文 | 立方知造局 李昀
編輯 | 小材
在以色列,不管到哪一個咖啡館,都能遇到正在談論自己商業計劃的創業者——比如,代表技術前沿的機器人行業從業者。
除了本土機構Singulariteam的1億美元基金之外,很少有以色列 VC 能夠承擔機器人硬件研發融資的風險。財大氣粗的公司通常來自從機器人創新中獲益最多的國際巨頭,例如豐田、谷歌、亞馬遜、阿里巴巴、西門子和通用電氣。這些企業投資者中有許多在以色列設有研發中心和加速器。
以色列創業園區的街景 圖源:Wikimedia Commons
在幾年以前,以色列的創新公司就在機器人方面和中國政企有諸多合作。中國有錢、有市場、有迫切解放勞動力的需要,以色列有世界領先的大學、人才、實驗室以及眼花繚亂的創業鼓勵政策。
2016年,以色列機器人協會與中國投資者聯盟、以及廣州市開發區管委會簽署了一項價值2000萬美元的協議,以開發在中國充當工人的機器人。
同時,以色列又擁有令人訝異的醫療器械產業水平——人均醫療器械專利數量全球第一,絕對數量世界第4。目前,以色列是世界第二大醫療器械供應國,醫療器械公司占整個行業公司數量的53%。
第一家中國、以色列兩國政府簽約共建的創新示范園區就在江蘇常州,也是我國重點發展的醫療器械國際創新園。
中以常州創新園 圖源:官方公眾號
當澎湃的機器人創業熱情,遇上了創新不衰的醫療器械產業集群——手術機器人對于以色列而言,便成了一種畫龍點睛的產品,并成功在孵化、設計、組架等環節引領時代之先。
接下來,和立方知造局一起看一看這些誕生在約旦河谷的手術機器人初創公司,都各有什么特色與動作,并從中窺探出未來醫療就診的潛在變化。
1. 眼科
ForSight Robotics:“眼科名醫手不抖了,術后并發癥也被預警了”
ForSight Robotics是一家眼科手術的機器人公司。公司的產品是一個名叫Oryom的微型手術機器人平臺,擁有14種自由度的活動結構,可以讓它接觸人眼的任意角落。
產品結構概念圖 圖源:ForSight官網
眼科手術的難度在于精度細、風險高,感染和并發癥的后果一般比較嚴重。比如玻璃體視網膜眼科手術,理想手術操作精度要求為10微米,是頭發直徑的1/8。醫生手部物理抖動幅值一般為100微米——對醫生的要求極其苛刻。
即使是妙手仁心的名醫,也無法為眼科手術打包票。眼科手術的專業醫生難得,好醫生更是稀缺,但再好的醫生也沒法完全掌控眼科類手術結果。
全球首例在眼睛手術中使用機器人在2016年。在相機反饋的輔助下,醫生利用操縱桿控制眼球切口中的微型視網膜手術機器人R2D2,將起皺的視網膜(厚度僅有10微米)鋪平,修復了病人的視力。
R2D2是荷蘭愛因霍溫大學下屬醫學機器人公司Preceyes BV開發的系統,但它不是人眼手術領域的唯一玩家。劍橋顧問公司下屬團隊開發的Axsis機器人是目前全世界最小的外科手術機器人,外部體積只有易拉罐大小。
Axsis機器人 圖源:Medgadget
相較于同行玩家而言,ForSight不僅在機器輕量化方向升級,更研發了Oryom系統——與AI、大數據技術的融合。
比如在角膜屈光手術中,機器學習除了可以進行高角膜擴張風險患者的篩查,還可以幫助醫生進行手術參數的設計。利用年齡、性別、生化指標、圖像識別等信息,可以自動計算細胞的數量和形態參數,也可利用決策樹算法,對術后組織的位置、狀態有一定的預測效力。
ForSight 成立于2020年,去年,這家公司宣布已經在種子輪融資中籌集了1000萬美元,目前正在進行第二輪的融資工作。
