医疗

匹敌国际领先技术,华科精准抢滩神经外科手术机器人市场

国内神经外科手术机器人与国际技术并驾齐驱

2018年07月17日
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调研 | 李喆 晴空

撰写 | 晴空


提到手术机器人,闻名遐迩当属达芬奇手术机器人,以其精准、精细和小切口而颇受市场欢迎,主要针对泌尿外科、肠胃外科等侵入性手术,2016年国内手术量突破1.5万台。


与达芬奇类机器人不同类型的,还有一类外科定位型机器人,同样以精准、创伤小而受到医疗市场欢迎,即神经外科手术机器人。


华科精准是专注于神经外科手术机器人的国内创新企业,其兄弟企业华科恒生在国内颅内电极市场颇有影响力,能有力助推华科精准外科手术机器人进入市场。

 

以神经外科手术机器人为核心,覆盖神外手术多流程


神经外科手术机器人主要应用于癫痫、帕金森症、脑出血、颅内肿瘤等神经外科手术领域,是临床治疗上对立体定向框架技术的全面替代和超越。


诞生于2014年的华科精准,创始团队具有导航和机器人基因,以及颅内电极等神经外科领域产品生产和销售背景,是当前国内将最新神经外科手术技术融入产品的新锐玩家。


此外,华科精准还有手术规划系统和手术导航系统产品线,志在深耕神经外科手术领域的方方面面。



手术计划系统已进入试用状态,导航系统看准进口替代市场


手术计划系统是手术前对于正常器官、病灶器官的确认和勾勒,多用于颅内病灶切除手术。医生需要计划最大程度的切除病灶,并将正常组织的损毁降到最低。


华科精准多模态影像神经外科手术计划系统,着重强调精细化手术规划,在颅内血管重建方面的性能优于进口产品,目前在试用状态。


手术导航同样用于切除过程中的实时反馈,为实施手术的医生提供精确、广泛的影像视觉信息,提高手术的精确度。


当前,手术导航系统90%以上份额被进口产品占据,留给国内厂商的市场更多的是以价格优势进行替代。

 

国内市场尚未被进口产品占领,价格和渠道是核心优势


不同于手术导航被进口产品占领,神经外科手术机器人国内市场仍有大机会。


目前神经外科机器人领域全球领先的两款产品分别是法国 Medtech 公司的 ROSA,以及英国的renishaw 公司的 neuromate 。


华科精准联合创始人刘文博认为,neuromate产品主要市场对准欧洲,而ROSA已于2013年进入中国市场,当前售价较高,全国装机量较少,市场基本处于空白状态。


外科手术机器人由软件系统和机械臂组成,其中机械臂部分大都源自全球两三家厂商,各家基本无明显优劣势,机器人厂商拼的是软件系统能力。


在多模态影像融合、激光定位等内在系统层面,华科精准机器人均采用国际前沿技术,不输于国外厂商。


在国内市场尚处于空白,技术较为领先的情形下,再辅以国内成本优势,以及华科恒生助力,华科精准有望在国内外科手术机器人领域占得先机。


截至当前,华科精准手术机器人已处于临床试验末尾阶段,预计年底通过CFDA三类认证,并将于明年正式销售。


 

近期,爱分析对华科精准联合创始人兼CTO刘文博进行了访谈,现将部分内容与大家共享。

 

行业技术迭代与自身多年研究积累,促成华科精准诞生


爱分析:做手术机器人方向的契机?


刘文博:华科精准是2015年成立的初创公司,但是团队不是初创团队。我们三个合伙人,我原来在清华就一直在做导航和机器人方面研究,另外两位合伙人,一个负责市场销售,另一个负责法规和生产。


我们最开始做的是华科恒生,是神经外科高值耗材的生产和销售,主要是颅内电极,用来做癫痫诊断,华科恒生电极产品在国内市场占有率超过90%。


随着这些年颅内电极的发展,从传统的开颅电极逐渐发展成打孔,做微创的电极植入,于是机器人工具就兴起了。


微创手术必须要有一个工具,传统方式是在头上做框架,我们在大量的电极临床植入手术中发现,这种框架方式存在各种问题,而手术机器人则可以很好地解决这类问题。


所以基于这种临床实际需求,我们创立了华科精准,开始手术机器人的产品化工作。

 

爱分析:从开颅到打孔技术,国内外差不多是同步的?


刘文博:国内技术的发展,特别是临床技术发展,基本紧跟国外发展路径。SEEG技术本身有很多年历史,近几年随着影像技术以及机器人技术的发展,又获得了进一步的发展和兴起。


先是兴起于法国,后来是北美,中国大概在2013年开始快速发展。

 

爱分析:现在如果去做神经外科手术,基本上都是以微创打孔的形式?


刘文博:比较好的电极中心或者是功能神经外科,基本上是微创打孔的方式,也有很多其他的电极中心还在试图做改变。


机器人的需求在国内比我们原来预计的更好一点,大家都希望能开展更精确的外科手术。很多医院准备开展这类微创手术,所以我们一直在帮这些医院做准备。

 

神外手术机器人的核心是算法


爱分析:外科机器人跟达芬奇内窥镜手术机器人区别?


刘文博:差很多,其实是完全两种类型的机器人,达芬奇机器人属于主从型机器人,就是完全依从于医生的操作,需要侵入人体。


华科精准产品,以及天智航骨科、进口脊柱,甚至膝关节的机器人,都可以叫做定位型机器人,目的就是帮助医生定位,会有一些自主运动。


医生术前做一个规划,可以是穿刺路径的,也可以是切或者磨的范围。术中由机器人自动地执行到它应该到的位置,基本上目前还没见过直接侵入人体的,还是起到体外定位扶持定向作用。


最后下针、钻孔这些都是由医生来完成,天智航钉钉、打孔也都是医生来完成。

 

爱分析:手术机器人的核心?


