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1、1一個到 2030 年規模將翻三番的行業機器人輔助手術(RAS)系統市場已取得長足發展，且已經為其進一步的增長蓄勢待發。雖然 RAS 占比不到全球每年開展的300萬 1 例手術的百分之一，微創技術的進步將繼續推動兩位數的市場規模增長。到 2030 年，預期 13.7%的復合年增長率(CAGR)將使行業總收入翻近三番，達到 215 億美元的水平。行業先驅 Intuitive Surgical 的市場地位正在被來自現有和新入場的競爭對手越來越大的競爭壓力所削弱。美敦力（Medtronic）、史賽克（Stryker,）、強生（Johnson&Johnson）、Asensus 和 Zimmer Bio

2、met 等公司的產品在未來幾年應該會得到更廣泛的監管批準。這將使 RAS 的產品定價更具競爭性并刺激進一步的創新且鼓勵更多醫院采用 RAS。但所有 RAS 系統制造商都需要克服那些減緩機器人進入手術室應用場景的顯著障礙?？紤]到明顯的成本和醫保報銷相關問題，相當多的外科醫生和其他醫療保健專業人員仍然對RAS的技術水平和效率持模棱兩可的懷疑看法。我們的研究建議 RAS 公司可以采取五個步驟來回應這些看法并從市場增長中獲益。六月 2023未來的手術室-機器人輔助手術的崛起作者MARCO BHREN副合伙人MATTHIAS BNTE高級合伙人RANDY BRCKNER 咨詢顧問 SALIL CHURI

3、副合伙人THILO KALTENBACH 高級合伙人PETER MAGUNIA高級合伙人1 RB RAS market model;May 20232一個令人興奮的行業正在迅速發展 數字化和自動化趨勢正在展現眾多醫藥領域中嶄新的和具備顛覆性手術治療的巨大潛力。在新的成像和診斷方法面世后，機器人輔助手術(RAS)正在逐漸革新化手術室。如今，越來越多的外科醫生常態性地使用（半）自動化機器人系統來輔助高精度的手術。機器人的形式和功能各不相同，但它們通常由一個或多個機械臂，一個用于遠程操縱的控制臺，以及一個或多個供外科醫生追蹤機器人動作的顯示器組成。這些組件通過軟件連接起來，以確保通暢的運行。機器人手

4、術最初用于戰場環境中重傷員的遠距離治療，但很快被證明可用于民用的微創手術 2。每個手術機器人的一個或多個多功能機械臂可配備鉆頭、縫合器、成像設備和其他儀器設備。外科醫生從控制臺操作該設備，這免除了人體顫抖，實現更精確的動作，并允許遠程操作涉及輻射或其他潛在有害物質的手術。這可能使 RAS 能夠比傳統手術更短的時間內實現更高質量的手術結果并減少外科醫生的身體勞損和其他健康風險 3。它也對患者有益，因為更高的精確度可以減少失血等并發癥，從而縮短術后的住院時間 4,5。拿骨科的植入手術作為例子，醫生可以使用機器人手術設備來制作產自于成像數據的患者骨骼結構的 3D 模型，隨后手術醫生在開展手術前使用該

5、模型來測試不同尺寸的植入物。此外，需要大切口的傳統開放性手術越來越多地被機器人輔助的微創手術所替代。機器人手術設備在這個應用場景中如同在其他手術一樣，降低了患者的健康風險，并縮短了康復和住院時間。降低成本的同時改善治療效果的潛力意味著 RAS 具有巨大的市場潛力 6。一個不斷增長的市場提供全球機遇據估計，2022年全球機器人輔助手術市場規模已達到 77 億美元。這個行業目前由一家名為 Intuitive Surgical 的公司主導，該公司報告稱其 2022 年銷售額為 62 億美元 7,占據行業收入的80%。RAS領域可以被類分為三個主要版塊：機器人系統、儀器和配件，以及服務。機器人系統板塊

