面對這片神秘的資本海域，國產(chǎn)企業(yè)只能興嘆。本篇文章要做的，就是先來看看使達(dá)芬奇成功的精髓是什么，再來分析國產(chǎn)腔鏡機(jī)器人該如何對其進(jìn)行吸納和補(bǔ)充。

(資料圖)

2015年秋的某一天，80歲的外科醫(yī)生Herbert Dardik在手術(shù)過程中睡著了。

主刀醫(yī)生不是他，而是一名更年輕、同時經(jīng)驗更少的醫(yī)生。醫(yī)用手套下的手指緊繃、沒有皺紋，輕盈劃過各類刀器和病人靜脈上的斑塊。

角落里的Herbert靜靜地看著手術(shù)室里一切飛舞的運(yùn)動。他是美國臨床血管外科的學(xué)科奠基人，在這座醫(yī)院工作了近半個世紀(jì)。

如今，他只能作為一座讓患者安心的榮譽(yù)雕像，負(fù)責(zé)旁觀手術(shù)全過程——因為太過無聊，老人最終敗給了睡魔。

盡管Herbert的專業(yè)知識、經(jīng)驗、判斷，仍在他的頭腦里活潑自如，但院方對他的身體耐力與雙手靈活度已經(jīng)下達(dá)了死亡判決——

外科醫(yī)生們在經(jīng)過半輩子的職業(yè)訓(xùn)練和大浪淘沙后，在馬拉松的終點(diǎn)，等待他們的是年齡所帶來的身體機(jī)能衰退。

Herbert Dardik醫(yī)生（左） 圖源：恩格伍德醫(yī)院官網(wǎng)

手術(shù)機(jī)器人的出現(xiàn)，為外科醫(yī)生延長了至少十年的職業(yè)生命。

阿西莫夫機(jī)器人法則第一條：“機(jī)器人不得傷害人類，或因不作為而讓人類受到傷害?！薄犐先シ浅Ｏ裣２死资脑~，而后者是所有醫(yī)生燙在心底的職業(yè)圣 經(jīng)。

在機(jī)器人能夠代替執(zhí)行各種手術(shù)微操后，醫(yī)生們可以坐在控制臺前，更舒適、長久地指揮整個手術(shù)流程；同時，機(jī)器人手術(shù)的創(chuàng)口更小，能有效避免術(shù)后并發(fā)癥。

手術(shù)機(jī)器人正在保護(hù)著所有被拯救的和實(shí)施拯救的人類。

手術(shù)機(jī)器人可以按照應(yīng)用科室被分為：腔鏡類、骨科類、血管介入類、神經(jīng)外科類等。其中，腔鏡手術(shù)機(jī)器人是商業(yè)化最成熟、技術(shù)集成最復(fù)雜的一種。

人體的體腔迷宮內(nèi)器官密匝，血管縱橫，傳統(tǒng)手術(shù)方式常常具有較強(qiáng)破壞力，因此需要機(jī)器人的精細(xì)靈動。

一家名為“直覺外科”的公司，因此契機(jī)橫空出世。它的腔鏡手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品“達(dá)芬奇”——外形如同白色的金屬蜘蛛，很快盤踞在世界各地的手術(shù)室里。

達(dá)芬奇Xi 圖源：Wikimedia Commons

從1999年達(dá)芬奇面世至今，這只蜘蛛的巨卵已經(jīng)孵化出700億美元的市值，在醫(yī)療保健版塊排名世界第二。

2021年，中國手術(shù)機(jī)器人的市場規(guī)模達(dá)到80億元，其中腔鏡類占75%。然而，面對這片神秘的資本海域，國產(chǎn)企業(yè)只能興嘆——

妙手、圖邁等兩款已上市的國產(chǎn)腔鏡類手術(shù)機(jī)器人，面臨著賣不出去的尷尬處境；反觀貴了一倍的達(dá)芬奇，卻在去年被納入了上海醫(yī)?！獓a(chǎn)機(jī)器人和達(dá)芬奇之間如此之大的市場落差，要靠什么來填平？

立方知造局從各方相關(guān)人士處了解到：目前，達(dá)芬奇依然是幾乎所有正在研發(fā)階段的國產(chǎn)腔鏡類手術(shù)機(jī)器人的對標(biāo)，算法設(shè)計、模塊研發(fā)、以及器械組成結(jié)構(gòu)都繞不開對達(dá)芬奇的模仿；

然而，在高端醫(yī)械的選拔賽里，向來遵循著“學(xué)我者生，似我者死”的淘汰法則，也永遠(yuǎn)不會有iPhone致富華強(qiáng)北的山寨神話。

