从电子工程跨界手术机器人 元化智能融合创新之路

编者按：2022年全国双创周深圳活动将于9月15日至21日举行，活动主会场选定在南山区，将重点展示实体经济和数字经济深度融合发展、新动能加速壮大、新业态模式不断涌现的丰硕成果。 　　作为全国首批双创示范基地，南山区持续优化创新创业环境。去年，南山区科技专项资金撬动全区RD经费投入合计432.58亿元，占GDP比重达6.7%，占深圳全市的28.6%。截至今年8月，南山区拥有市级以上各类创新载体1510家，国家高新技术企业超4300家，平均每万人发明专利511.5件，上市企业数量达199家，每平方公里上市企业数量居全国第一。 　　南山区如何充分发挥科技、产业、人才政策引导作用？近期，南方财经全媒体记者走访了位于南山智园的元化智能，以此为观察全过程创新生态链的样本。 　　南方财经全媒体记者石恩泽深圳报道2001年，孟李艾俐放弃了在加拿大的IT公司的经营权，全家从加拿大回到中国香港。他们没想到的是，还会再次步入创业之路。 　　“国内培养一个关节置换医生要15年的时间，并且许多地方是只有大型三甲医院才能进行复杂关节手术。”一位担任医院骨科系主任的友人在交流时抱怨道。这激发了孟李艾俐的兴趣，她发现内地骨科除医生人手匮乏外，还缺少专业的骨科手术机器人。“当时了解到，市面上的机器人都是从国外进口的，并且售价相比国外高出近6倍。” 　　泛珠三角等区域合作正在逐渐深化，《粤港澳大湾区发展规划纲要》在2019年被正式提出。2018年12月，元化智能科技（深圳）有限公司在深圳市南山区成立，定位为专注于跨科室的专科手术机器人的创新型高科技企业。 　　“元化智能今后要做一家平台型手术机器人公司。”9月9日，南方财经全媒体记者专访了元化智能董事长兼总经理孟李艾俐。她表示，公司将以“机器人+”战略帮助医院里每一个科室的医生，攻克手术上的技术难题。 　　深圳成长起来的骨科手术机器人 　　以麒麟山为屏，西丽湖为镜，西丽湖国际科教城风景绝美。这里从2002年开始就布局了大学城，引入清华、北大、哈工大、南科大、深大等高校，科研氛围浓厚。

 　　“我们看重南山区的科创氛围，尤其是西丽湖国际科教城的产学研氛围。”孟李艾俐说，他们把家从香港搬到深圳，她的丈夫孟庆虎也于2020年加盟南方科技大学电子与电气工程系，并担任元化智能的首席科学家。 　　“元化智能的目标是做全球最优秀的专科医疗手术机器人公司。”在今年6月份的粤港澳科技创新合作论坛上，南方科技大学电子与电气工程系教授、元化智能首席科学家孟庆虎在演讲中表示。 　　因其在高端医疗器械领域的领先技术，元化智能很早就引起了南山区科技创新局的重点关注。 　　在对骨科手术机器人市场的调研中，孟李艾俐发现，随着人口老龄化到来，脊柱和关节置换的需求量会有很大的增长。骨科手术机器人即将迈入一个快速发展的阶段。 　　根据FrostSullivan数据，预计2026年中国手术机器人市场规模38.4亿美元（约250亿元），复合增速44.3%。而2020年骨科手术机器人市场规模为0.43亿美元（约2.79亿元）。 　　在确定下手术机器人为骨科大方向后，孟李艾俐的团队开始犹豫如何进一步选择细分赛道。在骨科领域脊柱和关节是两大热门子赛道。其中，脊柱方向比较容易出成果，而关节尤其是膝关节的技术壁垒最高。 　　孟李艾俐打算往最高的技术难度攻关，但是团队成员则有不同意见。为了这件事情，她带着初创团队成员夜爬泰山。当晚一边在泰山顶上数着星星，一边论证起进军膝关节赛道的可行性。最终，团队成员都被说服了，决心一起朝着最高的难度冲击。 　　今年4月，元化智能旗下全资子公司研发的骨圣元化全膝关节置换手术机器人获得国家药品监督管理局（NMPA）的上市批准，成为唯一一款进入NMPA创新医疗器械（绿色通道）特别审查程序并获准上市的开放式植入物数据全膝关节置换手术机器人系统。 　　现阶段，元化智能子公司骨圣元化机器人主攻骨科赛道，其主打的产品是全骨科手术辅助机器人，并已成功取得国内第三类医疗器械注册证。其另一家子公司妙微视科技主攻的赛道为消化道。 　　