6、集合了操作機器人手術設備所必需的設備、軟件和服務。RAS 系統的價格在 50 萬美元到 300 萬美元之間 8,該板塊占據 2022 年機器人手術市場總額的33%，與診斷掃描儀等其他高價值器械一樣，是醫療保健系統的一項主要資本支出。儀器和配件板塊在 2022 年占據市場價值的 53%，其中包括相機、鉆頭、剪刀、縫合器等手術工具和所需的軟件。這些手術工具會固定在手術機器人機械臂上，且其中許多工具只能使用一次以確保儀器的無菌。這意味著許多采購會重復地開展，從而使從事這項業務板塊的公司能夠施行利潤豐厚的“剃須刀和剃須刀刀片”商業模式。服務板塊涵蓋醫療科技公司提供的所有附加服務，以確保產品的安裝、維護

7、、培訓和軟件更新。到 2022 年，該細分市場僅占 RAS 市場的 15%，鑒于這個板塊中許多收入具備常態需求，該細分領域仍然是一個有吸引力的商業主張。公司可以期待越來越多基于人工智能的服務成為軟件即服務(SAAS)模型的常態性收入來源。3從 2018 年到 2022 年，RAS 市場平均每年增長 15.1%。由于擇期手術的減少，2020 年的收入增長有所下降，但除此之外 Covid-19 新冠疫情的影響微乎其微。許多醫院甚至探索了遠程機器人系統，以求在手術期間保持社交距離 9。RAS 的廣泛潛在用途意味著其市場前景被持續看好。從 2022 年到 2030 年，年銷售額預計將以13.7%的平均

8、增長速度（復合年增長率）使行業收入幾乎翻三番，達到 215 億美元。最大的區域市場是北美，2022 年占銷售額的 60%。這個區域的強勢在很大程度上是由 Intuitive Surgical 在其本土市場的強勢地位推動的，并且這個情況看起來將會持續 10,11。然而，增長最快的地區看起來似乎將是亞太地區，預計其到 2030 年將占全球市場的 24%，比 2022 年增長 8 個百分點。中國 7,11，日本和韓國看起來正在推動亞洲區域的增長 12,13。受兩個發展趨勢驅動，RAS 市場將繼續強勁增長：1）需要微創手術的疾病將更加流行，以及2）RAS將更加廣泛地滲透，而這又是由于機器人系統進步、用

9、戶更高的接受度和更具競爭力的價格等多個原因共同推動。RAS服務于外科醫學的所有主要領域：普外科（包括消化外科）、泌尿科、婦科、骨科、神經外科和心血管外科 14。下面是一些可以從RAS中受益的具體手術應用方向：普外科：胃旁路手術和疝氣手術、膽囊切除術、闌尾切除術、胰腺切除術、肥胖手術；泌尿外科：前列腺切除術、腎切除術或膀胱切除術；婦科：子宮切除術、子宮肌瘤切除術、子宮內膜異位癥切除術；骨科：膝關節、髖關節和其他關節置換（部分或全部）；心外科：心臟腫瘤切除、二尖瓣修復、冠狀動脈旁路嫁接 15,16;神經外科：深部腦刺激(DBS)、激光消融 17;其他：肺活檢、植牙。201823%4.434%25%

10、20%17%41%202248%3%3%5%12%13%16%20307.721.5+15.0%+13.7%203016%64%50%18%24%60%20183%19%17%4%202220%6%4.47.721.5+15.1%+13.7%北美其他地區亞太歐洲51%33%201817%32%15%53%31%202213%56%20304.47.721.5+15.1%+13.7%儀器以及配件機器人系統服務按應用科室拆分 百萬美元；%按地區劃分 百萬美元；%按板塊拆分 百萬美元；%其他婦科骨科普通外科心血管外科神經外科泌尿科資料來源：羅蘭貝格RAS 的全球市場發展全球機器人輔助手術市場預計將從

11、 2022 年到 2030 年每年增長大約 14%4下圖顯示了不同手術適用于RAS的程度。例如，前列腺切除術就非常適合，RAS 滲透率也相應很高。另一方面，闌尾切除術可以使用腹腔鏡或開腹手術輕松進行，因而無需機器人輔助。RAS的臨床適用性取決于手術的復雜性、可能節省的時間和成本因素，例如，更高的運營成本在多大程度上可以通過更短的患者恢復期帶來的收益來抵消。疾病診斷相關分組(DRG)按固定費用報銷的程序可能會阻礙醫院收回所有與 RAS 相關的成本，尤其是每次手術都需要額外使用的耗材費用。普通外科手術是RAS最大的單一應用領域，2022年占據市場份額的41%10,11。在這個領域，美國醫療保健提供