達(dá)芬奇之于腔鏡手術(shù)機(jī)器人，如同iPhone之于智能手機(jī)。它們都單刀單槍辟出一條新路，立起一塊塊指路牌；但同時，又以嚴(yán)格的專利保護(hù)、強(qiáng)勁的先發(fā)優(yōu)勢、老到的市場經(jīng)驗，在新大陸的邊界貼滿了“生人勿入”的告示。

本篇文章要做的，就是先來看看使達(dá)芬奇成功的精髓是什么，再來分析國產(chǎn)腔鏡機(jī)器人該如何對其進(jìn)行吸納和補(bǔ)充。

圖源：Wikimedia Commons

其中要解答的問題包括：

為什么說達(dá)芬奇的成功要穴在臨床？ 為什么說國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人對達(dá)芬奇的模仿式追趕很難有出路？ 為什么國產(chǎn)化一直行之有效的“價格優(yōu)惠券策略”，在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域可能失效？ 為什么說達(dá)芬奇受限時代技術(shù)的遺憾，可能是國產(chǎn)化的出路所在？

而這些問題，都將導(dǎo)向同一個推論的目的地：

達(dá)芬奇善于把握當(dāng)下的臨床脈搏。然而，先行者的時機(jī)得當(dāng)，倘若被后來者模仿，就會因滯后變得拙劣許多。

因此，與其瞄準(zhǔn)達(dá)芬奇——這一時代與臨床的中間產(chǎn)物，不如直接瞄準(zhǔn)時代中的隱藏富礦。

達(dá)芬奇：王者的王冠是臨床

1981年，三個從西雅圖湖畔中學(xué)畢業(yè)的年輕人來到了人生的十字路口。

其中兩位：比爾·蓋茨和保羅·艾倫為IBM開發(fā)了操作系統(tǒng)軟件MS-DOS，從此讓微軟在圈內(nèi)一炮打響；另一位弗雷德里·摩爾——此時在弗吉尼亞梅森醫(yī)療中心實(shí)習(xí)的年輕醫(yī)師，被工作時的一個細(xì)節(jié)所吸引：婦科手術(shù)時切割工具造成的創(chuàng)口之大，在他看來有一種落后時代的反常。

直覺外科創(chuàng)始人之一：弗雷德里·摩爾

上世紀(jì)八十至九十年代，正是一個計算機(jī)、運(yùn)動控制、軟件設(shè)計大展宏圖的時代。至此，摩爾離棄了原本做一名外科醫(yī)生的規(guī)劃，決定探索機(jī)器人實(shí)行微創(chuàng)手術(shù)的可能性。

這就是直覺外科的創(chuàng)世紀(jì)故事。簡單來說，就是利用彼時數(shù)控工程科技的天時地利，來創(chuàng)造醫(yī)學(xué)應(yīng)用的人和。

在某種意義上，醫(yī)療科技的產(chǎn)品研發(fā)，一直充當(dāng)著等風(fēng)人的角色——從四面八方吹來的技術(shù)流動的空氣，必須經(jīng)過一定時間的交匯、融合、擴(kuò)大，才能強(qiáng)勁地托起一款新產(chǎn)品。

醫(yī)療場景下能夠借用的技術(shù)，每個都已經(jīng)在其它行業(yè)里得到了長足的發(fā)展；然而，彼此在臨床上的適配程度，才真正決定了借用的成功與否。

比如微創(chuàng)手術(shù)在婦科的應(yīng)用，在上世紀(jì)80年代才逐漸興起。而在此之前，50年代光學(xué)傳遞系統(tǒng)和光導(dǎo)纖維的突破，已經(jīng)讓內(nèi)鏡技術(shù)趨于完備。

腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)之所以滯后了三十年，主要由于當(dāng)時手術(shù)器械多使用高頻電中的單極電凝，極易發(fā)生電灼傷事故。1977年后，隨著雙極電凝手術(shù)器械被應(yīng)用于手術(shù)，微創(chuàng)方法才被婦科以及其它科室廣泛接受。

內(nèi)窺鏡練習(xí)圖源：Wikimedia Commons

在八十年代，無論是內(nèi)鏡顯像，還是單雙極電凝，都不是當(dāng)世的尖新科技。由此可見，醫(yī)學(xué)技術(shù)推陳出新的關(guān)鍵，不是石破天驚的技術(shù)爆炸，而是被臨床驗證為合適與和諧的長治久安。

