医疗机器人行业研究

未来，应用机器人最多的领域或不再是汽车行业，而是医疗行业。随着社会人口老龄化加重，医疗机器人的应用需求逐渐增加，以康复机器人为主的手术机器人已得到较为广泛的应用。未来50年内，医疗机器人的市场规模将比汽车机器人更大。2019年8月21日，在2019世界机器人大会上，英国帝国理工大学教授、英国皇家工程院院士杨广中表示，医疗机器人是目前国内机器人市场最有发展前景的领域。未来，应用机器人最多的领域或不再是汽车行业，而是医疗行业。1、人口老龄化脚步加快医疗机器人需求增加目前，老年人口是医疗服务需求的主体，随着社会人口老龄化加重，医疗机器人的应用需求逐渐增加，以康复机器人为主的手术机器人已得到较为广泛的应用。根据国家统计局统计数据，2018年中国60周岁及以上人口数量为2.5亿人，占总人口的比重达到17.9%。持续扩大的老年人口群体是老龄产业发展的基础，预计到2050年老年人口规模将达到5亿，医疗机器人需求持续旺盛。2010-2018年全国60岁及以上人口数量统计及增长情况数据来源：前瞻产业研究院整理2、汽车行业遭遇滑铁卢工业机器人增长有限在2019年世界机器人大会上，中国科学院沈阳自动化所机器人实验室副主任、IEEE机器人与自动化学会副主席刘连庆表示，未来50年内，医疗机器人的市场规模将比汽车机器人更大。汽车行业曾带动工业机器人行业的发展，但目前这部分增长正变得有限，主要是因为汽车行业惨遭滑铁卢。2018年，中国汽车产销量分别为2780.9万辆和2808.1万辆，同比均有所下降，这也是中国汽车行业二十年来首次下跌。汽车行业的颓势对工业机器人有着巨大的影响，工业机器人增速预计将会下降。2011-2019年H1中国汽车产销量统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理3、服务机器人发展态势良好医疗机器人走向临床近年来，我国服务机器人的市场规模快速扩大，成为机器人市场应用中颇具亮点的领域。此外，我国服务机器人的智能水平快速提升，智能相关技术可比肩欧美，与国际领先水平基本并跑。2018年，中国服务机器人市场规模为18.4亿美元，2019年有望达到22亿美元，同比增长约33.1%，高于全球服务机器人市场增速。2013-2019年中国服务机器人市场规模统计情况及预测数据来源：前瞻产业研究院整理而经过多年的发展，手术机器人已经从实验室走向临床，应用效果良好。2014年我国开始引入外科手术机器人，目前主要是一些中心城市的三甲医院才引进。在我国服务机器人中，医疗服务机器人占的比重约为28%，2018年医疗机器人的市场规模约为5.1亿美元。总体来看，目前我国医疗机器人处于初步阶段，体量还较小。不过从应用效果来看，规模化使用机器人将是未来医疗领域的一个趋势。2016-2018年中国医疗机器人市场规模统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理4、应用逐渐多样化微纳米机器人瞄准精准医疗从应用领域来看，我国医疗机器人的应用需求逐渐增加，以康复机器人为主的手术机器人已得到较为广泛的应用。此外，在手术机器人、康复机器人的基础上，进一步涌现了物流、配药、采血、胶囊等多种类型的辅助机器人和服务机器人。整体来看，康复机器人占的比重约为41%，辅助机器人为17%，手术机器人为16%。中国医疗机器人应用领域占比统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理手术机器人应用越来越广泛，且微创式手术正成为行业的发展趋势。利用微纳米机器人，可以更好地实现精准医疗。实现精准医疗有两种手段，一是使用机器人的物理手段，精准去除肿瘤;二是利用微控和生物手段，将机器人技术和单细胞分析技术相结合，使细胞的抗原与药物抗体之间产生反应，以杀死癌细胞。传统的机器人帮助人类工作，微纳米技术则能够拓展人的能力。若能将机器人技术与医药研发技术相结合，未来50年内，微纳米机器人能够带动机器人行业的迅速发展。目前，中国已有大量医疗机器人新兴企业，但大多为代工厂，创新能力相对欠缺。不过，未来若纳米机器人能真正运用到临床领域，实现规模化应用，医疗机器人市场规模或将超过汽车机器人。以上数据来源及分析均来自于前瞻产业研究院发布的《中国医疗机器人行业市场前瞻与投资规划深度分析报告》。来源: 前瞻网

2018年以来，人工智能需求持续爆发，受政策利好影响，核心技术公司与资本市场实现更好对接，企业资金压力得到缓解，落地应用进程加快，医疗健康成为资本关注的重点落地应用方向。投资机构、互联网巨头、传统医疗巨头、传统企业纷纷布局医疗人工智能。医疗资源供需矛盾突出，是我国医疗行业面临的根本问题，也是人工智能医疗的主要发展驱动力。人工智能作为一种创新技术，改变了医疗领域的供给端，对传统医疗机构运作方式带来变革，为现有医疗工作带来流程改进与效率提升，从而催生巨大增量市场。2018年我国医疗人工智能市场规模达到200亿元，CAGR超过40%，随着智能化程度不断提升，潜在市场空间巨大。医疗影像、辅助诊断、新药研发和健康管理是人工智能医疗的主要应用方向。