12、者在疝氣手術上的應用最多。2022年，泌尿科和婦科共占 37%的市場份額。在骨科領域，膝關節、髖關節和其他關節的置換占了大多數 RAS 的應用。由于 Mako（Stryker）、Rosa（Zimmer Biomet）、Cori（Smith&Nephew）和 ExcelsiusGPS（Globus Medical）等新系統的推出，機器人輔助在骨科領域的使用一直在強勁增長。神經外科和心外科是較小的部分。由于 RAS 目前只能用于很少的手術場景，安裝的系統數量很少。新的玩家正在挑戰市場領導者在過去的二十年里，Intuitive Surgical 一直是機器人手術的先驅。它的達芬奇系統創造了市場對 R

13、AS 設備的需求并占據了 80%以上的市場份額 18。它是一個多臂平臺，在每只機械手臂配備必要工具后，其允許外科醫生在泌尿科、婦科、普通外科和其他領域內開展不同手術。16.0004.0002.0006.00008.00018.00010.00012.00014.00020.00022.000RAS 適配性德國DRG報銷額度歐元膽囊切除術 Gen.闌尾切除術 Gen.疝氣手術 Gen.腹部.疝氣前列腺切除術 Uro.腎切除術 Uro.肥胖手術 Visc.肺葉切除術 Thor.結直腸手術 Visc.食道手術 Thor.胰腺/胰十二指腸切除術Visc.疝氣手術 Gen.腹股溝疝低高子宮切除術 Gyn

14、.惡性綜合征膝關節置換術Ortho.髖關節置換術Ortho.子宮內膜異位癥Gyn.支氣管鏡檢查Thor.資料來源：羅蘭貝格Gen.=普通外科手術；Uro.=泌尿科手術；Gyn.=婦科手術；Ortho.=骨科手術；Visc.=內臟手術部分手術 RAS 應用概覽5達芬奇、Hugo、Monarch、Senhance 等最新一代機器人配備有攝像頭，擅長穿過極小的切口在患者體內工作。與傳統的腹腔鏡手術和開放手術相比，這些系統的侵入性通常要小得多。Intuitive 的設備每年支持超過180萬次手術操作。鑒于全世界外科醫生每年開展1300萬的腹腔鏡檢查 19和3億次其他傳統手術 1,RAS的額外潛在市場是

15、巨大的。這種潛力加上積極的市場發展，以及外科醫生和患者對于RAS更廣泛的接受度，均鼓勵新玩家進入這一市場并挑戰 Intuitive 的主導地位。我們對部分競爭對手的概覽顯示，Intuitive 在普通外科、泌尿外科和骨科領域受到美敦力和強生公司的廣泛挑戰，而在較小范圍內受到其他對手的挑戰，例如布局婦科領域的 Asensus。強生公司的 Ottava 系統，專注于軟組織的普通外科手術，引入了可以挑戰Intuitive的 Da Vinci 的創新一個集成到手術臺且配有六個手臂的設備。但該系統上市前遭受的挫折 20 展示了這些高度創新系統所需要面對的各類技術挑戰。西門子醫療的 CorPath GRX

16、 系統專注于經皮冠狀動脈、外周和神經血管介入它也同樣正在面臨市場應用和技術采納方面的挑戰。Sentante 可能會在血管內介入領域提供一項有趣的產品，這個產品目前正在試驗中。Sentante 承諾這個產品將能夠實現對導管和導絲的完全遠程操作。在骨科領域，Stryker 的 Mako 系統處于領先地位，其次是 Zimmer Biomet 的 Rosa、Think 的 TSolution One 和 Smith&Nephew 的 Cori。在另一骨科細分市場脊柱手術領域中，Globus Medical 的 Excelsius GPS 正在與 Medtronic 的 Mazor、Zimmer Bio

17、met 的 Rosa One 和 Brainlab 的 Cirq 競爭。我們的市場分析表明，許多公司更愿意在一些細分領域來削弱Intuitive的主導地位。在市場滲透率方面，美國競爭對手 Medtronic、Stryker 和 Zimmer Biomet已經建立了約 10%的總計市場份額。與 Intuitive 的達芬奇一樣，美敦力的 Hugo 也是一個多臂手術機器人平臺，它具有由 3D 可視化和基于云端的視頻捕獲支持的模塊化組件。目前，該系統主要在歐洲市場銷售，作為市場領導者達芬奇的低價替代品。骨科神經外科泌尿科婦科其他1)心外科涵蓋不涵蓋Da Vinci/IonSenhanceCorPat