讓我們看回達(dá)芬奇和腔鏡手術(shù)機(jī)器人。

達(dá)芬奇模式下的腔鏡類手術(shù)機(jī)器人由三個部分組成：

機(jī)械臂——在末端裝有不同的手術(shù)器械，并通過精密運(yùn)動為患者動刀；

控制臺——醫(yī)生在上面做出手術(shù)動作，再由數(shù)字系統(tǒng)解析給機(jī)械臂；

成像系統(tǒng)——通過內(nèi)窺鏡將手術(shù)畫面反饋至顯示屏。

你可以將手術(shù)場景想象成一場皮影戲：傀儡師（控制臺）操縱紙偶（機(jī)械臂），一舉一動都呈現(xiàn)在隔亮布（成像系統(tǒng)）上。

腔鏡手術(shù)機(jī)器人組成部分 制圖：立方知造局

這三個部分，分別對應(yīng)著三種技術(shù)迭代，以及借此解決的三處微創(chuàng)手術(shù)的臨床痛點(diǎn)。

機(jī)械臂：在傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)中，手術(shù)過程對人體組織施加的動作不精細(xì)、壓力不穩(wěn)定。達(dá)芬奇的機(jī)械手腕Endowrist，擁有7個自由度，同時可以濾除不必要的顫抖——這主要和精密運(yùn)動的技術(shù)升級相關(guān)。早在1985年，工業(yè)機(jī)器人就已經(jīng)可以以0.05mm的精準(zhǔn)度進(jìn)行立體定向腦部活檢了。

控制臺：在傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)，醫(yī)生面臨著極大的人體工程學(xué)的挑戰(zhàn)。其中包括手指靈活性有限、體力消耗等。達(dá)芬奇的控制臺可以讓主刀醫(yī)生采取坐姿進(jìn)行系統(tǒng)操作——這得益于90年代計算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)勢發(fā)展，相關(guān)硬軟件的迅速迭代，使得人機(jī)交互體驗不斷提升。

成像系統(tǒng)：在傳統(tǒng)的微創(chuàng)手術(shù)中，助手操作的窺鏡轉(zhuǎn)動角度有限，造成了一定的手術(shù)盲區(qū)，并且只能提供二維的手術(shù)視野，放大倍數(shù)在3-5倍左右。而達(dá)芬奇的成像系統(tǒng)將手術(shù)視野放大10-15倍——這主要和機(jī)器人視覺系統(tǒng)（包括攝像機(jī)、圖像采集卡、圖像分析軟件）的升級有關(guān)。

圖源：直覺外科官網(wǎng)

在技術(shù)通用的時代，這些手術(shù)機(jī)器人涉及的技術(shù)就如同棋簍里的黑白子：取出來容易，怎么擺才難；而在臨床這盤棋上，達(dá)芬奇貴在能比他人多想一步。

一名常年接觸手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的投資人向立方知造局透露：在一家國內(nèi)腔鏡機(jī)器人的研發(fā)階段，眾人曾覺得達(dá)芬奇的集成式設(shè)計不符合模塊化、輕量化的理念。笨重的機(jī)械臂塔懸停在病人上方，對不論是拆卸還是承重都造成了一些麻煩。

團(tuán)隊據(jù)此進(jìn)行了一些改進(jìn)設(shè)計：比如把四個機(jī)械臂拆放在手術(shù)臺的旁邊——然而，實(shí)際的臨床操作反饋：這對外科醫(yī)生及助手的工作反而會造成行動阻礙。

再比如：國外一家手術(shù)機(jī)器人公司CMR，機(jī)器臂的腕部設(shè)計是把器械固定在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)上，但在臨床中，這并不利于術(shù)前消毒以及機(jī)械拆裝。

工作人員在消毒一臺達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的塑料膜 圖源：Wikimedia Commons

所以說，由于臨床思維的缺乏，一些想要突圍的團(tuán)隊，繞著繞著還是走回了達(dá)芬奇。

當(dāng)然，樹欲靜而風(fēng)不止。這幾年，達(dá)芬奇也根據(jù)臨床反饋隨風(fēng)而動，一直在產(chǎn)品設(shè)計上推出符合市場期待的產(chǎn)品。

達(dá)芬奇機(jī)器人在1996年推出了第一代機(jī)型。十年后，直覺外科推出第二代達(dá)芬奇S。

為了贏得第一批客戶，新機(jī)型將重置步驟縮減了一半。同時，病人臺車上的機(jī)械被設(shè)計得自由度更低、但結(jié)構(gòu)更簡潔輕量——由于當(dāng)時市場知名度低，“機(jī)器人用起來放不方便”比起“機(jī)器人能做到什么程度”顯然更加關(guān)鍵。

2009-14年，第三、四代達(dá)芬奇Si和Xi相繼出爐——

此時，直覺外科所在的是一個比三年前成熟得多的市場，醫(yī)生對機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)也趨于嚴(yán)苛。

達(dá)芬奇Si的精準(zhǔn)抓取測試圖源：直覺外科官網(wǎng)

