智能应用 影音

手术机器人市场前景看好

2016/11/11 - DIGITIMES企划

医疗手术除了考验医疗人员的知识判断与应变能力外,更大的挑战就是体力。尤其是大手术的时间动辄数小时甚至10多小时,常让医疗人员精疲力竭。

所幸在手术机器人出现后,不仅可以帮助医师整合大量数据和精密影像,透过触感来加强感知和操作,进行微创手术。对病患来说,手术机器人可缩小手术切口、减少失血、并发症,进而缩小伤疤、减少住院天数、加快复原时间,除了有利于病患外,也能为医院财务带来正面影响。

手术机器人与传统内视镜微创手术最大的差别,在于机器手臂有7个自由度的动作,接触器官最前端的手术器械可做270度旋转,灵活度大增,用在血管、尿道缝合特别方便,尤其是手术位置在骨盆腔深处的摄护腺、妇科、肾脏、直肠,更是手术机器人表现特别除出的领域。

根据The Telegraph报导,接受机器人移除腺体手术的前列腺癌病患,术后3个月恢复情况与传统开刀移除方式一样好,且术后1周的日常活动疼痛感较少,6周后整体身体状况更佳。此外,机器人执行手术过程造成的失血量,与病患住院时间都较少,排尿与性功能以及并发症都与传统手术后的状况无异。

澳大利亚也做过相同的人机手术成果比较实验,研究人员将308名前列腺癌患者分成两批,一半使用腹腔镜辅以机器人动手术,另一半采传统开放式手术,后者平均失血量达前者的2倍。不过研究人员也强调,排尿与性功能会在2年内慢慢恢复,因此还需要更长时间来观察两组差异。

手术机器人技术不断精进

但以往机器人手术只能限制在像是骨骼切削等硬组织解剖的领域,因为这一类手术的过程与变量相对容易预测,如果手术牵涉到人体内的软组织,对手术机器人仍有难度,因为软组织并非固定不动的物体,而且缝合必须做到很精准,才不会造成渗血或阻塞,即使对专业外科医师来说,都是很大的挑战。

不过,由华府儿童全国健康系统医学中心(Children's National Health System)及约翰霍普金斯大学医师共同开发的智能组织自动化机器人系统(Smart Tissue Autonomous Robot;STAR),使用了近红外光(Near-infrared Fluorescent)标记来建立病患的3D立体形象,并运用新的追踪技术与演算法,让机器手臂可以用3D模式侦测力的变化,并随时因应软组织的任意移动,自动做出动作上的相应调整,同时还加了感应器,来完成每一个缝合动作,并判断要把手术线拉的多紧,医师只要在需要缝合的组织上涂上萤光标记,机器就可在医师的监控下完成任务。

该中心先前还让所研发的手术机器人与真人医师同时在死去的猪体组织与五只经过麻醉的活体猪只上进行软管缝合手术,并比较双方的缝合品质、手术时间,以及过程中所犯下的错误次数。结果发现不论是以品质或错误次数来看,机器人的表现都优于真人医师,唯独在手术时间上,真人医师仅需8分钟便完成活体猪只的缝合手术,而机器人却需要35分钟才能完成。

虽然距离软组织缝合等医疗应用正式上线,手术机器人还有一段路要走,但相关技术,也正逐渐影响医疗产业。如微型手术机器人,由于并非从外部接触病患身体,而是属于小型手术装置,只要使用外科医生熟悉的工具和技术,无须特别精密的手术室或专门设备,加上体积小,成本也比大型手术机器人便宜,也已成为手术机器人备受关注的领域。

达文西手术机器人已成手术机器人指标

目前市占率最高的手术机器人是直觉手术(Intuitive Surgical)在1999年推出的达文西手术机器人(Da Vinci Surgical System),第3季出货量达134台,高于1年前的117台以及2016年第2季的130台,年增约14%,并带动当季仪器和附件营业额年增约17%至3.48亿美元。

达文西机器人结合了手术控制台、手术台车以及视觉系统,不但提供放大10到12倍的体内3D手术画面,得以让主刀医师准确地进行判断,仿真的手腕手术器械设计直逼人手的灵活度,让医生可控制附有内镜的手术机械手臂,执行切割、烧灼、缝合等动作,避免了人手颤抖的缺点,完成精密的微创手术。

达文西机器人在2000年6月成为美国FDA批准的第一个用于腹腔镜微创手术的机器人,如今已经可以执行各种常见疾病的手术,如肾脏移除、膀胱癌或是基本心脏手术,不过最主要还是应用在前列腺移除手术。

达文西机器人问世至今已执行超过300万次手术,全球目前共有超过3,600具机器人遍布全球医院,其中约有2,300套在美国,573套在欧洲, 38套在纽澳地区,300套在亚洲,全台则有30台,密度居全亚洲之冠。

达文西机器人2014年大约完成57万个手术,比2009年32万个成长不少,2016年第2季由这些机器人所完成的手术,更比2015同期成长16%之多,光是台大医院过去4年来,就已执行近1,500例手术。

而在大陆方面,北京和睦家医院也在2015年5月21日对一位德国患者进行了第一台达文西机器人手术,迄今已经做了逾100台手术,其中61%是泌尿外科患者,其中自掏腰包的自费患者占比已经达到了85%。目前除和睦家外,其他如协和医院在内的46家三甲综合性医院拥有52台达文西手术机器人系统,在过去的10年间手术量已达数万台,使用率位居世界前矛。

手术机器人市场正热门

研究机构WinterGreen Research报告指出,2014年手术用的机械手臂市场约32亿美元,随着各类专用设备、器械问世,手术用机器人将从目前的大型开放手术,进入人体更微小的器官,预计到2021年,市场将成长到200亿美元,复合年成长率接近3成。

财富(Fortune)杂志也报导,未来5年美国每3个手术,就会有1个是机器人所完成,加拿大皇家银行资本市场(RBC Capital Markets)调查更指出,美国外科医师预计未来5年约有35%手术会用到机器人,较目前的15% 大增超过一倍。

但根据Market Realist报导,手术机器人目前的市场渗透率还只达5%?10%,其他95%的手术机器人市场,也就成为兵家必争之地。


图说:手术机器人市占率最高的达文西手术机器人。(Wiki)