手術室裡的機器人達文西報到,引爆醫療新革命

作者 | 發布日期 2016 年 10 月 16 日 0:00 | 分類 人工智慧 , 機器人 , 醫療科技 follow us in feedly
財訊首圖

源自太空、在矽谷發揚光大的高科技,全面入侵醫療產業。精密操刀、放大視野的手術幫手,顛覆以往刀光血影的手術室,一場結合科技的手術大革命正在快速演進……醫療水準高、產業技術佳的台灣,站在趨勢的浪頭上。




曾幾何時,外科手術室變得不再刀光血影,無菌區內,所有醫護人員不再全神關注著病人,反而專注地盯著螢幕。過去,備血(供病人輸血)是手術室的標準配備;現在,很多手術已經不再需要備血。

一般的內視鏡手術,主刀醫師雙手握著 20、30 公分的器械,伸入直徑約 1 公分的傷口,藉著手指操作器械前端的鑷子、刀、電燒夾來開刀;使用達文西手術系統(da Vinci Xi System)的主刀醫師,更是退到無菌區外,埋首螢幕前,手腳並用、獨立完成所有的切除及止血工作……

「出血少、傷口小」,是所有手術病人共同的希望,能夠達到這樣標準的,都稱做微創手術,要做到傷口小,必須將內視鏡伸入體內,將影像傳出來在螢幕放大,手術才能進行,因此也叫做內視鏡或腹腔鏡手術。

 

顛覆手術想像  醫師視角變大
病患傷口變小、出血少

為了縮短身體上幾公分、甚至十幾公分的傷口,人類已經付出幾十年的努力。1990 年是內視鏡手術元年,陸續有台灣醫師到美國舊金山學習,建議醫院加入內視鏡、超音波設備,台大權威外科名醫陳楷模當年曾評論這種新技術:「不需要超音波,嘸效啦,用手摸卡準!」這話一點也不錯,那個年代影像解析度不好,看不清楚;病人常因疼痛就醫,發現腫瘤已經是晚期,當然用手摸得到。然而,1990 年卻是開啟內視鏡技術的起點,沒有加入就失去參與手術大革命的機會。

現在時空背景不一樣,預防醫學更進步,癌症病人都是早期、甚至於零期,當然需要解析度更好的影像,更精準的開刀,「傳統的開腹手術,是大傷口、小視野;現在是小傷口、大視野」,開刀經驗超過 30 年、台北醫學大學附設醫院院長陳瑞杰一句話點出手術的進化。

「以前,做傳統的肝葉切除手術,會失血 500 到 1,000CC;採用達文西或內視鏡,出血量不到 100CC。達文西手術時間比傳統長 1 倍,但出血量比內視鏡更少一點,這是因為手術過程會很仔細的止血。」陳瑞杰用實例講解傳統、內視鏡、達文西手術三者的差別。

 

NASA、矽谷催化醫療革命
遠距機械手臂  造就直覺外科公司

就像那句老話「科技始終來自人性」,內視鏡手術固然對病人好,但是手術醫師長時間站立,一旦目標在身體深處,醫師必須配合做出種種不符合人體工學的動作,例如單腳站立、彎腰、趴著,但兩隻手卻要穩穩地握住器械,才能完成手術。加上眼睛疲累、手部穩定都是 50 歲以上醫師的天敵,直覺手術公司(Intuitive Surgical)的達文西系統問世,以機械手臂提升精準度,配合放大 10 到 12 倍的體內 3D 影像,的確讓醫師驚豔。

令人想不到的是,達文西的創新並非來自醫界,而是遙遠的外太空。70 年代,NASA(美國太空總署)執行太空任務,設想太空人萬一需要緊急手術,例如切除盲腸,何不讓醫師藉著遠距視訊操縱機器人手臂,執行一場萬里之外的外太空的手術?這,就是機械手臂技術的起源,也造就今日的直覺手術公司。

80 年代晚期,美國國防部也想利用遠距機器人手術,來替在外打仗的美國大兵治傷,除了提高軍醫的安全,也降低戰地醫務的成本,這項技術最後轉到 Computer Motion 公司,2003 年被直覺手術購併,這家位在矽谷 Sunnyvale、距離蘋果及臉書不遠的公司,網羅來自精密機械、醫學、商業、募資、法律等各界高手加入,至今已經發表到第四代的產品。