一些缺點(diǎn)被反映為：機(jī)械臂間易摩擦、對接時間長等。直覺外科因而為達(dá)芬奇增加了更多的機(jī)械關(guān)節(jié)——讓機(jī)器臂運(yùn)行更順滑；機(jī)械外形被設(shè)計得更窄、更長、更易旋轉(zhuǎn)——可以減少控制臺在機(jī)器對接時的等待時間。

2017年，第五代達(dá)芬奇X推出——

這時達(dá)芬奇已經(jīng)在業(yè)界樹起良譽(yù)，接下來要考慮的問題就是如何讓更多醫(yī)療結(jié)構(gòu)接受手術(shù)機(jī)器人這種高端醫(yī)械。因此，為了有效降低產(chǎn)品的高昂售價，X犧牲了高端模型的一些多功能性，例如在身體多個部位執(zhí)行程序的能力。

2020年，直覺外科將下一次的產(chǎn)品重點(diǎn)放在了降低成本上——

新版本產(chǎn)品將原本10次的耐用度提升到12-18次，為客戶提供性價比更高的儀器。

可以說，達(dá)芬奇的迭代動力一直依據(jù)臨床反饋和市場定位，在便捷度、精密度、以及價格吸引力間見勢游走。

對于手術(shù)機(jī)器人這一行業(yè)而言，直覺外科憑借達(dá)芬奇建立了黃金三角的循環(huán)：用產(chǎn)品吸引市場；用市場積攢臨床反饋；用臨床反饋改進(jìn)產(chǎn)品。

如今，由于直覺外科巨大的商業(yè)成就與行業(yè)價值，摩爾被稱為“機(jī)器人領(lǐng)域的比爾·蓋茨”。

然而，和那位青年成名的校友先破后立的創(chuàng)業(yè)風(fēng)格所不同，醫(yī)師出身的摩爾運(yùn)用行業(yè)經(jīng)驗穩(wěn)步徐行，在最合適的時間抓住了醫(yī)工融合的時代機(jī)遇。

這也是達(dá)芬奇的成功經(jīng)驗：讓風(fēng)再吹一會兒。

被壟斷的習(xí)慣、被壓制的價格戰(zhàn)

2011年，中國手術(shù)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)者何超赴美國約翰·霍普金斯大學(xué)訪學(xué)。

和想象中不同的是：國外科研人員在設(shè)計手術(shù)機(jī)器人時，所使用的單一技術(shù)遠(yuǎn)沒有中國先進(jìn)，其中不乏十幾年前的老貨。

早在兩年前，何超的團(tuán)隊就做出了第一臺腔鏡手術(shù)機(jī)器人的樣機(jī)。然而，臨床應(yīng)用卻遲遲無法實(shí)現(xiàn)。這次訪美經(jīng)歷讓他更加明白：從技術(shù)突破的光源，走向技術(shù)產(chǎn)品的光明地帶，中間還隔著一條深不可測的幽暗隧道。

何超母?！旖虼髮W(xué)研發(fā)的手術(shù)機(jī)器人 圖源：天津大學(xué)官網(wǎng)

技術(shù)突破相對容易，是因為機(jī)械問題可以曲線解決。

對于資深的工程師而言，同等的功能可以依靠技術(shù)專利不同的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

比如，達(dá)芬奇的技術(shù)專利之一，就是用來解決不動點(diǎn)問題的平行四邊形原理——這種控制約束的功能還可以通過軟件方面來解決，所以對其他廠商的限制度不是很高。

而在這條隧道里，真正難以通行的原因在于那些和臨床綁定的專利。

達(dá)芬奇的技術(shù)專利和臨床應(yīng)用無比貼合；為了避免侵權(quán)，其他公司在研發(fā)產(chǎn)品時只能放棄那些符合醫(yī)生使用習(xí)慣的設(shè)計。

首先，達(dá)芬奇的產(chǎn)品一開始就打中了人體工程學(xué)的靶心。

比如：為了實(shí)現(xiàn)放大的功能，達(dá)芬奇的設(shè)計可以讓鏡頭靠近眼睛，就像看報紙一樣；而其他公司為了規(guī)避這個技術(shù)，會選擇將身體往前移動。雖然實(shí)現(xiàn)了同樣的效果，但是不符合人的行為習(xí)慣。

其次，達(dá)芬奇還在不斷地塑造醫(yī)生的使用習(xí)慣。

達(dá)芬奇在中國的手術(shù)室完成了跨代際的飛速擴(kuò)張。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人進(jìn)入中國十多年完成了首個10萬例手術(shù)量，而第二個10萬例只用了兩年半。

如今，一些年輕的中國外科醫(yī)生甚至跳過了部分腹腔鏡手術(shù)的學(xué)習(xí)，直接學(xué)習(xí)操作達(dá)芬奇機(jī)器人。一名醫(yī)生將其比喻為：“如同新司機(jī)直接學(xué)習(xí)自動擋汽車的駕駛，而跳過了手動擋?！?/strong>