18、h GRXHugo/MazorNeuromateRosa/Rosa OneCoriMakoTSolutionOneMONARCH/VELYS/OTTAVA普通外科IntuitiveMedtronic(美敦力)Johnson&Johnson(強生公司)AsensusRenishaw（雷尼紹）Siemens Healthineers(西門子醫療）(2)Stryker（史賽克）Zimmer Biomet（捷邁邦美）Think SurgicalSmith&Nephew（施樂輝）Globus MedicalExcelsiusGPSBrainLab（博醫來）Circ資料來源：羅蘭貝格機器人手術設備市場競爭

19、環境Intuitive 擁有最廣泛的市場覆蓋1)例如，肺活檢或牙科等 2）西門子醫療近期宣布退出機器人業務6更多的競爭表明，高效的商業運營在這個行業中將成為一個更重要的課題。強生、Titan Medical 和 Vicarious Surgical 最近宣布在他們的手術機器人部門進行裁員，與此同時Intuitive 面臨著擴大達芬奇供應鏈及其以支氣管鏡為中心的 Ion 系統所帶來的挑戰 21,22。西門子醫療甚至宣布退出心臟手術業務中與 Corindus 的業務，導致其公司減記 3.62 億美元 23。確保復雜零件的公司內部制造能力和可靠的高質量合同制造合作伙伴網絡將是所有 RAS 系統制造商

20、的關鍵任務。與此同時，RAS 領域的進步正在將重點從產品轉移到手術和更廣泛的解決方案上。因此，RAS 公司將越來越多地必須在傳統手術擅長的領域中表現出色術前（包括規劃）、術中和術后三個階段。公司將必須開發生態系統，以便更好地準備運營；提高手術過程中的決策能力、精確度和可重復性；分析手術表現并確?；颊呤中g后的康復。因此，開發機器人手術系統的公司需要開發強大的、通過利用人工智能(AI)傳播一流技術的軟件功能。這些公司歷來專注于與硬件相關的工程、制造和采購運作，現在必須利用人工智能和機器學習等技術來徹底改變手術的執行方式 24。RAS 是實現完全智能互聯手術室的關鍵一步。術前模擬通常由機器學習數據庫

21、支持為外科醫生和他們的團隊提供理想的前期準備術前感知實時指導，提供決策支持，改善手術過程中的協作和信息共享術中隨著時間推移通過分析優化手術表現，確?；颊呖祻推陂g的隨訪并建立全球標準化術后資料來源：羅蘭貝格RAS 在手術不同階段介入角色7但所有公司仍有一些障礙需要清除盡管增長迅速且具有巨大的長期潛力，但 RAS 仍需清除那些在它將自己確立為新的手術標準之前的主要障礙。首先，巨大潛力的另一面是滲透率仍然極低。其次，外科醫生和患者都知道 RAS 既有缺點也有優點。第三，機器人系統的購買和運營成本很高，醫療支付方有時仍無法判斷 RAS 帶給患者治療效果的改善是否能夠補償其帶來的相應成本。1.滲透程度比

22、預期要慢RAS 的滲透速度比預期的要慢，盡管滲透率因領域而存在差異。在普通外科、泌尿科、婦科和整形外科，外科醫生對這項技術的接受程度高于在其他領域。醫生最常將 RAS 應用于普通外科手術中的疝氣修復、結直腸手術和膽囊切除術，以及骨科手術中的膝關節和髖關節置換術。例如，一項針對密歇根州 73 家醫院患者的研究顯示，該州的機器人手術比例從2012年的1.8%上升到2018年的15.1%25,雖然這一滲透率看似充滿前景，但它不包括門診手術，并且只能提供針對一個市場的片面見解，盡管這個市場是世界上最大的。這可能意味著其他地方的使用率可能更低甚至為零。但是已經成熟的產品比如 Intuitive Surg

