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，整體運行需要多項技術(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)計則需要與手術(shù)具體情況相結(jié)合，反復(fù)實驗；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)用場景。

手術(shù)機(jī)器人是20世紀(jì)80年代以來，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)展起來的高端醫(yī)療設(shè)備，主要用于以微創(chuàng)的手段來消除手術(shù)造成的大面積創(chuàng)傷對患者的不利影響，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。此外，對于對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。

圖：手術(shù)機(jī)器人主要組成部分

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 未來智庫

從工作原理看，大體上手術(shù)機(jī)器人通過感知、分析和行動三個步驟來執(zhí)行輔助手術(shù)的工作。首先機(jī)器人通過傳感器系統(tǒng)（如視覺、觸覺、溫度等）感知外部環(huán)境信息。然后機(jī)器人通過人工智能算法對各類信息進(jìn)行分析、學(xué)習(xí)，并給出下一步的動作指令。最后，驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)分析指令完成具體動作并實施反饋狀態(tài)信息給控制系統(tǒng)。

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全球手術(shù)機(jī)器人市場增長快速，腔鏡機(jī)器人占比最大。全球手術(shù)機(jī)器人市場規(guī)模從 2015 年 30．10 億美元快速增長至2020 年的 83．21 億美元，年復(fù)合增長率為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，其市場規(guī)模從2015年23．84 億美元上升至2020年52．55億美元，占比 63．15％。其他類型手術(shù)機(jī)器人中，骨科機(jī)器人這一市場規(guī)模增長也很迅速，在2015 年僅有 1．38 億美元，而經(jīng)皮穿刺機(jī)器人市場規(guī)模有 1．58 億美元，到了 2020年骨科機(jī)器人增長至 13．94 億美元超過經(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，發(fā)展?jié)摿�巨大�?/p>

圖：全球手術(shù)機(jī)器人市場規(guī)模

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1．1 手術(shù)機(jī)器人分類及基本特點

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手術(shù)機(jī)器人和定位類手術(shù)機(jī)器人。

圖：手術(shù)機(jī)器人分類

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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。當(dāng)前在美國約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，以及由機(jī)械臂，攝像臂和手術(shù)器械組成的移動平臺。3D成像視頻影像平臺可以為醫(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)的視覺感。機(jī)械臂可實現(xiàn)抓持、鉗夾、縫合等各項手術(shù)操作，并且比人手的活動自由度更廣。實施手術(shù)時，主刀醫(yī)師不與病人直接接觸，而是通過三維視覺系統(tǒng)和動作定標(biāo)系統(tǒng)操作控制，并通過機(jī)械臂以及手術(shù)器械完成醫(yī)生的技術(shù)動作和手術(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)癥多等問題。而骨科手術(shù)機(jī)器人可利用術(shù)前的三維CT影像對病灶進(jìn)行準(zhǔn)確測量，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、力覺、觸覺等模態(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)計和實現(xiàn)路徑規(guī)劃，幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)，此外還能對手術(shù)設(shè)備進(jìn)行管理，包括對機(jī)械系統(tǒng)各部位的損耗情況進(jìn)行自檢和智能評估。

（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。神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人主要通過對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，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，同時確保各個關(guān)節(jié)能夠按照規(guī)劃的軌跡進(jìn)行運動。

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，從而實現(xiàn)在手術(shù)過程中對手術(shù)器械的跟蹤和定位，有助于大幅提升手術(shù)的精準(zhǔn)度，同時降低醫(yī)務(wù)人員的勞動強(qiáng)度，也在一定程度上減少了手術(shù)對于醫(yī)生個人技術(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)運動，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，使其在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有更加獨特優(yōu)勢，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：

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、人手顫動及精準(zhǔn)性等問題；

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)省時間；

其他：包括分析咀嚼運動中牙齒受力機(jī)器人、口腔教學(xué)機(jī)器人、以及模擬下頜運動機(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)展起步開始至今30余年，大致可以分為三個階段，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。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 海南日報

機(jī)器人在外科手術(shù)中的應(yīng)用起源于1985年的美國，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——直覺外科公司（Intuitive Surgical），并開啟了手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的商業(yè)化道路。而此時的中國才剛剛開始在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的探索，研發(fā)制造進(jìn)度較美國滯后了十年以上。1999年全球首個可正式應(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，這是一款由美國直覺外科公司研發(fā)制造的腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人。

