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2022年手術(shù)機(jī)器人研究報(bào)告

第一章 行業(yè)概況

手術(shù)機(jī)器人是集臨床醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子學(xué)等諸多學(xué)科為一體的高度集成的新型醫(yī)療器械,整體運(yùn)行需要多項(xiàng)技術(shù)的協(xié)同。其中,系統(tǒng)軟件中的圖像重構(gòu)、空間配準(zhǔn)和定位控制等,是手術(shù)機(jī)器人最為核心的部分;而硬件裝置如機(jī)械臂的設(shè)計(jì)則需要與手術(shù)具體情況相結(jié)合,反復(fù)實(shí)驗(yàn);人機(jī)交互的主機(jī)必須充分考慮醫(yī)生習(xí)慣和臨床應(yīng)用場(chǎng)景。

手術(shù)機(jī)器人是20世紀(jì)80年代以來(lái),伴隨著微創(chuàng)外科手術(shù)的發(fā)展而逐步出現(xiàn)并且發(fā)展起來(lái)的高端醫(yī)療設(shè)備,主要用于以微創(chuàng)的手段來(lái)消除手術(shù)造成的大面積創(chuàng)傷對(duì)患者的不利影響,進(jìn)而達(dá)到減少患者痛苦和加快術(shù)后恢復(fù)速度等目的,同時(shí)還可以降低常規(guī)手術(shù)中因醫(yī)生手部震顫等造成的不可控的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。此外,對(duì)于對(duì)精度要求很高的骨科、神經(jīng)外科及口腔科等外科手術(shù),手術(shù)機(jī)器人還具有精準(zhǔn)定位、手術(shù)規(guī)劃、精準(zhǔn)成像等功能,并且能大幅減少手術(shù)中醫(yī)生所受輻射傷害和感染風(fēng)險(xiǎn)。

圖:手術(shù)機(jī)器人主要組成部分

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從工作原理看,大體上手術(shù)機(jī)器人通過(guò)感知、分析和行動(dòng)三個(gè)步驟來(lái)執(zhí)行輔助手術(shù)的工作。首先機(jī)器人通過(guò)傳感器系統(tǒng)(如視覺(jué)、觸覺(jué)、溫度等)感知外部環(huán)境信息。然后機(jī)器人通過(guò)人工智能算法對(duì)各類(lèi)信息進(jìn)行分析、學(xué)習(xí),并給出下一步的動(dòng)作指令。最后,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)分析指令完成具體動(dòng)作并實(shí)施反饋狀態(tài)信息給控制系統(tǒng)。

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全球手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)快速,腔鏡機(jī)器人占比最大。全球手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模從 2015 年 30.10 億美元快速增長(zhǎng)至2020 年的 83.21 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為22.6%。其中,腔鏡機(jī)器人占比較大,可用于多種手術(shù)包括泌尿外科、婦科、胸外科及普外科手術(shù)等。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),其市場(chǎng)規(guī)模從2015年23.84 億美元上升至2020年52.55億美元,占比 63.15%。其他類(lèi)型手術(shù)機(jī)器人中,骨科機(jī)器人這一市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)也很迅速,在2015 年僅有 1.38 億美元,而經(jīng)皮穿刺機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有 1.58 億美元,到了 2020年骨科機(jī)器人增長(zhǎng)至 13.94 億美元超過(guò)經(jīng)皮穿刺機(jī)器人3.80億美元規(guī)模,其需求受人口老齡化和關(guān)節(jié)炎患病率的不斷提升帶動(dòng),發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

圖:全球手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模

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1.1 手術(shù)機(jī)器人分類(lèi)及基本特點(diǎn)

從涉及的學(xué)科上看,手術(shù)機(jī)器人是集臨床醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子學(xué)等諸多學(xué)科為一體的新型醫(yī)療器械。通過(guò)其清晰的成像系統(tǒng)和靈活的機(jī)械臂,以微創(chuàng)的手術(shù)形式,協(xié)助醫(yī)生實(shí)施復(fù)雜的外科手術(shù),完成術(shù)中定位、切斷、穿刺、止血、縫合等操作。

從自動(dòng)化水平上看,現(xiàn)階段的手術(shù)機(jī)器人仍處于以輔助醫(yī)生手術(shù)為主要功能的半自動(dòng)化階段,已應(yīng)用于普腹外科、泌尿外科、心血管外科、胸心外科、婦科、骨科、神經(jīng)外科、口腔科等多個(gè)領(lǐng)域。

按照手術(shù)部位機(jī)器人產(chǎn)品可分為腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人、骨科手術(shù)機(jī)器人、神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人、血管介入手術(shù)機(jī)器人和口腔手術(shù)機(jī)器人等;按照產(chǎn)品功能則可分為操作類(lèi)手術(shù)機(jī)器人和定位類(lèi)手術(shù)機(jī)器人。

圖:手術(shù)機(jī)器人分類(lèi)

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(1)腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人

腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人廣泛應(yīng)用于外科手術(shù)中具有手術(shù)創(chuàng)口小、操作精度高、靈活性強(qiáng)、重復(fù)性好以及不受疲勞和情緒等人體生理因素影響等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前在美國(guó)約90%的前列腺切除手術(shù)和約80%子宮癌手術(shù)均由手術(shù)機(jī)器人輔助完成,是當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、市場(chǎng)接受度最高的手術(shù)機(jī)器人。

從關(guān)鍵組成部件上看,主要包括醫(yī)生控制系統(tǒng),3D成像視頻影像平臺(tái),以及由機(jī)械臂,攝像臂和手術(shù)器械組成的移動(dòng)平臺(tái)。3D成像視頻影像平臺(tái)可以為醫(yī)生提供具有沉浸感且清晰細(xì)致的解剖組織結(jié)構(gòu)圖像提升手術(shù)的視覺(jué)感。機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)抓持、鉗夾、縫合等各項(xiàng)手術(shù)操作,并且比人手的活動(dòng)自由度更廣。實(shí)施手術(shù)時(shí),主刀醫(yī)師不與病人直接接觸,而是通過(guò)三維視覺(jué)系統(tǒng)和動(dòng)作定標(biāo)系統(tǒng)操作控制,并通過(guò)機(jī)械臂以及手術(shù)器械完成醫(yī)生的技術(shù)動(dòng)作和手術(shù)操作。

從適應(yīng)癥上看,可應(yīng)用于心臟外科、普通外科、泌尿外科、胸外科、肝膽胰外科、胃腸外科、婦科等相關(guān)的微創(chuàng)手術(shù)。

(2)骨科手術(shù)機(jī)器人

骨科手術(shù)機(jī)器人可應(yīng)用于膝關(guān)節(jié)手術(shù)和髖關(guān)節(jié)手術(shù)和脊柱外科手術(shù)中。傳統(tǒng)的骨科手術(shù)存在手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高、定位困難、植入精度低、復(fù)雜術(shù)式難普及、智能設(shè)備匱乏、手術(shù)創(chuàng)傷大、并發(fā)癥多等問(wèn)題。而骨科手術(shù)機(jī)器人可利用術(shù)前的三維CT影像對(duì)病灶進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,根據(jù)病灶大小及植入假體形狀進(jìn)行術(shù)中組織的精確判斷和操作。

從關(guān)鍵組成部件上看,主要包括機(jī)械系統(tǒng)、影像系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其中,機(jī)械系統(tǒng)中的機(jī)械臂是手術(shù)的核心執(zhí)行模塊,末端的反饋結(jié)構(gòu)具有視覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等模態(tài)。影像系統(tǒng)能夠給施術(shù)醫(yī)生提供更加清晰的影像資料,幫助患處定位和導(dǎo)航。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是骨科機(jī)器人的中樞,主要輔助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)方案設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃,幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù),此外還能對(duì)手術(shù)設(shè)備進(jìn)行管理,包括對(duì)機(jī)械系統(tǒng)各部位的損耗情況進(jìn)行自檢和智能評(píng)估。

(3)神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人

神經(jīng)外科手術(shù)主要指針對(duì)腦部、脊髓和神經(jīng)的手術(shù),在操作上具有手術(shù)空間小、定位困難等難點(diǎn)。神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人主要通過(guò)對(duì)腦部病灶位置精確的空間定位,輔助醫(yī)生夾持和固定手術(shù)器械等,并完成如活檢手術(shù)、深腦刺激、經(jīng)顱磁刺激、立體定向腦電圖、神經(jīng)內(nèi)窺手術(shù)等的神經(jīng)外科手術(shù)。

