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自主研发近红外光学定位系统,艾目易破解手术机器人“卡脖子”难题

作者:张彩妮 2022-01-14 08:00

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随着达芬奇手术机器人长达20年的专利保护到期,国产手术机器人初创企业凭借其产品的创新性、多样性、智能化等优势站上风口。


在政策支持、企业研发实力提升等诸多因素的助推下,国产手术机器人产品接连获批上市。产品创新能力以及研发质量的提升,使之迎来强势期。据浙商证券统计,2020年中国手术机器人市场规模为425.3百万美元,年复合增长率达44%,远高于全球。


不过,严峻的是尽管目前作为产业链主体的手术机器人设备已在技术上做出突破,并逐渐实现国产替代,但我国手术机器人核心零部件却面临研发实力不足,严重依赖进口。这一情况进一步成为阻碍我国手术机器人行业向上发展的“卡脖子”环节,产业难题亟待攻克。


深耕近红外光学定位系统,市场前景广阔


手术机器人的价值在于其精准性和稳定性。


传统手术靠医生完成,即使是经验丰富的医生,在手术过程中亦会存在一些问题。手术机器人可以很好的解决人工手术存在的问题。


首先,由于肌肉的收缩,人的手臂会产生不同程度的生理性震颤,极易影响手术效果。以手术机器人中的机械臂作为医生的手,辅助进行手术操作,能够提升治疗效果;


其次,借助传统工具进行人工测量、无法看到患者内部解剖位置,以及依赖医生等问题,则需要光学定位系统等手术导航系统作为医生的“眼”,通过精准定位病灶区域位置和方向,进一步提升病灶定位精度,提高手术精准率;


最后,控制算法等软件系统则作为医生的“脑”,辅助医生进行判断及手术操作,提升手术成功率。


定位系统、控制算法以及机械臂其重要性不言而喻,而这三部分产品皆来自于手术机器人产业链上游。


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手术机器人产业链

图片由艾目易绘制


手术机器人系统巨大的发展潜力和广阔市场前景,很早就吸引了国外一些发达国家投入大量资金和人力从事研究开发工作。不过,由于我国在近红外光学系统的研发上起步较晚,在产品上仍然有很长的路要走。


成立于2017年的广州艾目易科技有限公司(以下简称“艾目易”)专注于手术导航和手术机器人的核心部件和解决方案的研发。


凭借企业在技术研发上的深耕,以及对于临床应用的理解,2019年艾目易成功研制出国内第一台“近红外光学定位系统”,其定位精度达到国际领先水平。通过从硬件设计到内部材料结构的深入研究,该定位系统在电磁兼容性、稳定性上均取得了良好效果。


艾目易创始人杨荣骞告诉动脉网:“在不同的科室中,灯光、湿度、温度都有所差别,这些环节都需要做大量的实验,以及参数的测试。得益于我们多年来做的实验和产品研发,我们所研发的系统在不同环境下,稳定性非常好,能够成功应对这些复杂环境。因此,我们有信心能够提供满足客户要求的定位系统。艾目易研发生产的定位系统不仅提供了多样化接口,而且考虑到手术中医生或护士的使用习惯,我们还增加了图像、视频等交互功能,使得系统操作更为便捷。”


艾目易所研发的“AimPosition光学定位系统”现已广泛运用于手术导航、手术机器人及其他以“精准定位”为主导的医疗场景。企业则与广东省内多家医院建立长期科研合作关系,覆盖神经外科、骨科、牙科、介入科等科室,通过合作熟悉临床应用场景,充分了解临床需求,进一步推动技术迭代。


2020年,艾目易完成了手术导航系统样机研发、手术机器人技术平台搭建,以及第二代光学定位系统与工业光学定位系统研发。2021年,艾目易则是走出去,积极与行业主流企业建立合作,在奠定行业发展基础的同时,开拓研发应用场景,挖掘增量市场,加速企业发展。


目前,其产品销售已销售至国内数十家手术机器人企业。


搭建定位系统、软件算法、手术耗材三大产品管线


艾目易不仅在光学定位系统的研究上取得了不错的成绩,亦构建了涵盖定位系统、软件算法、手术耗材的产品管线。


多年手术导航和手术机器人技术研究经验,图像处理算法、手术注册算法、机器人标定与控制算法等已经具有相当先进水平,并被国内多家手术机器人公司应用。


具体到手术操作环节,艾目易则已能够提供覆盖手术规划、图像注册、自动定位环节的相关产品。


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不仅如此,其近红外光学定位系统亦应用于工业领域,以支撑国内机器人产品升级,赋能工业领域创造更多智能化运用场景。


为释放出足够动能推动企业发展,艾目易通过持续跟下游机构与厂家合作,凭借在核心部件研发上的优势,以及在手术机器人手术导航方面积累的多年经验,将产品和技术赋能给产业中下游,使他们能够快速的产业化,并反过来加快艾目易产品的更广泛应用。


基于企业软件开发实力,艾目易同时还提供定制软件开发服务。目前艾目易已成功开发了手术导航系统、牙科机器人等的高端智能设备,实现了“硬件+软件”的产品部署。


发力上游,持续拓展产品应用场景


谈话最后,杨荣骞阐述了对艾目易未来发展的规划:“当前我们仍将以保持近红外光学系统更新迭代,不断丰富产品型号为主。例如我们现在所推出的2.0版本产品在外观上,以及技术细节、算法上都做了很多改进。同时,随着我们对下游市场的不断的了解和深入的沟通合作,他们对光学定位系统也提出了一些新的需求。因此,我们会进一步丰富我们的光学定位系统的型号,尽可能满足不同科室需求。我们还将不断提高产品的关键技术参数,使之能够满足低延时的信息数据传输,实现更加精准更加高速的定位。


在应用领域方面,除手术机器人、手术导航系统等产品外,我们还将往工业领域拓展。目前我们已经在和国内主要的工业机器人公司和厂家展开了初步合作,未来我们也会将艾目易的产品和技术扩展到工业领域去应用,赋能工业智能制造和生产。这将为我们艾目易打开一个更广阔的市场空间。”


立足上游,持续迭代,拓展丰富应用场景,则是艾目易的下一步。

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