因為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精細(xì)，因此手術(shù)機(jī)器人公司需要對操作醫(yī)師進(jìn)行專門的培訓(xùn)和考核。為此，直覺外科和國內(nèi)行業(yè)巨頭復(fù)星醫(yī)藥成立了合資公司直觀復(fù)星。

直觀復(fù)星達(dá)芬奇創(chuàng)新中心

去年，直觀復(fù)星達(dá)芬奇創(chuàng)新中心在浦東正式成立，預(yù)計每年可為約4000名醫(yī)療專業(yè)人士提供達(dá)芬奇外科手術(shù)系統(tǒng)及機(jī)器人輔助手術(shù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

可以說，達(dá)芬奇鎖死的并不是某一項尖新技術(shù)，而是醫(yī)生使用手術(shù)機(jī)器人的臨床模式。

單一技術(shù)的差距，就像何超所觀察的那樣：可以被迅速抹平；

合成技術(shù)的差距，從剛起步時的5-10年，也會隨著2018年達(dá)芬奇部分專利的到期更快到來；

但是，在以臨床為中心的設(shè)計理念上，達(dá)芬奇就像是自帶背景音樂的主角——在他自己寫就的樂章里演出，總是能比別人更好地踩準(zhǔn)節(jié)奏。

對于其它參演者而言，此時貿(mào)然模仿，不如換帶切歌。

改變游戲規(guī)則的一個方式在于：讓產(chǎn)品變得更加便宜。達(dá)芬奇2000萬元一臺的售價，確實(shí)嚇退了不少醫(yī)療機(jī)構(gòu)。因此，不少企業(yè)希望靠價格優(yōu)勢打亂達(dá)芬奇壟斷的節(jié)奏：有海外企業(yè)將同類型產(chǎn)品定價在300-400萬元， 而國產(chǎn)機(jī)器人妙手的售價定在了達(dá)芬奇的一半左右。

國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人妙手 圖源：人民日報

價格，確實(shí)一直都是被寫進(jìn)國產(chǎn)化教科書的高亮詞。在電動汽車領(lǐng)域，上汽和比亞迪靠著低價入局，包攬了全球銷量排名的第三、四名；中國的太陽能板也因為相較于美國23%的價格優(yōu)勢等原因，實(shí)現(xiàn)了光伏領(lǐng)域的彎道超車。

在制造業(yè)的大部分領(lǐng)域，如果產(chǎn)品的功能和質(zhì)量能達(dá)到龍頭標(biāo)準(zhǔn)的70%，那更便宜的價格就會創(chuàng)造出不錯的銷量。

然而，對于手術(shù)機(jī)器人這一產(chǎn)品而言，價格是市場接受的次級因素。

第一層原因很好理解：用在人身上的東西，差之毫厘，謬以千里。即使是1mm的精細(xì)度差異，也無法靠價格優(yōu)勢蓋過去。

第二層原因在于：在目前的中國，像腔鏡手術(shù)機(jī)器人這樣的高端醫(yī)械，最先試用的對象主要是大城市的三甲醫(yī)院以及各科室的學(xué)科帶頭人——在他們的標(biāo)準(zhǔn)里，器械的絕對質(zhì)量一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)比性價比重要得多。

更何況，好的腔鏡手術(shù)機(jī)器人也能為醫(yī)院迅速創(chuàng)收。

比起傳統(tǒng)手術(shù)，使用手術(shù)機(jī)器人的手術(shù)要貴3-5萬元?；颊叩膭?chuàng)傷小,恢復(fù)快，床位周轉(zhuǎn)率提高：比如冠脈搭橋手術(shù)可以從1-2周出院，快進(jìn)到3-5天。醫(yī)生的工作效率也提高了：比如胰十二指腸切除手術(shù)，之前十幾個小時的手術(shù)時間可以縮短一半。

綜合來看，醫(yī)院對于手術(shù)機(jī)器人的天價投資，大多一年可以回本。

圖源：新華網(wǎng)

同時，手術(shù)機(jī)器人的價格和市場，是一個先有雞還是先有蛋的問題。

2020年，耗材類收入占直覺外科總收入的56%。機(jī)器人的機(jī)械臂是一種高值耗材，使用時臨時安裝到機(jī)器人上，而每條機(jī)械臂有使用次數(shù)限制，10次后便不能繼續(xù)使用。機(jī)械臂的價格大概每條10萬元。