從關(guān)鍵組成部件上看,主要包括術(shù)前規(guī)劃軟件、導(dǎo)航定向系統(tǒng)、機(jī)器人輔助器械定位和操作系統(tǒng)。其中,手術(shù)規(guī)劃軟件是神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人的核心技術(shù),幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)方案的規(guī)劃,在手術(shù)前獲得患者病灶處的圖像,結(jié)合醫(yī)生的解剖學(xué)和病理學(xué)知識(shí),進(jìn)行包括手術(shù)方法,手術(shù)流程,手術(shù)切口與路徑等方面的規(guī)劃。導(dǎo)航定向系統(tǒng)是通過(guò)以CT/MRI等影像設(shè)備掃描圖像建立的三維模型作為參考,對(duì)手術(shù)進(jìn)行規(guī)劃與虛擬仿真操作。機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)的執(zhí)行和操作單元,要求機(jī)器人末端的誤差盡可能小,同時(shí)確保各個(gè)關(guān)節(jié)能夠按照規(guī)劃的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

從適應(yīng)癥上看,神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人可應(yīng)用于包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥疾病、帕金森病和癲癇病在內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腦血管病和腦梗死,應(yīng)用市場(chǎng)廣闊。

(4)血管介入手術(shù)機(jī)器人

血管介入機(jī)器人主要是在血管介入手術(shù)(主要是心血管介入手術(shù))中實(shí)施導(dǎo)管的推進(jìn)和導(dǎo)航,在術(shù)前和術(shù)中依據(jù)影像數(shù)據(jù)構(gòu)建病患血管的三維形態(tài)圖和分析血管交叉口、彎道、彈性、斑塊的特征,從而實(shí)現(xiàn)在手術(shù)過(guò)程中對(duì)手術(shù)器械的跟蹤和定位,有助于大幅提升手術(shù)的精準(zhǔn)度,同時(shí)降低醫(yī)務(wù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,也在一定程度上減少了手術(shù)對(duì)于醫(yī)生個(gè)人技術(shù)熟練度的依賴。

從關(guān)鍵組成部件上看,主要包括圖像導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)械裝置與控制系統(tǒng)和力反饋系統(tǒng)等。其中,圖像導(dǎo)航系統(tǒng)能夠集成顯示導(dǎo)絲和血管,并通過(guò)三維血管模型構(gòu)建確保手術(shù)安全性。機(jī)械裝置與控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)導(dǎo)管的推進(jìn)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),由主刀醫(yī)生操作和操控。力反饋系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地感受到導(dǎo)絲在血管中的受力情況,確保在引導(dǎo)圖像不夠直觀的情況下也可以保證導(dǎo)絲的安全介入。

(5)口腔手術(shù)機(jī)器人

機(jī)器人的智能化、高精準(zhǔn)度等特點(diǎn),使其在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有更加獨(dú)特優(yōu)勢(shì),目前機(jī)器人在口腔醫(yī)學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域主要包括以下幾個(gè):

口腔頜面外科學(xué)領(lǐng)域:微創(chuàng),降低手術(shù)偏差,增強(qiáng)手術(shù)安全性,提高效率;

口腔修復(fù)學(xué)領(lǐng)域:解決口腔操作空間狹小、人手顫動(dòng)及精準(zhǔn)性等問(wèn)題;

口腔正畸學(xué)領(lǐng)域:提高操作精度和效率;

牙體牙髓病學(xué)領(lǐng)域:輔助醫(yī)師操作,緩解疲勞,節(jié)省時(shí)間;

其他:包括分析咀嚼運(yùn)動(dòng)中牙齒受力機(jī)器人、口腔教學(xué)機(jī)器人、以及模擬下頜運(yùn)動(dòng)機(jī)器人等。

1.2 發(fā)展歷程

手術(shù)機(jī)器人發(fā)展脈絡(luò):從1985年手術(shù)機(jī)器人發(fā)展起步開(kāi)始至今30余年,大致可以分為三個(gè)階段,1985年到1999年為起步階段,2000年到2010年為發(fā)展階段,從2011年至今是創(chuàng)新階段。

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機(jī)器人在外科手術(shù)中的應(yīng)用起源于1985年的美國(guó),洛杉磯醫(yī)院的醫(yī)生使用工業(yè)機(jī)械臂Puma 560 完成了全球首個(gè)機(jī)器人輔助的外科手術(shù)——機(jī)器人輔助定位的神經(jīng)外科腦部活檢手術(shù)。

80年代末,斯坦福大學(xué)研究院是最早進(jìn)行外科手術(shù)機(jī)器人研發(fā)的機(jī)構(gòu),此后在1992年由IT公司IBM和加州大學(xué)聯(lián)合推出了全球首個(gè)醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人ROBODOC用于骨科手術(shù)中的關(guān)節(jié)置換。到1995年,出身于斯坦福大學(xué)研究院的Frederic Moll博士創(chuàng)立了當(dāng)今全球最為出名的醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人公司——直覺(jué)外科公司(Intuitive Surgical),并開(kāi)啟了手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的商業(yè)化道路。而此時(shí)的中國(guó)才剛剛開(kāi)始在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的探索,研發(fā)制造進(jìn)度較美國(guó)滯后了十年以上。1999年全球首個(gè)可正式應(yīng)用于手術(shù)室中的手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人率先在歐洲獲批上市,這是一款由美國(guó)直覺(jué)外科公司研發(fā)制造的腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人。

2010年我國(guó)上市了首款國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人,是由天智航研發(fā)制造的骨科手術(shù)機(jī)器人,從產(chǎn)品上市角度看,我國(guó)同樣滯后于美國(guó)十年,但是在2010年以后,發(fā)展進(jìn)程明顯加快,到目前為止,已上市的國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品數(shù)量已達(dá)9個(gè),包含2個(gè)骨科手術(shù)機(jī)器人,5個(gè)神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人和1個(gè)口腔手術(shù)機(jī)器人。我國(guó)手術(shù)機(jī)器人是以“定位類(lèi)”機(jī)器人為開(kāi)端,在“操作類(lèi)”機(jī)器人的推廣中走向大眾,并逐步在更細(xì)分的領(lǐng)域中進(jìn)化升級(jí)。

圖:國(guó)內(nèi)外手術(shù)機(jī)器人發(fā)展歷程

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從行業(yè)發(fā)展進(jìn)程上看,美國(guó)手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展大體經(jīng)歷了3個(gè)階段,從以高;蜥t(yī)院牽頭研究,到企業(yè)與高;蜥t(yī)院聯(lián)合開(kāi)發(fā),最后到企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化的歷程。中國(guó)的發(fā)展進(jìn)程與之類(lèi)似,但是當(dāng)前正處于第2到第3階段的過(guò)渡階段中,尚未進(jìn)入完全的企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化階段,行業(yè)整體對(duì)高校和醫(yī)院技術(shù)依賴還比較強(qiáng)。當(dāng)前我國(guó)整體以“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”的創(chuàng)新研發(fā)模式為基礎(chǔ),形成了以領(lǐng)先企業(yè)產(chǎn)品上市和技術(shù)升級(jí)加速為引領(lǐng),中小創(chuàng)新企業(yè)積極布局,并以外部融資為基礎(chǔ)加速技術(shù)探索和產(chǎn)品儲(chǔ)備的國(guó)產(chǎn)品牌的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局。

第二章 商業(yè)模式和技術(shù)發(fā)展

2.1 產(chǎn)業(yè)鏈

手術(shù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游的原材料、核心零部件,中游的機(jī)身組裝、系統(tǒng)集成和軟件開(kāi)發(fā)等環(huán)節(jié),以及下游的終端使用環(huán)節(jié)。其中技術(shù)壁壘最高的產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)是處于產(chǎn)業(yè)鏈上游的三大核心零部件,即伺服電系統(tǒng)、減速器和控制器,其市場(chǎng)主要由美國(guó)、德國(guó)和日本壟斷,我國(guó)僅能夠在控制器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自產(chǎn)。此外,從產(chǎn)品附加值上看,在機(jī)器人成本構(gòu)成中,減速器、伺服系統(tǒng)、控制器分別占35%、20%、15%,三大核心零部件的成本占比達(dá)到了70%。

圖:手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

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上游

手術(shù)機(jī)器人的上游主要是制造手術(shù)機(jī)器人的原材料,以及內(nèi)部控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)的核心伺服系統(tǒng)、減速器、控制器。然而我國(guó)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)上游的三大核心零部件僅有控制器可實(shí)現(xiàn)自產(chǎn),伺服系統(tǒng)和精密減速器仍以進(jìn)口為主,成為手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的“卡脖子環(huán)節(jié)”,并且短時(shí)間內(nèi)仍然難以與國(guó)際頂尖企業(yè)比肩,同時(shí)這也是整個(gè)機(jī)器人行業(yè)最難攻克的技術(shù)難題。

(1)伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)、編碼器和伺服驅(qū)動(dòng)組成,主要為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力并完成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng),除了可以進(jìn)行速度與轉(zhuǎn)矩控制外,還可以進(jìn)行精確、快速、穩(wěn)定的位置控制。