23、ical 的達芬奇、Stryker 的 Mako 和美敦力的 Hugo 和 Mazor在市場上的表現，讓RAS 看起來將繼續穩步增長。需求方面的兩個因素也將有所幫助：主要意見領袖(KOL)對醫院工作人員的宣傳，以及抵消 RAS 較高成本以滿足醫療支付方標準的新方法，例如，通過微創手術后縮短術后住院時間。盡管如此，機器人技術的應用在某些領域仍將受到限制。在心臟外科手術方面，全世界每年進行的機器人輔助手術遠低于 100,000 例，而普通外科手術則有數十萬例。心外科中的 RAS 目前僅在少數創新中心進行實踐，這在可預見的未來將不會改變。在神經外科領域，機器人輔助也仍處于起步階段 26?；谝豁椕鎸?/p>

24、美國排名前100的神經外科部門在2021和2022年表現的研究，其中只有 40 個有機器人脊柱手術，30 個有機器人顱骨手術 17。RAS將如何在這一領域獲得進展還有待觀察。2.好處和缺點并存RAS的臨床結果因手術而異 27。它應用于前列腺切除術和其他一些手術似乎可以提高恢復質量并減少疼痛評分 28,29,30。但許多研究報告顯示其與腹腔鏡或開放手術相比沒有顯著的有益效果。在某些情況下，出血、術后護理和其他并發癥的出現導致得出 RAS 更耗費時間和資源的結論。另一個復雜因素是機器人可能發生故障的風險。研究表明 RAS 設備在 0.5-3%的手術操作中出現過問題 27,因而導致一些手術需要被改期

25、或改用傳統方法進行。為了應對針對RAS的信任危機，設備制造商需要確保卓越的質量保證并改進服務和培訓。根據我們與領先的醫療保健提供者的交流，醫院本身是愿意參與更多相關培訓的。鑒于普外科中機器人越來越普及的應用，越來越多的醫生在未來幾年的培訓中可能會被教授有關 RAS 的培訓。2021 年接受調查的約 80%的美國住院醫師項目負責人表示，RAS 控制臺操作培訓應該是普外科的培訓要求之一 31。近 25%的美國醫師培訓項目表示，在住院期間使用過控制臺的經驗增加了申請人被錄取的機會 32。3.成本費用的回收并不總能確定安裝RAS系統相對昂貴，醫院的初期投資可高達 200 萬美元 33,34。根據 20

26、18 年的一項研究，醫院還需要在每個手術中支付RAS供應商大約 3,500 美元，其中一半用于儀器和配8件。相比之下，傳統手術的手術室成本估計在 3,000 美元到 7,000 美元之間，其中儀器的貢獻不到 20%35。安裝 RAS 設備以取代傳統手術的醫院最終可能會面臨顯著的資本和運營支出增加的情況。因此，RAS 的滲透步伐有所減緩，醫院擔心考慮到當前的成本回收率，RAS 的高成本顯得不符合邏輯。保險公司模棱兩可的報銷政策是不確定性的重要來源。盡管達芬奇系統在十多年內取得了良好的業績記錄，但許多保險提供商仍然不承保由機器人開展的泌尿外科手術 28。保險公司只會在 RAS 行業提交實際研究來證

27、明更佳的患者治療效果的前提下轉向更全面的報銷政策。但除了這些成本問題之外，RAS 仍然是醫院尋求增加他們收入時的有趣選擇。投資這項技術是醫院提高對患者的吸引力并從眾多競爭對手中脫穎而出的可靠途徑。在絕大多數手術仍依賴傳統手術的世界中，他們將受益于微創手術的普遍趨勢。RAS 的前景仍然樂觀?！癛AS市場的機遇吸引了越來越多的玩家參與，這帶來了更有競爭力的定價，并鼓勵進一步的創新?！盩HILO KALTENBACH高級合伙人德國91.注重以客戶為中心RAS 必須將外科醫生和護士置于產品發展的核心位置。使用機器人進行手術操作應該是簡單便利的，并允許醫療保健專業人員在術前、術中和術后形成全新的卓越標準

