独领风骚的以色列手术机器人,都有哪些特色?

2022-07-12 23:08 saisai 科技探索网

在以色列,不管到哪一个咖啡馆,都能遇到正在谈论自己商业计划的创业者——比如,代表技术前沿的机器人行业从业者。

除了本土机构Singulariteam的1亿美元基金之外,很少有以色列 VC 能够承担机器人硬件研发融资的风险。财大气粗的公司通常来自从机器人创新中获益最多的国际巨头,例如丰田、谷歌、亚马逊、阿里巴巴、西门子和通用电气。这些企业投资者中有许多在以色列设有研发中心和加速器。

以色列创业园区的街景 图源:搜狐科技

在几年以前,以色列的创新公司就在机器人方面和中国政企有诸多合作。中国有钱、有市场、有迫切解放劳动力的需要,以色列有世界领先的大学、人才、实验室以及眼花缭乱的创业鼓励政策。

2016年,以色列机器人协会与中国投资者联盟、以及广州市开发区管委会签署了一项价值2000万美元的协议,以开发在中国充当工人的机器人。

同时,以色列又拥有令人讶异的医疗器械产业水平——人均医疗器械专利数量全球第一,绝对数量世界第4。目前,以色列是世界第二大医疗器械供应国,医疗器械公司占整个行业公司数量的53%。

第一家中国、以色列两国政府签约共建的创新示范园区就在江苏常州,也是我国重点发展的医疗器械国际创新园。

中以常州创新园 图源:官方公众号

当澎湃的机器人创业热情,遇上了创新不衰的医疗器械产业集群——手术机器人对于以色列而言,便成了一种画龙点睛的产品,并成功在孵化、设计、组架等环节引领时代之先。

接下来,和立方知造局一起看一看这些诞生在约旦河谷的手术机器人初创公司,都各有什么特色与动作,并从中窥探出未来医疗就诊的潜在变化。

1. 眼科

ForSight Robotics:“眼科名医手不抖了,术后并发症也被预警了”

ForSight Robotics是一家眼科手术的机器人公司。公司的产品是一个名叫Oryom的微型手术机器人平台,拥有14种自由度的活动结构,可以让它接触人眼的任意角落。

产品结构概念图 图源:ForSight官网

眼科手术的难度在于精度细、风险高,感染和并发症的后果一般比较严重。比如玻璃体视网膜眼科手术,理想手术操作精度要求为10微米,是头发直径的1/8。医生手部物理抖动幅值一般为100微米——对医生的要求极其苛刻。

即使是妙手仁心的名医,也无法为眼科手术打包票。眼科手术的专业医生难得,好医生更是稀缺,但再好的医生也没法完全掌控眼科类手术结果。

全球首例在眼睛手术中使用机器人在2016年。在相机反馈的辅助下,医生利用操纵杆控制眼球切口中的微型视网膜手术机器人R2D2,将起皱的视网膜(厚度仅有10微米)铺平,修复了病人的视力。

R2D2是荷兰爱因霍温大学下属医学机器人公司Preceyes BV开发的系统,但它不是人眼手术领域的唯一玩家。剑桥顾问公司下属团队开发的Axsis机器人是目前全世界最小的外科手术机器人,外部体积只有易拉罐大小。

Axsis机器人 图源:搜狐科技

相较于同行玩家而言,ForSight不仅在机器轻量化方向升级,更研发了Oryom系统——与AI、大数据技术的融合。

比如在角膜屈光手术中,机器学习除了可以进行高角膜扩张风险患者的筛查,还可以帮助医生进行手术参数的设计。利用年龄、性别、生化指标、图像识别等信息,可以自动计算细胞的数量和形态参数,也可利用决策树算法,对术后组织的位置、状态有一定的预测效力。

ForSight 成立于2020年,去年,这家公司宣布已经在种子轮融资中筹集了1000万美元,目前正在进行第二轮的融资工作。

国内眼科手术机器人情报:

对于眼科手术机器人,中国同样有需求的紧迫性——据中华医学会眼科学会数据,中国约有合格的眼科医生40000余人,和美国眼科医生数量接近。考虑到美国人口只有中国人口的五分之一,中国如果达到美国的标准,还缺15万眼科医生。

但同时,中国乃至整个世界在这项产业方面还处于婴儿期。目前,高校研发团队主要集中在北京航空航天大学及中山大学。而成型产品的代表是中瑞福宁的OR机器人——这款产品主要用于眼底黄斑变性等眼底疾病的注射治疗,并精准定位注射部位。

在眼科手术机器人上,中国虽然在一片寂静中有了早起赶路的准备,但暂时还没有得到市场化的验证。

2. 神经外科

Tamar Robotics:神经外科手术机器人,影像定位是王道

图源:Unsplash

Tamar Robotics的业务重心是神经外科手术机器人。这种机器人是首批为脑外科开发的机器人系统之一,为医生提供一种更安全、微创的工具来去除脑部肿瘤和血栓。

该技术目前正在像猪这样的大型动物身上进行测试,它由一个微小的移动机器人针组成,通过射出水流破坏大脑中的肿瘤和血凝块。针头通过头部的一个小切口插入,然后外科医生在成像软件的协助下远程控制它。

同时,系统还可以提供持续扫描的集成超声波,有助于实时引导针头。这一点很重要——因为在手术过程中大脑图像会随着组织区域的切除而不断变化,因此很难依赖MRI和其他扫描的术前图像。