医疗影像是我国AI医疗领域最为成熟的细分领域，目前市场竞争格局未定，高质量数据获取与标注能力成为核心竞争力。手术机器人是人工智能辅助诊断领域比较活跃的应用，临床决策系统的进入壁垒较高。人工智能以算法和算力优势，应用于新药研发各环节，解决新药研发周期长、成功率低和费用高的问题。人工智能在健康管理领域应用广泛，包括风险识别、虚拟护士、移动医疗、健康干预等多个场景。本报告主要研究以下问题：目前AI医疗市场现状如何，有怎样的发展趋势？AI与医疗领域结合将带来哪些颠覆性价值？AI医疗的发展驱动力有哪些？这些因素是否可持续？投资机构、互联网巨头、传统医疗巨头等如何布局AI医疗？AI医疗有哪些主要应用场景？商业模式是怎样的？未来AI医疗公司的核心竞争力是什么？AI医疗领域有哪些头部公司值得关注？注：本报告PDF版本可点击链接下载，提取码：tg3b关于36氪研究院36氪研究院是36氪子品牌，专注于一级市场的行业研究，通过定性定量结合的方式研究新兴行业与企业，欢迎大家积极与我们交流讨论。

本文2684个字阅读全文预计6min医疗机器人的定义和作用医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人。医疗机器人是一种智能型服务机器人，通过独自编制操作计划，并依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动，同时，具备医用性、临床适应性以及良好的交互性。医疗机器人能够辅助医生和扩展医生的能力，具有减少误差、更具安全性、可以模拟手术、实现全面护理的作用，在机器程序下设定的速度、准确性、可重复性、可靠性以及成本效益等方面相比传统医护人员更具优势，一个机器人不管用得多久，都不会疲劳，它在第一百次使用时的准确性，也与第一次使用时一样。医疗机器人的发展一、发展历史及现状医疗机器人的发展可以追溯到1985 年利用工业机器人辅助定位完成的神经外科活检手术，首次将机器人技术与医学相结合，自此开启了医疗机器人的新纪元。医疗机器人属于高端医疗器械，具有高技术壁垒、高准入门槛、高附加值等特点。我国医疗机器人种类较多，主要包括康复机器人、辅助机器人、手术机器人、非治疗服务机器人以及其他机器人等，其中康复机器人占主要比重，比例达到41%，其次为辅助机器人，占比为17%，手术机器人占比16%，非治疗服务机器人占比8%。以下通过手术机器人的应用情况来看医疗机器人的发展进度。2006年5月，意大利进行了第一起无人操作的机器人手术；2008年6月，德国航空航天中心(DLR)开发出了第一个拥有力反馈的微创手术机器人系统；2010年9月，卢布尔雅那大学医学中心进行了一次真正意义上的股骨脉管系统机器人手术，它没有复刻人手的动作，而是在按下按钮后自行操作。2014年，我国开始引入外科手术机器人，目前主要是部分中心城市的三甲医院才有引进，昆明医科大学第二附属医院、浙江大学医学院附属儿童医院等医院均引入了达芬奇医疗机器人。整体而言，医疗机器人在我国医疗领域的应用还处于导入阶段，无论是机器人本身的技术还是医护人员的操作能力都需要一个培育的过程。二、人口老龄化促使医疗机器人加速发展近年，我国人口老龄化提前进入快速发展前，据国家统计局数据显示，预计到2050年我国老年人口规模将会达到5亿。根据历次全国人口普查数据和有关人口预测的结果，60岁及以上老年人口占全国总人口的比例，由1982年的7.63%持续增加到2050年的34.1%；65岁及以上老年人口占全国总人口的比例，由1982年的4.91%持续增加到2050年的28.1%；80岁及以上老年人口占60岁及以上老年人口的比例，由1982年的6.59%持续增加到2050年的22.36%。面对如此庞大的老龄人口数量，养老难成为我国面对且亟待处理的社会问题。近日，为应对养老难问题，工信部、中国残疾人联合会联合发布关于推进信息无障碍的指导意见。意见提出，鼓励研发生产可穿戴、便携式监测、居家养老监护等智能养老设备。近年，医疗机器人成为智慧养老模式下的首选养老设备。缘于安徽合肥经济技术开发区利用互联网、物联网、云计算及大数据等技术打造的智慧养老系统已覆盖全区5个社区1个街道，向居民免费发放智能养老陪护机器人近400台。居民对社区引入陪护机器人一举动纷纷表示好评，一老人说，一个人在家难免孤单，如今有了机器人小乐，可以语音订餐、理发、线上问诊，“寂寞了，还能叫它唱个歌”。除陪护机器人外， 在人工智能时代下，康复复机器人、手术机器人、外骨骼机器人等都将得到更普遍地应用，例如穿戴式“腰部助力外骨骼机器人”，可以帮助老人搬动物品，康复机器人可以协助老人更好地恢复肌肉运动等等。有统计机构的数据预测，2021年全球医疗机器人规模将突破200亿美元；到2025年，我国医疗机器人市场规模将达到100亿元以上。国际医学专家预测，未来还有望出现纳米机器人，实现“显微”治疗或直接定向给患者的患病细胞递送药物。届时，医务机器人就能成为我们家庭保健医生，实时通过传感器监控人体健康变化、在医患之间搭建起沟通桥梁，人们足不出户就能得到优质的医疗服务保障。人工智能时代下，可以预测，医务机器人将来可以在线问诊、远程医疗，医药O2O互联网医疗企业将突飞猛进，同时智能医疗产品将利用5G技术、AI技术、物联网实现智能医疗一体化。