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达芬奇遇阻,手术机器人路在何方

钛度号
龙头发展遇阻,手术机器人未来在哪里?

图片来源@视觉中国

文|vb动脉网

作为全球商业化最成功的手术机器人公司,直观外科拥有被称为“上帝之手”的达芬奇手术机器人,凭借着数千项专利,垄断全球腔镜手术机器人市场近20年。营收从2000年的0.27亿美元增长至2021年的57.1亿美元,股价曾一度飙涨184倍,亮眼的增长一度让投资者趋之若鹜。

然而,2022年以来,直观外科遭遇到发展瓶颈,股价从360美元的高点滑落至最低180美元。尽管第三季度的业绩开始回暖,但市场对于其未来发展仍有分歧。作为手术机器人细分市场的头部企业,直观外科对于现状有着深刻的认识,并用对外投资的方式做出了相应的布局。或许我们能从这些投资上看到直观外科对于未来手术机器人这条细分赛道的一些思考。

优等生的中年危机

股价在一定程度上反映了一家公司的经营情况,直观外科也不例外。

2000年6月,直观外科初登纳斯达克。彼时,市场对这个公司仍持有诸多疑虑,加之随后两年专利诉讼官司缠身,股价也一直持续下行。在2003年,平均股价仅为1.56美元,远低于2.69美元的发行价。到了2021年,直观外科的股价最高达到365美元,市值超700亿美元。也就是说,如果有人在2003年花156美元购置100股,18年后卖掉,这笔资金将摇身一变为36000美元。

直观外科股价走势

然而到了2022年,直观外科股价一度下探至180美元,比起巅峰期直接腰斩,这一切都源于增长放缓。

在经历过一段时间的爆发式增长后,一家创新企业在原有市场趋于饱和的情况下,销售放缓是不可避免的。

早在2019年,投行Piper Jaffray对美国1912家医院和7312名医生使用达芬奇系统的数据进行调研后发现,71%拥有至少1000张床位的医院都已经使用了达芬奇机器人手术系统。“从消极的角度看,直观外科在中大型医院的渗透已经足够充分,想增加销售将变得更加困难,”Piper Jaffray在其报告中写道。

之后的经营状况似乎也开始印证了Piper Jaffray的报告。从2020年第四季度开始,直观外科的销售开始放缓,当季仅售出326台系统,其中有一半是客户的以旧换新,多年来的高增速开始放缓。

与此同时,直观外科引以为傲的器材+耗材商业模式开始受到市场质疑,直观外科在欧美市场推出了“延长使用计划”,将部分常用器械的使用次数从之前的10次提高到12~18次。这样一来,虽然医院节约了使用成本,但却影响了直观外科的营收。

另一方面,之前节节推高的股价诱使各路资本不断入局,手术机器人这条细分赛道迎来了众多玩家。像美敦力的Hugo机器人用于泌尿科和妇科手术,强生也以34亿美元收购了Auris Health参与竞争。

而在中国市场,也有众多企业准备挑战达芬奇这个王者。微创机器人与威高手术机器人的名字还在2021年直观外科年报中,以竞争对手的名义出现。

对直观外科来说,来自各方面的竞争不得不促使它思考未来的布局。作为行业龙头企业,已经搭建起了一套生态系统,如何让这套生态系统更加丰富从而迎接未来的挑战是直观外科接下来要做的事情。为此,它成立了风险投资部门Intuitive Ventures,在研究他们如何布局之前,我们要先捋一捋直观外科的现状。

达芬奇的护城河正在消失

作为直观外科的核心产品,达芬奇出现的时机以及它的商业模式在这里不多赘述,我们仅从直观外科围绕手术机器人核心技术的专利布局进行分析。截至2021年底,直观外科共有约4200项授权专利和2100项专利申请。

这些专利在很大程度上决定了其手术机器人的产品力。尽管一款产品的商业化能力包括定价、销售、售后、医保和国际化等方面,但核心竞争力还是突出的产品力,包括临床比较、产品更迭、适应症开发的能力。