伺服電機(jī)主要布置于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)之中,在手術(shù)機(jī)器人中主要以直流電機(jī)為主,其優(yōu)點(diǎn)是功率更大;編碼器安裝于電機(jī)輸出軸,與電機(jī)同步旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)將信號(hào)傳達(dá)至驅(qū)動(dòng)器;驅(qū)動(dòng)器根據(jù)信號(hào)判斷伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、位置是否正確,然后進(jìn)行修正調(diào)整,根據(jù)指令發(fā)出相應(yīng)控制電流。

圖:伺服系統(tǒng)工作流程

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伺服電機(jī)的主要分為:

直流伺服電機(jī):只需接通直流電即可工作,控制特別簡(jiǎn)單。具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩容易控制、效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是需要定時(shí)維護(hù)和更換電刷,具有使用壽命短、噪聲大等不足。

交流伺服電機(jī):沒(méi)有電刷和換向器,不需要維護(hù),也沒(méi)有產(chǎn)生火花的危險(xiǎn)。驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜,價(jià)格高。

步進(jìn)電機(jī):直接用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行控制,與計(jì)算機(jī)的接口比較容易。沒(méi)有電刷、維護(hù)方便、壽命長(zhǎng)。啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)容易控制。但是存在能量轉(zhuǎn)換效率低、易失步等缺點(diǎn)。

目前應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人的伺服電機(jī)仍然以外國(guó)品牌為主,包括德國(guó)西門(mén)子、瑞士Maxon Motor、日本松下、美國(guó)科爾摩根等。其中,歐系伺服系統(tǒng)特點(diǎn)是過(guò)載能力高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,驅(qū)動(dòng)器開(kāi)放性強(qiáng),且具有總線接口,但價(jià)格昂貴,體積重量大。日本松下公司推出的小型交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器頗受市場(chǎng)歡迎。

我國(guó)的伺服電機(jī)產(chǎn)品在高性能、高可靠性方面與國(guó)際品牌存在差距,主要表現(xiàn)在缺乏大功率產(chǎn)品、不夠小型化、信號(hào)接插件不穩(wěn)定、編碼器精度不足等,此外在核心技術(shù)方面當(dāng)前我國(guó)使用的高精度編碼器,尤其機(jī)器人上用的多圈絕對(duì)值編碼器嚴(yán)重依賴進(jìn)口,因此短期內(nèi)我國(guó)在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的伺服電機(jī)仍需依賴進(jìn)口。

(2)減速器

減速器是精密機(jī)械工業(yè)的巔峰產(chǎn)品之一,由高精度的圓肩、齒輪相互嚙合,對(duì)材料科學(xué)、精密加工設(shè)備加工精度、裝配技術(shù)和高精度檢測(cè)技術(shù)都有極高的要求。

機(jī)器人減速器用于提高機(jī)器人的動(dòng)作精確度,由于提供動(dòng)力的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速很高,通常與手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景不匹配,這就需要減速器來(lái)使輸出轉(zhuǎn)速降下來(lái),并且在每一個(gè)電機(jī)處都要配套使用一個(gè)減速器。減速器對(duì)于機(jī)器人的性能、精度和壽命都起著決定性的作用,在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域所使用的產(chǎn)品是以“RV(Rotate Vector旋轉(zhuǎn)矢量)減速器”和“諧波減速器”為代表的精密減速器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳遞功率大、噪聲低、傳動(dòng)平穩(wěn)等特征,在制造上具有很高的技術(shù)壁壘。

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當(dāng)前全球75%的精密減速器市場(chǎng)被日本的納博特斯克(Nabtesco)和哈默納科(Harmonica Drive)占據(jù),其中Nabtesco壟斷了RV減速器市場(chǎng),Harmonica Drive壟斷了諧波減速器市場(chǎng),剩余25%的市場(chǎng)由德國(guó)、意大利和美國(guó)瓜分。

目前我國(guó)已有國(guó)產(chǎn)的RV減速器上市,在性能指標(biāo)上短期可以達(dá)到要求,但是由于質(zhì)量控制和制造工藝等問(wèn)題,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品很容易磨損報(bào)廢,使用壽命太短,因此鮮少被企業(yè)選用,我國(guó)的手術(shù)機(jī)器人企業(yè)仍然高度依賴進(jìn)口減速器產(chǎn)品。從技術(shù)上看,1980年Nabtesco公司開(kāi)始RV減速器的設(shè)計(jì),1986年取得實(shí)質(zhì)性突破,到90年代實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,而我國(guó)是在 “十二五”期間才將精密減速器納入重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域的,因此我國(guó)的RV減速器的行業(yè)發(fā)展水平相較于日本滯后至少25年。

(3)控制器

控制器是手術(shù)機(jī)器人最為核心的零部件,相當(dāng)于機(jī)器人的“大腦”,負(fù)責(zé)接收各組元信號(hào),并向機(jī)器人發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令,對(duì)機(jī)器人性能具有決定性影響,通常來(lái)說(shuō)機(jī)器人的活動(dòng)的自由度越高,對(duì)控制器的性能要求就越高。

控制器由硬件和軟件兩部分組成,其中硬件就是運(yùn)動(dòng)控制卡,包括一些主控單元、信號(hào)處理等部分;軟件主要包括控制算法、二次開(kāi)發(fā)等。手術(shù)機(jī)器人企業(yè)通常會(huì)對(duì)控制器進(jìn)行自主研發(fā),以保證機(jī)器人的穩(wěn)定性和技術(shù)體系,因此相比于減速器和伺服電機(jī),國(guó)產(chǎn)機(jī)器人控制器產(chǎn)品與國(guó)外差距較小,但在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的易用性開(kāi)發(fā)方面有待進(jìn)一步升級(jí)。

中游

中游環(huán)節(jié)除機(jī)身組裝外,主要包括系統(tǒng)集成和軟件開(kāi)發(fā)。其中系統(tǒng)集成主要是根據(jù)客戶需求完成機(jī)器人的組裝和調(diào)試,相比于核心零部件的設(shè)計(jì)制造,該環(huán)節(jié)技術(shù)難度較低,企業(yè)的議價(jià)能力較強(qiáng)。軟件開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)是手術(shù)機(jī)器人企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn),最體現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的設(shè)計(jì)能力,考驗(yàn)開(kāi)發(fā)者對(duì)各學(xué)科的綜合理解能力。

圖:手術(shù)機(jī)器人核心技術(shù)

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中游環(huán)節(jié),我國(guó)手術(shù)機(jī)器人企業(yè)約滯后國(guó)際先進(jìn)水平10年左右,當(dāng)前正處于企業(yè)與高校、醫(yī)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)到企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化的過(guò)渡階段,行業(yè)已經(jīng)形成明顯的產(chǎn)學(xué)研醫(yī)結(jié)合的特征,頭部企業(yè)的手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品多由高?蒲谐晒D(zhuǎn)化而來(lái),如天智航、柏惠威康、思哲睿等,但受技術(shù)缺陷、管理應(yīng)用和使用成本三大因素制約,國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化水平仍然較低。其中腔鏡機(jī)器人在中國(guó)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)中占比最大,占整體市場(chǎng)的74.9%。其次為骨科機(jī)器人(10%)及經(jīng)皮穿刺機(jī)器人(4.9%)。

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下游

在國(guó)際市場(chǎng)中,除美國(guó)直覺(jué)外科公司的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域形成了一家獨(dú)大的行業(yè)格局外,在神經(jīng)外科、骨科、血管介入、口腔科等手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域我國(guó)企業(yè)已具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,并且在未來(lái)將繼續(xù)持續(xù)地發(fā)力,有望在國(guó)際市場(chǎng)上與外國(guó)品牌同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)。

從產(chǎn)品端看,手術(shù)機(jī)器人本身研發(fā)周期很長(zhǎng),產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度不及其他領(lǐng)域,同時(shí)受到上游核心零部件供應(yīng)和技術(shù)水平的制約,導(dǎo)致我國(guó)產(chǎn)品無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品降價(jià),進(jìn)而導(dǎo)致下游應(yīng)用端的普及率低,當(dāng)前手術(shù)機(jī)器人主要應(yīng)用于全國(guó)大型三甲醫(yī)院中。

從應(yīng)用端看,國(guó)外進(jìn)口手術(shù)機(jī)器人價(jià)格較高,且耗材和維護(hù)費(fèi)昂貴,同樣只有少部分大型三甲醫(yī)院有購(gòu)買(mǎi)能力,進(jìn)口產(chǎn)品的普及率依舊很低。同時(shí),相較于傳統(tǒng)外科手術(shù),醫(yī)療機(jī)器人輔助下的外科手術(shù)費(fèi)用要高出2-3萬(wàn)元,加之醫(yī)保體系有待進(jìn)一步完善,患者的支付水平也制約了手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用?傮w來(lái)看我國(guó)手術(shù)機(jī)器人從大型三甲公立醫(yī)院向基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)下沉之路任重道遠(yuǎn)。