三、医疗机器人产业链分析医疗机器人产业链可划分为上中下游，上游为机器人零部件，主要由伺服电机、传感器、控制器、减速器、系统集成构成，目前国内主要依赖进口；中游为医疗机器人整机的生产制造；下游供给于智慧医疗市场的需求端，主要应用于医疗的手术、康复、护理、移送病人、运输药品等领域。在中国医疗机器人企业覆盖的业务中，位于中游的医疗机器人整机生产企业中，主营康复机器人和辅助机器人的数量占比较高，均超过30%。国内已有10余家康复机器人企业完成一轮或多轮融资，整个赛道国内大概有20～30家企业，竞争激烈，且产品的同质化比较严重，企业之间将从临床进度、技术优势、营销能力、销售能力、产品价格等方面进行全方位的竞争。此外，医疗机器人产业呈现明显的区域集聚现象，北京、深圳、上海三地汇集了我国医疗机器人领域近半数的优秀企业。综合区域分析，京津冀地区13家、长三角地区19家、珠三角地区16家、中部地区9家、东北地区5家。京深沪三个一线城市医疗机器人产业实力最为雄厚，长三角地区由于在医疗设备领域拥有完备的产业链条、丰富的市场渠道，已经占据医疗机器人领域区域发展的制高点，珠三角地区和京津冀地区紧随其后。医疗机器人未来趋势一是交互能力、感知能力全面提升。当前很多的医疗机器人产品还处于比较“被动”的阶段，只能简单地作为一款辅助工具来运用。未来，随着医疗机器人与人工智能、脑机交互、5G网络、AR/VR、大数据等前沿技术深入融合，有望提升与医生、患者之间的交互水平，并对数据、物体和环境等有更精准的感知。二是小型化、柔性化得到更快发展。目前，医疗机器人产品基本都比较“庞大”和“笨重”，因此主要应用于一些比较宏观的场景。不过，很多研究机构和科技企业已经在积极推动医疗机器人的小型化和柔性化，希望借此可以进一步丰富医疗机器人的应用范围，为一些微观场景的医疗诊治提供帮助。编者结语虽然医疗机器人发展势头迅猛，但仍处于导入为主阶段，此外，市场上现有医疗机器人产品同质化严重且缺乏制造规范性和验收标准，国内医疗机器人要赶超，必须要另辟蹊径，换道超车，去构建医疗机器人创新生态的挑战。素材参考来源于前瞻产业研究院、搜狐工博士、亿欧网、东方财富网等转载请与我们联系，并注明来源

近年来，在数字经济不断推进的大背景下，人工智能发展迅速，并与多种应用场景深度融合，逐渐成为推动经济创新发展的重要技术，医疗作为社会经济和人民生活最密切的场景之一，人工智能与医疗应用场景之间的联系愈发紧密，人工智能医疗越来越受重视。目前，我国人工智能医疗处于成长期，投融资市场发展迅速，项目以A轮和天使轮为主。医疗机器人作为人工智能医疗主要细分应用领域之一，2019年市场规模达43.2亿元，其中康复机器人、手术机器人、辅助机器人和医疗服务机器人占比分别为47%、17%、23%和13%。政策“自上而下”持续传导发酵，重点发展诊断辅助和疾病预防我国人工智能医疗政策的发展呈现出“由上到下”的特点，即从国家宏观层面出台指导性文件和发展规划，为人工智能研发和应用提出指导路线，各地政府根据中央指导意见出台相关执行文件，在工信部印发的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》中提出在医疗影像、智能服务机器人等细分行业的发展目标，明确发展方向。由于人工智能发展水平的限制，我国目前人工智能医疗的重点发展方向与国外基本一致，集中于诊断辅助和疾病预防等方面。行业处于成长期，资本热度高近年来，我国人工智能医疗领域投融资项目数量增长较快，热度提升明显，且大部分企业融资轮次较为靠前，整个行业处于成长期。根据鲸准数据库，截至2020年6月30日，共收录349个人工智能医疗相关项目。其中，A轮项目126个，天使轮项目103个，B轮和C轮项目共50个，而E轮及以后的项目共2个。从投资案例看，2012-2020年上半年，我国人工智能医疗领域股权投资热度呈现先增后降趋势，其中股权投资热度较高的年份为2016年、2017年和2018年。2019年，受到资本寒冬影响，人工智能医疗领域投资热度有所回落，投资案例数下滑至52起，投资金额为15.46亿元。2020年上半年，由于新冠疫情的影响，投资案例数量依然处于低位，未有明显回升，上半年投资数量为14起，投资金额为9.17亿元。人工智能+医疗机器人发展迅速，康复机器人占比最高医疗机器人为人工智能医疗主要应用场景之一。随着人口老龄化加剧，医疗机器人的应用需求逐渐增加，多种不同功能的医疗机器人均已得到应用。从市场规模来看，当前我国医疗机器人装机分布主要集中在三级甲等综合性医院及部分公立医院，市场普及率处在较低水平，市场规模仅占全球医疗机器人市场规模的5%左右。根据中国电子学会的统计，2019年我国服务机器人市场规模约为153亿元，其中医疗机器人43.2亿元，占服务机器人市场规模的28.2%。根据国际机器人联合会(IFR)分类，医疗机器人具体可分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人以及医疗服务机器人四大类。从市场结构来看，2019年康复机器人占比最高，为47%;手术机器人占比为17%;辅助机器人占比为23%;医疗服务机器人占比为13%。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国互联网+康复医疗行业商业模式创新与投资机会深度研究报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