2010年我國上市了首款國產(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，我國同樣滯后于美國十年，但是在2010年以后，發(fā)展進(jìn)程明顯加快，到目前為止，已上市的國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品數(shù)量已達(dá)9個，包含2個骨科手術(shù)機(jī)器人，5個神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人和1個口腔手術(shù)機(jī)器人。我國手術(shù)機(jī)器人是以“定位類”機(jī)器人為開端，在“操作類”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。

圖：國內(nèi)外手術(shù)機(jī)器人發(fā)展歷程

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

從行業(yè)發(fā)展進(jìn)程上看，美國手術(shù)機(jī)器人的發(fā)展大體經(jīng)歷了3個階段，從以高�；蜥t(yī)院牽頭研究，到企業(yè)與高校或醫(yī)院聯(lián)合開發(fā)，最后到企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化的歷程。中國的發(fā)展進(jìn)程與之類似，但是當(dāng)前正處于第2到第3階段的過渡階段中，尚未進(jìn)入完全的企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化階段，行業(yè)整體對高校和醫(yī)院技術(shù)依賴還比較強(qiáng)。當(dāng)前我國整體以“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)品儲備的國產(chǎn)品牌的行業(yè)競爭格局。

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，其市場主要由美國、德國和日本壟斷，我國僅能夠在控制器領(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

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

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)”，并且短時間內(nèi)仍然難以與國際頂尖企業(yè)比肩，同時這也是整個機(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)動組成，主要為機(jī)器人的運動提供動力并完成機(jī)器人運動。伺服系統(tǒng)是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(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)器人運動關(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)動的同時將信號傳達(dá)至驅(qū)動器；驅(qū)動器根據(jù)信號判斷伺服電機(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

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

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，控制特別簡單。具有啟動轉(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。但是需要定時維護(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)：沒有電刷和換向器，不需要維護(hù)，也沒有產(chǎn)生火花的危險。驅(qū)動電路復(fù)雜，價格高。

步進(jìn)電機(jī)：直接用數(shù)字信號進(jìn)行控制，與計算機(jī)的接口比較容易。沒有電刷、維護(hù)方便、壽命長。啟動、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。

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

我國的伺服電機(jī)產(chǎn)品在高性能、高可靠性方面與國際品牌存在差距，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)前我國使用的高精度編碼器，尤其機(jī)器人上用的多圈絕對值編碼器嚴(yán)重依賴進(jìn)口，因此短期內(nèi)我國在手術(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)器人的動作精確度，由于提供動力的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速很高，通常與手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場景不匹配，這就需要減速器來使輸出轉(zhuǎn)速降下來，并且在每一個電機(jī)處都要配套使用一個減速器。減速器對于機(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、傳動平穩(wěn)等特征，在制造上具有很高的技術(shù)壁壘。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 中商產(chǎn)業(yè)研究院

當(dāng)前全球75％的精密減速器市場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，Harmonica Drive壟斷了諧波減速器市場，剩余25％的市場由德國、意大利和美國瓜分。

目前我國已有國產(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題，國產(chǎn)產(chǎn)品很容易磨損報廢，使用壽命太短，因此鮮少被企業(yè)選用，我國的手術(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公司開始RV減速器的設(shè)計，1986年取得實質(zhì)性突破，到90年代實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而我國是在 “十二五”期間才將精密減速器納入重點發(fā)展領(lǐng)域的，因此我國的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，并向機(jī)器人發(fā)布和傳遞動作指令，對機(jī)器人性能具有決定性影響，通常來說機(jī)器人的活動的自由度越高，對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，其中硬件就是運動控制卡，包括一些主控單元、信號處理等部分；軟件主要包括控制算法、二次開發(fā)等。手術(shù)機(jī)器人企業(yè)通常會對控制器進(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)，國產(chǎn)機(jī)器人控制器產(chǎn)品與國外差距較小，但在穩(wěn)定性、響應(yīng)速度和二次開發(fā)平臺的易用性開發(fā)方面有待進(jìn)一步升級。