而耗材的增長，建立在機(jī)器人設(shè)備的大規(guī)模保有基礎(chǔ)之上。先有設(shè)備的普及，再有耗材的普及。

達(dá)芬奇機(jī)器人一條持續(xù)向下的設(shè)備收入占比曲線和一條持續(xù)向上的耗材收入占比曲線，用了差不多10年兩條曲線相交，達(dá)到各占一半收入的狀態(tài)。

也就是說：達(dá)芬奇可以在設(shè)備上降價，因為憑借著88%市場占有率的底氣，靠耗材就能賺錢；而對于國產(chǎn)廠家來說，在市場占有率幾乎為零的條件下降價將會是危險的：沒有耗材收入，公司如何支持下一代產(chǎn)品的研發(fā)和推廣？

對于國產(chǎn)企業(yè)而言，價格戰(zhàn)依舊是一張有力的手牌，只是打出來的時機(jī)有待商榷。在產(chǎn)品過硬、市場成熟之前，魯莽出擊反而欲速不達(dá)。

屬于達(dá)芬奇的優(yōu)勢還在不停歇地擴(kuò)大著。多年積累的臨床敏感度讓它牢牢抓住了醫(yī)生們現(xiàn)在及未來的手、眼、心；同時，優(yōu)秀的產(chǎn)品質(zhì)量和絕對的市場地位，也讓它在未來比中國廠家更具降價的資本。

二十年前，摩爾在一片空曠大地上，可以做一個耐心的等風(fēng)人；二十年后，中國的手術(shù)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)者們必須更快捕捉風(fēng)向。

從美國回來以后，對國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人前景感到迷茫的何超出走中國空間技術(shù)研究院，埋首于空間機(jī)器人的研發(fā)。

一年后，當(dāng)他歸來時，來自遠(yuǎn)方的陣風(fēng)已經(jīng)不安攪動。

時代的阿克琉斯之踵

敵逢強(qiáng)手，重在拆招。

達(dá)芬奇的先手，已經(jīng)為這盤棋定立了格調(diào)，開創(chuàng)了制式。如上所述，它所綁定的臨床應(yīng)用的優(yōu)勢，讓國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人制造商望塵莫及；然而，這不代表它沒有紕漏：它的阿克琉斯之踵，就在于那些過去時代力所不逮的臨床需求——那些當(dāng)年沒等到的風(fēng)。

醫(yī)界呼聲強(qiáng)烈、而達(dá)芬奇給不了的，首先就是力反饋系統(tǒng)。

力反饋系統(tǒng)，指的是器械末端的力傳感器，能夠不斷感受、模擬、和傳導(dǎo)作用于組織上的力，使得醫(yī)生能夠在真實(shí)的互動感中調(diào)整操作力度。

圖源：Wikimedia Commons

在十年前達(dá)芬奇創(chuàng)出江湖天地時，這種力反饋系統(tǒng)的發(fā)展是一片沙土。因此，達(dá)芬奇的早期機(jī)型，在手術(shù)時基本無法判斷組織的質(zhì)地、彈性、有無搏動等性質(zhì)。

也就是說，通過達(dá)芬奇，醫(yī)生在手術(shù)時只可以通過圖像觀看組織形變，根據(jù)經(jīng)驗估計自己撕扯組織的力道。

這就好比游戲打怪：你沒法根據(jù)手柄的震動強(qiáng)度來判斷招式強(qiáng)弱，只能根據(jù)怪物血條掉了多少來暗自盤算。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

手術(shù)機(jī)器人上缺乏力反饋系統(tǒng)，造成的就不只是手感問題了。實(shí)驗顯示：缺失力反饋系統(tǒng)，會使手術(shù)機(jī)器人對患者具有潛在損傷性。

手術(shù)機(jī)器人需要的力反饋精度高、幅度小，因此只能通過極其精細(xì)的制造工藝，或是另辟蹊徑的技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn)。

力反饋裝置不如主從遙控、三維成像一樣，具有多個行業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗和產(chǎn)業(yè)規(guī)模。即使十年間力反饋技術(shù)本身已有很大長進(jìn)，達(dá)芬奇在期間的產(chǎn)品更新中依然選擇不用。

在綜合了成本和實(shí)現(xiàn)難度后，公司還是選擇相信自己拔尖的視覺反饋系統(tǒng)——這就好比游戲的優(yōu)化出色，畫面沒有延遲，打擊感什么的都可以是浮云。

達(dá)芬奇可以嫌風(fēng)不夠勁。而趕超者們選擇自己成全自己。

當(dāng)這場醫(yī)工融合的時機(jī)并不那么水到渠成時，工程領(lǐng)域就必須要拉醫(yī)療應(yīng)用一把：達(dá)芬奇在臨床經(jīng)驗上的優(yōu)勢，其它企業(yè)可以趁此靠著制造水平和另類技術(shù)開起的小灶進(jìn)以趕超。

