“换道超车”实现突破
“这款腔镜手术机器人我们研发了近十年,做到了首创的串并混联5臂构型,目前已经申请207个国家专利和30个国际专利。”柏龙介绍,该产品具有寿命长、维护费用低、可以双人操作等特点,而成本价格只是目前市面主流产品售价的十分之一左右。
据介绍,外科手术经历了开放手术、微创手术的发展,目前正逐步进入机器人辅助手术的阶段。
然而,柏龙在学术交流中发现,目前市面上的腔镜手术机器人被国外某品牌的产品垄断了市场,而该产品价格高昂,单台售价超过两千万,耗材费用也很昂贵,为患者增加大量就医成本不说,使用频次不高的医院更是负担不起。
“我当时就在想,我们能不能自主研发做出一款性能一样,甚至超越其性能的产品出来,把价格‘打下来’,让更多老百姓能够在就医时享用到先进的科技服务。”柏龙说,于是在2016年,他与黄善灯联合组建研发团队,展开了漫长的“攻关”过程。
但成熟品牌历经多年发展经验,已经有了成熟的技术,想要追赶都已经很难,怎样才能实现超越?受到国内大力发展新能源汽车的启发,柏龙想到了“换道超车”。
首创新机械臂构型
在不断地调研中柏龙发现,该品牌机器人采用的是模仿人体手臂的设计,在手术过程中机械手臂摆动幅度很大,因此受限于运动空间,往往只能设计为3~4臂的数量。
“我观察了很多手术过程,医生在手术时其实主要是手臂实现手术的姿态保持,而具体的动作则更多依靠手腕的局部运动来实现。”柏龙介绍,通过近三年的方案论证,团队设计出了串并混联构型腔镜机器人手臂,模仿医生手臂摆正位置,再模拟医生手腕的局部灵巧运动。这样一台手术机器人就可以模拟不同科室的医生完成数十种手术。
在价格方面,这款腔镜手术机器人采用串并混联构型,可实现模块化制造,随着工艺门槛低,其使用寿命和可靠性显著提升,机器人本体和耗材成本、以及维护成本都大幅降低。
明年底有望面市
手术机器人属于三类医疗器械,技术门槛很高,想做一款手术机器人产品出来相当不容易,整台机器人光电机就有120多个,团队从构型、功能到实时力反馈人机交互实现,先后迭代了五十多个版本,才最终定型。
“我在团队中担任首席科学家,负责提出原理构想及理论与算法突破,首席工程师黄善灯则负责把我们的理论研究变为工程实现。”柏龙回忆,一般他在晚上8、9点钟的时候都不敢给黄善灯打电话,“他会在这个时间睡两个小时,然后再起来工作到凌晨两三点钟。”
就这样,在团队多年一起努力下,终于在2020年制作出了第一台样机,2023年完成定型。柏龙介绍,该款腔镜手术机器人已经历近百次动物实验。目前该产品已进入临床试验阶段,计划于2025年年底获证上市。