中商情报网讯：2018年9月21日，由北京水木东方医用机器人技术创新中心有限公司牵头，国内外知名高校院所、科研机构、临床医院、协会联盟、产业基金和社会资本等参与的北京市医疗机器人产业创新中心在北京中关村挂牌成立，首届国际医用机器人创新发展论坛同期举办。工业和信息化部、国家卫生健康委、北京市经济和信息化委员会、北京市科委、海淀区人民政府等部门，企业、医院、高校、金融机构等单位100多名代表参会。工业和信息化部装备工业司副巡视员王建宇在会上指出，北京市积极搭建医用机器人共性技术平台，聚焦产品研发及产业化，对构建医用机器人产业创新生态具有重要意义，企业要加强与研究机构、临床医院的密切合作，共同推动我国医疗装备产业高质量发展。随着机器人行业的快速发展，在医疗领域机器人应用逐渐被认可，在各诊疗阶段应用逐渐普及。目前，医疗机器人主要分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人以及服务机器人。人工智能，语音交互、计算机视觉和认知计算等技术的逐渐成熟，让机器人在医疗领域的各项运用变成了可能，但是限于在医疗应用领域精确性的要求，医疗机器人生产的技术门槛和研发制造成本相对较高。在政策利好、老龄化加剧、消费群体增加和产业化发展提速等综合因素影响下，中国医疗机器人市场正处于高速成长阶段。数据显示，2015年全球医疗机器人营收规模达到81亿美元，随着应用的不断深入，市场需求不断攀升，预计2020年全球医疗机器人营收规模将达124亿美元。数据来源：中商产业研究院信息高速发展和生活、工作节奏的加快，同时中国老龄化越来越严重，更多的老人需要照顾，社会保障和服务的需求也更加紧迫，而中国多年的计划生育政策之后，已经形成了人口倒金字塔结构，老龄化家庭结构必然使更多的年青家庭压力增大，随之酝酿而生的将是广大的医疗机器人市场，在国外一些机器人已经实验性地进入了医院、家庭，从事部分辅助服务工作，供给端的不断改善，需求端的不断释放，医疗机器人在供给需求的双向推动下，未来发展空间巨大。物联网的兴起，物联网生态系统、云计算、大数据正在成为机器人行业发展的核心驱动因素。物联网运行过程中所产生的海量数据构成了云计算的基础，而云计算的不断发展，将使机器人所使用的软件系统由目前的嵌入式计算系统逐渐演变成为信息物理系统（CPS）。信息物理系统是集成计算、通信与控制于一体的下一代智能系统，注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，将实现数据世界与物理世界的交互，在物联网和机器人的发展过程中有着深远的影响。具体而言，通过物联网技术的运用，信息物理系统将把与当前嵌入式系统相对应的机器人机载计算功能移动到云端。以上数据及分析均来源于中商产业研究院发布的《2018-2022年医疗机器人行业市场前景及投资机会研究报告》。

医疗市场空间巨大，作为新的业态医疗服务机器人正在资本、技术和政策的助推下快速向医疗市场渗透。在日前举行的第六届中国（上海）国际技术进出口交易会上，一众医疗机器人汇聚的张江展区成为交易会现场的一大亮点。细分市场成热点在展会现场，一台外骨骼机器人正在展位上模拟人的步态匀速行走，格外有范，也吸引众人驻足观看了解。据机器人的生产方傅利叶智能现场工作人员介绍，该机器人核心技术是力反馈，通过装置在各个关节、不同力矩和位置的19个传感器，以及11个分布式CPU（中央处理器）模块，能够识别传感信号、了解使用者的走路意图。机器人后台会根据众多不同类型患者使用反馈数据，建立一个步态曲线数据库，可依据使用者走路习惯、步幅大小、步频快慢等，在步态曲线的各个点处进行调整。上述工作人员告诉第一财经记者，这款机器人是直接穿戴在人身上的，所以不同于工业机器人，能与使用者、环境实现交互，拥有“触觉”。中金智德股权投资管理有限公司副总经理刘森林曾经向第一财经记者表示，人类在进化过程中一直以来的趋势就是人脑越来越发达，而肢体机能却有退化的趋势，所以找寻到合适的替代品是未来发展的趋势，也就是投资人最为看重的刚需。不过，这样一台机器人售价大概在60万元人民币，较高的定价从目前来看很难针对普通的消费人群，因此未来医院将会成为采购的主力。在另一个站台，第一财经记者还注意到了一款可以替代传统胃镜的新型医疗机器人，其实则为一颗胶囊胃镜，随水吞服后，它以每秒2帧的速度进行拍照，将食管、食道、胃进行全方位检查，短短15分钟即可拍摄上万张照片，完成无痛、无创、无麻醉、无交叉感染的精准胃部检查，检查后胶囊机器人随消化道排泄。据了解，整个治疗过程在体外通过手机遥控实现，目前国内尚无同类产品上市，生产方上海安翰医疗技术有限公司（下称“安翰医疗”）预计年内可以投入临床应用。可以无痛来检测胃部的状况成为将众多病人从传统胃镜痛苦检查中解放出来的妙招。