就如同汽車業的鋼鐵人特斯拉(Tesla),從 NASA 取經,加入大量高科技點子,研發電動車,把汽車業的研發重鎮從底特律移轉到矽谷;直覺手術也非常擅長整合跨領域科技,長期與史丹佛大學合作,把外科醫師操刀的直覺,與精準的機械動作結合,全世界達文西機台的活動都記錄在雲端,耗材也統一由總公司控制,客戶動向一清二楚,這可不是一家傳統的醫材公司,已經融入濃濃的矽谷風格,從矽谷吹起的外科手術新革命,正將手術用機器人推向另一個高峰。

研究機構 WinterGreen Research 報告指出,2014 年手術用的機械手臂市場約 32 億美元,隨著各類專用設備、器械問世,手術用機器人將從目前的大型開放手術,進入人體更微小的器官,預計到 2021 年,市場將成長到 200 億美元,複合年成長率接近三成。

 

應用範圍擴大,年成長 30%
5 年後市場規模達 200 億美元

《財富》(Fortune)也報導,目前美國手術中有 15% 採用機械手臂,預計未來 5 年內將達到 30%;全世界又走在美國之後,目前只有 5% 到 10%的手術使用機械手臂執行,未來還有很大的成長空間。

今年 8 月,英國牛津的醫療團隊,利用機械手臂進行全球首宗眼球手術,為病人移除只有 0.001 公分厚的薄膜,讓他恢復視力,這樣精細的手術,再次向世人宣告,精密機械將在手術上佔有一席之地,包括頭頸、骨科、牙科、腦部手術專用的機械手臂,正在蓬勃地研發中。

達文西系統是使用最廣泛的機械手臂,去年,全球共執行 65 萬例的開刀,以婦科手術佔比最高、第二名是泌尿、一般外科緊追在後。自從 2009 年達文西推出 Si 系列,操作精準大受好評,裝機量逐年上升,到 2015 年底,全球達文西系統已超過 3,500 台。美國一直是最大的市場,台灣目前裝機也達到 30 台;雖然直覺手術也面臨各類醫療糾紛,但發展前景被高度看好,達文西系統已成各大醫院優先採購醫材,開啟了各大醫院的軍備競賽。

「達文西這家公司實在太會行銷,很多病人指定要做這種手術,」醫院高層指出,不買機器病人就跑掉,花 1 億元去買,每年維修還要 3、400 萬元,醫院能否回本?沒有人敢講,據私下估計,重金迎娶達文西進門後,每年至少要動 200 刀,才能打平,「大部分醫院應該都沒辦法賺錢」,了解醫材及財務的業者這麼說。

 

醫療軍備競賽起跑
維護費驚人  買不買都後悔!

「不買達文西會後悔,買了會更後悔!」一位醫師說了真心話,醫院既然砸大錢買這麼貴的設備,醫師就有壓力向病人推薦,有時「殺雞用牛刀」,明明一個小手術,內視鏡就可以做得很好,卻花了 20-30 萬元去做。

「現在所有的手術,還沒有一種是只有達文西可以做、人不能做的,」秀傳醫院泌尿外科主任吳其翔指出,達文西的確有它的好處,醫師也比較省力。以泌尿科、前列腺手術來說,微創和達文西在手術癒後效果一樣,但是在尿失禁、性功能方面,達文西好一點,統計上大約差 2 到 5%,沒有顯著的意義。「你生病,有錢選達文西 OK;如果沒有錢,不一定要為了達文西而達文西,最重要的還是醫師,」因為是醫師在開刀、不是達文西,吳其翔給了很中肯的建議。

最矛盾、也最鮮明的例子,是衛生署前署長楊志良去年 3 月曾重批,醫院花大錢去買達文西軍備競賽,卻不努力解決內、外、婦、兒、急診人力不足的「五大皆空」困境,沒想到後來他去開攝護腺癌,就是用三總的達文西來割除。

其實,達文西與傳統內視鏡微創手術最大的差別是,機器手臂有 7 個自由度的動作,接觸器官最前端的手術器械可做 270 度旋轉,靈活度大增,用在血管、尿道縫合特別方便,尤其是手術位置在骨盆腔深處的攝護腺、婦科、腎臟、直腸,不管是美國或台灣,泌尿、婦科佔達文西手術都超過 6 成,也造就台北醫學大學附設醫院婦產部部長劉偉民這樣的達文西名醫。

 

