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伏羲九針:智能穿刺機器人開創(chuàng)智慧醫(yī)院新場景

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月13日 08:29

灑滿陽光的早晨,醫(yī)院干凈整潔充滿現(xiàn)代氣息的病房中,護士將智能穿刺機器人推到病人床邊,將輸液袋掛好,告訴病人可以輸液了,就轉過身和旁邊病床或隔壁病房的病人親切溝通起來,了解病人感受,給些專業(yè)說明、給些安慰,做好詳細記錄,結束后,剛才智能穿刺機器人已經完成剛才病人的輸液全流程操作。護士沒有了扎不準的壓力,沒有了誤扎到自己的恐懼,更重要的是有了做其他更多專業(yè)工作的價值感。

這只是伏羲九針智能穿刺機器人在智慧醫(yī)院應用場景之一……

一個大出血病人被匆匆忙忙推進搶救室,由于失血過多,血管處于充盈度低、非常不利于識別狀態(tài),一臺智能穿刺機器人被推過來,首先機器人快速完成了血管識別、穿刺與穿刺針留置操作,輸液、輸血通道建立,把握住生命救治的“白金10分鐘”,接著,血壓測定等生命體征監(jiān)測、血象分析自動啟動,快速神經阻滯自主穿刺完成區(qū)域麻醉,醫(yī)生開展手術。時間緊迫的搶救工作中,智能穿刺機器人“身兼數(shù)職”,節(jié)約人力的同時,更重要的是大大縮短時間,提升了救治率。

這是伏羲九針智能穿刺機器人在智慧醫(yī)院搶救室的另一個應用場景。

除智慧醫(yī)院外,還伏羲九針智能穿刺機器人還適用于社區(qū)醫(yī)院的輸液室、感染病房及醫(yī)護人員稀缺的其他場景。

伏羲九針:技術先進支撐產品領先,全球唯一做到力感應隨動穿刺過程實時精確控制,從簡單替代邁向智能超越

近年來,國家密集出臺人工智能支持政策,促進與醫(yī)療器械產業(yè)的深度融合,特別是新冠疫情暴發(fā)后,要加快補齊我國高端醫(yī)療裝備短板,加快關鍵核心技術攻關,實現(xiàn)高端醫(yī)療裝備自主可控。這使本來具有巨大市場空間的醫(yī)療機器人領域進一步加快發(fā)展速度。

國內有近百家企業(yè)布局醫(yī)療機器人,多數(shù)處于發(fā)展初期,伏羲九針的智能穿刺機器人以其適用范圍廣、技術先進著稱,目前是全球唯一做到力感應隨動穿刺過程實時精確控制的穿刺機器人。

經過幾年的技術攻關、大量的臨床數(shù)據(jù)與醫(yī)療專業(yè)支持,該公司已經完成了產品原型樣機研發(fā),采集多樣人群手背血管超聲圖像6000余張,完成兩類動物實驗200例,完成人體實驗30例,成功申請發(fā)明專利5個,實用新型專利1個,還有10余項正在申請。獲“2020年度全球工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”北京賽區(qū)第一名,入選《北大創(chuàng)新評論》“全國產業(yè)創(chuàng)新標志性成果案例庫”。

圖 伏羲九針智能穿刺機器人動物實驗與人體實驗

大鼠尾靜脈穿刺實驗

兔耳靜脈穿刺實驗

人體手背靜脈穿刺實驗

伏羲九針的技術先進性主要體現(xiàn)在多個方面都屬于全國乃至全球首創(chuàng):

一是應用功能的首創(chuàng)性。伏羲九針智能穿刺機器人具有智能輸液、生命體征監(jiān)測、術前區(qū)域麻醉等功能,解決快速救治、穿刺困難、專業(yè)醫(yī)護人員匱乏問題。國內外其他同類產品主要是采血功能,用于血液檢驗,主要面向醫(yī)療機構常規(guī)檢驗,解決簡單而重復率高的護士替代問題。

