神外手術(shù)機器人，手術(shù)機器人�？苹�趨勢的重要賽道！

　　前不久，骨科手術(shù)機器人企業(yè)天智航在科創(chuàng)板的成功上市不僅提振了市場對于手術(shù)機器人市場的信心，同時也預示著，在未來的手術(shù)機器人市場中，將不只是腹腔鏡手術(shù)機器人達芬奇獨霸天下，手術(shù)機器人會呈現(xiàn)�？苹�趨勢。由于神經(jīng)外科手術(shù)空間小、定位操作困難等原因，利用神經(jīng)外科手術(shù)機器人進行神外手術(shù)成為越來越多醫(yī)生的選擇。

　　神外手術(shù)機器人的定義

　　神經(jīng)外科手術(shù)機器人主要用于腦外科、活檢、定點刺激（帕金森癥）、電極測量（癲癇病立體定向電極植入術(shù)）、去除囊腫或血腫排空等手術(shù)。神經(jīng)外科手術(shù)一直存在手術(shù)空間小、定位困難等痛點，同時由于手術(shù)一般需要對特定神經(jīng)組織部分進行操作，因此操作需要十分精確。而外科醫(yī)生一般很難達到所需要的精度。因此，利用機器人在醫(yī)療影像指導的基礎下做精準動作的手術(shù)成為大多數(shù)醫(yī)生傾向的手術(shù)方式。通過醫(yī)學圖像可實現(xiàn)大腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部手術(shù)框架的良好關(guān)聯(lián)。該類機器人在相關(guān)臨床應用中主要是作為立體框架定位的輔助，利用3D圖像引導和定位手術(shù)工具以達到顱內(nèi)目標靶點而不是完全替代醫(yī)生。

　　機器人輔助神經(jīng)外科手術(shù)具有以下優(yōu)點：機器人具有靈巧的結(jié)構(gòu)和裝置，可實現(xiàn)精確的定位和保持穩(wěn)定的手術(shù)姿態(tài)，從而能進行精確的手術(shù)。先進的機器人控制技術(shù)和友好的人機接口技術(shù)，使手術(shù)的精度和靈巧性大為提高（可消除人手的震顫，提高醫(yī)生的技能），且手術(shù)更加微創(chuàng)。機器人可以連續(xù)工作，術(shù)中不會疲勞，工作穩(wěn)定、可靠�？蛇M行遠程手術(shù)�？商峁┮粋�適合人體力學的操作環(huán)境，使術(shù)者的疲勞程度降到最低，從而提高了手術(shù)的安全度。

　　神外機器人的發(fā)展歷程

　　20世紀80年代中期，PUMA機器人最先被用于神經(jīng)外科。外科醫(yī)師根據(jù)顱內(nèi)病變的術(shù)前影像，將病變的坐標輸入機器人，應用機器人引導穿刺針進行活檢等操作。1985年，Kwoh等人首次利用PUMA206機器人從圖像中獲得的位置信息，對患者進行立體定位并實施活檢手術(shù)。外科醫(yī)師根據(jù)顱內(nèi)病變的術(shù)前影像，將病變的坐標輸入機器人，應用機器人引導穿刺針進行活檢等操作。

　　PUMA機器人

　　隨后基于該原型的立體定位神經(jīng)手術(shù)機器人逐漸完善，演變成IMMI公司的Neuromate機器人、ISS公司的Schaerer-Mayfield機器人以及2008年開始出現(xiàn)的Renishaw機器人。NeuroMate是最早被美國FDA批準用于臨床的神經(jīng)外科手術(shù)機器人，可進行立體定向手術(shù)。手術(shù)醫(yī)師根據(jù)術(shù)前影像進行手術(shù)規(guī)劃，然后與被動的機械臂一起完成手術(shù)。它能鎖定關(guān)節(jié)，把穿刺針、電極等器械準確送到預定靶點，引導手術(shù)醫(yī)師完成活檢、取異物、囊腫抽吸等操作。這一類機器人多是半自主機器人，臨床醫(yī)師根據(jù)術(shù)前規(guī)劃將手術(shù)器械被動送到手術(shù)部位。

　　另一種是全自主式機器人，如Burckardt等人研發(fā)的Minerva機器人。它安裝在CT下，利用術(shù)中掃描來克服腦組織移位問題。該系統(tǒng)雖然提高了精確性，但由于患者需在CT下手術(shù)，利用率不高，因此問世2年后即停止研究。現(xiàn)在通用性更廣、手術(shù)中應用更多的是神經(jīng)導航系統(tǒng)，相比于立體定位手術(shù)機器人其具有更小的潛在風險，成本也更低。這一類系統(tǒng)得益于新型的光學定位儀，通過粘在患者皮膚表面的反光標志點實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時跟蹤和更新。

　　MINERVA機器人系統(tǒng)

　　20世紀90年代中期，由美國國家航空航天局（NASA）開發(fā)的RAMS（Robot-AssistedMicrosurgerySystem）是最早兼容核磁圖像的機器人，系統(tǒng)基于6個自由度的主動-被動（master-slave）控制，可進行三維操作，因而不僅限于立體定向手術(shù)。RAMS進行了震顫過濾和梯度運行，手術(shù)精確性、靈巧性明顯提高。LeRoux等應用RAMS成功進行了大鼠頸動脈吻合手術(shù)，但手術(shù)時間較人工手術(shù)長。

　　RAMS機器人系統(tǒng)