近年來(lái),我國(guó)醫(yī)院數(shù)量穩(wěn)步增加,總體保持在3萬(wàn)個(gè)以上。2021年中國(guó)醫(yī)院3.7萬(wàn)個(gè),比上年增加0.2萬(wàn)個(gè)。其中,公立醫(yī)院1.2萬(wàn)個(gè),民營(yíng)醫(yī)院2.5萬(wàn)個(gè)。

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2.2 商業(yè)模式

手術(shù)機(jī)器人公司的商業(yè)模式主要分為三個(gè)部分:系統(tǒng)、服務(wù)和耗材三部分。系統(tǒng)就是整機(jī)銷(xiāo)售,即手術(shù)機(jī)器人本身,包括硬件和軟件。企業(yè)以一次性的價(jià)格向醫(yī)院出售手術(shù)機(jī)器人;耗材就是手術(shù)過(guò)程中與機(jī)器人配套使用的器械,例如機(jī)械臂這種高值耗材,持續(xù)性地向醫(yī)院出售;服務(wù),即與手術(shù)機(jī)器人銷(xiāo)售相關(guān)的服務(wù),例如維護(hù)保養(yǎng)及醫(yī)生培訓(xùn)服務(wù)等。

短期以設(shè)備銷(xiāo)售為主,長(zhǎng)期耗材將成為主要收入來(lái)源。2020年國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)銷(xiāo)售中系統(tǒng)占據(jù)55.8%,耗材占據(jù)38.2%; 但同年美國(guó)市場(chǎng)系統(tǒng)收入僅占25.3%, 耗材占57.7%。行業(yè)初期,由于國(guó)內(nèi)目前機(jī)器人手術(shù)量未達(dá)到一定規(guī)模,企業(yè)收入仍以機(jī)器人本身的銷(xiāo)售為主,預(yù)計(jì)未來(lái)將逐步向美國(guó)市場(chǎng)的收入結(jié)構(gòu)靠攏,長(zhǎng)期耗材將成為企業(yè)主要收入來(lái)源。

在國(guó)外,特別是骨科機(jī)器人領(lǐng)域,大部分生產(chǎn)銷(xiāo)售骨科手術(shù)機(jī)器人公司,都有骨科相關(guān)植入耗材,而且大部分都是脊柱、關(guān)節(jié)、創(chuàng)傷耗材全覆蓋。從傳統(tǒng)大家公認(rèn)的骨科大廠(如美敦力、史塞克、強(qiáng)生、捷邁等),到骨科新銳(如Globus、Accelus等),都是靠耗材+機(jī)器人兩條腿走路,用某個(gè)公司的機(jī)器人,就會(huì)配套使用他家的骨科內(nèi)植物,甚至有些公司還研發(fā)了專(zhuān)門(mén)適用于機(jī)器人的內(nèi)植物(如Globus研發(fā)的U型尾帽和螺釘分離的椎弓根釘系統(tǒng))

下面以直覺(jué)外科公司為例分析手術(shù)機(jī)器人行業(yè)商業(yè)模式。直覺(jué)外科公司主要采用本地直銷(xiāo)與海外分銷(xiāo)渠道,形成以美國(guó)為中心向海外滲透的全球化布局。直覺(jué)外科分區(qū)域采用不同銷(xiāo)售渠道,通過(guò)直銷(xiāo)機(jī)構(gòu)向美國(guó)、歐洲、中國(guó)、日本、韓國(guó)和印度提供產(chǎn)品;而在全球其他市場(chǎng),通過(guò)分銷(xiāo)商提供達(dá)芬奇產(chǎn)品。

2002-2021年間,直覺(jué)外科的全球布局以美國(guó)市場(chǎng)為銷(xiāo)售中心,美國(guó)本土的營(yíng)業(yè)收入占比均在70%左右,并且逐漸向歐洲、亞洲地區(qū)輻射滲透,美國(guó)境外地區(qū)營(yíng)業(yè)收入占比從18%增長(zhǎng)至31%,美國(guó)境外的不斷拓展有望為營(yíng)業(yè)收入提供新一輪的增長(zhǎng)動(dòng)力。2019年1月,直覺(jué)外科與復(fù)星醫(yī)藥成立直觀復(fù)星合資企業(yè),該合資企業(yè)直觀復(fù)星作為直覺(jué)外科代理商,負(fù)責(zé)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在中國(guó)大陸的獨(dú)家經(jīng)銷(xiāo)。

圖:達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格

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圖:直覺(jué)外科銷(xiāo)售和客戶支持服務(wù)

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耗材收入占比過(guò)半,成為營(yíng)收第一增長(zhǎng)動(dòng)力。直覺(jué)外科業(yè)務(wù)板塊分為耗材收入、系統(tǒng)收入和服務(wù)收入。達(dá)芬奇系統(tǒng)單價(jià)通常在50萬(wàn)美元到250萬(wàn)美元之間;每例外科手術(shù)可獲取600至3500美元的耗材收入;系統(tǒng)出售或租賃時(shí)簽訂服務(wù)合同,年費(fèi)在80000美元至 190000 美元之間。從占比來(lái)看,儀器與配件業(yè)務(wù)收入占比在50%以上,并呈現(xiàn)持續(xù)小幅增長(zhǎng)趨勢(shì),由此可見(jiàn),耗材收入是直覺(jué)外科營(yíng)收的第一增長(zhǎng)動(dòng)力。

同時(shí)引進(jìn)系統(tǒng)租賃系統(tǒng),與系統(tǒng)銷(xiāo)售相結(jié)合,新型合同助力系統(tǒng)靈活銷(xiāo)售。系統(tǒng)租賃包括銷(xiāo)售型租賃、經(jīng)營(yíng)型租賃和基于使用安排的租賃。直接銷(xiāo)售和銷(xiāo)售型租賃又有所不同,雖然都需要出讓系統(tǒng)所有權(quán),都在交易時(shí)確認(rèn)收入,但是區(qū)別在于直接銷(xiāo)售為交易時(shí)全款支付,而銷(xiāo)售型租賃為分期付款,緩解了消費(fèi)者資金壓力;經(jīng)營(yíng)型租賃和基于使用安排租賃承租方擁有系統(tǒng)使用權(quán)而非所有權(quán),兩者區(qū)別在于經(jīng)營(yíng)型租賃按期付款,且在租賃期結(jié)束時(shí)有權(quán)收購(gòu)系統(tǒng),基于使用安排的租賃按系統(tǒng)使用次數(shù)收費(fèi),但共同點(diǎn)是都在租賃期內(nèi)以直線方式確認(rèn)收入。

租賃形式的系統(tǒng)投放增速可觀,持續(xù)拓展釋放市場(chǎng)需求。因此,系統(tǒng)租賃成為市場(chǎng)系統(tǒng)投放的重要方式,新型系統(tǒng)租賃合同有助于為客戶提供系統(tǒng)使用的靈活性,提高達(dá)芬奇系統(tǒng)投放量,釋放市場(chǎng)需求,為達(dá)芬奇銷(xiāo)售提供新的增長(zhǎng)動(dòng)力。經(jīng)營(yíng)型租賃為系統(tǒng)租賃的主要形式,經(jīng)營(yíng)租賃收入增長(zhǎng)速度整體快于銷(xiāo)售租賃收入。未來(lái)經(jīng)營(yíng)型租賃將是系統(tǒng)租賃的主要形式,經(jīng)營(yíng)租賃有望替代系統(tǒng)銷(xiāo)售成為第一大銷(xiāo)售方式。

圖:2021年系統(tǒng)投放量按銷(xiāo)售方式劃分

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2.3 應(yīng)用趨勢(shì)及技術(shù)變化

手術(shù)機(jī)器人在臨床手術(shù)場(chǎng)景不斷應(yīng)用。在傳統(tǒng)的外科手術(shù)中,外科醫(yī)生使用醫(yī)療器械對(duì)患者身體進(jìn)行切除、縫合等操作,從而完成手術(shù)過(guò)程,除去病變組織,移植器官等。但由于一些手術(shù)容易出現(xiàn)創(chuàng)面較大,傷口長(zhǎng)等問(wèn)題,這就有可能增加患者的出血量和感染及術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn),這對(duì)患者來(lái)說(shuō)是非常痛苦的。而借助手術(shù)機(jī)器人完成的外科手術(shù)可以很大程度地縮小創(chuàng)口、提高手術(shù)精確度、縮短手術(shù)時(shí)間,從而減少患者痛苦并降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn),這是手術(shù)機(jī)器人出現(xiàn)的最重要目的。

機(jī)器人輔助完成的外科手術(shù)量持續(xù)高速增長(zhǎng)。雖然目前全球只有2%的手術(shù)是借助手術(shù)機(jī)器人完成,但是隨著手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的不斷成熟、適應(yīng)癥的不斷增加以及治療成本的降低,近年來(lái)越來(lái)越多的手術(shù)機(jī)器人被應(yīng)用于外科手術(shù)中。