二是技術實現(xiàn)的首創(chuàng)性。伏羲九針智能穿刺機器人基于臨床穿刺

規(guī)則與基于深度學習的方法相結合,邊緣智能與數(shù)據(jù)中心智能相結合,實現(xiàn)多部位精準穿刺與穿刺針留置,不僅能夠精準識別并定位穿刺靶點,還可以面向不同部位不同特征的血管,更為先進的在于能夠在力感應隨動穿刺過程實時精確控制,這是人工智能技術應用上的巨大突破,這其中包含實時超聲影像引導的穿刺路徑導航技術、建立血管組織力學特性數(shù)學描述模型、多模信息感知下的高約束條件穿刺行為控制、血管穿刺精準安全操控機制等諸多模型與技術環(huán)節(jié)?,F(xiàn)有產品僅限于單個部位穿刺靶點識別定位后做淺表血管穿刺。

三是研發(fā)模式的獨特性。伏羲九針智能穿刺機器人研發(fā)采用“業(yè)務主導、技術支撐”模式,醫(yī)療團隊與人工智能、機械、材料、大數(shù)據(jù)等多學科交叉人員全程聯(lián)合研發(fā)攻關,將醫(yī)療人員掌握的需求信息、產品的本源技術融入其中,全球實踐證明,這是醫(yī)療器械產品研發(fā)的最佳模式。而國內其他同類產品都還是醫(yī)療器械公司主導,人工智能等技術人員為主要研究團隊,醫(yī)學人員輔助參與的模式,影響研發(fā)效率的同時,會影響到產品與需求之間的契合度及實用性、安全性。

表 伏羲九針智能穿刺機器人首創(chuàng)性與先進性

智能穿刺機器人應用范圍與市場空間看得見、算得出

1.智能穿刺機器人的需求強度遠超想象

首先,從事穿刺工作的醫(yī)護人員嚴重短缺。2020年疫情形勢下,世衛(wèi)組織與國際護士理事會等機構合作撰寫的一份報告說,目前全球護士人數(shù)不到2800萬,缺口達590萬,非洲、東南亞、南美部分地區(qū)和中東地區(qū)的缺口最大,而截至2019年底,中國全國護士總數(shù)為445萬,每千人口的護士達到了3,在全世界排名倒數(shù)第三。

其次,穿刺技術有很強的技術性、影響因素和風險性。據(jù)大樣本調查,根據(jù)患者情況不同,護士在穿刺過程中會產生不同的緊張情緒,臨床中約有27%的患者靜脈不夠清晰,40%的患者靜脈目視無法辨認,特別是孩童、老年人、重癥患者血管辨識更為困難,這些因素都會導致護士“看不清、扎不準、拿不穩(wěn)”,需要嘗試多次才能穿刺成功。而且在新冠疫情及重大傳染病期間,極易因穿刺過程導致“醫(yī)患交叉感染”。對于患者來說,反復的靜脈注射失敗會增加靜脈炎、血栓和感染的可能性;對于護士來說,扎針時需要彎腰、蹲下等動作,工作量較大;每年有20%的護士在血管穿刺中受到針刺傷害;遇到血管相對難扎的病人,反復的穿刺極易引起患者及家屬不滿,引起醫(yī)患矛盾。

第三,快速穿刺對于把握救治時機提升救治率非常關鍵。在失血條件下,外周圍靜脈塌陷增加了營救者靜脈穿刺和輸注的難度,而輸液對體液補充通道建立極為困難,治療病患的有效途徑無法實施,有創(chuàng)血壓、血氣分析等連續(xù)監(jiān)測動脈通路建立也較為困難,生動體征監(jiān)測無法及時實施,在初步對患者救治后,盡快對原發(fā)病進行手術是保障傷員成功救治及順利恢復的關鍵,這時候對麻醉穿刺速度也提出了高要求。而智能穿刺機器人采用紅外聯(lián)合超聲的定位方式,使血管更易識別,從而可以在血管辨認較為困難的情況下,做到高效準確地建立靜脈輸液生命通路、建立動脈監(jiān)測,以及術前區(qū)域麻醉,極大提升急救病人的救治率。

