芬奇多孔腔镜手术机器人曾被看作市场天花板，但随着微创外科手术技术的不断进步，以单孔实现病患更微小的创伤是未来的发展趋势。在这种情况下，达芬奇多孔机器人已经不再具有领先优势。与此同时，达芬奇单孔SP系统的临床性能及适应症都还有进一步提升的空间，单孔手术机器人的市场潜力也没有得到充分挖掘，这也给了术锐在腔镜机器人领域弯道超车的机会。术锐手术机器人是中国首台通过创新器械特别审查程序的单孔腔镜机器人，术锐也极有可能成为国内首家、全球第二家获得商业化许可的单孔腔镜机器人提供商。赵磊先生表示：“从商业价值上看，单孔手术机器人对于医院、医生、患者三方都有着显著的价值。”对于患者来说，单孔手术机器人最大的优势是创伤小，减少疤痕；对于医生来说，单孔手术机器人可以引领临床和科研创新，探索在单孔手术机器人辅助下更多术式创新并引领临床科研新进展。在单孔机器人这一全新技术平台下，有机会产出具有重要意义的创新性研究成果；对于医院来说，配置国产创新性单孔手术机器人更具有经济价值，术锐希望借助于完全国产原创的创新技术降低医院采购及使用成本。我们看好能够满足多方价值的单孔手术机器人的市场潜力，终将被真正激发”。术锐不仅以革命性的核心技术取胜，也非常重视产品应用的创新化和标准化。赵磊先生介绍道，术锐将借助与全国顶级医院开展产学研用的战略合作来持续推动技术与临床创新，探索并拓展单孔手术机器人临床应用潜能；同时与省级的头部医院共建培训中心，推动规范化应用，造福患者。目前已有数家与知名医院共建的培训中心开始运行，明年还将持续投入培训中心建设，为未来的商业化筑基。微创是外科发展的大方向，单孔手术机器人有望引领新一波微创化浪潮。过去在技术发展浪潮中，鲜有中国企业能够成为弄潮儿。随着产业链的成熟和一批在手术机器人领域积累多年的从业者投身自主创新，并与临床科研紧密配合，国内手术机器人产业崛起势不可挡。如果您想对接动脉网所报道的企业，请扫描小程序码进入VB100人脉圈查看。近期推荐声明：动脉网所刊载内容之知识产权为动脉网及相关权利人专属所有或持有。未经许可，禁止进行转载、摘编、复制及建立镜像等任何使用。动脉网，未来医疗服务平台

Rearchers have created a mathematical model to predict genetic resistance to antimalarial drugs in Africa to manage one of the biggest threats to global malarial control. Researchers have created a mathematical model to predict genetic resistance to antimalarial drugs in Africa to manage one of the biggest threats to global malarial control. Malaria is a life-threatening disease caused by parasites and spread to humans through infected mosquitos. It is preventable and curable, yet resistance to current antimalarial drugs is causing avoidable loss of life. The World Health Organisation estimated there were 241 million cases of malaria worldwide in 2020, with more than 600,000 deaths. In research published today in PLOS Computational Biology, an international research team used data from the WorldWide Antimalarial Resistance Network (WWARN), a global, scientifically independent collaboration, to map the prevalence of genetic markers that indicate resistance to Plasmodium falciparum -- the parasite that causes malaria. Lead author Associate Professor Jennifer Flegg from the University of Melbourne said malaria has devastating impacts on lower-income countries and effective treatment is key to elimination. "The antimalarial drug sulfadoxine-pyrimethamine (SP) is commonly used in various preventative malaria treatment programs in Africa, particularly for infants, young children and during pregnancy. But we know its efficacy as a treatment is threatened in areas where resistance to SP is high," Associate Professor Flegg said. "The statistical mapping tool we have developed is critical for health organisations to understand the spread of antimalarial resistance. The model takes in the data that is available and fills in the gaps by making continuous predictions in space and time. "Health agencies can use this tool to understand when and where SP is appropriate to use as part preventive malaria treatments and where other antimalarial methods may need to be explored." Professor Karen Barnes, Head of WWARN Pharmacology and Elimination, said there is a rapidly increasing need for malaria chemoprevention (drugs that prevent malaria infections), but there are limited treatment options available. "This timely evidence of the extent of SP resistance across Africa will help to inform where SP preventive treatment, alone or in combination with other antimalarials, would be most likely to have the greatest impact," Professor Barnes said. Professor Feiko ter Kuile, Head of WWARN's Malaria in Pregnancy Scientific Group, said the updated model of SP resistance in Africa was long overdue. "A lot of the resistance mapping has understandably focused on the emerging resistance to the artemisinin-based antimalarials used for treating malaria. Increasing resistance of the malaria parasite to sulfadoxine-pyrimethamine in Africa has been a concern for several decades. However, easily accessible resistance data was lacking," Professor ter Kuile said. "This study combines all the available SP resistance data from the last two decades in a single model. It allows national malaria control programmes and researchers to get much-needed data on the degree of resistance in a given area in a given year. This allows us to understand better the impact of sulfadoxine-pyrimethamine resistance on the effectiveness of these preventive interventions and determine if and when to consider alternative drugs for chemoprevention." Associate Professor Flegg said, "This research tool should help guide health policies that will bring the World Health Organisation's ambitious target of eliminating malaria by 2030 one step closer." The team included researchers from the University of Melbourne, the University of Oxford, Johnson C. Smith University, the University of Cape Town and the University of Witwatersrand. The research received funding from the Bill & Melinda Gates Foundation, the Smith Institute for Applied Research, and the Australian Research Council.