日本因此率先脫穎而出——希森美康背靠川崎重工，兩者共同開發(fā)的腔鏡手術(shù)機(jī)器人Hinotori，其基本構(gòu)造與動作與達(dá)芬奇類似，卻具有達(dá)芬奇缺乏的觸覺傳感和觸覺再現(xiàn)功能；

Hinotori手術(shù)機(jī)器人

新創(chuàng)企業(yè)Riverfield也有東麗機(jī)械的合作支持，產(chǎn)品Emaro改變了達(dá)芬奇電動馬達(dá)驅(qū)動的設(shè)計，采用氣壓驅(qū)動機(jī)械手臂提供觸覺反饋，在減小摩擦力的同時，還節(jié)省了精密馬達(dá)的成本。

中國在精密機(jī)械的制造工藝上，沒有川崎、東麗這樣的工業(yè)大佬作保；但也有機(jī)器人產(chǎn)品爭取在技術(shù)路線上不落人后。

達(dá)芬奇在關(guān)節(jié)控制上采用的是絲傳動控制的方式，但是在絲上放置張力傳感器十分困難。國產(chǎn)機(jī)器人圖邁的力傳感器主要利用的是敏感元件：獲取套管的變形信息，然后用外圍模塊測量接觸力的應(yīng)力、位置、方向。

然而，捕魚人一多，力反饋系統(tǒng)的魚塘也快要枯竭了。

2011-2017是手術(shù)機(jī)器人力反饋專利的申請爆發(fā)期，2017年后專利獲批數(shù)量大幅下降，意味著該方向技術(shù)基本已被先入者占領(lǐng)。

目前，正是這些專利完成產(chǎn)品化的收尾階段，未來能不能和達(dá)芬奇一樣手握關(guān)鍵技術(shù)，就看誰的設(shè)計能最漂亮地落地。

全球歷年力反饋專利申請與已授權(quán)數(shù)量制圖：立方知造局 數(shù)據(jù)來源：君聯(lián)資本

和力反饋系統(tǒng)一樣，用在手術(shù)機(jī)器人上的5g技術(shù)也是達(dá)芬奇落在過往時代中的一滴眼淚。

直覺外科脫胎于由美國國防部資助的醫(yī)療科研項目。幾位創(chuàng)始人都因為同一個任務(wù)被軍方召集到一起：讓最好的外科醫(yī)生通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，為身處異疆戰(zhàn)場上的傷員們做手術(shù)。

后來這個項目不了了之，創(chuàng)始人們轉(zhuǎn)向了微創(chuàng)手術(shù)的創(chuàng)業(yè)——放棄的原因在于：當(dāng)時的衛(wèi)星通訊雖然范圍廣，不受地理環(huán)境和惡劣天氣的影響；但傳輸時延較長，約為單向125-250毫秒之間。

對于醫(yī)生來說，其間的時間差會造成縫針、切除等動作的極大變形。

2001 年，紐約的外科醫(yī)生使用和達(dá)芬奇同世代的手術(shù)機(jī)器人宙斯，對法國斯特拉斯堡的一名患者進(jìn)行了第一次跨大西洋手術(shù)。

通過高速光纖，信號傳輸時延約為155毫秒——這樣的數(shù)據(jù)并沒能打消人們對于遠(yuǎn)距離手術(shù)安全性的顧慮，高昂的通訊成本卻徹底打消了業(yè)內(nèi)的商業(yè)化愿景。

和達(dá)芬奇同世代的手術(shù)機(jī)器人宙斯 圖源：Researchgate

受制于通訊技術(shù)的瓶頸，手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)距離操作嘗試只能到此偃旗息鼓。

而這顆遺珠，隨著5g技術(shù)的到來，也許將一掃蒙塵。2019年9月，中國首例自主原研腔鏡手術(shù)機(jī)器人妙手輔助5g遠(yuǎn)程手術(shù)，網(wǎng)絡(luò)時延50毫秒，是當(dāng)年的三分之一。此后，多臺5G手術(shù)時延均控制在30毫秒左右。而在未來各省市確定性網(wǎng)絡(luò)支持下，一臺遠(yuǎn)程手術(shù)時延在5-6毫秒之間。

目前，我國已完成的最遠(yuǎn)距離機(jī)器人手術(shù)連線了江蘇和新疆，直線距離4800公里。

達(dá)芬奇依然不會參加這場遠(yuǎn)程技術(shù)的革新者聚會——最大的原因在于：與中國相比，美國5g的推出速度比較慢。

5g基站 圖源：Pixabay

5g不是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離手術(shù)的唯一解，但確實(shí)是最便宜、最容易實(shí)現(xiàn)的。