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)計制造，該環(huán)節(jié)技術(shù)難度較低，企業(yè)的議價能力較強(qiáng)。軟件開發(fā)環(huán)節(jié)是手術(shù)機(jī)器人企業(yè)核心競爭力的體現(xiàn)，最體現(xiàn)開發(fā)者的設(shè)計能力，考驗開發(fā)者對各學(xué)科的綜合理解能力。

圖：手術(shù)機(jī)器人核心技術(shù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 未來智庫

中游環(huán)節(jié)，我國手術(shù)機(jī)器人企業(yè)約滯后國際先進(jìn)水平10年左右，當(dāng)前正處于企業(yè)與高校、醫(yī)院聯(lián)合開發(fā)到企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化的過渡階段，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�轉(zhuǎn)化而來，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)器人在中國手術(shù)機(jī)器人市場中占比最大，占整體市場的74．9％。其次為骨科機(jī)器人（10％）及經(jīng)皮穿刺機(jī)器人（4．9％）。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

下游

在國際市場中，除美國直覺外科公司的達(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)域我國企業(yè)已具備較強(qiáng)的競爭力，并且在未來將繼續(xù)持續(xù)地發(fā)力，有望在國際市場上與外國品牌同臺競爭。

從產(chǎn)品端看，手術(shù)機(jī)器人本身研發(fā)周期很長，產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度不及其他領(lǐng)域，同時受到上游核心零部件供應(yīng)和技術(shù)水平的制約，導(dǎo)致我國產(chǎn)品無法進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)及實現(xiàn)產(chǎn)品降價，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)用于全國大型三甲醫(yī)院中。

從應(yīng)用端看，國外進(jìn)口手術(shù)機(jī)器人價格較高，且耗材和維護(hù)費昂貴，同樣只有少部分大型三甲醫(yī)院有購買能力，進(jìn)口產(chǎn)品的普及率依舊很低。同時，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)費用要高出2－3萬元，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來看我國手術(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，我國醫(yī)院數(shù)量穩(wěn)步增加，總體保持在3萬個以上。2021年中國醫(yī)院3．7萬個，比上年增加0．2萬個。其中，公立醫(yī)院1．2萬個，民營醫(yī)院2．5萬個。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

2．2 商業(yè)模式

手術(shù)機(jī)器人公司的商業(yè)模式主要分為三個部分：系統(tǒng)、服務(wù)和耗材三部分。系統(tǒng)就是整機(jī)銷售，即手術(shù)機(jī)器人本身，包括硬件和軟件。企業(yè)以一次性的價格向醫(yī)院出售手術(shù)機(jī)器人；耗材就是手術(shù)過程中與機(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)備銷售為主，長期耗材將成為主要收入來源。2020年國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人市場銷售中系統(tǒng)占據(jù)55．8％，耗材占據(jù)38．2％； 但同年美國市場系統(tǒng)收入僅占25．3％， 耗材占57．7％。行業(yè)初期，由于國內(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)器人本身的銷售為主，預(yù)計未來將逐步向美國市場的收入結(jié)構(gòu)靠攏，長期耗材將成為企業(yè)主要收入來源。

在國外，特別是骨科機(jī)器人領(lǐng)域，大部分生產(chǎn)銷售骨科手術(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，用某個公司的機(jī)器人，就會配套使用他家的骨科內(nèi)植物，甚至有些公司還研發(fā)了專門適用于機(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。直覺外科公司主要采用本地直銷與海外分銷渠道，形成以美國為中心向海外滲透的全球化布局。直覺外科分區(qū)域采用不同銷售渠道，通過直銷機(jī)構(gòu)向美國、歐洲、中國、日本、韓國和印度提供產(chǎn)品；而在全球其他市場，通過分銷商提供達(dá)芬奇產(chǎn)品。

2002－2021年間，直覺外科的全球布局以美國市場為銷售中心，美國本土的營業(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，美國境外地區(qū)營業(yè)收入占比從18％增長至31％，美國境外的不斷拓展有望為營業(yè)收入提供新一輪的增長動力。2019年1月，直覺外科與復(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)星作為直覺外科代理商，負(fù)責(zé)達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人在中國大陸的獨家經(jīng)銷。