國內眼科手術機器人情報:
對于眼科手術機器人,中國同樣有需求的緊迫性——據中華醫學會眼科學會數據,中國約有合格的眼科醫生40000余人,和美國眼科醫生數量接近。考慮到美國人口只有中國人口的五分之一,中國如果達到美國的標準,還缺15萬眼科醫生。
但同時,中國乃至整個世界在這項產業方面還處于嬰兒期。目前,高校研發團隊主要集中在北京航空航天大學及中山大學。而成型產品的代表是中瑞福寧的OR機器人——這款產品主要用于眼底黃斑變性等眼底疾病的注射治療,并精準定位注射部位。
在眼科手術機器人上,中國雖然在一片寂靜中有了早起趕路的準備,但暫時還沒有得到市場化的驗證。
2. 神經外科
Tamar Robotics:神經外科手術機器人,影像定位是王道
Tamar Robotics的業務重心是神經外科手術機器人。這種機器人是首批為腦外科開發的機器人系統之一,為醫生提供一種更安全、微創的工具來去除腦部腫瘤和血栓。
該技術目前正在像豬這樣的大型動物身上進行測試,它由一個微小的移動機器人針組成,通過射出水流破壞大腦中的腫瘤和血凝塊。針頭通過頭部的一個小切口插入,然后外科醫生在成像軟件的協助下遠程控制它。
同時,系統還可以提供持續掃描的集成超聲波,有助于實時引導針頭。這一點很重要——因為在手術過程中大腦圖像會隨著組織區域的切除而不斷變化,因此很難依賴MRI和其他掃描的術前圖像。
機器還附帶測量顱內壓力的功能,確保不會上升到可能導致神經損傷的危險水平。
Tamar計劃在動物測試后,首先在患有顱內出血或腦內出血的患者中開始人體試驗,兩者都屬于需要緊急手術以釋放在大腦內部積聚、并威脅到神經損傷的急性疾病。
最新的資料顯示,Tamar已經在三年前實現種子輪融資280萬美元。
神經外科手術一直存在手術空間小、定位困難等痛點。因此,醫療影像的加成對于神經外科機器人而言,比起其它類型的手術機器人更加重要。可以說,做好影像定位的第一步,一款神經外科手術機器人才算跨入了成功的門檻。
國內神經外科手術機器人情報:
目前,國內神經外科手術機器人企業主要有柏惠維康、華志微創及華科精準,三家企業均在2020年前后完成新一輪金額上億融資。不過,目前國內神經外科手術機器人離實現產業化仍有距離。
腦部手術機器人 圖源:Semantics Scholar
3. 經自然腔道
Memic:經自然腔道手術機器人,火熱賽道和虛擬現實新動作
Memic是繼骨科手術機器人Mazor之后,又一家誕生于以色列的明星公司。
Memic的大火可以部分歸咎為賽道原因。Memic的Hominis系統針對的是單孔自然孔腹腔鏡輔助經陰道良性婦科手術,包括良性子宮切除術,產品目標是可以實現經自然腔道的微創手術。
經自然腔道手術機器人,是指通過人體自然腔道的路徑,比如食道、支氣管、結直腸、尿道、陰道,進入目標部位進行手術的機器人。因為它盡量減少在人體的外部切口,因此在最近幾年收到市場的強烈關注。
經自然腔道手術機器人全球市場規模近年持續快速增長,由2016年的2140萬元人民幣增至2020年的5.2億元人民幣,年復合增長率為122.2%,預期2030年將進一步增至257.4億元人民幣,年復合增長率為47.7%。
同時,在早期的開發中,Memic就認識到了婦科手術中存在未被滿足的需求。在子宮切除術等婦科手術中,醫生更偏向陰道入路,因為經自然腔道的手術能最大限度地減少對腹壁的創傷。
Memic的Hominis系統 圖源:Sages