以當(dāng)今世界應(yīng)用最廣、全球市占率超過(guò)60%的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為例,自2012至2019年“達(dá)芬奇”在全球完成的手術(shù)量逐年增加,年度復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)15%,2019年完成手術(shù)超過(guò)120萬(wàn)例,同比增長(zhǎng)18.51%。截至2019年年底,“達(dá)芬奇”全球累計(jì)完成的手術(shù)量已經(jīng)超過(guò)720萬(wàn)例。

在中國(guó)“達(dá)芬奇”的完成的手術(shù)量增速更快。2006年北京301醫(yī)院引進(jìn)第一臺(tái)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人,2015年以后進(jìn)入增量爆發(fā)期,年度手術(shù)量超過(guò)萬(wàn)例并持續(xù)增加,自2012至2019年“達(dá)芬奇”在我國(guó)完成的手術(shù)量逐年增加,年度復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)60%,2019年完成手術(shù)量約4萬(wàn)例,截至2019年年底,“達(dá)芬奇”在我國(guó)累計(jì)完成的手術(shù)量已經(jīng)超過(guò)13萬(wàn)例。

圖:2012至2019年達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)累計(jì)完成的手術(shù)量情況

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手術(shù)機(jī)器人在應(yīng)用中有如下優(yōu)勢(shì):

在臨床手術(shù)中,在視野方面手術(shù)機(jī)器人具有很好的優(yōu)勢(shì)。手術(shù)機(jī)器人配備高分辨率三維鏡頭作為內(nèi)窺鏡,可以為主刀醫(yī)生帶來(lái)患者體腔內(nèi)三維立體高清影像,可以起到放大視野的作用。

手術(shù)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)人手無(wú)法達(dá)到的靈活度和精確度,可以自由旋轉(zhuǎn)540度,同時(shí)可以在胸腔、盆腔中進(jìn)行靈活操作,也可以避免不必要的人手顫動(dòng),非常適用于人手無(wú)法觸及的狹小空間內(nèi)進(jìn)行精細(xì)手術(shù)操作。

減少醫(yī)生的暴露和感染風(fēng)險(xiǎn)。利用機(jī)器人及其機(jī)械臂實(shí)施的外科手術(shù)可以避免主刀醫(yī)生和患者及手術(shù)臺(tái)的直接接觸,而醫(yī)生通常在無(wú)菌隔離區(qū)之外的空間對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制并實(shí)施手術(shù)。

因此,這就減少了手術(shù)中影像設(shè)備的使用對(duì)醫(yī)生造成的輻射危害,以及由于與患者直接接觸造成的感染(如乙肝、艾滋病等)風(fēng)險(xiǎn),防范病毒以血液和體液方式傳播,進(jìn)而保障醫(yī)生安全。

技術(shù)發(fā)展

(1)力觸覺(jué)反饋

在傳統(tǒng)外科手術(shù)中,醫(yī)生可以接觸組織,通過(guò)皮膚直接感知到力和觸覺(jué)從而決定給組織和器官施加的力,這種觸覺(jué)交互信息(包括力和觸覺(jué))使醫(yī)生能夠?qū)Σ∪说慕M織進(jìn)行力度精確的操作。而在機(jī)器人輔助手術(shù)中,手術(shù)機(jī)器人通常要依靠傳感器系統(tǒng)(包括視覺(jué)、觸覺(jué)、溫度、聽(tīng)覺(jué)反饋等)來(lái)感知外部環(huán)境信息,并進(jìn)行后續(xù)的分析和行動(dòng),因此在使用機(jī)械臂的間接操作下,醫(yī)生就同時(shí)損失了觸覺(jué)反饋和力反饋。

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當(dāng)前,普遍應(yīng)用于操作類(lèi)手術(shù)機(jī)器人的反饋系統(tǒng)多為視覺(jué)反饋系統(tǒng),外科醫(yī)生需要通過(guò)分析視覺(jué)信息,來(lái)實(shí)時(shí)判斷器械對(duì)組織的作用力以及其他組織特征,這種對(duì)力觸覺(jué)替代的感覺(jué)替代方案并沒(méi)有直接力反饋那么有效,會(huì)在一定程度上影響手術(shù)的實(shí)施效率。因此,力觸覺(jué)反饋系統(tǒng)是機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)方向。

手術(shù)機(jī)器人的“力觸覺(jué)反饋系統(tǒng)”包含力反饋系統(tǒng)和觸覺(jué)反饋。力反饋系統(tǒng)是指醫(yī)生操作手術(shù)臂時(shí),通過(guò)器械末端的力傳感器,感受器械所處位置及作用于組織上的力,并將其以電流的形式進(jìn)行模擬和傳導(dǎo),之后再將力覺(jué)信息再現(xiàn)、并傳遞給醫(yī)生。觸覺(jué)反饋是指機(jī)械臂作用于組織時(shí),觸覺(jué)傳感器能夠感受到組織表面的信息(例如組織順應(yīng)性、硬度、質(zhì)地、溫度等),并將這些信息反饋給醫(yī)生,從而使醫(yī)生獲得對(duì)于組織的真實(shí)感覺(jué),并能夠?qū)Ξ惓=M織做出判斷及操作。

(2)單孔或自然腔道手術(shù)機(jī)器人

當(dāng)前以達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人為代表的手術(shù)機(jī)器人在少數(shù)實(shí)施中仍需要在病人身上開(kāi)多個(gè)創(chuàng)口,術(shù)后恢復(fù)時(shí)間雖比普通手術(shù)短,但仍比單創(chuàng)口的手術(shù)創(chuàng)傷大。然而,單孔手術(shù)機(jī)器人可以將原來(lái)的多個(gè)操作孔減少至僅一個(gè)大約3厘米左右的切口,避免多操作臂碰撞及其復(fù)雜的術(shù)前擺位,簡(jiǎn)化手術(shù)流程,進(jìn)而減少病人麻醉時(shí)間及出血量,對(duì)患者損傷小、恢復(fù)快,能夠同時(shí)提高術(shù)中的安全性及縮短術(shù)后的恢復(fù)時(shí)間。此外,單孔手術(shù)機(jī)器人要比多孔機(jī)器人更加集成、也更加緊湊,對(duì)于手術(shù)室的空間要求也會(huì)降低。

圖:精鋒醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人

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2.4 政策監(jiān)管

行業(yè)主管部門(mén)為中華人民共和國(guó)國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)。行業(yè)自律協(xié)會(huì)為中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)。

中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)于2002年1月成立。是具有獨(dú)立法人資格的國(guó)家一級(jí)社會(huì)團(tuán)體,是由執(zhí)業(yè)醫(yī)師、執(zhí)業(yè)助理醫(yī)師自愿組成的全國(guó)性、行業(yè)性、非營(yíng)利性組織。它標(biāo)志著中國(guó)醫(yī)師隊(duì)伍管理,由單一的衛(wèi)生行政管理模式,向衛(wèi)生行政管理和行業(yè)自律協(xié)同管理模式轉(zhuǎn)變的里程碑。

圖 行業(yè)主要政策

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DRG付費(fèi)促使醫(yī)院關(guān)注效率提升。2021年11月28日,國(guó)家醫(yī)保局制定了《DRG/DIP支付方式改革三年行動(dòng)計(jì)劃》,明確到2025年底,DRG/DIP等方式需覆蓋所有符合條件開(kāi)展住院服務(wù)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)且基本實(shí)現(xiàn)病種、醫(yī);鹑采w,促使醫(yī)院有動(dòng)力、合理地收治和轉(zhuǎn)診患者。

DRG付費(fèi)下,醫(yī)院績(jī)效激勵(lì)機(jī)制發(fā)生了改變:醫(yī)院盈利=支付標(biāo)準(zhǔn)-病人一次住院診療成本,觸發(fā)醫(yī)院要在保障醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的前提下并有效控制住院成本。而手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)用可以加快病床周轉(zhuǎn)率,帶來(lái)更好的術(shù)后療效,縮短住院時(shí)間,從而降低住院成本,提高醫(yī)院績(jī)效。

同時(shí)醫(yī)院配置手術(shù)機(jī)器人的門(mén)檻降低。我國(guó)對(duì)大型醫(yī)用設(shè)備實(shí)行嚴(yán)格的配置管理,醫(yī)院等需求端不僅需要足夠的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,更需要持有政府配發(fā)的配置證才能配置大型設(shè)備。2018年國(guó)家發(fā)布《大型醫(yī)用設(shè)備配置許可管理目錄》,將內(nèi)窺鏡手術(shù)器械控制系統(tǒng)(手術(shù)機(jī)器人)在內(nèi)的六個(gè)產(chǎn)品調(diào)整至乙類(lèi)管理目錄,此舉使得手術(shù)機(jī)器人的配置證審批權(quán)由國(guó)家衛(wèi)健委下放到省級(jí)衛(wèi)健委,簡(jiǎn)化了審批流程、縮短了審批周期,手術(shù)機(jī)器人的采購(gòu)由原來(lái)的國(guó)家衛(wèi)健委統(tǒng)一招標(biāo)(一年一次)改為省級(jí)衛(wèi)健委每季度末或特定月份進(jìn)行集中采購(gòu),從申請(qǐng)到批準(zhǔn)僅需2-3月,更加方便醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行申請(qǐng)并最終購(gòu)買(mǎi)手術(shù)機(jī)器人。