安翰医疗副总经理郇丹丹告诉第一财经记者，“目前安翰的胶囊机器人已经在100多家医院和300多家体检机构开始使用”。有医疗投资机构负责人向第一财经记者表示，目前在机器人使用的众多领域当中，医疗机器人是一个相对较小的细分市场，但作为单位价值最高的服务型机器人，它是当前机器人行业和医疗行业的发展最热点。来自BCG波士顿咨询的数据显示，预计未来5年年复合增长率能稳定在15.4%；至2020年，全球医疗机器人规模有望达到114 亿美元。中投顾问发布的《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》显示，手术机器人占全球医疗机器人份额的60%以上，占比最重。资本、政策利好加持第一财经记者采访了解到，除了技术上的突破之外，上述两家企业都有较大的资本加持。傅利叶智能天使轮引入了国际一流的风险投资基金IDG资本和上海张江科投，2016年再次获得火山石资本的千万级Pre-A轮融资。而在今年3月份，公司又完成A轮3000万融资，本轮融资由景旭创投领投，前海母基金跟投，原有投资人IDG资本，火山石资本继续跟投。另一家安翰医疗在2017年也获得了大中投资、软银中国资本、优势资本、虔盛投资、厚新健投、同晟资本6家投资机构共同投资的1亿美元。除了资本层面的加持，张江高科技型企业都得到了张江高新区管委会的大力支持，张江高科等多个平台也为域内科技创新企业提供了大力的支持。毫无疑问，伴随全球机器人特别是服务机器人产业的爆发、人口老龄化问题的加剧以及精准医疗概念的兴起，医用机器人越来越引起世界各国的关注。医用机器人正成为资本追逐的热点。越来越多的医疗设备企业、机器人开发机构，甚至互联网巨头纷纷涌入掘金。不过，资本盛宴之下并非“人人可以吃饱饭”。第一财经记者曾经在调研中获悉，许多主打医疗机器人概念的中小公司都面临融资难的问题。一位业内人士告诉第一财经记者，机器人产业化发展的投入非常大，资金问题正成为制约公司快速发展的瓶颈。对于医疗机器人企业来说，有投资人提醒应该做好合理时机的判断。“对于企业来说，错误的时机就会成为先烈，而正确的时机则会成为整个行业的先驱。”

1、中国医疗机器人企业崭露头角医疗机器人的发展可以追溯到 1985 年利用工业机器人辅助定位完成的神经外科 活检手术，首次将机器人技术与医学相结合，自此开启了医疗机器人的新纪元。 医疗机器人属于高端医疗器械，具有高技术壁垒、高准入门槛、高附加值等特点。 根据应用场景可以分为手术机器人、康复机器人、服务机器人、辅助机器人四类。手术机器人是最主要的类别，占医疗机器人的 37%左右。手术机器人可以克服人 的生理局限，具有操作精度高、操作可重复性高、操作稳定性高等特点被用作高 精度要求的微创手术中，为患者带来显著临床获益。根据应用手术类型，手术机 器人可以细分为神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人。现阶段医疗机器人的发展以美国企业为引领，德国、日本、法国等国家紧跟其后。美国直觉外科公司（Intuitive Surgical）的达芬奇手术机器人是手术机器人的 代表，处于行业绝对垄断地位。在外骨骼机器人和远程医疗机器人领域，日本的 Cyberdyne 和 Honda Robotics 两家公司位于行业前列。在配药机器人和外骨骼 机器人领域，德国和以色列企业具有一定优势。美国凭借其精端科技在医疗机器 人领域以绝对优势领跑且在各个细分领域均占有重要地位，特别是直觉外科的达 芬奇手术系统，一度成为手术机器人的代名词，垄断腹腔镜机器人市场，以色列、 德国、法国、日本紧跟其后。以色列在包括骨科机器人、外骨骼机器人等多个领 域均有所建树，日本在陪伴机器人、外骨骼机器人领域处于领先地位，法国的Medtech 公司在神经外科和骨科机器人领域均占有一席之地。与发达国家相比，我国医疗机器人产业起步较晚，尽管国内医疗布局机器人领域 的公司迅速增加，但大多处于发展初期。手术机器人与临床联系最密切、对精度 要求最高，因而技术壁垒最高而可能带来的临床获益最大，吸引了大量科研力量 汇聚于此，许多企业依托科研院所的先进技术成果进行产业化，骨科机器人、神 经外科机器人领域均有国产品牌获得医疗器械注册许可证，其中天智航的“天玑” 骨科机器人在国内骨科机器人市场占有率约为 76.9%（根据 2018 年数据粗算）。 与手术机器人相比，其他细分领域的发展则更为初期，大多企业仍处于研发阶段： 康复机器人市场 90%均为进口产品，国内产品市场渗透率较低；服务机器人则更 为初期，产业尚处于培育期。2、 医疗机器人市场发展迅速，亚太地区成为新重心随着数字化医疗的发展，全球医疗机器人发展迅猛、市场规模迅速扩大。根据国际机器人联合会 IFR 数据，2018 年全球医疗机器人市场规模为 136 亿美元，预 计到 2021 年将会达到 207 亿美元。其中，手术机器人是其中规模最大的细分领 域，根据普华永道预测，手术机器人市场在 2021 年将会达到 64.4 亿美元。放眼全球，北美、欧洲和亚太地区是医疗机器人的主要市场。其中，北美市场较 为成熟，发达欧洲国家紧跟其后，亚太地区由于发展较晚仍处于初步阶段。