28、。在培訓和進修期間的早期接觸讓外科醫生習慣于在手術室中利用這類技術的幫助。精心設計的硬件將是關鍵而軟件也同樣關鍵，它能確保陡峭的學習曲線和便利的使用。他們將需要共同應對當前的挑戰大切口、有限的準確性、外科醫生的疲勞以從行業和傳統競爭對手中脫穎而出。2.產出令人信服的臨床和真實世界數據RAS公司必須專注于生成可靠的基礎數據，他們可以利用這些數據幫助醫院提高運營質量。一個反復出現的市場怨聲是，關于 RAS 的數據比關于腹腔鏡或開腹手術的數據還要有限得多。對機器人輔助微創手術的益處進行量化是行業的一項重要任務。3.贏得市場準入機會根據保險公司的報銷政策了解醫院經濟體系，并制定有針對性的價值主張對于確

29、保能夠接觸外科醫生和醫療保健管理人員有著至關重要的作用。除了改進手術程序外，醫院還在投資機器人系統，以吸引更多知名外科醫生并為更多患者提供服務。對醫院具有吸引性價值主張的 RAS 公司進而對保險公司和監管機構具有吸引力將有機會挑戰RAS 行業的領導者。機器人手術公司下一步應該做什么為了確保他們在 RAS 解決方案的動態市場中取得成功，設備制造商應關注以下五個業務目標：5大機遇注重以客戶為中心針對醫療體系制定令人信服的價值主張和具備領導地位的醫院和學術中心合作產生令人信服的臨床和真實世界數據贏得市場準入機會資料來源：羅蘭貝格RAS 公司的戰略重心5 大機遇104.和具備領導地位的醫院和學術中心合

30、作在將注意力轉向大眾市場之前，RAS 系統制造商需要爭取到位列前茅的大學和研究型醫院。這些機構通常由強大的意見領袖(KOL)作為代表，可以發布有關他們使用 RAS 的體驗的數據。因此，這些研究將在更廣泛的醫院行業中創造針對 RAS 產品的認知。RAS 公司應細分其潛在市場，以便優先考慮更有可能采用該技術的機構。他們應同時清楚，住院部門和醫師培訓協會對機器人技術培訓的需求正在增長，這將轉而促進 RAS 的使用。5.針對醫療體系制定令人信服的價值主張必須清楚地傳達 RAS 相對于傳統手術的優勢。系統供應商必須展示出 RAS 的兩個引人注目的價值主張：它通過減少人為錯誤提高手術質量，且通過增加手術室

31、的吞吐量和未來減少相關人員數量來提高手術的經濟性。反過來，醫院可以利用 RAS 系統與競爭對手區分開來，并在特定具備挑戰性的手術中贏得患者的青睞。在羅蘭貝格，我們幫助公司解決戰略問題，以便他們能夠承擔或維持其行業的領先地位。RAS系統供應商必須解決減緩技術采用的問題，并專注于我們在這個前景廣闊的市場中發現的五個機會。我們將很高興討論您作為活躍于或有興趣進入 RAS 領域的行業參與者或投資者如何在市場中獲勝。我們知道如何支持您在機器人輔助手術系統方面的雄心壯志。11聯系人：MARCO BHREN 副合伙人 慕尼黑辦公室+49 160 744 87 90 MATTHIAS BNTE 高級合伙人 蘇

32、黎世辦公室+41 795 720 880 RANDY BRCKNER 咨詢顧問 杜賽爾多夫辦公室+49 160 744 22 30 SALIL CHURI 副合伙人 波士頓辦公室+1 312 783 86 88 FILIP CONIC 副合伙人 維也納辦公室+43 664 418 98 02 JANES GROTELUESCHEN 合伙人 慕尼黑辦公室+49 160 744 85 42 THILO KALTENBACH 高級合伙人 慕尼黑辦公室+49 160 744 86 51 ATSUSHI KIYOIZUMI 合伙人 東京辦公室+81 3 3587 66 60 SARAH LI 合伙人 上

33、海辦公室+86 1356 436 67 71 PETER MAGUNIA 高級合伙人 斯圖加特辦公室+49 160 744 35 87 HANS NYCTELIUS 高級合伙人 斯德哥爾摩辦公室+46 70 815 74 48 OLIVER RONG 高級合伙人 漢堡摩辦公室+49 160 744 44 23 本報告僅為一般性建議參考。讀者不應在缺乏具體的專業建議的情況下，擅自根據報告中的任何信息采取行動。羅蘭貝格管理咨詢公司將不對任何因采用報告信息而導致的損失負責。2023 羅蘭貝格管理咨詢公司版權所有。121 Trauma of major surgery:A global problem

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