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2021年起上海、北京等地開(kāi)始將手術(shù)機(jī)器人費(fèi)用納入醫(yī)保,有利于降低患者支付費(fèi)用,促進(jìn)手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用。2021年4月上海公布將達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人納入醫(yī)保收費(fèi),項(xiàng)目限制在腎部分切除術(shù)、前列腺根治術(shù)、子宮全切術(shù)和直腸癌根治術(shù)四種。

2021年8月,北京將天智航機(jī)器人手術(shù)納入醫(yī)保,且不限報(bào)銷(xiāo)的手術(shù)種類(lèi)。與上海政策不同,北京將產(chǎn)品范圍限定為骨科手術(shù)機(jī)器人,但并未限定機(jī)器人廠商及手術(shù)類(lèi)型,極大擴(kuò)展了手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域,更多的患者和手術(shù)機(jī)器人廠商可從中獲益。

第三章 行業(yè)估值、定價(jià)機(jī)制和全球龍頭企業(yè)

3.1 行業(yè)市值和估值方法

中國(guó)手術(shù)機(jī)器人起步較晚但發(fā)展迅速,腔鏡手術(shù)機(jī)器人正處于起步階段,手術(shù)機(jī)器人作為醫(yī)療器械行業(yè)中技術(shù)最復(fù)雜且最具有臨床和商業(yè)價(jià)值的細(xì)分市場(chǎng)之一。中國(guó)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模從2017年的1.31億美元增長(zhǎng)至2020年的4.25億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)48.04%,預(yù)計(jì)2022年將增長(zhǎng)至11.37億美元。

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行業(yè)估值方法可以選擇市盈率估值法、PEG估值法、市凈率估值法、市現(xiàn)率、P/S市銷(xiāo)率估值法、EV/Sales市售率估值法、RNAV重估凈資產(chǎn)估值法、EV/EBITDA估值法、DDM估值法、DCF現(xiàn)金流折現(xiàn)估值法、NAV凈資產(chǎn)價(jià)值估值法等。

圖:天智航主營(yíng)業(yè)務(wù)

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2017-2021年,中國(guó)手術(shù)機(jī)器人醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域融資次數(shù)趨勢(shì)較為穩(wěn)定,總?cè)谫Y次數(shù)35起,共計(jì)227.1億元,2022年1-9月共發(fā)生5起融資事件,同比下降16.7%。

一級(jí)市場(chǎng),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2021年國(guó)內(nèi)有超過(guò)10家公司獲得超億元融資,單筆融資超五億元的交易有4起,整個(gè)賽道總?cè)谫Y金額超過(guò)30億元。

二級(jí)市場(chǎng),2021年微創(chuàng)機(jī)器人成功上市,市值一度超過(guò)600億;海外的直覺(jué)醫(yī)療市值超過(guò)1200億美元,上市以來(lái)漲幅超過(guò)175倍。

資料來(lái)源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 醫(yī)械數(shù)據(jù)云

圖 骨科機(jī)器人投資情況

資料來(lái)源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 動(dòng)脈橙

資料來(lái)源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 普愛(ài)醫(yī)療

3.2 行業(yè)發(fā)展和驅(qū)動(dòng)因子政策

手術(shù)機(jī)器人作為我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域重點(diǎn)新興產(chǎn)業(yè),近年來(lái)國(guó)家有關(guān)部門(mén)陸續(xù)出臺(tái)一系列相關(guān)政策文件,推動(dòng)我國(guó)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展,為行業(yè)提供了良好的政策環(huán)境。例如“十三五”以來(lái),“十三五規(guī)劃”倡議大力發(fā)展手術(shù)機(jī)器人,支持手術(shù)機(jī)器人上游零部件的精細(xì)化自主開(kāi)發(fā),并推廣人工智能技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用,為國(guó)內(nèi)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新及研發(fā)奠定重要基礎(chǔ)。

此外,國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)財(cái)務(wù)部頒布的《關(guān)于發(fā)布2018年-2020年大型醫(yī)用設(shè)備配置規(guī)劃的通知》進(jìn)一步確定,2020年底前全國(guó)將會(huì)配置197個(gè)內(nèi)窺鏡手術(shù)器械控制系統(tǒng)。隨著利好政策不斷出臺(tái),我國(guó)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也將步入飛速發(fā)展階段。

經(jīng)濟(jì)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,居民收入水平的提升,以及國(guó)家醫(yī)療保險(xiǎn)制度的不斷完善,我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模也隨之迅速擴(kuò)張,可以預(yù)見(jiàn),在我國(guó)日益增長(zhǎng)的醫(yī)療衛(wèi)生消費(fèi)市場(chǎng)規(guī)模下,醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)也將迎來(lái)廣闊發(fā)展空間。據(jù)資料顯示,2020年我國(guó)衛(wèi)生總費(fèi)用達(dá)72175億元,同比增長(zhǎng)9.6%。

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技術(shù)促進(jìn)

傳統(tǒng)PCI過(guò)程中,醫(yī)生需穿著不舒服且笨重的手術(shù)鉛衣,保護(hù)他們免受輻射。憑借手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程接入技術(shù),醫(yī)生可遠(yuǎn)程進(jìn)行PCI而免于輻射暴露。遠(yuǎn)程接入亦擺脫地域障礙,并減少對(duì)醫(yī)生實(shí)地操作的依賴,大大提高患者接受治療的機(jī)會(huì)。

我國(guó)醫(yī)療資源分布不均。一方面,與醫(yī)院相比,我國(guó)基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)在數(shù)量上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),約為全國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)總數(shù)的94.8%,但其基礎(chǔ)設(shè)施和高水平醫(yī)師相對(duì)缺乏,承擔(dān)的診療人次相對(duì)較少,僅為53.2%;另一方面,我國(guó)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源過(guò)度集中于一、二線城市及東部沿海地區(qū),中西部地區(qū)醫(yī)療資源相對(duì)匱乏。手術(shù)機(jī)器人不僅能幫助醫(yī)院及藥企的管理與研發(fā),而且能幫助基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)提升醫(yī)療水平,推動(dòng)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉,滿足居民不斷增長(zhǎng)的醫(yī)療保健需求。

3.2 行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析和風(fēng)險(xiǎn)管理

表:常見(jiàn)行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)因子

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公司尚未盈利的風(fēng)險(xiǎn)

手術(shù)機(jī)器人行業(yè)國(guó)內(nèi)發(fā)展水平較國(guó)際還是較低,部分公司是致力于研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售手術(shù)機(jī)器人的創(chuàng)新醫(yī)療器械企業(yè),存在前期研發(fā)投入高、獲批上市銷(xiāo)售流程時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。同時(shí),手術(shù)機(jī)器人進(jìn)入臨床手術(shù)尚處于起步期,增進(jìn)醫(yī)院、醫(yī)生、患者對(duì)手術(shù)機(jī)器人的認(rèn)知程度尚需一定時(shí)間。報(bào)告期,公司尚未能實(shí)現(xiàn)盈利,預(yù)計(jì)公司短期內(nèi)無(wú)法現(xiàn)金分紅,將對(duì)股東的投資收益造成一定程度不利影響。

核心競(jìng)爭(zhēng)力風(fēng)險(xiǎn)

(1)新產(chǎn)品和新技術(shù)研發(fā)面臨較大挑戰(zhàn)的風(fēng)險(xiǎn)

手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品技術(shù)壁壘高,具有研發(fā)投入大、研發(fā)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。目前,業(yè)內(nèi)公司在研項(xiàng)目較多,既包括新產(chǎn)品研發(fā),也包括基礎(chǔ)技術(shù)研究。無(wú)法保證新產(chǎn)品能夠按照預(yù)定計(jì)劃完成型式檢驗(yàn)、臨床試驗(yàn)、通過(guò)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局的注冊(cè)審評(píng)以及最終能夠形成批量的銷(xiāo)售;A(chǔ)技術(shù)研究也存在研發(fā)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)重要知識(shí)產(chǎn)權(quán)被侵犯,核心技術(shù)發(fā)生泄密的風(fēng)險(xiǎn)