比如加州大學(xué)圣地亞哥分校的一個研究團(tuán)隊，正在研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以預(yù)測器械在移動之前應(yīng)該去哪里，這樣外科醫(yī)生就可以實(shí)時監(jiān)測器械位置，而不會受到延遲的影響。

像這樣的遠(yuǎn)距離機(jī)器人手術(shù)目前還只停留在實(shí)驗室里，只有我國的5g手術(shù)機(jī)器人，已經(jīng)走出高校，流入市場。

由于手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)本身價值較高，導(dǎo)致醫(yī)院不會頻繁更換，因此對后來的機(jī)器人企業(yè)來說：必須和先來者的客戶群體微妙錯開，否則始終搶不過飯碗。而帶有遠(yuǎn)距離操作功能的手術(shù)機(jī)器人，瞄準(zhǔn)的正是居住在非一線城市、但具有機(jī)器人微創(chuàng)手術(shù)意愿的患者群體。

手術(shù)難度越高，手術(shù)機(jī)器人的作用就越大。對于像前列腺癌根治術(shù)這種常常引發(fā)術(shù)后并發(fā)癥的手術(shù)，手術(shù)機(jī)器人能夠有效降低術(shù)后尿失禁、性功能障礙的可能性。

——面臨如此風(fēng)險，即使是二三線城市或農(nóng)村的普通家庭，希望自費(fèi)進(jìn)行機(jī)器人手術(shù)的也一定大有人在。

青島的醫(yī)生用手術(shù)機(jī)器人，為貴州患者做遠(yuǎn)距離手術(shù) 圖源：新華網(wǎng)

跨地手術(shù)的舟車勞頓下，是地域醫(yī)療資源的天平傾斜——這些都是達(dá)芬奇無能為力之事，而在未來將有可能在中國通過5g的方式解決。

由上述的力反饋系統(tǒng)和5g技術(shù)可見：腔鏡手術(shù)機(jī)器人突圍臨床優(yōu)勢的武器，還得從臨床需求的模具里淬煉。即使是時代技術(shù)大熔爐里蹦出的一點(diǎn)火星，也可以被引燃擴(kuò)勢、為我所用——這也就是提升武裝的最好機(jī)會。

尾聲

2014年，何超最后還是選擇回到那個他學(xué)生時代就向往與專注的領(lǐng)域——手術(shù)機(jī)器人。

他加入了微創(chuàng)醫(yī)療機(jī)器人團(tuán)隊。七年后，他又以公司掌舵人的身份，見證了微創(chuàng)在港交所的上市。

在呈交證監(jiān)會的招股書上，正處于研發(fā)階段的公司在2019年-2021年的虧損凈額分別為0.7億元、2.09億元及2.43億元。因此，上市第一天發(fā)生的事情并不讓人意外：當(dāng)日最低報價一度跌破了招股價。

直覺外科的首席執(zhí)行官Gary Guthart曾這樣解釋腔鏡手術(shù)機(jī)器人對醫(yī)生的意義：你可能是你所在領(lǐng)域的勒布朗-詹姆斯，但不是每個籃球運(yùn)動員都是勒布朗-詹姆斯。

而就算是詹姆斯，也會有傷病、有滑坡、有眾人非議的時候。

圖源：Unsplash

同樣的道理也可以用以理解腔鏡手術(shù)機(jī)器人企業(yè)與國產(chǎn)化之路：達(dá)芬奇作為業(yè)內(nèi)詹姆斯，在關(guān)于它的光輝故事中，隱去了那些它早年的研發(fā)波折，隱去了它在巨量臨床經(jīng)驗中積累的成長曲線，也隱去了它受困時代的遺憾與弱點(diǎn)。

而作為后來者的國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人，就像是每個資質(zhì)普通的籃球運(yùn)動員：它需要時間去學(xué)習(xí)業(yè)內(nèi)標(biāo)桿，也需要魄力去打出自己的風(fēng)格。

今年2月，微創(chuàng)圖邁獲得國家藥品監(jiān)督管理局的上市批準(zhǔn)，成為唯一一款由中國企業(yè)研發(fā)并獲準(zhǔn)上市的四臂腔鏡手術(shù)機(jī)器人。同時，中國的手術(shù)機(jī)器人市場還在高速增長，年增長率超過70%。

盡管國產(chǎn)品牌在實(shí)現(xiàn)批量販賣和裝機(jī)之前，還要走一段很長的路；但相較于未來手術(shù)機(jī)器人所造益的巨大價值而言，我們付得起等待的時間。

參考資料：

達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)分析

揭開“達(dá)芬奇”手術(shù)機(jī)器人的神秘面紗

創(chuàng)新器械的震撼真相

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關(guān)鍵詞： 腔鏡手術(shù) 反饋系統(tǒng)