机器还附带测量颅内压力的功能,确保不会上升到可能导致神经损伤的危险水平。

Tamar计划在动物测试后,首先在患有颅内出血或脑内出血的患者中开始人体试验,两者都属于需要紧急手术以释放在大脑内部积聚、并威胁到神经损伤的急性疾病。

最新的资料显示,Tamar已经在三年前实现种子轮融资280万美元。

神经外科手术一直存在手术空间小、定位困难等痛点。因此,医疗影像的加成对于神经外科机器人而言,比起其它类型的手术机器人更加重要。可以说,做好影像定位的第一步,一款神经外科手术机器人才算跨入了成功的门槛。

国内神经外科手术机器人情报:

目前,国内神经外科手术机器人企业主要有柏惠维康、华志微创及华科精准,三家企业均在2020年前后完成新一轮金额上亿融资。不过,目前国内神经外科手术机器人离实现产业化仍有距离。

脑部手术机器人 图源:Semantics Scholar

3. 经自然腔道

Memic:经自然腔道手术机器人,火热赛道和虚拟现实新动作

Memic是继骨科手术机器人Mazor之后,又一家诞生于以色列的明星公司。

Memic的大火可以部分归咎为赛道原因。Memic的Hominis系统针对的是单孔自然孔腹腔镜辅助经阴道良性妇科手术,包括良性子宫切除术,产品目标是可以实现经自然腔道的微创手术。

经自然腔道手术机器人,是指通过人体自然腔道的路径,比如食道、支气管、结直肠、尿道、阴道,进入目标部位进行手术的机器人。因为它尽量减少在人体的外部切口,因此在最近几年收到市场的强烈关注。

经自然腔道手术机器人全球市场规模近年持续快速增长,由2016年的2140万元人民币增至2020年的5.2亿元人民币,年复合增长率为122.2%,预期2030年将进一步增至257.4亿元人民币,年复合增长率为47.7%。

同时,在早期的开发中,Memic就认识到了妇科手术中存在未被满足的需求。在子宫切除术等妇科手术中,医生更偏向阴道入路,因为经自然腔道的手术能最大限度地减少对腹壁的创伤。

Memic的Hominis系统 图源:Sages

然而,外科医生仅在大约16%的病例中经阴道入路,主要有两个原因:

首先,由于缺乏可视化,阴道子宫切除术在技术上更具挑战性。

其次,即使外科医生经过必要的培训,但异常的子宫状态,比如子宫内膜异位症或盆腔粘连,也会让经阴道手术变得极其困难,最后只能通过外部切口进入手术部位。

在评估手术机器人市场时,Memic发现目前的机器人末端器械只有直轴和单腕设计。直轴器械必须通过身体的多个切口进入体内——相比没有机器人技术的腹腔镜手术,虽然造成的创伤小了,但切口数量没怎么变少。

而Hominis具备微型人形机械臂,可以模仿包括肩部、肘部和腕部关节在内的整个上肢,整个系统可以放在人的手掌中——从而可以实现单孔手术。

这就是Memic的独特之处:踩准了手术机器人赛道追求创口最小化的大趋势,踩准了妇科临床需求的小趋势,也踩准了器械设计的差异化亮点。

这样一家具有清晰商业化前景的公司,自然要圆一个上市梦。

2014年以来,Memic已在八轮融资中获得超过1.28亿年美元。去年8月,Memic在完成了9600万美元的D轮融资后,与MedTech达成协议,拟通过合并方式以10亿美元的估值上市。然而,在今年3 月,协议被宣布终止,理由是“市场状况和近期世界事件导致的相关波动”。

上市梦的搁置可能由于初期销售没有达到公司预期。目前,仅有三家美国医疗机构收购了Hominis机器人辅助手术系统。

因此,近期公司的业务中心被放到了市场拓展上,从而也有了一些新动作——

今年2 月,Memic宣布将与VirtaMed合作开发虚拟现实模拟平台,用于外科医生在 Hominis 系统上进行运动反馈的培训。Memic方面预计,模拟器程序将在今年年底前准备好在现实世界中使用。

VirtaMed提供的医疗培训产品 图源:VirtaMed官网

VirtaMed是一家使用混合实境(MR)技术开发医疗培训产品的公司。通过专门为不同手术机器人定制的模拟产品,医生们能更快地适应对半自动化的器械的使用。医生们可以手握带有传感器的仪器,对橡胶模型进行远程解剖,并在屏幕上清晰地看到自己操作细节的反馈。

4. 放射科

XACT Robotics:介入放射学机器人,降低辐射损伤

XACT Robotics是世界上第一个综合性介入放射学机器人系统的开发商。

今年5月,XACT ACE 机器人系统获得FDA的许可,旨在支持消融临床程序期间消融探针的机器人插入和转向。

就放置消融探针所需的准确性和时间而言,消融程序对许多医生来说都是一个挑战。医生在X线透视下利用穿刺针时,长时间的操作会增加放射性损伤的职业风险——这就是机器人在此类手术中的最大替代价值。

而XACT ACE的优点在于:它可以通过非线性转向将器械精确地输送到体内所需的目标,进行活检和药物输送。从而节省时间并有助于提高整体流程的成功率。产品已被证明在首次插入时,可实现1.7毫米的平均精度,平均流程时间不到8.5分钟。

XACT ACE 图源:XACT官网

公司已经在三年前完成D轮融资,总额为3600万美元。

国内放射学机器人情报:

目前,介入放射学机器人系统在市场上关注度不高,中国企业在其中的探索也比较少。大部分相关的尝试还是集中在视觉系统和探针定位上:比如高容科技的介入放射学机器人系统,主打的也是计算机视觉定位技术,看重的是术前影像规划以及术后影像评估的医学服务。

而一些诸如微创医疗的中国手术机器人代表企业,目前介入放射学机器人的业务主要是通过和国外企业合资开发的方式运行。

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