此外,特殊場景應用市場同樣不可忽視。廣大醫(yī)療資源匱乏地區(qū),比如縣城、山區(qū)、邊防、遠航艦船、科考站、航天空間站、戰(zhàn)場等需要進行救治的地方,護士更為短缺,無法進行穿刺動作進行救治。

2.伏羲九針智能穿刺機器人的市場規(guī)??梢院汀斑_芬奇”手術機器人相媲美

按照2019年統(tǒng)計數(shù)據(jù),全國34,354家醫(yī)院,其中三甲醫(yī)院1,516家,每家醫(yī)院有手術的科室平均10個,每個科室平均購買2臺(手術室、病房各一臺),普及率為70%,則購買量為21,224臺,其它醫(yī)院平均每家購買2臺,普及率為50%,則購買量為32,838臺;社區(qū)衛(wèi)生服務中心(站)35,013個,鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院36,112個,平均每個機構購買1臺,普及率50%,則購買量為35,562臺。國內市場總量為89,624臺,按照每臺售價50萬元計算,智能穿刺機器人設備市場規(guī)模約為450億元。

除了智能穿刺機器人本身的費用外,還有重要的兩個收入來源,即服務費用、耗材費用。智能穿刺機器人出售時會簽訂服務協(xié)議,提供機器的培訓、維修、保養(yǎng)等服務,年費在2萬-10萬元之間。智能穿刺機器人的“輸液導管、針頭、膠帶”等是高值耗材,“每用1次就需強制性更換,價格約為20元,三甲醫(yī)院平均每天穿刺量在500-800次,智能穿刺機器人穿刺比例為60%,收益為19億-30億/每年;其他醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務中心(站)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的每臺智能穿刺機器人平均每日穿刺量為10次,則耗材收益為41億元。耗材收益總額為60億-70億元。

對比全球最成熟的手術機器人企業(yè),截至2019年上半年,“達芬奇”全球裝機量超過5000臺,單臺售價高達350萬美元,換算成人民幣超過2000萬,僅機器的銷售額就超過100億美元,從2009年開始,“達芬奇”的配件及服務收入就超過了主機的銷售收入,毛利率常年保持在70%左右。過去20年,美國公司INTUITIVE SURGICAL(以下譯為“直覺外科”)靠著達芬奇手術機器人這一個產品,實現(xiàn)了股價從9美元到600美元的飛躍,資本回報率年均超過40%,總銷售額超千億人民幣。

如果以10年為市場規(guī)模計算時間段,智能穿刺機器人可以和“達芬奇”手術機器人的千億市場規(guī)模相媲美。不同點是智能穿刺機器人應用范圍廣,購買數(shù)量多,價格相對低,達芬奇手術機器人應用于單一科室,價格高很多。

3.智能穿刺機器人市場將快速增長

目前,中國醫(yī)療機器人發(fā)展還處于初級階段,應用量比較有限,如全球最知名的達芬奇手術機器人,在占美國醫(yī)院總數(shù)的88%的社區(qū)醫(yī)院中覆蓋率可以達到72.19%,截止2019年5月30日,中國達芬奇系統(tǒng)的裝機量僅為87臺,我國醫(yī)院的滲透率還相當?shù)?。國產機器人市場空間亟待發(fā)掘。隨著醫(yī)生和醫(yī)院的接受度不斷提高,國家相關政策支持力度加大,醫(yī)療機器人普及率將加速提升。

近幾年,中國醫(yī)療機器人產業(yè)規(guī)模保持了30%左右的增長速度,在疫情刺激下,未來相當長時期內,預計產值年增長率將達到50%以上,穿刺機器人領域目前僅有一家企業(yè)(僅用于采血)于2020年獲得三類醫(yī)療器械生產許可,開始產品生產和銷售,這一藍海市場剛剛開啟,前景可期。

目前,伏羲九針智能穿刺機器人已啟動申請醫(yī)療器械注冊許可證,也在研發(fā)神經穿刺機器人和中醫(yī)針灸機器人,為了加速產品持續(xù)研發(fā)升級,伏羲九針正在進行融資。

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