直观外科专利分类,数据源于CNABS、CNTXT等专利数据库

直观外科公司在手术机器人领域的专利主要集中在腔镜手术机器人这一领域。通过直观外科公司在此领域的约1400件专利申请进行大致分类,可以看到直观外科公司围绕其核心技术在患者平台系统、医生平台系统以及图像系统三个主要分支均进行了全面的布局。其中,围绕作用对象的患者平台系统是该公司的研发重点,专利申请占比为56%。

患者平台系统主要分为机械臂和手术器械(即末端执行器)两个分支,直观外科在手术器械与机械臂这两个分支的专利布局较为均衡。其中,专利布局更多的手术器械分支,主要涉及手术器械设计、手术器械识别和接合、以及手术器械关节自由度等。

医生平台是医生的操作端,医生通过医生平台的输入设备实现对患者平台手术器械的遥控,直观外科在医生平台分支的专利布局主要涉及输入装置(如手柄、踏板)的设计改进以提高操控的灵活性、舒适性及安全性,通过提供触觉反馈来增强医生操作的手感以实现操控的精确性等。

此外,手术机器人系统中还有一个关键的构成要素就是图像系统。它能提供三维可见光图像的双通道视频捕获和显示能力,为外科医生提供立体视图。直观外科在图像系统方面的专利布局主要涉及成像手段、用户界面的设计以便于医生对信息的获取及交互处理。

除了硬件,达芬奇配套的软件也不能忽视。随着达芬奇机器人的4次升级,这套软件也进化到了Da Vinci OS4。除了负责三套模块之间的通信外,这套软件还提供模拟训练功能,使医生能熟练使用。此外,Da Vinci OS4还提供了手术过程中需要做决策时的辅助信息,进而在手术过程中更好地辅助医生。

从专利角度而言,直观外科作为手术机器人产业的先行者,利用其原研优势,围绕自身技术、产品对相关专利进行了全面布局,构建了强大的自我专利保护网。然而,根据美国法律,专利有效期为20年,直观外科的专利从2017年开始将逐步失效。未来随着达芬奇机器人核心专利的逐步过期,将给更多的机器人赛道入场者提供发展机遇与技术借鉴,但达芬奇自身该如何构建新的护城河呢?

产品组合显单薄

从产品组合的角度来看,直观外科的主要产品有腹腔镜手术机器人达芬奇、经自然腔道手术机器人Ion。其中Ion系统于2019年2月份获得了FDA认证,用于肺内深处的微创活检。

只是在这个领域,Ion系统并非像达芬奇那般具有先发优势。无论是强生以57.5亿美元收购用于肺癌穿刺的机器人系统Monarch,还是奥林巴斯以3.4亿美元收购介入肺科治疗公司Veran Medical Technologies,都是直觉外科的竞争对手。

Ion和它的竞争对手,图源堃博医疗招股书

从堃博医疗2021年的招股书我们也可以看到,这个领域竞争相当激烈。即便在国内,Ion系统通过国家药品监督管理局审评,获准进入创新医疗器械特别审查程序,但已有包括堃博医疗、朗合医疗、微创机器人、精锋医疗、朗开医疗、普利医疗、巧捷力医疗机器人等多家企业在研发相关产品,未来的市场格局尚不明确。

虽然达芬奇手术机器人的适应症范围较广,从普外科、妇产科、心胸外科到头颈外科都能使用,但Ion作为公司的第二款产品,尚无法达到达芬奇的高度。从产品布局的角度而言,这样的组合稍显单薄,特别是将眼光向前,站在未来的角度看,直观外科的产品似乎还差了些什么。

医疗机器人自动化分级,源自《Medical robotics—Regulatory, ethical, and legal considerations for increasing levels of autonomy》