手術(shù)機(jī)器人行業(yè)屬于技術(shù)密集型行業(yè),手術(shù)機(jī)器人綜合了機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和醫(yī)用外科技術(shù)。業(yè)內(nèi)公司在技術(shù)水平和產(chǎn)品創(chuàng)新方面很大程度依賴于業(yè)內(nèi)公司自主研發(fā)的多項(xiàng)核心技術(shù),存在業(yè)內(nèi)公司核心技術(shù)發(fā)生泄露的風(fēng)險(xiǎn)。若業(yè)內(nèi)公司相關(guān)核心技術(shù)遭到泄密,并被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所獲知和模仿,則可能會(huì)損害業(yè)內(nèi)公司的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),并對(duì)公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)不利影響。

(3)診療方法和基礎(chǔ)技術(shù)突破,可能對(duì)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)生替代風(fēng)險(xiǎn)

手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品是公司銷(xiāo)售收入的主要來(lái)源,是基于影像實(shí)時(shí)導(dǎo)航與機(jī)器人技術(shù)的通用型手術(shù)機(jī)器人。但是,如果醫(yī)學(xué)手術(shù)出現(xiàn)顛覆性的診療方法,市場(chǎng)上可能出現(xiàn)比手術(shù)機(jī)器人更優(yōu)的產(chǎn)品或解決方案,進(jìn)而形成對(duì)產(chǎn)品的替代效應(yīng)。同時(shí),如果業(yè)內(nèi)公司不能及時(shí)追蹤并掌握新的技術(shù)并開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品,技術(shù)替代將使業(yè)內(nèi)公司喪失先發(fā)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),帶來(lái)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)

(1)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn)

近年來(lái),手術(shù)機(jī)器人行業(yè)快速發(fā)展,全球范圍內(nèi)的手術(shù)機(jī)器人行業(yè)中主要企業(yè)均被美敦力、史賽克、捷邁邦美等大型跨國(guó)醫(yī)療器械公司收購(gòu)。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手擁有更雄厚的財(cái)力、研究及其他資源,更大的營(yíng)銷(xiāo)力度,更高的品牌知名度,將增加公司的競(jìng)爭(zhēng)壓力。同時(shí),史賽克旗下 MAKOSurgical公司的 RIO 已獲批在國(guó)內(nèi)外上市銷(xiāo)售,較公司在研產(chǎn)品關(guān)節(jié)置換機(jī)器人具備先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

另外,國(guó)內(nèi)部分企業(yè)也在加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)研發(fā)和臨床試驗(yàn),目前鑫君特、鑄正、微創(chuàng)、骨圣元化、鍵嘉、和華瑞博等公司的機(jī)器人產(chǎn)品已經(jīng)獲得第三類(lèi)醫(yī)療器械注冊(cè)許可證,未來(lái)市場(chǎng)存在競(jìng)爭(zhēng)加劇的風(fēng)險(xiǎn)。業(yè)內(nèi)公司如果未來(lái)無(wú)法準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)或無(wú)法快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)狀況的變化,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)可能被削弱,面臨現(xiàn)有市場(chǎng)份額及盈利能力下降的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)重要部件持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)及價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)

光學(xué)跟蹤相機(jī)和機(jī)械臂是手術(shù)機(jī)器人的重要部件,生產(chǎn)商大多來(lái)源于國(guó)外。如果未來(lái)與相關(guān)供應(yīng)商在商業(yè)條款上未能達(dá)成一致,或因?yàn)榘l(fā)生自然災(zāi)害、國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端等其他不可抗力因素導(dǎo)致光學(xué)跟蹤相機(jī)和機(jī)械臂供應(yīng)中斷或價(jià)格上漲,將會(huì)對(duì)業(yè)內(nèi)公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及盈利能力產(chǎn)生不利影響。

(3)產(chǎn)品延續(xù)注冊(cè)失敗風(fēng)險(xiǎn)及在研產(chǎn)品無(wú)法注冊(cè)的風(fēng)險(xiǎn)

手術(shù)機(jī)器人需要經(jīng)過(guò)原理樣機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證、注冊(cè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定、工業(yè)樣機(jī)定型、產(chǎn)品注冊(cè)檢驗(yàn)、臨床試驗(yàn)、技術(shù)審評(píng)、企業(yè)質(zhì)量管理體系審核等環(huán)節(jié),并最終獲得 CFDA/NMPA認(rèn)證,才能上市銷(xiāo)售。醫(yī)療器械注冊(cè)證到期之前,需要進(jìn)行產(chǎn)品延續(xù)注冊(cè),如果未獲得延續(xù)注冊(cè)批件,產(chǎn)品將無(wú)法銷(xiāo)售。業(yè)內(nèi)公司現(xiàn)有已獲注冊(cè)證的手術(shù)機(jī)器人未來(lái)無(wú)法獲得醫(yī)療器械延續(xù)的注冊(cè)證,或者在研產(chǎn)品無(wú)法獲得藥監(jiān)部門(mén)的注冊(cè)證,將對(duì)業(yè)內(nèi)公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和盈利能力造成不利影響。

行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

國(guó)內(nèi)公司目前銷(xiāo)售區(qū)域均在中國(guó)境內(nèi),國(guó)家藥監(jiān)局對(duì)醫(yī)療器械行業(yè)實(shí)行分類(lèi)管理和生產(chǎn)許可制度,若業(yè)內(nèi)公司未來(lái)不能持續(xù)滿足我國(guó)行業(yè)監(jiān)管要求,則產(chǎn)品注冊(cè)許可、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)許可可能被暫;蛉∠瑥亩鴮(duì)業(yè)內(nèi)公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及財(cái)務(wù)狀況帶來(lái)不利影響。

宏觀環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

受疫情影響造成手術(shù)機(jī)器人銷(xiāo)售拓展及裝機(jī)驗(yàn)收延遲,導(dǎo)致病患就醫(yī)頻次下降等情況,進(jìn)而對(duì)業(yè)內(nèi)公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生不利影響。2022 年上半年度,疫情在全球范圍依然高發(fā),不斷變異的病毒也給全球的防疫形勢(shì)帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn),在疫情在全球范圍得到全面有效控制之前,境內(nèi)零星發(fā)生的疫情會(huì)對(duì)業(yè)內(nèi)經(jīng)營(yíng)造成一定程度的負(fù)面影響。

3.3 競(jìng)爭(zhēng)分析 - PEST模型政策環(huán)境

近年來(lái),政府制定了眾多政策鼓勵(lì)手術(shù)機(jī)器人等高端醫(yī)療器械發(fā)展與創(chuàng)新。國(guó)家發(fā)改委在《關(guān)于推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展和實(shí)施意見(jiàn)》中明確提出要重點(diǎn)發(fā)展手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)學(xué)影像、遠(yuǎn)程診療等高端醫(yī)療設(shè)備,逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化、生活智慧化。手術(shù)機(jī)器人作為改變未來(lái)手術(shù)治療方式的關(guān)鍵產(chǎn)品,預(yù)計(jì)未來(lái)將持續(xù)受到國(guó)家的政策鼓勵(lì)與支持,尤其國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人企業(yè)有望在市場(chǎng)中脫穎而出。

經(jīng)濟(jì)環(huán)境

2021年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值約為114.37萬(wàn)億元,較上年同比增長(zhǎng)約8.1%,兩年平均增長(zhǎng)約5.1%,預(yù)測(cè)2022年我國(guó)全年GDP將會(huì)在此迎來(lái)新突破,為手術(shù)機(jī)器人行業(yè)提供了良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。

社會(huì)環(huán)境

我國(guó)是人口大國(guó),隨著我國(guó)人口老齡化進(jìn)程不斷加快,我國(guó)老年人這一群體數(shù)量不斷增加,由于身體機(jī)能的衰退,使得老年人的患病幾率大幅增加,使得這一群體的醫(yī)療消費(fèi)支出也遠(yuǎn)超其它年齡群體?梢灶A(yù)見(jiàn),隨著我國(guó)人口老齡化程度的不斷深入,手術(shù)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)需求也將持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)資料顯示,2021年我國(guó)65歲及以上人口達(dá)20056萬(wàn)人,占我國(guó)總?cè)丝诘?4.2%。

技術(shù)環(huán)境

在2021年國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量約為362項(xiàng),較上年同比增長(zhǎng)約12.6%,占比全球市場(chǎng)的9.2%左右,與此同時(shí)行業(yè)內(nèi)各大生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)進(jìn)行手術(shù)機(jī)器人的業(yè)務(wù)布局,逐漸提高技術(shù)研發(fā)投入和占比。

3.4 國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局

國(guó)內(nèi)的操作類(lèi)手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)起步較晚,尚無(wú)具備規(guī);钠髽I(yè),大多公司仍處在研發(fā)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床實(shí)驗(yàn)階段,研究方向以單孔、具有柔性機(jī)械臂的腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)為主。定位類(lèi)手術(shù)機(jī)器人,以天智航、華志微創(chuàng)、柏惠維康、華科精準(zhǔn)等為代表,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,或即將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