「競爭者們」摩拳擦掌
醫療科技不可擋  國際大廠紛投入

然而,對病人來說,幾公分的傷口、幾 % 的功能差異,都要跟著自己一輩子,願意為此花多少錢,見人見智。陳瑞杰說,最近開始頻繁進醫院的是嬰兒潮世代,他們都願意對自己好,只要能盡快出院,不在乎多付錢,也會口耳相傳介紹朋友,台灣國民所得已經兩萬多美元,很多人花得起。劉偉民也觀察到,不少選用達文西的病人,是住在健保房,「代表他們不一定很有錢,」而是用總成本的觀念,不用請看護,早一點出院,回到工作崗位、或照顧家人,經濟利益不見得比手術費用少。

其實,在美國開刀本來就貴,一次台幣 20-30 萬元的達文西手術,並不比內視鏡貴多少,不像台灣,因為健保給付的關係,會覺得價差特別大,以子宮切除手術為例,傳統手術不用錢,腹腔鏡約 1、2 萬元耗材,達文西收費高達 20 到 25 萬元,即使如此,要請劉偉民做達文西手術的患者,平均還要排隊 1 個月。

高階醫材的普及,除了與健保、也和國民所得、價值觀有關。你到底願意花多少錢醫療?各國國情大不相同,根據 WHO(世界衛生組織)統計,2014 年美國人醫療支出佔 GDP 比率高達 17.3%,每人平均支出 9,328 美元、醫材支出 414 美元,均居全球之冠。相同的指標在台灣,則是佔 GDP 6.3%、醫療支出 1,419 美元、醫材 75 美元,大約只有美國人的 2 成,加上健保的差異,自然覺得達文西高價,但願意花錢者也不在少數。

就趨勢來看,科技入侵醫材已經勢不可擋,開啟更大的治癒空間,雖然達文西在前面跑,但競爭者們個個來頭不小。醫材業龍頭嬌生,與谷歌母公司 Alphabet 合資成立 Verb Surgical,以機器人、先進影像、機器學習、大數據等,切入微創手術市場,以 Alphabet 在人工智慧、自駕車的能耐,Verb 雖然沒有公布產品,但動向備受關注。

靠大量購併成為全球第二大醫材廠的美敦力(Medtronic),也將組合過去購併的 Mazor、Covidien、Smith & Nephew,發展與達文西抗衡的系統,預計 2018 年在印度推出產品,策略上瞄準了低價、大量、相對低的審查門檻。

另一家加拿大的 TransEnterix,曾購併 Sofar Spa 旗下 SurgiBot,產品最近被美國 FDA 駁回,但公司另一台機械手臂 ALF-X 已經通過歐盟 CE 的醫材認證,在米蘭賣出,機器及耗材都比達文西便宜,產品的 4 支手臂各有一機台,和達文西 4 支手臂都在同一機台不一樣,以機器視覺及觸覺為賣點。值得注意的是,對生技業涉入很深的潤泰集團總裁尹衍樑也有興趣,可能會引進。

就連資訊大廠三星,也早就祕密研發中,部門負責人私下對試用的醫師說以後不會只有達文西一家獨大,三星已蓄勢待發,不管是財團、醫材廠、還有更多利基型小公司,都緊鑼密鼓研發中。一位經常受邀試用手術機器的名醫透露,「未來 5 年內,會有更多機械手臂手術上市」。新技術問世,除了更專業、精準,還可以延長外科醫師的動刀年齡,因為機械手臂可消除手抖,70 歲都可以動刀,解決人才荒的難題。

 

台灣的機會在哪裡?
精密機械及醫材業備戰新商機

科技的進步無止盡,採訪過程中,幾位醫師、管理者都指出,「你在十幾年前會想到手機會變成這樣嗎?」在外科醫師的眼中,iPhone 比手術機器人更精密、更難做,台商都做得出來,科技大公司的實力不容小看,只是他們以前看不上這塊小市場。

「把早期的達文西手臂拆開來看,其實和台灣機械展看到的線性滑軌、線性馬達差不多」,去年才參觀直覺手術的法人說。生產出全球最小微型線性滑軌的直得科技總經理許明哲,十多年前也曾參訪直覺手術,對方還提出代工要求,但因「單量太小、只提供零件的一小部分,真正的技術都在那家公司手上」而作罷。

從財務報表來看,直覺手術的毛利率高達 70%,每年投入營業額 8% 以上做為研發,侵入體內的耗材只能使用 10 次,一位受邀去「試機」的醫師,直擊到最精密的耗材,其實都在總部製造,並沒有代工的機會。但是,醫療用機械手臂是趨勢,就不會只有一家公司壟斷,台灣在精密機械及醫材業已經萌芽,商機正在醞釀中。

(本文由 財訊 授權轉載) 

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