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

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 安信證券

圖：直覺外科銷售和客戶支持服務(wù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 未來智庫

耗材收入占比過半，成為營收第一增長動力。直覺外科業(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)單價通常在50萬美元到250萬美元之間；每例外科手術(shù)可獲取600至3500美元的耗材收入；系統(tǒng)出售或租賃時簽訂服務(wù)合同，年費在80000美元至 190000 美元之間。從占比來看，儀器與配件業(yè)務(wù)收入占比在50％以上，并呈現(xiàn)持續(xù)小幅增長趨勢，由此可見，耗材收入是直覺外科營收的第一增長動力。

同時引進(jìn)系統(tǒng)租賃系統(tǒng)，與系統(tǒng)銷售相結(jié)合，新型合同助力系統(tǒng)靈活銷售。系統(tǒng)租賃包括銷售型租賃、經(jīng)營型租賃和基于使用安排的租賃。直接銷售和銷售型租賃又有所不同，雖然都需要出讓系統(tǒng)所有權(quán)，都在交易時確認(rèn)收入，但是區(qū)別在于直接銷售為交易時全款支付，而銷售型租賃為分期付款，緩解了消費者資金壓力；經(jīng)營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)營型租賃按期付款，且在租賃期結(jié)束時有權(quán)收購系統(tǒng)，基于使用安排的租賃按系統(tǒng)使用次數(shù)收費，但共同點是都在租賃期內(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)拓展釋放市場需求。因此，系統(tǒng)租賃成為市場系統(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，釋放市場需求，為達(dá)芬奇銷售提供新的增長動力。經(jīng)營型租賃為系統(tǒng)租賃的主要形式，經(jīng)營租賃收入增長速度整體快于銷售租賃收入。未來經(jīng)營型租賃將是系統(tǒng)租賃的主要形式，經(jīng)營租賃有望替代系統(tǒng)銷售成為第一大銷售方式。

圖：2021年系統(tǒng)投放量按銷售方式劃分

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 未來智庫

2．3 應(yīng)用趨勢及技術(shù)變化

手術(shù)機(jī)器人在臨床手術(shù)場景不斷應(yīng)用。在傳統(tǒng)的外科手術(shù)中，外科醫(yī)生使用醫(yī)療器械對患者身體進(jìn)行切除、縫合等操作，從而完成手術(shù)過程，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，傷口長等問題，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，這對患者來說是非常痛苦的。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)時間，從而減少患者痛苦并降低手術(shù)風(fēng)險，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。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，近年來越來越多的手術(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)合增長率超過15％，2019年完成手術(shù)超過120萬例，同比增長18．51％。截至2019年年底，“達(dá)芬奇”全球累計完成的手術(shù)量已經(jīng)超過720萬例。

在中國“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)量超過萬例并持續(xù)增加，自2012至2019年“達(dá)芬奇”在我國完成的手術(shù)量逐年增加，年度復(fù)合增長率超過60％，2019年完成手術(shù)量約4萬例，截至2019年年底，“達(dá)芬奇”在我國累計完成的手術(shù)量已經(jīng)超過13萬例。

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

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

手術(shù)機(jī)器人在應(yīng)用中有如下優(yōu)勢：

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。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)器人可以實現(xiàn)人手無法達(dá)到的靈活度和精確度，可以自由旋轉(zhuǎn)540度，同時可以在胸腔、盆腔中進(jìn)行靈活操作，也可以避免不必要的人手顫動，非常適用于人手無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。利用機(jī)器人及其機(jī)械臂實施的外科手術(shù)可以避免主刀醫(yī)生和患者及手術(shù)臺的直接接觸，而醫(yī)生通常在無菌隔離區(qū)之外的空間對機(jī)器人進(jìn)行控制并實施手術(shù)。

因此，這就減少了手術(shù)中影像設(shè)備的使用對醫(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，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）力觸覺反饋

在傳統(tǒng)外科手術(shù)中，醫(yī)生可以接觸組織，通過皮膚直接感知到力和觸覺從而決定給組織和器官施加的力，這種觸覺交互信息（包括力和觸覺）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、觸覺、溫度、聽覺反饋等）來感知外部環(huán)境信息，并進(jìn)行后續(xù)的分析和行動，因此在使用機(jī)械臂的間接操作下，醫(yī)生就同時損失了觸覺反饋和力反饋。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