《Science》杂志子刊《Science Robotics》曾经刊登过一篇文章《Medical robotics—Regulatory, ethical, and legal considerations for increasing levels of autonomy》,文章着重思考了医疗机器人自动化分级到问题,并定义了6种医疗机器人自动化程度。从趋势来说,手术机器人也在朝自动化、智能化,减少医生手动操作的路径上发展。

目前,只有少数手术机器人达到了自动化1级的程度,而达芬奇还停留在0级上。随着技术和人工智能的进步,手术机器人的智能化被赋予了更多的期待。自动化2级的手术机器人正成为众多科研团队攻克的目标。如美国约翰斯·霍普金斯大学和美国国立儿童医院联合开发了一种监督式的自主软组织手术机器人,它可在医生指出需要缝合的位置自主进行缝合,医生也可在必要时进行干预。

尽管手术机器人的终极目标是从辅助角色到主要操作者,但路要一步步地走。立足当下,手术机器人要将术前、术中的影像相融合,以进一步提高手术精准程度,同时结合现实增强可视化技术,让医生在形状、位置、触觉等多传感信息的反馈融合下,实现精准定位操控,更方便地完成手术。同时还要展望未来,为之后的发展打下基础,以人工智能为核心,凭借医学图像和病历大数据积累、建立机器自动学习模型,构建数字生态。

建立在这样的行业发展基调上,我们就更容易理解直观外科的投资布局。

直觉外科的投资布局

作为行业领跑者,直观外科的投资在明星产品达芬奇的光环笼罩下,不容易看出其意图。但如果将视线放在竞争者的身上来看,或许有不一样的发现。

强生介入手术机器人领域的时间并不久,但通过并购投资布局已初步形成。比如通过收购直观外科创始人之一的Frederic Moll博士创立的Auris Health,获得肺部手术机器人;收购法国公司Orthotaxy,使用其技术开发出VELYS骨科手术机器人;以及正在开发的Ottava腹腔镜手术机器人。

强生在手术机器人领域的主要布局,源自公开信息

这其中,最能体现强生对于手术机器人布局的,莫过于VELYS平台。除了原有技术,强生还通过不断收购来拓展适应症,从膝关节置换,到髋关节手术、人工球窝以及JointPoint的骨盆手术导航软件,这一系列产品构成了强生骨科手术生态。

当然,还少不了强生从谷歌生命科学部门Verily收购来的Verb Surgical所提供的数据技术能力,有了它,强生可以围绕术前、术中和术后整个治疗周期之中的数据分析与监测,打造全方位的手术平台而不是仅仅局限在手术室中。并且,这套数据系统不仅仅应用在VELYS平台中,也将整合在未来的Ottava系统上。

我们可以看到强生在手术机器人领域呈现出以数据驱动、整合多种方案打造通用化平台的战略,同时在研发端探索前沿设备。有了强生作为参考,我们或许可以更容易地看懂直观外科的投资选择。从直观外科的投资来看,对于数据的应用在未来将成为手术机器人不可或缺的存在,7笔投资中的4笔投资都是围绕着数据应用进行的。

直观外科的投资矩阵

● Optellum

Optellum是一家位于英国牛津的人工智能医疗技术公司,专注于搭建针对早期肺癌诊断的人工智能平台。这个平台主要用于肺癌管理的人工智能临床决策支持,可以帮助医生识别和跟踪高危患者并辅助诊断,以便患者可以更快地开展治疗。它是第一家也是唯一一家因其软件平台Virtual Nodule Clinic而获得FDA许可、欧盟的CE-MDR和英国UKCA的公司。

● KelaHealth

KelaHealth致力于打造一个外科智能平台,在围手术期内针对患者在手术中的九类主要并发症进行风险预测和干预措施推荐,以提高手术护理和临床操作质量。KelaHealth平台模型基于大数据来开发,并能针对医院的不同需求进行量身定制。