与其 先进的研究水平和相对较长的研究历史一致，北美地区使用医疗机器人的比例远 高于其他地区，2016 年美国市场在全球医疗器械市场占比为 63%，而欧洲和亚太 地区分别为 25%、12%。以达芬奇手术机器人为例，根据直觉外科的数据，美国 和日本每两千万人口拥有 147 台、34 台。根据复星医药的数据，2019 年底中国 的达芬奇机器人保有量为 138 台，我国每两千万人口拥有达芬奇机器人数量仅约 为 2 台。随着医疗机器人在美国市场的发展逐渐步入成熟期，市场重心逐渐向亚太地区转 移，亚太地区的医疗机器人装机量和承接手术量快速增长。其中，我国人口基数 大、手术市场需求大且医疗机器人起步晚、增长空间大。包括直觉外科、美敦力 旗下的 Mazor Robotics、捷迈邦美旗下的 MEDTECH 公司在内的国外机器人公司 均已布局中国市场。除了国外成熟产品瞄准中国市场，国内的机器人创业公司数 量也显著增加，2013 年～2016 年新增医疗机器人创业公司超过 100 家，公开披 露融资的公司超过 40 家，还有包括微创医疗在内的部分上市公司也将业务拓展到医疗机器人领域。3、 骨科机器人是群英逐鹿的赛道3.1 骨科机器人市场竞争分析骨科机器人是手术机器人中发展较为成熟的一个分支领域，根据国际机器人联合 会(IFR)2014 年数据，全球范围内骨科手术机器人占手术机器人市场总额的 23%。 骨科机器人的主要应用领域有：创伤骨科、脊柱外科和关节外科。不同于软组织 手术机器人领域中美国的直觉外科（达芬奇机器人系统）长期处于绝对垄断领域， 骨科机器人领域呈现出多强角力的局势，如以色列的 Mazor Robotics 公司、法 国的 MEDTECH 公司、美国的 MAKO plasty 公司等。就应用场景而言，脊柱外科、关节外科和创伤复位领域手术机器人发展较为成熟， 然而骨折复位机器人的研发难度较大、研发进展相对缓慢，全球范围内还没有进 入临床应用的产品。英国 Smith & Nephew 公司、美国 MAKO plasty 公司、美国 Integrated Surgical Systems 公司在关节置换领域具有成熟的市场化产品，以 色列 Mazor Robotics 公司、法国 MEDTECH 公司、中国天智航医疗科技公司在脊 柱外科领域也都占据一席之地，韩国和德国也都在脊柱外科、创伤领域成功开发 出机器人原型系统并积极开展商业化转化。我国骨科手术机器人起步较晚，目前仍处于产业化初期。根据 Persistence Market Research 的统计，2018 年全球骨科机器人公司的营收大约为 10.37 亿美 元，每台骨科手术机器人的价格大约在 50～150 万美元，考虑到营收中部分来自 耗材采购收入，2018 年全球骨科机器人新增装机数约为 700～1000 台。而 2018 年我国骨科机器人新增装机量约为 26 台，仅占全球的不到 4%。由于骨科机器人 单价高且未纳入医保覆盖范围，引入医院主要以三甲医院和少量私立医院为主， 以天智航的天玑骨科导航机器人为例，在其覆盖的 74 家医疗机构中有 52 家为三 甲医院，占比超过 70%。我国骨科机器人的发展仍处于市场导入阶段，医生接受 度和市场渗透率有很大提高空间。3.2 骨科机器人技术发展情况传统骨科手术主要依赖于医生经验和术中扫描影像，存在手术精度低风险高、创 伤大、恢复慢等问题。随着精准治疗的发展，许多手术告别开放式迎来创伤更小 的微创手术。然而由于骨骼系统结构复杂、毗邻重要血管和神经，对定位和操作 的精度要求极高，以传统的透视方法和人工操作难以实现骨科的微创手术。而骨 科机器人借助其高精度的影像导航系统进行最优化手术路径规划并通过高自由 度机械臂操作进行路径实现，从而实现骨科手术的微创化，具有提高手术成功率、 减小创伤、降低医生辐射等优点。骨科机器人通常由主控台、机械臂和光学定位相机组成，通过“机械臂+导航”模式 实现光学导航下的机械臂实时定位和操作。具体流程如下：1）术前/术中获取患 者损伤部位的影像并上传到主控台完成识别，医生通过主控台规划手术路径设计； 2）医生将机械臂拖动至术区后，机械臂按照规划好的手术路径进行精准定位， 并完成切割和/或植入；3）光学跟踪系统负责术中实时定位监测，对定位误差进 行实时动态调整，引导机械臂自动调整。骨科手术机器人的核心技术主要体现在机械臂控制和导航定位两个方面：1）机 械臂控制。由于骨骼结构复杂、毗邻重要的血管和神经，且脊柱腔道内空间较小， 要求很高的手术操作精度，因此机器人手臂操作的精度是其关键衡量标准，也是 技术难点。目前骨科机器人操作精度在毫米甚至亚毫米级别。2）导航定位。由 于骨组织附着有皮肤、肌肉且处于较深处，手术中难以充分暴露，肉眼难以透视 以获取准确施术位置。传统手术需要借助术中多次 CT 扫描，通过结合图像、人 眼观察及医生经验才能确定手术位点，造成误差较大且对医生经验依赖较重。骨 科机器人需要通过术前/术中获得的待手术区的基准位置与手术器械所在的实时 位置进行比对和标定，从而实现对手术器械的追踪和导航。