當(dāng)前，普遍應(yīng)用于操作類手術(shù)機(jī)器人的反饋系統(tǒng)多為視覺反饋系統(tǒng)，外科醫(yī)生需要通過分析視覺信息，來實時判斷器械對組織的作用力以及其他組織特征，這種對力觸覺替代的感覺替代方案并沒有直接力反饋那么有效，會在一定程度上影響手術(shù)的實施效率。因此，力觸覺反饋系統(tǒng)是機(jī)器人技術(shù)研發(fā)的重點方向。

手術(shù)機(jī)器人的“力觸覺反饋系統(tǒng)”包含力反饋系統(tǒng)和觸覺反饋。力反饋系統(tǒng)是指醫(yī)生操作手術(shù)臂時，通過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)，之后再將力覺信息再現(xiàn)、并傳遞給醫(yī)生。觸覺反饋是指機(jī)械臂作用于組織時，觸覺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)生獲得對于組織的真實感覺，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)實施中仍需要在病人身上開多個創(chuàng)口，術(shù)后恢復(fù)時間雖比普通手術(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)器人可以將原來的多個操作孔減少至僅一個大約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，簡化手術(shù)流程，進(jìn)而減少病人麻醉時間及出血量，對患者損傷小、恢復(fù)快，能夠同時提高術(shù)中的安全性及縮短術(shù)后的恢復(fù)時間。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，對于手術(shù)室的空間要求也會降低。

圖：精鋒醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 精鋒醫(yī)療官網(wǎng)

2．4 政策監(jiān)管

行業(yè)主管部門為中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會。行業(yè)自律協(xié)會為中國醫(yī)師協(xié)會。

中國醫(yī)師協(xié)會于2002年1月成立。是具有獨立法人資格的國家一級社會團(tuán)體，是由執(zhí)業(yè)醫(yī)師、執(zhí)業(yè)助理醫(yī)師自愿組成的全國性、行業(yè)性、非營利性組織。它標(biāo)志著中國醫(yī)師隊伍管理，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

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

DRG付費促使醫(yī)院關(guān)注效率提升。2021年11月28日，國家醫(yī)保局制定了《DRG／DIP支付方式改革三年行動計劃》，明確到2025年底，DRG／DIP等方式需覆蓋所有符合條件開展住院服務(wù)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)且基本實現(xiàn)病種、醫(yī)保基金全覆蓋，促使醫(yī)院有動力、合理地收治和轉(zhuǎn)診患者。

DRG付費下，醫(yī)院績效激勵機(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)器人的運用可以加快病床周轉(zhuǎn)率，帶來更好的術(shù)后療效，縮短住院時間，從而降低住院成本，提高醫(yī)院績效。

同時醫(yī)院配置手術(shù)機(jī)器人的門檻降低。我國對大型醫(yī)用設(shè)備實行嚴(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)的六個產(chǎn)品調(diào)整至乙類管理目錄，此舉使得手術(shù)機(jī)器人的配置證審批權(quán)由國家衛(wèi)健委下放到省級衛(wèi)健委，簡化了審批流程、縮短了審批周期，手術(shù)機(jī)器人的采購由原來的國家衛(wèi)健委統(tǒng)一招標(biāo)（一年一次）改為省級衛(wèi)健委每季度末或特定月份進(jìn)行集中采購，從申請到批準(zhǔn)僅需2－3月，更加方便醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行申請并最終購買手術(shù)機(jī)器人。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

2021年起上海、北京等地開始將手術(shù)機(jī)器人費用納入醫(yī)保，有利于降低患者支付費用，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，項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，且不限報銷的手術(shù)種類。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)價值的細(xì)分市場之一。中國手術(shù)機(jī)器人市場規(guī)模從2017年的1．31億美元增長至2020年的4．25億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)48．04％，預(yù)計2022年將增長至11．37億美元。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

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)價值估值法等。

圖：天智航主營業(yè)務(wù)

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 iFinD

2017－2021年，中國手術(shù)機(jī)器人醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域融資次數(shù)趨勢較為穩(wěn)定，總?cè)谫Y次數(shù)35起，共計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％。

一級市場，據(jù)不完全統(tǒng)計，2021年國內(nèi)有超過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，整個賽道總?cè)谫Y金額超過30億元。