然而,外科醫生僅在大約16%的病例中經陰道入路,主要有兩個原因:
首先,由于缺乏可視化,陰道子宮切除術在技術上更具挑戰性。
其次,即使外科醫生經過必要的培訓,但異常的子宮狀態,比如子宮內膜異位癥或盆腔粘連,也會讓經陰道手術變得極其困難,最后只能通過外部切口進入手術部位。
在評估手術機器人市場時,Memic發現目前的機器人末端器械只有直軸和單腕設計。直軸器械必須通過身體的多個切口進入體內——相比沒有機器人技術的腹腔鏡手術,雖然造成的創傷小了,但切口數量沒怎么變少。
而Hominis具備微型人形機械臂,可以模仿包括肩部、肘部和腕部關節在內的整個上肢,整個系統可以放在人的手掌中——從而可以實現單孔手術。
這就是Memic的獨特之處:踩準了手術機器人賽道追求創口最小化的大趨勢,踩準了婦科臨床需求的小趨勢,也踩準了器械設計的差異化亮點。
這樣一家具有清晰商業化前景的公司,自然要圓一個上市夢。
2014年以來,Memic已在八輪融資中獲得超過1.28億年美元。去年8月,Memic在完成了9600萬美元的D輪融資后,與MedTech達成協議,擬通過合并方式以10億美元的估值上市。然而,在今年3 月,協議被宣布終止,理由是“市場狀況和近期世界事件導致的相關波動”。
上市夢的擱置可能由于初期銷售沒有達到公司預期。目前,僅有三家美國醫療機構收購了Hominis機器人輔助手術系統。
因此,近期公司的業務中心被放到了市場拓展上,從而也有了一些新動作——
今年2 月,Memic宣布將與VirtaMed合作開發虛擬現實模擬平臺,用于外科醫生在 Hominis 系統上進行運動反饋的培訓。Memic方面預計,模擬器程序將在今年年底前準備好在現實世界中使用。
VirtaMed提供的醫療培訓產品 圖源:VirtaMed官網
VirtaMed是一家使用混合實境(MR)技術開發醫療培訓產品的公司。通過專門為不同手術機器人定制的模擬產品,醫生們能更快地適應對半自動化的器械的使用。醫生們可以手握帶有傳感器的儀器,對橡膠模型進行遠程解剖,并在屏幕上清晰地看到自己操作細節的反饋。
4. 放射科
XACT Robotics:介入放射學機器人,降低輻射損傷
XACT Robotics是世界上第一個綜合性介入放射學機器人系統的開發商。
今年5月,XACT ACE 機器人系統獲得FDA的許可,旨在支持消融臨床程序期間消融探針的機器人插入和轉向。
就放置消融探針所需的準確性和時間而言,消融程序對許多醫生來說都是一個挑戰。醫生在X線透視下利用穿刺針時,長時間的操作會增加放射性損傷的職業風險——這就是機器人在此類手術中的最大替代價值。
而XACT ACE的優點在于:它可以通過非線性轉向將器械精確地輸送到體內所需的目標,進行活檢和藥物輸送。從而節省時間并有助于提高整體流程的成功率。產品已被證明在首次插入時,可實現1.7毫米的平均精度,平均流程時間不到8.5分鐘。
XACT ACE 圖源:XACT官網
公司已經在三年前完成D輪融資,總額為3600萬美元。
國內放射學機器人情報:
目前,介入放射學機器人系統在市場上關注度不高,中國企業在其中的探索也比較少。大部分相關的嘗試還是集中在視覺系統和探針定位上:比如高容科技的介入放射學機器人系統,主打的也是計算機視覺定位技術,看重的是術前影像規劃以及術后影像評估的醫學服務。
而一些諸如微創醫療的中國手術機器人代表企業,目前介入放射學機器人的業務主要是通過和國外企業合資開發的方式運行。