不一样的达芬奇密码，科技界的隐形冠军：直觉外科公司

掌上财富

达芬奇这个名字，注定不平凡。
说到科技界的达芬奇，在圈子里，最为大众所熟知的是在摄影影视领域具有神级地位的达芬奇调色系统DaVinci Resolve，只要是做大型影视制作后期，基本离不开这个软件，自1984年发展以来，这个软件系统已经成为高端影视后期制作标准，我们看的美剧，好莱坞大片，绝大多数是由它后期出品。



达芬奇影视后期制作操控平台

然而，这个“达芬奇”已经公开的权威业界冠军了，并不符合我们隐形冠军的定义。

隐形冠军企业，最早由德国管理学家赫尔曼·西蒙提出，是指那些不为公众所熟知，却在某个细分行业或市场占据领先地位，拥有核心竞争力和明确战略，其产品、服务难以被超越和模仿的中小型企业

这里我们要说的是在科技医疗应用行业中的隐形冠军，以独创的达芬奇外科手术机器人系统领先业界的直觉外科（Intuitive Surgical）。


直觉外科公司早在1995年已经成立。当我还在地上玩泥沙的时候，远在大洋彼端已经有一群人在研究怎么用机器人代替人手更好地做手术，想想是不是很科幻？
<hr/>发展历程

直觉外科公司技术起源于一项军方技术研究，美国斯坦福研究院（SRI）在1980年代希望研制适合做战地手术的机器人。在越南战争导致美军惨烈伤亡（ 官方统计死亡58,307人）的大背景下，美国国防部也希望能通过科技手段改善战地手术条件，降低战争导致的伤亡率，于是这个项目很快在1990年的时候就收到了来自美国国家卫生研究院的投资，并迫切要求项目组尽快开发可用原型。



最早期的系统原型

系统早期原型有很多不足的地方，比如手术机械的灵活性，成像的保真度，都不足以支撑真实的外科手术环境条件。通过大量的模拟手术实验的测试开发调整，才有了具备一定的手术稳定度的原型机lenny。而这套系统引起了Fred Moll博士的兴趣，他在1994年经过多次与SRI的协商买下了lenny的知识产权，并在随后1995年成立了直觉外科公司，只专注研究一个产品，那就是机器人外科手术系统，从此便开始了机器人手术系统的新篇章，同时也得到多家美国著名风投的青睐和资金注水。
1999年，直觉外科公司成功研制出第一代达芬奇机器人外科手术系统，并在2000年被美国FDA(食品药品监督管理局)批准，成为世界第一个机器人腹腔镜手术系统。如今经过5个正式版本的迭代，达芬奇手术机器人系统日趋成熟，成为世界各地医疗机构外科手术引入最多的机器人系统，全球市场占有率第一。目前，被FDA批准被广泛应用于各类腹腔手术，前列腺手术，用于胸腔镜辅助的心脏手术，妇科手术等等。



达芬奇手术机器人的迭代发展

2003年，直觉外科并购了最大的竞争对手Computer Motion，从此奠定了手术机器人细分行业的霸主地位，牢牢握住智慧医疗的风口发展，目前在机器人手术医疗的市场占有率超80%。


产品构造并不复杂，由病人操控台，医生操控台以及手术过程视频展示仪三部分组成。该手术系统也在2018年登上了我国央视的科技综艺节目《机智过人》第二季中，里面展示了如何用机械臂捡小米粒和做蝴蝶翅膀的修复手术，感兴趣可以翻找视频来了解下。



央视《机智过人》相关片段截图

<hr/>达芬奇机器人手术系统的意义

1. 能减少手术对病人的伤害，加快康复速度
我们知道手术免不了开刀，而以前我们医生只能用手来操作手术，开口不大双手根本无法很好施展。而机器人手术系统更为精细，只需要小小的切口，便可将手术工具延伸到指定器官。



传统手术与机器人手术创口对比

就是这样简单的区别，减少了因手术本身所需的病人出血量，大大提高了手术成功率，病人在术后也因更少创口和出血而更快地康复。
2.能为医生提供更大的手术可能方案，提高手术成功率
由于双手和视野的局限，有些高风险手术，比如癌症肿瘤切除手术，由于肿瘤长的位置刁钻，或长在人体器官关键部位时，如前列腺，宫颈，脑膜等，手术就很难开展。而机器人手术系统的辅助可以为医生提供以下三个方面的优势：
1）让手术施展更加灵活
手术机械臂只有4毫米直径，并可灵活旋转540度，可以能比双手去到更深，更难施展的体内部位进行手术。这样主治医师就可以抛弃双手给予手术的限制，构想更多高效的可行手术方案。