　　目前，神經(jīng)外科手術(shù)機器人系統(tǒng)已從立體定向手術(shù)發(fā)展到顯微外科手術(shù)，甚至遠程手術(shù)。隨著多媒體和信息網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展，建立在有效的計算機圖形學基礎上的高速網(wǎng)絡和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為遠程人機通信提供了技術(shù)保障，使得遠距離手術(shù)逐步成為現(xiàn)實，手術(shù)可由外科醫(yī)師在異地通過遙控操作系統(tǒng)控制手術(shù)現(xiàn)場的機器人完成。

　　行業(yè)分析

　　高附加值，高利潤

　　與其他手術(shù)機器人類似的，神經(jīng)外科手術(shù)機器人的商業(yè)模式也是典型的“剃刀-刀片”模式，營收來自銷售手術(shù)機器人系統(tǒng)以及后續(xù)重復消耗的耗材、配件、以及服務費。

　　產(chǎn)學研聯(lián)系緊密，耗時較長

　　由于較高的技術(shù)門檻，醫(yī)療機器人領域具有非常明顯的產(chǎn)學研特征，領域內(nèi)龍頭企業(yè)多為高�？蒲谐晒�轉(zhuǎn)化發(fā)展而來。手術(shù)機器人從實驗室到商業(yè)化，一般要經(jīng)歷創(chuàng)新研究的概念評估、初步研究結(jié)論的實驗或者實驗樣機、臨床研究和上市許可、生產(chǎn)、上市和市場培育5個階段，這一過程往往會耗費超過十年時間。

　　多項政策支持

　　近幾年來，中國頒布多項政策支持手術(shù)機器人的研發(fā)生產(chǎn)，如《中國制造2025》《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020）》等，都強調(diào)發(fā)展手術(shù)機器人，鼓勵醫(yī)療器械創(chuàng)新。在審批方面，國家藥監(jiān)局制定并實施創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批程序，加快創(chuàng)新器械的注冊速度，降低了審批流程難度。

　　國家科研基金和資本支持

　　目前國內(nèi)的手術(shù)機器人龍頭企業(yè)大多是科研基金支持的項目進行科技成果轉(zhuǎn)化的結(jié)果，如華智微創(chuàng)公司的手術(shù)機器人研發(fā)最初來源于清華大學、海軍總醫(yī)院和北京航空航天大學等單位共同承擔的國家“863”項目，后專門成立公司進行科技成果轉(zhuǎn)化。此外，在行業(yè)逐步成熟的過程中，國內(nèi)外資本也開始對新興的手術(shù)機器人企業(yè)進行注資。

　　行業(yè)趨勢

　　大空間高增速的增量市場領域值得探索 《EvaluateMedTech?WorldPreview2018,Outlookto2024》報告中預測，2017年至2024年，神經(jīng)科學領域?qū)⒁?.1%的復合年增長率成為增長最快的設備領域。神經(jīng)外科手術(shù)機器人將有巨大的市場潛力。此外依靠神經(jīng)外科手術(shù)機器人平臺，醫(yī)療器械廠商可以將手術(shù)機器人和現(xiàn)有的醫(yī)療器械進行協(xié)同，拓展現(xiàn)有產(chǎn)品的可能性，以及在未來開發(fā)更多的醫(yī)療器械配合自動化程度更高的外科手術(shù)。

　　人口老齡化問題帶來醫(yī)療服務質(zhì)量需求 手術(shù)機器人能夠更加精準地治療患者疾病，減少患者手術(shù)痛苦，降低人工操作失誤，提高醫(yī)療效率，也有助于緩解乃至解決國內(nèi)醫(yī)療服務供需的不平衡。

　　國民收入增長推動對高端醫(yī)療的需求 各個應用領域醫(yī)療機器人的臨床發(fā)展，可以有效緩解醫(yī)療資源地區(qū)分配不均及醫(yī)療差異化的現(xiàn)實問題。手術(shù)機器人所帶來的遠程醫(yī)療的發(fā)展更能為分級診療的發(fā)展提供助力。

　　拓展適應證，保持差異化 在保證現(xiàn)有的穩(wěn)定性和精確度的前提下，進一步與臨床結(jié)合，拓展更多的適應證，這是當下階段神經(jīng)外科手術(shù)機器人需要與臨床醫(yī)生合作突破的命題。

　　神經(jīng)外科手術(shù)機器人代表性產(chǎn)品&公司

　　國外

　　英國Renishaw：NeuroMateRenishaw是一家位于格洛斯特郡的公司，在手術(shù)機器人領域擁有專業(yè)知識，其神經(jīng)機器人設備Neuromate用于多個國家（例如英國、法國、德國）的外科手術(shù)。

　　美國ZimmerBiomet：RosaOneBrain2019年ROSA“三兄弟”：ROSAKnee、ROSAOneBrain、ROSAOneSpine紛紛獲得了FDA認證，這使得ZimmerBiomet成為第一個在手術(shù)機器人市場上獲得腦、脊柱、膝關(guān)節(jié)FDA批準的公司。ROSAOneBrain系統(tǒng)是ZimmerBiomet在ROSABrain的基礎上改進的新一代神經(jīng)外科機器人。

　　國內(nèi)

　　柏惠維康：Remebot北京柏惠維康科技是一家集醫(yī)療機器人研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、運營為一體的公司，主打產(chǎn)品為Remebot神經(jīng)外科手術(shù)機器人。Remebot是國內(nèi)首款神經(jīng)外科導航定位機器人，由海軍總醫(yī)院與北京航空航天大學合作研發(fā)、北京柏惠維康科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)。2015年通過創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批通道。

　　華志微創(chuàng)：CAS-R-2華志微創(chuàng)成立于2000年，是國內(nèi)領先的神經(jīng)外科手術(shù)機器人研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)，也是國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（八六三計劃）智能機器人主題產(chǎn)業(yè)化基地。神經(jīng)外科導航定位手術(shù)機器人