到目前為止,已上市的國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品數(shù)量已達(dá)9個(gè),包含天智航的2款骨科手術(shù)機(jī)器,柏惠維康、華科精準(zhǔn)和華志微創(chuàng)的5款神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人,和柏惠維康的國(guó)內(nèi)首款口腔手術(shù)機(jī)器人“瑞醫(yī)博”。

從產(chǎn)業(yè)鏈布局上看,在操作類(lèi)機(jī)器人領(lǐng)域,精鋒醫(yī)療的單孔腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人或?qū)⒉捎觅N近達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì),是國(guó)內(nèi)唯一一家、全球第二家同時(shí)掌握單孔手術(shù)機(jī)器人及多孔手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的公司,現(xiàn)已完全獨(dú)立掌握了手術(shù)機(jī)器人所涉及的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、運(yùn)動(dòng)算法與人工智能算法等多項(xiàng)核心技術(shù),并形成了完整的自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系,累計(jì)申請(qǐng)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利300余項(xiàng)。

在定位類(lèi)機(jī)器人領(lǐng)域,天智航在中游環(huán)節(jié)進(jìn)行不同醫(yī)療器械領(lǐng)域的橫向擴(kuò)張:2017年天智航投資法國(guó)SPW公司,布局骨科脊柱類(lèi)高值耗材領(lǐng)域;2018年投資美國(guó)GYS公司和美國(guó)Mobius公司,開(kāi)始涉足影像設(shè)備領(lǐng)域中的移動(dòng)CT領(lǐng)域,有望通過(guò)橫向中游產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈貫通降低產(chǎn)品成本。

華科精準(zhǔn)以良好的渠道基礎(chǔ),助推手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣:公司旗下電極產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的神經(jīng)外科手術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了90%的市場(chǎng)份額,其廣泛的銷(xiāo)售渠道,有望助推旗下手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展。

華志微創(chuàng)的CAS-R系列作為最早的立體定向類(lèi)機(jī)器人,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)元件國(guó)有化,且所覆蓋的手術(shù)已進(jìn)入北京醫(yī)保報(bào)銷(xiāo)范疇。

圖:國(guó)產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)上市進(jìn)程

資料來(lái)源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 中關(guān)村產(chǎn)業(yè)研究院

3.5 全球重要參與者

2000年以來(lái)隨著達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人的上市,全球手術(shù)機(jī)器人的商業(yè)化進(jìn)程拉開(kāi)帷幕,創(chuàng)新企業(yè)紛紛進(jìn)入手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域并以骨科和神經(jīng)外科為主要產(chǎn)品創(chuàng)新的細(xì)分賽道。

2010年以后,跨國(guó)醫(yī)療器械巨頭開(kāi)始紛紛布局手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域,美國(guó)醫(yī)療科技巨頭美敦力(Medtronic)、強(qiáng)生(Johnson& Johnson)、史賽克(Stryker)、捷邁(Zimmer Biomet)等紛紛加入其中,或采取對(duì)創(chuàng)新型醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)的直接收購(gòu),或自主研發(fā),或與科技公司,上游公司聯(lián)合開(kāi)發(fā),國(guó)外手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)全面開(kāi)花。

直覺(jué)外科公司作為專(zhuān)業(yè)的手術(shù)機(jī)器人龍頭企業(yè)一枝獨(dú)秀,旗下的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人以適應(yīng)科室廣(包括心臟外科、胸外科、泌尿外科、婦科、普外科、小兒外科、血管外科、耳鼻喉科等)、上市時(shí)間久(于1996年推出,1999年獲CE認(rèn)證上市)、使用地區(qū)廣(產(chǎn)品已遍布全球67個(gè)國(guó)家)等先發(fā)優(yōu)勢(shì),成為當(dāng)前全球市占率最高、應(yīng)用最廣泛的手術(shù)機(jī)器人。

2013年,骨科巨頭史賽克(Stryker)公司收購(gòu)2004年成立的美國(guó)公司MAKO Surgical并取得關(guān)節(jié)手術(shù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)。MAKO Surgical是全球骨科關(guān)節(jié)手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,旗下核心產(chǎn)品RIO機(jī)器人在全球市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用,市占率達(dá)到9%,主要應(yīng)用于全髖關(guān)節(jié)置換和全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)。

2016年,捷邁邦美(Zimmer Biomet)收購(gòu)2002年成立的法國(guó)企業(yè)Medtech,獲得ROSA機(jī)器人平臺(tái)(包括全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)和脊柱系統(tǒng)平臺(tái))。Medtech是全球神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)先企業(yè),新一代產(chǎn)品ROSA One可同時(shí)進(jìn)行神經(jīng)外科的腦部和骨科脊柱手術(shù)。

2016年,運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)及骨科創(chuàng)傷行業(yè)巨頭施樂(lè)輝(Smith & Nephew)收購(gòu)手術(shù)機(jī)器人公司Blue Belt,取得手持式Navio系統(tǒng)。

2016年,全球醫(yī)療器械龍頭美敦力(Medtronic)以17億美元收購(gòu)成立于2000年的以色列手術(shù)機(jī)器人企業(yè)Mazor Robotics,取得脊柱機(jī)器人輔助手術(shù)平臺(tái)。

2018年,強(qiáng)生收購(gòu)2009年成立于法國(guó)的骨科手術(shù)機(jī)器人公司Orthotaxy,開(kāi)拓全膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)。

2019年2月,強(qiáng)生子公司Ethicon以34億美元收購(gòu)了 2007年成立于美國(guó)的Auris Health,取得旗下革命性的產(chǎn)品 Monarch 機(jī)器人內(nèi)窺鏡平臺(tái),用于支氣管鏡診斷和治療。

2019年8月,西門(mén)子醫(yī)療(Siemens Healthineers)以11億美元收購(gòu)2011年成立于美國(guó)的手術(shù)機(jī)器人公司Corindus Vascular Robotics,取得用于介入治療的CorPath遠(yuǎn)程手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品,該產(chǎn)品已獲FDA批準(zhǔn)用于輔助經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)。

2019年9月,時(shí)隔六年史賽克(Stryker)進(jìn)行了手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的第二次收購(gòu)活動(dòng),以5億美元收購(gòu)Mobius Imaging及其子公司Cardan Robotics,獲得了Mobius的Airo CT移動(dòng)診斷成像設(shè)備,及Cardan Robotics旗下與之配合執(zhí)行內(nèi)窺鏡脊柱手術(shù)的Orian手術(shù)機(jī)器人,最終取得了從影像到導(dǎo)航到手術(shù)機(jī)器人的一站式解決方案。

第四章 未來(lái)展望

市場(chǎng)普及率提高推動(dòng)規(guī)模增長(zhǎng)

目前手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)被納入我國(guó)的醫(yī)保清單中,這一舉措將會(huì)直接帶動(dòng)國(guó)內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的市場(chǎng)普及率提高,同時(shí)隨著日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求增加,不斷推動(dòng)手術(shù)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用逐步向二線、三線城市下沉,進(jìn)而促使我國(guó)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步增長(zhǎng)。

就醫(yī)需求不斷增加

在國(guó)內(nèi)診療技術(shù)和國(guó)民可支配收入不斷增加之下,將會(huì)有越來(lái)越多的患者尋求微創(chuàng)傷等醫(yī)療方法,手術(shù)機(jī)器人可以為醫(yī)生提供高清圖像和導(dǎo)航等功能,協(xié)助手術(shù)醫(yī)生的操作,縮短常規(guī)手術(shù)的時(shí)間,提高手術(shù)成功率,改善手術(shù)效果,從而為患者帶來(lái)更好的醫(yī)療體驗(yàn),由此可以看出未來(lái)隨著患者就醫(yī)需求的不斷增加,其需求標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)相應(yīng)提高,這將會(huì)促進(jìn)手術(shù)機(jī)器人的市場(chǎng)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新與突破

目前手術(shù)機(jī)器人仍是一個(gè)新興行業(yè),行業(yè)處于發(fā)展初期,近年來(lái)國(guó)家制定了多項(xiàng)政策鼓勵(lì)手術(shù)機(jī)器人等高端醫(yī)療器械的發(fā)展,比如《關(guān)于推動(dòng)先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展和實(shí)施意見(jiàn)》中明確要重點(diǎn)發(fā)展手術(shù)機(jī)器人、醫(yī)學(xué)影像、遠(yuǎn)程診療等高端醫(yī)療設(shè)備,逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化、生活智慧化,同時(shí)行業(yè)內(nèi)的投融資規(guī)模不斷增加,預(yù)測(cè)未來(lái)我國(guó)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)將會(huì)持續(xù)攻關(guān)研發(fā)和制造等核心技術(shù),開(kāi)創(chuàng)行業(yè)發(fā)展新格局。

Cover Photo by Possessed Photography on Unsplash

END

       原文標(biāo)題 : 2022年手術(shù)機(jī)器人研究報(bào)告

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