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

資料來源：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

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 動脈橙

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 普愛醫(yī)療

3．2 行業(yè)發(fā)展和驅(qū)動因子政策

手術(shù)機(jī)器人作為我國醫(yī)療領(lǐng)域重點新興產(chǎn)業(yè)，近年來國家有關(guān)部門陸續(xù)出臺一系列相關(guān)政策文件，推動我國手術(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，“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)化自主開發(fā)，并推廣人工智能技術(shù)在各個領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用，為國內(nèi)機(jī)器人實現(xiàn)自主創(chuàng)新及研發(fā)奠定重要基礎(chǔ)。

此外，國家衛(wèi)生健康委員會財務(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年底前全國將會配置197個內(nèi)窺鏡手術(shù)器械控制系統(tǒng)。隨著利好政策不斷出臺，我國手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)也將步入飛速發(fā)展階段。

經(jīng)濟(jì)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，居民收入水平的提升，以及國家醫(yī)療保險制度的不斷完善，我國醫(yī)療衛(wèi)生消費市場規(guī)模也隨之迅速擴(kuò)張，可以預(yù)見，在我國日益增長的醫(yī)療衛(wèi)生消費市場規(guī)模下，醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)也將迎來廣闊發(fā)展空間。據(jù)資料顯示，2020年我國衛(wèi)生總費用達(dá)72175億元，同比增長9．6％。

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

技術(shù)促進(jìn)

傳統(tǒng)PCI過程中，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，并減少對醫(yī)生實地操作的依賴，大大提高患者接受治療的機(jī)會。

我國醫(yī)療資源分布不均。一方面，與醫(yī)院相比，我國基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)在數(shù)量上占據(jù)絕對優(yōu)勢，約為全國醫(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)師相對缺乏，承擔(dān)的診療人次相對較少，僅為53．2％；另一方面，我國優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源過度集中于一、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，推動優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源下沉，滿足居民不斷增長的醫(yī)療保健需求。

3．2 行業(yè)風(fēng)險分析和風(fēng)險管理

表：常見行業(yè)風(fēng)險因子

資料來源：資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行

公司尚未盈利的風(fēng)險

手術(shù)機(jī)器人行業(yè)國內(nèi)發(fā)展水平較國際還是較低，部分公司是致力于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售手術(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、獲批上市銷售流程時間長等特點。同時，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、患者對手術(shù)機(jī)器人的認(rèn)知程度尚需一定時間。報告期，公司尚未能實現(xiàn)盈利，預(yù)計公司短期內(nèi)無法現(xiàn)金分紅，將對股東的投資收益造成一定程度不利影響。

核心競爭力風(fēng)險

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

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)周期長的特點。目前，業(yè)內(nèi)公司在研項目較多，既包括新產(chǎn)品研發(fā)，也包括基礎(chǔ)技術(shù)研究。無法保證新產(chǎn)品能夠按照預(yù)定計劃完成型式檢驗、臨床試驗、通過國家藥品監(jiān)督管理局的注冊審評以及最終能夠形成批量的銷售�；�礎(chǔ)技術(shù)研究也存在研發(fā)失敗的風(fēng)險。

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

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。若業(yè)內(nèi)公司相關(guān)核心技術(shù)遭到泄密，并被競爭對手所獲知和模仿，則可能會損害業(yè)內(nèi)公司的競爭優(yōu)勢，并對公司生產(chǎn)經(jīng)營帶來不利影響。

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

手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品是公司銷售收入的主要來源，是基于影像實時導(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)而形成對產(chǎn)品的替代效應(yīng)。同時，如果業(yè)內(nèi)公司不能及時追蹤并掌握新的技術(shù)并開發(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，進(jìn)而失去競爭優(yōu)勢，帶來經(jīng)營風(fēng)險。

經(jīng)營風(fēng)險

（1）市場競爭加劇風(fēng)險

近年來，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醫(yī)療器械公司收購。競爭對手擁有更雄厚的財力、研究及其他資源，更大的營銷力度，更高的品牌知名度，將增加公司的競爭壓力。同時，史賽克旗下 MAKOSurgical公司的 RIO 已獲批在國內(nèi)外上市銷售，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。