● Flywheel

Flywheel是一个用于医学影像和相关数据的生物医学研究数据平台,它自动获取、分类和分析多种渠道的数据,包括放射医学影像、数字病理学项目和电子健康病历和诊断测试等,最后形成可以即用的标准数据,以便研发人员使用。过去,人们要花大量精力在查找、策划和组织数据上,费时费力还容易出错,Flywheel的出现提高了数据利用的效率。

● MedCrypt

MedCrypt是一家为医疗设备提供数据安全服务的公司。该公司基于SaaS的医疗设备数据保护系统可以防止黑客对医疗设备进行攻击,避免未经授权的访问。这套系统能兼容众多医疗器械,如医疗成像设备、心脏起搏器、手术机器人等。

对于直观外科来说,有超过一半的投资都用在了数字生态建设上。这也在某种程度上预示着这家行业龙头对于未来发展的一种判断。无论是希望Optellum的技术拓展自身Ion机器人系统的竞争力,还是能在患者整个围手术期内发挥作用的KelaHealth,抑或是借助Flywheel的能力深挖医学影像的价值。直观外科都希望将来打造一个能在术前、术中和术后都能发挥作用的手术平台,而非一个单纯的手术工具。

除了建立数字生态,直观外科还对聚焦的治疗方案很有兴趣。例如手术是大多数实体瘤患者的标准治疗方式,但超过40%的患者在术后5年内复发,而复发和转移占癌症相关死亡的90%,这与手术引起的免疫抑制有关。直观外科投资的SURGE正在开发可直接注射到肿瘤切除部位的免疫疗法(术中免疫疗法),将机体对手术的反应从免疫抑制重编程为免疫刺激,可触发患者的免疫系统破坏局部和远端残留癌细胞,减少复发,提高生存率。也就是说,在将来的某个时刻,手术机器人并不止是单纯地切除肿瘤,还会在手术实施过程中进行免疫疗法。

而投资Neocis,则是将目标瞄向了牙科领域。Neocis研发的Yomi,是牙科领域第一个,也是唯一一个获FDA批准的手术机器人系统,自推出以来,Yomi机器人已用于超过20000个植入物手术和近1000个全牙弓修复手术。

值得一提的是,Neocis的软件产品YomiPlan Go获得了FDA 510(k)许可,它是一种基于软件的工作流程,使患者的解剖结构可视化,医生使用钻头设置植入物的理想位置和角度,然后在机器人引导下进行手术。YomiPlan Go模式下,临床医生进行手术规划时不需要CT扫描,简化了手术准备流程。对医生而言,快速灵活的工作流程类似于徒手手术,但有了机器人辅助,手术的精度得以保证。

在美国这样一个适合牙科发展的肥沃土壤上,口腔医疗服务市场规模超1500亿美元,有接近2/3的人口拥有一定程度的牙科保险,可见蛋糕之大。Neocis瞄准了牙科机器人这一需求旺盛却又鲜有人涉足的领域,前景值得期待。或许直观外科在Neocis身上,看到了当年的自己。

总的来说,靠技术发家的直观外科,希望自己站在技术变革的最前沿,并且不限于手术机器人领域,包括预防疾病、甚至不需要外科手术的治疗方式,都有所关注。当然,从这一年多的投资来看,直观外科最关注的仍然是未来能够融入自身现有生态的医疗设备和数字工具。

其实不只是直观外科,他的竞争对手美敦力、强生医疗们同样如此。未来十年,可能是各种医疗技术融合发展的十年,数字工具、生物技术和医疗设备会出现交叉点。尽管必须考虑产品注册、医保报销、政策监管这些现实因素,但技术高度融合的新型设备上市,并非遥不可及。谁能提前布局,具有跨技术领域运营和整合的能力,谁就能收获融合的价值。

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  • 有的工作可以交给机器人,但是像手术这种完全不可能

    回复 2022.12.13 · via h5
  • 把手术交给机器人,病人真的会同意吗

    回复 2022.12.12 · via pc
  • 未来对医生的要求也更高了,起码要会操作机器人

    回复 2022.12.12 · via pc

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