“如果你不能飞,那就跑吧;
如果你不能跑,那就走吧;
如果你不能走,那就爬吧;
无论怎样,都要继续前行。“
——马丁·路德·金
2018年,医疗器械大厂史赛克(Stryker)在全球范围进一步加大了关节手术机器人MAKO的推广和培训;美敦力(Medtronic)公司在连续三轮投资脊柱手术机器人ROSA之后,在9月干脆对其母公司进行了收购;国内某脊柱手术机器人公司在获证一年不到的时间内,已经接到100多家医院的装备需求;中国自主研发的关节外科、创伤骨科手术机器人,也相继进入了技术攻坚……骨科手术机器人,正以极快的脚步来到我们的身旁。
关节手术机器人
据统计,到2020年的时候,全球80亿人口中的95%将生活在发展中国家;从全球范围来看,战后婴儿潮中出生的那批人口,现在也已经跨过65岁的年龄关口。顺应这一广大人口的、具备卓越的卫生经济学效益的技术,必将成为未来市场的引擎。与此同时,与快速增长的人口(特别是老龄化人口)相伴的,则是数量相对不足的外科医务人员。因此,任何新生的技术,能够替代或承担医生日常的疲倦、繁复诊疗动作的,也将必定成为一个显著趋势。像人工膝关节置换、脊柱减压这些病人基数庞大、但技术门槛偏高的骨科手术,如何开发新的方法,去帮助欠发达地区的医生快速掌握手术技巧,并实现术后疗效的可重复化,也会成为一个重要的方向。
脊柱手术机器人
外科手术机器人就是怀着这样的一个使命而诞生的。据行业估计,2019年全球用于手术机器人的花费将是1360亿美元之巨。而早在2016年的时候,国际知名行业咨询机构Tractica就报告说:2021年前,全球每年都会新增一万套手术机器人装备,这些新增机器人不仅是在北美、也包括欧洲和亚洲国家。这种旺盛的需求,会快速降低手术机器人的制造成本;另一方面,手术机器人对医疗人力短缺带来的弥补,则会创造更多的额外经济效应。
手术机器人产业的崛起,也拉动了另外几个医疗市场的成长:1)由于手术机器人与影像学设备的相关性是比较高的,因此,在过去的几年里,那些无创性的外科放射学设备,往往都在手术机器人应用广泛的医院获得了迅猛增长。2)手术机器人的成功,也带动了急诊急救机器人、机器人兼容的骨科假体、内植性的肢体康复器材、甚至是那些不直接用于诊疗用途的医院产品的增长(如新型的病床、手术床、智能担架车……)。
手术机器人的发展速度是如此之快,几乎超出了我们对于医学新技术的传统想象。外科机器人于1980年代后期才来到这个世界上,骨科手术机器人的历史更短,是在1992年才真正进入临床的(Robodoc™,德国),当时只是用来做人工髋关节置换,而且功能仅限于处理股骨一侧。那时的技术还很不成熟,手术机器人的体态极为臃肿。晚至2000年,美国FDA才正式批准Intuitive公司的达芬奇机器人用于腹腔镜手术,正式开展手术则又是在两年以后。2002年的时候,全美仅1%的前列腺切除术用机器人辅助进行,可是到了2014年,美国89%的前列腺切除术都已在机器人下实施。这样的成长,也已经在一些亚洲国家拉开帷幕,仅仅10年的光景,人们就已经不再争论机器人是不是需要的问题,而把全部精力用在了提升手术机器人的精准性、工作效率和优化成本上,琢磨怎样让机器人变得更好。
骨科手术机器人带给医生的,是给那些困扰临床上百年之久的问题——骨质的精确切除、假体的精准安放、人为误差的校准和消除、标准化的术后效果——提供了解决之道。20多年来,骨科手术机器人已经成功地融入了术前计划系统、高精度截骨系统、假体定位系统等模块,照顾到了关节置换手术的整个过程。近10年来,大量的临床观察和对照研究都证实,手术机器人进入人工关节置换领域,大大改善了术后早期失败的发生率。现在,更为长期的观察和评估正在进行之中。
手术机器人的术中规划和影像导引
当下的骨科市场格局,是由传统的骨科手术运转模式所塑造的:以一台常见的人工关节手术或者脊柱外科手术为例,需要预先准备数量庞大的(通常是手术植入所需的10~12倍数量)内植物规格,消毒后运入手术室备选。这些内植物的仓储、物流、洗消、术前看管、术后清理、送返,都需要花费不小的费用。为了开展一台手术,还需要准备6~12箱不等的手术工具,也需要花费上述全部运输、管理、仓储费用。手术正式开始前,展开这些工具和内植物的工作也是相当繁琐的。即便在知名、专业的大医院里,这些工作也都是费时费力、效率低下的,每年厂家、渠道商花在器械和内植物术前、术后料理的费用,在美国、或是在中国,都是一个天文数字。
当前骨科手术的传统模式:繁杂而耗费巨大的手术器械支持体系
在可见的未来,各国为优化卫生经济学所作的一部分努力,势必将对变革传统的骨科手术运转模式提出要求,因而顺应这一要求的新技术、新创举将必定占有一席之地。在欧美国家,许多公司已开始设计新的骨科产品或工具,帮助降低厂家、医院(最终是全社会)在器械物流、管理等环节的成本。手术机器人在这个问题上,也是一条崭新的出路。
从表面上来看,医院投资一台手术机器人、再加上养护、训练专业人员,需要付出不小的花费。可是当我们从另一个角度来考虑,或许会得出不同的结论。在美国,有统计表明每年骨科器械在传统运转模式下,因损坏、丢失、日常维护所发生的费用,约在1500万美元左右。由于目前的绝大多数骨科内植物,都是标准化设计的,手术机器人的智能操作,使得原先占手术器械箱中50~70%之多的工具,不再需要。实现个性化的切割方案,因此,从整个行业的层面来看,器械相关的费用将因手术机器人的采用而得到大幅降低。
手术机器人带来的,不仅是手术效率和效果的提升、术后并发症的减少、术后再诊治、再手术费用的避免,它为临床和产业带来的,更是一股医疗运作模式的变革。医生的80%以上的精力和智慧,被从传统手术工具(需要医生人工去摆放、校准、然后徒手完成切、削、钻、磨等动作)中解放出来,用在手术前的计划、思考上,手术中的许多机械重复动作,靠机械臂去执行,且免除了人手的生理局限所带来的各种误差。术中出血量也更小。美国的研究表明,一台手术机器人所带来的各种花费,约在每年95台手术的数量点上,就开始持续发生盈利回报。
让我们展开更加自由的想象:也许在20年、甚或是15年后,医学院的学生们,将不仅仅需要学习生物学、生理学等自然科学范畴的医学基本知识,机器人、人工智能等课程,也将成为一名医者的必修学业。那时的骨科医生,可能不能仅仅满足于做一个人体知识方面的专家,更要成为一个人工智能和自动化方面的高手,在机器人的帮助下治疗患者,并为设计更多的机器人专用的诊疗手段。手术机器人在离此手术中所记录下的操作过程、信息反馈,将被用于手术医生的训练和培训,带来医学教育模式上的革命。
于是,我们正身处与这样一个变革的门口,门的后面,将是一个前所未有的、广阔的美丽新世界。
本文来源:骨感人生
本文作者:柳叶刀