另外，國內(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，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)獲得第三類醫(yī)療器械注冊許可證，未來市場存在競爭加劇的風(fēng)險。業(yè)內(nèi)公司如果未來無法準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢或無法快速應(yīng)對市場競爭狀況的變化，競爭優(yōu)勢可能被削弱，面臨現(xiàn)有市場份額及盈利能力下降的風(fēng)險。

（2）重要部件持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)及價格波動風(fēng)險

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)商大多來源于國外。如果未來與相關(guān)供應(yīng)商在商業(yè)條款上未能達(dá)成一致，或因為發(fā)生自然災(zāi)害、國際貿(mào)易爭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)中斷或價格上漲，將會對業(yè)內(nèi)公司生產(chǎn)經(jīng)營及盈利能力產(chǎn)生不利影響。

（3）產(chǎn)品延續(xù)注冊失敗風(fēng)險及在研產(chǎn)品無法注冊的風(fēng)險

手術(shù)機(jī)器人需要經(jīng)過原理樣機(jī)的設(shè)計開發(fā)、設(shè)計驗證、注冊產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定、工業(yè)樣機(jī)定型、產(chǎn)品注冊檢驗、臨床試驗、技術(shù)審評、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，才能上市銷售。醫(yī)療器械注冊證到期之前，需要進(jìn)行產(chǎn)品延續(xù)注冊，如果未獲得延續(xù)注冊批件，產(chǎn)品將無法銷售。業(yè)內(nèi)公司現(xiàn)有已獲注冊證的手術(shù)機(jī)器人未來無法獲得醫(yī)療器械延續(xù)的注冊證，或者在研產(chǎn)品無法獲得藥監(jiān)部門的注冊證，將對業(yè)內(nèi)公司生產(chǎn)經(jīng)營和盈利能力造成不利影響。

行業(yè)風(fēng)險

國內(nèi)公司目前銷售區(qū)域均在中國境內(nèi)，國家藥監(jiān)局對醫(yī)療器械行業(yè)實行分類管理和生產(chǎn)許可制度，若業(yè)內(nèi)公司未來不能持續(xù)滿足我國行業(yè)監(jiān)管要求，則產(chǎn)品注冊許可、生產(chǎn)經(jīng)營許可可能被暫停或取消，從而對業(yè)內(nèi)公司的生產(chǎn)經(jīng)營及財務(wù)狀況帶來不利影響。

宏觀環(huán)境風(fēng)險

受疫情影響造成手術(shù)機(jī)器人銷售拓展及裝機(jī)驗收延遲，導(dǎo)致病患就醫(yī)頻次下降等情況，進(jìn)而對業(yè)內(nèi)公司的生產(chǎn)經(jīng)營產(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帶來嚴(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)生的疫情會對業(yè)內(nèi)經(jīng)營造成一定程度的負(fù)面影響。

3．3 競爭分析 － PEST模型政策環(huán)境

近年來，政府制定了眾多政策鼓勵手術(shù)機(jī)器人等高端醫(yī)療器械發(fā)展與創(chuàng)新。國家發(fā)改委在《關(guān)于推動先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合發(fā)展和實施意見》中明確提出要重點發(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)器人作為改變未來手術(shù)治療方式的關(guān)鍵產(chǎn)品，預(yù)計未來將持續(xù)受到國家的政策鼓勵與支持，尤其國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人企業(yè)有望在市場中脫穎而出。

經(jīng)濟(jì)環(huán)境

2021年國內(nèi)生產(chǎn)總值約為114．37萬億元，較上年同比增長約8．1％，兩年平均增長約5．1％，預(yù)測2022年我國全年GDP將會在此迎來新突破，為手術(shù)機(jī)器人行業(yè)提供了良好的經(jīng)濟(jì)環(huán)境。

社會環(huán)境

我國是人口大國，隨著我國人口老齡化進(jìn)程不斷加快，我國老年人這一群體數(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)療消費支出也遠(yuǎn)超其它年齡群體�？梢灶A(yù)見，隨著我國人口老齡化程度的不斷深入，手術(shù)機(jī)器人行業(yè)市場需求也將持續(xù)增長。據(jù)資料顯示，2021年我國65歲及以上人口達(dá)20056萬人，占我國總?cè)丝诘?4．2％。

技術(shù)環(huán)境

在2021年國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人行業(yè)的專利申請數(shù)量約為362項，較上年同比增長約12．6％，占比全球市場的9．2％左右，與此同時行業(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 國內(nèi)競爭格局