硬件配件作为工业部件， 其供应渠道已相对成熟，难点在于通过软件实现标志点的识别、不同坐标 系转换等关键功能。目前，获得国内医疗器械注册证的骨科机器人企业有：1）脊柱外科领域：MazorRobotics 公司（以色列，被美敦力收购）、MEDTECH 公司（法国，被捷迈邦美收 购）；2）关节外科领域：MAKO Surgical 公司（美国，被史赛克收购）；3）创伤 骨科和脊柱外科：天智航医疗科技公司（中国）。其他在研、未获得注册证的国 内企业包括上海锋算、微创医疗机器人。4、 典型公司分析4.1 直觉外科公司分析 -达芬奇手术机器人直觉外科(Intuitive Surgical Co.)创立于 1995 年，是一家专注于手术机器人 的创新型医疗器械公司。其主要产品达芬奇外科手术机器人可以应用于心脏、前 列腺、胸腺等部位的软组织手术。达芬奇手术机器人于 2000 年获 FDA 批准上市， 成为首个获批上市的手术机器人，截止 2019 年底已在全球范围内完成装机 5582 台，是世界上应用最为广泛的手术机器人。达芬奇手术机器人的开发可以追溯到上世纪 80 年代时斯坦福研究院（SRI）对于 远程操纵手术机器人的研究。SRI 研制出了一款原型机，获得了美国国防部的投 资。1994 年，作为 SRI 主任 Guidant 下属的 Frederic Moll 对 SRI 系统产生兴 趣，想要将该原型机商业化，但没有得到 SRI 的支持。1995 年，他和 John Freund 与 SRI 多次协商购买了原型机的知识产权，并成立了直觉外科。公司将原型机命名为 Lenny 并进行测试和改进，最终版本即后来面世的达芬奇手 术机器人系统，于 1999 年在欧洲销售，2000 年获得 FDA 批准在美国上市，随后 适应症不断扩展，从最初的腹腔镜手术扩展到前列腺手术、胸腔镜手术、妇科手术。直觉外科持续性地进行高研发投入，对达芬奇系统进行不断更新换代，不仅推出了精度、灵活度、成像清晰度更高的达芬奇 Xi，还推出了性价比更高的达芬奇 X 和适用于狭窄手术范围的达芬奇 SP，形成了更全面的产品布局。此外，直觉外 科推出了 Ion 机器人肺活检系统，并于 2019 年 2 月获得 FDA 批准上市，该机器 人系统可以通过导管对肺部深层组织进行精确穿透和采样。根据直觉外科 2019 年年报披露，Ion 系统在 2019 年的销售量为 10 台，目前仍处于市场导入阶段。达芬奇机器人系统主要由三部分组成：医生操作台、机械臂、成像系统，医生借助成像系统在操作台远程操作机械臂进行手术。具体来说，成像系统中的内窥镜 可以提供放大 10 倍以上的高清三位图像，通过操作台呈现给无菌区外的主刀医 生以及通过成像平台呈现给无菌区内的医生助理。主刀医生坐在无菌区外的操作 台上，利用主控制器和踏板来同步控制机械臂进行操作，达芬奇系统配备的 7 自 由度机械臂可以精准复刻主刀医生的操作，利用震颤过滤技术消除人手的抖动， 达到比人手更稳定、精确的操作。直觉外科的商业模式以达芬奇机器人销售、耗材销售和维护服务形成闭环，具备 可持续增长动力。新增装机量驱动了直觉外科驱动前期营业收入的增加，随着保 有量的提高，新增装机量趋于平稳甚至下降；而机械臂的强制更换规定为后期稳 定收入提供保障，随着保有量的增加、医生对于系统的熟悉和适应症拓展等导致 单机承接手术量的提高，机械臂更换频率增加。此外，与保有量紧密捆绑的服务 费用对营收有稳定贡献。具体来说，直觉外科的营业收入主要来自三部分：1）达芬奇系统装机收入：达芬奇机器人的装机收入可以分为租赁收入和销售收 入（包括新增收入和以旧换新收入）。全新达芬奇机器人的单价为 60～250 万美 元不等，平均单价为 154.3 万美元（中国进口价格为 350 万美元，未计入）；租 赁的平均价格为每年 22 万美元。2）配套耗材收入：达芬奇机器人配备的关键部件机械臂在使用 10 次之后会要求 强制更换，机械臂的单价为 700～3200 美元/条。机械臂更换的收入与装机量相 关，且随着时间推移、医生对于系统熟练程度提高，单台达芬奇机器人承接的手 术量增加，带来机械臂更换频率的提高，将为直觉外科带来长期可持续的收入。 此外，直觉外科还提供与达芬奇机器人配套的吻合器等附件。据统计，使用达芬奇手术机器人的手术单台耗材消耗达到 700～3200 美元。3）服务收入：服务主要包括培训、检修等，服务费用约为 10～14 万美元/年， 该项费用也会随着装机量的增加而提高。4.2 REWALK 外骨骼机器人—商业化前景黯淡 Rewalk 是来自以色列的一家创新型机器人科技公司，致力于研发、制造、销售 可穿戴外骨骼动力设备，旗下产品属于康复机器人的范畴。Rewalk 外骨骼机器 人的主要受众是因脊髓受损、中风等原因导致下肢瘫痪的患者。Rewalk 创立于 2001 年，由 Amit Goffer 博士主导设计。1997 年 Amit Goffer 博 士因车祸导致四肢瘫痪，自身经历让 Amit Goffer 博士体会到瘫痪患者的痛苦并 决心帮助和自己一样的瘫痪患者重新站立、恢复行走。2001 年 Amit Goffer 博 士主导成立Argo医疗科技公司，也就是现在Rewalk的前身。