2）消除人为抖动
通过系统的防抖动算法和传感器的控制，可以将手术医师做手术出现的抖动消除，让手术更加稳定，不会因为长时间手术疲劳手抖导致意外事故的发生。



传统外科手术场景

3）将视野放大，让手术部位一览无遗
通过机械臂的视频传输，可以将手术画面放大10倍以上，医生拥有更靠近手术部位的视角，更容易施展手术。当然，画面要实时同步也十分关键，达芬奇系统可以实现每秒1300帧的画面同步，基本消除了延迟的发生，保证医生的视野和手术动作同步。



医师通过达芬奇操控台遥控机械臂

<hr/>机器人手术系统当前的问题

1.造价成本依然高居不下
对于这种新兴的智慧医疗手段，造价自然不菲。一台达芬奇机器最低售价在100万美元以上，而卖到中国市场，由于关税运费等各方面原因，医院要用上这套系统至少要花费2000万人民币。
再者，其机械臂为极易耗损器材，每条机械臂只能用10次不能再用，而每条机械臂价值10万人民币。可见造价和维护成本之高，目前全球也只有少数医院投入使用，销售量美国占一半，中国近几年也是不断地引入。
2.学习成本高
手术本来就不是一件容易的事情，更何况要机器人系统，并且要实现人机结合的最高境界？
所以要培养一名熟练操作达芬奇机器人手术系统的外科医师本身就很难，必须经过体系的学习，长时间的模拟专项手术，紧急情况的应对训练等才有资格正式上岗操作，学习周期太长，极大地占用医院资源。



医师上岗前需长时间学习系统操作

3.操作复杂，易发医疗事故
由于需要医师通过系统遥感操控机械臂进行手术，跟传统手术不一样，很多医师难免出现感知边界模糊，又或者是病人在半麻醉的情况下，对机械臂手术感到恐惧，诱使手术事故的发生。目前关于达芬奇手术机器人系统的医疗事故多达数千起，均是认为操作失误导致；关于直觉外科等公司这方面的先进科技医疗事故了解，可以看一部记录片《the Bleeding Edge》。你会深刻发现美国医疗审批体系里面的猫腻，医疗公司的唯利是图和良知埋没，以及被所谓先进医疗科技所折磨的各种患者情况，保证看得心惊胆颤，心碎欲绝。


<hr/>直觉外科公司会一直保持隐形冠军的垄断角色？

从上一节谈到的手术机器人的问题可以看出，一个医院要更换手术机器人成本是十分巨大的，不仅仅在机械人本方面，还有人才培养方面。再者，从风险的角度考虑，作为手术机器人的鼻祖拥有将近20年经验的直觉外科，也无法避免出现医疗事故问题，更何况其他品牌的手术机器人。所以，医院不会轻易更换品牌或停止设备使用。
这个结论我们在直觉外科公司2019年财报便可看出，其全年收入约为44.8亿美元，其中机械臂的收益就将近40亿美元，足以看出医疗机构的维护复购率之高。



经常性收入达72%

所以，根据直觉外科多年的临床实践打磨的技术壁垒，最早占有外科细分市场，以及其高成本的造价，会让他在未来一段时间内依然保持其霸主般垄断的地位。
但不能忽视的是，市场也出现了很多有力的竞争对手，其中最值得一提的就是由谷歌母公司Alphabet和强生两个巨头跨界合资的Verb Surgical,意图通过数据和医疗器械的结合为智能外科医疗带去更多的可能性。
毕竟目前直觉外科只是通过机器人将眼睛和手的能力放大延伸。如果谷歌可以建立起针对外科手术诊断方案的共享数据库，深度学习为医师的手术提供针对性建议的话，那将能整体提高医生手术水平的十分值得期待且意义深远的事情。



谷歌强生联手打造动态外科公司

另一个则是被医疗界巨头美敦力，在2018年底收购的以色列外科机器人公司Mazor Robotics,其机器人应用与直觉公司的不同，专门用于脊椎和大脑方面的手术，同时也获得了FDA的批准，被实际应用在手术上。


<hr/>总结

无论是未来的数据智能趋势，还是现在其他更细分领域出现的竞争对手，只要能将造价大大降低，并且更为外科提供更吸引的如手术诊断建议指导等数据智能的价值，也许直觉外科的垄断地位才能被打断。
在此之前，相信直觉外科和他的达芬奇机器人手术系统，一直会是智能医疗的隐形冠军。

备注：需要获取《The Bleeding Edge》1080P资源的读者，可关注我并私信回复“直觉外科”即可获得。

好运气好福气

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