刘文博:手术机器人的核心是软件和算法,在神经外科领域,我们的积累很深。总的来说,导航也是如此,好的产品需要软件做得很好。


第一要适合医生的安全使用,第二要功能强大,第三要算法强大,我们原来的精力都在算法上。优秀的机械臂配上很好的软件,我们就研发出了很好的产品。

 

技术与国外路线相似,但水平得到提升


爱分析:国际上比较主流的神经外科手术机器人有哪些?


刘文博:神外科机器人在国际上主要是两家,一家是法国Medtech的 ROSA产品,包括脑部和脊柱领个部位的产品线。


还有一家是英国的renishaw,产品叫neuromate。只是机器人不是renishaw的主产品,这家公司在工业界非常有名,主攻工业测量,主要市场在欧洲。

 

爱分析:华科精准从技术上比较接近国外产品?


刘文博:可以这么理解,我们和国外产品采用了相似的技术路线,但是我们机械臂控制、计算机视觉、影像处理、手术规划软件等很多方面都具有独到之处,而且从目前来看颇受国内专家医生认可。

 

爱分析:技术上华科精准产品跟国外的产品几乎没有什么大的差距?


刘文博:应该说是我们拉开了和他们的差距,我们软件有自己的优点,国外的软件缺血管成像,血管成像对医生也很重要。


比如一个穿刺类动作,对脑组织的破坏可以忽略不计,因为是很细的东西插进去,最大的风险还是扎破颅内血管造成颅内出血。


之所以国内有近70多家医院在试用我们计划系统,就是因为我们这套血管三维重建方法是国际上最好的,确实是临床急需的。甚至有了国外机器人产品的医院,有些时候都试用我们的计划系统先做一遍规划,看一下血管部分。

 

爱分析:国外产品没有进入国内?


刘文博:2013年进入中国市场,因为价格、软件、技术支持等多方面因素,国外产品现在国内装机量还不多。若能解决这些问题,其实市场需求量很大。

 

多产品发展思路,手术导航市场目前被进口产品占据


爱分析:做神经外科手术导航以及多模态影像神经外科手术规划系统的考虑?


刘文博:神经外科手术计划系统是我们自己研发,目前在国内有70多套处于临床试用状态。


在国内做软件销售是非常难的事情,因为我们电极客户非常多,所以我们所有试用手术规划系统的客户都是电极的客户,大家的评价很好。


导航是我们的第二款产品,公司准备走多产品化的路线,希望能在神经外科领域以及机器人领域做深耕。这款导航产品基本上我们做到了美敦力、brainlab等国际大厂同样的水平。


相比于新兴行业机器人领域,手术导航的市场空间是比较确定的。

 

爱分析:神经外科手术导航系统和手术机器人的功能区别?


刘文博:机器人是解决神经外科里一大类的定向手术,基本就是脑组织穿刺类动作,插一根吸引器、导管就是用来做血肿抽吸的,穿刺就是做肿瘤活检的,差癫痫电极就是做电极植入,还有帕金森DBS电极等等,都是起到定位定向的作用。


导航是解决另外一类需求,即切除类的需求,就是开颅之后切除动作的指导,对于临床来说,无论是切肿瘤还是切癫痫病灶,原则都是一样的。


首先要尽最大可能地切除病灶范围,同时尽量不破坏周围附近的重要区域,比如说功能区,神经纤维束、大血管等重要因素。


医生肉眼其实很难分辨病灶和周围附近的重要组织,所以可以通过影像学的方法解决,计算机可以很好的划分需要切除的区域。


导航中有实时跟踪医生的手术器械,告诉医生目前切到哪了,应该再多切一些,还是应该不切了。确定需要切什么区域,是导航的计划系统提供的功能。

 

爱分析:导航产有哪些比较核心的技术?


刘文博:首先最主要的是影像融合,因为是多模态影像,CT影像、功能MR影像等要很好地匹配在一起,医学术语叫配准。


还有有效手术分割,就是重要组织的自动提取,以及神经功能影像的重建DTI。


再有一套很好的做手术计划切除范围勾画软件,帮助医生选出切除的范围,剩下的算法部分就是跟病人的坐标进行匹配,无论是机器人还是导航,这方面都是核心要解决的问题。

 

爱分析:目前国内手术导航市场现状?


刘文博:基本被进口产品占据,进口占90%以上。

 

手术机器人是重点打造产品,不同层级医院有不同适用场景


爱分析:目前国内能做神经外科手术的医院大概有多少家?


刘文博:所有二级以上的医院应该都可以做,基层医院神经外科基本上主要做脑出血。目前用立体定向框架做脑出血的医院非常少,绝大部分医院非常需要更加精准、简便、安全的手术工具,以降低二次出血的风险,神经外科手术机器人就可以很好的避免。

 

爱分析:比如说癫痫或者帕金森症,二级以上医院就可以做?


刘文博:癫痫是一个比较复杂的疾病,它需要内外科的协作配合,内科叫评估,外科是手术治疗或者手术植入电极。


所以目前国内有这种水平,能做这方面的手术的大概也就是200家医院。

 

爱分析:除了神外、脊柱,定位机器人大概还有哪些方向可以运用?


刘文博:我觉得所有部位都可以应用。神外和脊柱是最大的两个市场,还有些企业在用经皮穿刺类的机器人做肺癌、肝癌的微创。


膝关节其实也是个定位性机器人,只是它不是用来打钉的,是用来磨膝关节,换置假体,其实也是定位。


还有比如做耳鼻喉的,所有科都有定位的需求,只是看到底能不能找到临床的结合点。