“三区融合”成长之“廊” 　　全产业链创新是深圳的特色。具体到南山区，《关于支持西丽湖国际科教城建设的若干意见》就已提出，持续发挥“基础研究+技术攻关+成果产业化+科技金融+人才支撑”全过程创新生态链整体效应，把准西丽湖国际科教城产业、创新、人才、教育融合发展的方向，构建“双区”建设的重要引擎与示范载体，成为代表国家参与全球科技产业竞争与合作的重要力量。 　　2021年11月，元化智能正式落地按照园区、校区和社区“三区融合”设计的的国际知识创新村——南山智园。南山智园沿着一条穿过大学城南门的大沙河而建，是“大沙河创新走廊”上的代表作。 　　在公司成功落地南山后，孟庆虎所在大学，与孟李艾俐的公司仅有一“廊”之隔。孟庆虎在兼顾教学的同时，能更加近距离为元化智能提供技术指导。 　　据了解，为了支持辖区战略性新兴产业发展和鼓励企业科技创新，南山区政府给出了最低3折的租金优惠政策。 　　2020年6月，元化智能的骨科手术机器人被深圳市创新集团（简称“深创投”）关注到，获得了深创投及旗下健康产业基金、红土天使基金数千万元天使轮融资。这笔融资作为元化智能的第一桶启动资金，帮助公司更好地扎根于深圳。 　　2020年12月骨圣元化的骨科手术机器人膝关节置换临床试验入组完毕。孟李艾俐表示，“3年以来，我们的产品已在膝关节和髋关节上做了300多例临床了，术后反馈没有任何不良反应。” 　　2021年3月，公司受到红杉中国和招银国际资本的关注并联合领投了公司的A轮融资，原股东深创投及旗下红土医疗基金跟投，该轮次共融资2亿元人民币。 　　2022年1月，元化智能完成数亿元人民币B轮融资，由基石资本领投，原股东深创投和红杉中国联合领投持续支持，国科嘉和、万汇资本等联合投资。投后估值约50亿元人民币。 　　时至今日，元化智能已成功迈过医疗器械创业路上的第三道坎，即落地、融资和拿证。同时，公司已拥有了一批合作紧密的医院，例如中国人民解放军总医院、四川大学华西医院、广东省人民医院和中南大学湘雅医院等。 　　大湾区跨界融合创新案例 　　粤港澳大湾区产学研正在深度融合发展。在打造全球科技和产业创新高地方面，南山区“十四五”规划提出，以西丽湖国际科教城建设为引领，协同深圳国高新区南山园，深入推进产业链、创新链融合，进一步优化区域创新生态，着力提升自主创新能力和安全可控水平，打造大湾区粤港澳大湾区创新驱动发展核心动力源。 　　为完善“机器人+”产品矩阵和销售渠道，孟李艾俐说，下一步公司要将元化智能打造成为“深圳+香港”双总部的模式，届时将把深圳作为制造生产和培育人才的总部，把香港作为融资和推动国产创新医疗器械走向世界的窗口。 　　借助南山区资本、技术、人才、产业汇聚能力，骨科手术机器人的研发和产业化得以迅速推进。 　　实际上，机器人被誉为“制造业皇冠”，尤其是工业机器人的研发、制造、应用是衡量科创和高端制造业水平的重要标志。一位业内投资人对南方财经全媒体记者表示，骨科手术困扰医生的关键在于手术定位是否精准，而机器人实际上是通过一些算法去辅助医生做出更加精准的定位。而这个定位“一则是指机械臂和手术工具的空间位置定位，二则是指在患者身体手术部位的精准定位和实时跟踪。” 　　“我们是一家以‘控制’为核心的公司。而这恰恰符合手术机器人对精确度的极高要求。”孟李艾俐对南方财经全媒体记者表示，在精准度上，一般医生的手工大概存在3毫米的误差，市面上一般的手术机器人误差在1.5毫米，而元化智能的误差范围是0.5毫米；而在患者手术部位的定位和跟踪上，元化的机器人具备实时跟踪技术，“好比说，截骨的过程中患者腿部有所晃动，元化的机器手臂是可以实时跟踪。” 　　元化智能在算法上的精确度，来自于不同产业的融合创新。孟庆虎是电子工程系的教授，而非出身医学系的专家，对于自动化控制等领域有极深的研究和积累。作为元化智能首席科学家，他的团队在关键技术上做出指引，相当于把机器人给做“活”了。 　　在攻克完骨科之后，公司还进军了消化道领域，近期孟李艾俐及团队又研发了一台咽拭子机器人“神采机器人”，下一步还打算进军采血机器人。 　　她表示，“我们从最难的地方开始，往后将向更普及的方向走。”