國內(nèi)的操作類手術(shù)機(jī)器人市場起步較晚，尚無具備規(guī)模化的企業(yè)，大多公司仍處在研發(fā)、動物實驗、臨床實驗階段，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)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，或即將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

到目前為止，已上市的國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品數(shù)量已達(dá)9個，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，是國內(nèi)唯一一家、全球第二家同時掌握單孔手術(shù)機(jī)器人及多孔手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的公司，現(xiàn)已完全獨立掌握了手術(shù)機(jī)器人所涉及的結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)控制、運動算法與人工智能算法等多項核心技術(shù)，并形成了完整的自有知識產(chǎn)權(quán)體系，累計申請國內(nèi)外專利300余項。

在定位類機(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SPW公司，布局骨科脊柱類高值耗材領(lǐng)域；2018年投資美國GYS公司和美國Mobius公司，開始涉足影像設(shè)備領(lǐng)域中的移動CT領(lǐng)域，有望通過橫向中游產(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)品的市場推廣：公司旗下電極產(chǎn)品在國內(nèi)的神經(jīng)外科手術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了90％的市場份額，其廣泛的銷售渠道，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機(jī)器人，目前已經(jīng)實現(xiàn)元件國有化，且所覆蓋的手術(shù)已進(jìn)入北京醫(yī)保報銷范疇。

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

資料來源：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，跨國醫(yī)療器械巨頭開始紛紛布局手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域，美國醫(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，或采取對創(chuàng)新型醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)的直接收購，或自主研發(fā)，或與科技公司，上游公司聯(lián)合開發(fā)，國外手術(shù)機(jī)器人市場全面開花。

直覺外科公司作為專業(yè)的手術(shù)機(jī)器人龍頭企業(yè)一枝獨秀，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個國家）等先發(fā)優(yōu)勢，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2004年成立的美國公司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2002年成立的法國企業(yè)Medtech，獲得ROSA機(jī)器人平臺（包括全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)和脊柱系統(tǒng)平臺）。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可同時進(jìn)行神經(jīng)外科的腦部和骨科脊柱手術(shù)。

2016年，運動醫(yī)學(xué)及骨科創(chuàng)傷行業(yè)巨頭施樂輝（Smith ＆ Nephew）收購手術(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。

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

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

2019年8月，西門子醫(yī)療（Siemens Healthineers）以11億美元收購2011年成立于美國的手術(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)皮冠狀動脈介入治療（PCI）。

2019年9月，時隔六年史賽克（Stryker）進(jìn)行了手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的第二次收購活動，以5億美元收購Mobius Imaging及其子公司Cardan Robotics，獲得了Mobius的Airo CT移動診斷成像設(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 未來展望

市場普及率提高推動規(guī)模增長

目前手術(shù)機(jī)器人已經(jīng)被納入我國的醫(yī)保清單中，這一舉措將會直接帶動國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人的市場普及率提高，同時隨著日益增長的市場需求增加，不斷推動手術(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)而促使我國手術(shù)機(jī)器人行業(yè)的市場規(guī)模進(jìn)一步增長。

就醫(yī)需求不斷增加

在國內(nèi)診療技術(shù)和國民可支配收入不斷增加之下，將會有越來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)的時間，提高手術(shù)成功率，改善手術(shù)效果，從而為患者帶來更好的醫(yī)療體驗，由此可以看出未來隨著患者就醫(yī)需求的不斷增加，其需求標(biāo)準(zhǔn)也會相應(yīng)提高，這將會促進(jìn)手術(shù)機(jī)器人的市場應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)新與突破

目前手術(shù)機(jī)器人仍是一個新興行業(yè)，行業(yè)處于發(fā)展初期，近年來國家制定了多項政策鼓勵手術(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)展和實施意見》中明確要重點發(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，逐步實現(xiàn)設(shè)備智能化、生活智慧化，同時行業(yè)內(nèi)的投融資規(guī)模不斷增加，預(yù)測未來我國手術(shù)機(jī)器人行業(yè)將會持續(xù)攻關(guān)研發(fā)和制造等核心技術(shù)，開創(chuàng)行業(yè)發(fā)展新格局。

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