公司核心产品ReWalk 在 2012 年获得 CE，进入欧盟市场；2014 年获得 FDA 认证，成为首个获得 FDA 批 准的外骨骼机器人系统。同年 9 月公司在纳斯达克上市。目前公司旗下有两款产品：ReWalk Personal 及 Restore。ReWalk Personal 是 一种可穿戴的外骨骼机器人设备，可以使下肢瘫痪患者直立、行走、上下楼梯、 转弯等，于 2016 年获得 FDA 批准上市，目前已更新至 ReWalkTM Personal 6.0； Restore(ReStore Exo-Suit)是一种轻便的软性外服装置，用于因中风导致下 肢行动不便者进行康复训练，该产品于 2019 年 6 月获得 FDA 批准上市。ReWalk Personal 系统是一个由电池供电的可穿戴式外骨骼设备，ReWalkPersonal 采用体感芯片，可以感知佩戴者重心的细微变化；ReWalk Personal 在 髋部和膝盖关节处安装有马达，可以帮助佩戴者行走。通过感知到佩戴者上半身 向前倾斜从而开启行走的第一步；反复移动的上半身可以使 ReWalk Personal 产 生一系列模仿腿部自然步态的动作，帮助佩戴者进行行走，并能够根据实际情况 控制步速。ReStore 系统是一种类似于服装的柔软设计，可连接到轻便的腰包和机械缆线， 通过控制患者抬起患病腿的节奏帮助患者学习自然的步态。自然的步态周期有两 个关键阶段，即向前推进（PF）和离地间隙（DF），Restore 在这两个关键节点 为患者提供针对性的引导，帮助患者学习自然步态。Restore 的内置传感器可以 捕捉到佩戴者方向或速度的改变，及时进行调整以便和佩戴者保持绝对同步。该 设备还可以在步态训练过程中为物理治疗师提供大量数据，以帮助治疗师实时分 析优化患者治疗的策略。不同于直觉外科后期收入的 50%以上来自达芬奇手术机器人配套耗材的收入， Rewalk 系列产品不需要定期更换耗材，公司的营收主要来自两款产品的销售、 租赁、维修、服务费用。因此，公司的主营产品收入主要取决于产品的销售量。 由于 ReWalk 系列产品价格高昂，最新版本 ReWalk Personal 6.0 高达 7.7 万美 元，市场接受度低。公司希望可以由保险和政府基金为瘫痪者承担费用，从而实 现放量。目前，美国退伍军人事务部（VA,Department of Veterans Affairs）、 德国顶级保险公司 Techniker Krankenkasse 和 DAK-Gesundheit 已将 Rewalk personal 产品纳入保险覆盖范围。4.3 天智航—骨科机器人龙头公司天智航医疗科技股份有限公司成立于 2010 年，专注于骨科手术导航机器人的研 发、生产、销售和服务，是国内骨科机器人领域的领军企业。公司的核心产品是 骨科手术导航机器人，该机器人可以通过光学追踪方式对术中影像进行实时手术 路径规划并通过 6 自由度机械臂的灵活操作进行路径实现。公司的发展历程紧密围绕其核心产品骨科导航机器人的发展历程。2004 年，北 京航空航天大学提出了基于 2-PPTC 结构的骨科双平面定位技术，实现了术中的 靶点精确定位，并基于此技术研发出骨科手术定位机器人。2005 年 11 月，天智 航技术与北航签署委托开发合同并获得研究成果的所有权和使用权，启动科研成 果产品转化工作，研制出中国首台自主知识产权的骨科手术机器人，并于 2010 年获得国家 III 类医疗器械注册证，填补国内空白。2010 年 10 月，天智航医疗 科技有限公司成立，并于同年 12 月完成对天智航技术的收购并承接其关于骨科 机器人的全部技术。天智航科技分别于 2012 年和 2016 年推出第二代和第三代骨 科机器人，均获得国家 III 类医疗器械注册证。其中，第三代骨科机器人（“天 矶”）为国际首台通用性骨科手术机器人，覆盖脊柱全长、骨盆骨折、四肢骨折 等手术，目前已在国内 74 家医疗机构进行了常规临床应用。

医疗机器人涉及关键技术多医用机器人属于机器人的一个分支，其发展离不开机器人的基础理论和关键技术。目前，医疗机器人涉及的关键技术主要包括机器人优化设计技术、系统集成技术、遥控操作和远程手术技术、手术导航技术、软体机器人技术、辅助介入治疗技术以及人工智能技术、互联网技术、大数据技术等。下面以系统集成技术、手术导航技术、辅助介入治疗技术为例。系统集成技术其本质就是最优化的综合统筹设计，系统集成包括计算机软件、硬件、操作系统技术、数据库技术、网络通讯技术等的集成。医疗机器人有“医用”的特殊内涵，要求安全有效。因此，系统集成时一定要面向具体的手术流程需求，前期考虑需求的产品、技术和功能的集成，在此基础上，注意人机功效学的研究，实现医用机器人在“医生-机器人-患者”三者的共融。手术导航技术是将病人术前或术中影像数据和手术床上病人解剖结构准确对应，手术中跟踪手术器械并将手术器械的位置在病人影像上以虚拟探针的形式实时更新显示的技术。这种技术使医生对手术器械相对病人解剖结构的位置一目了然，使外科手术更快速、更精确、更安全。手术导航技术是计算机技术、立体定向技术和图像处理技术结合发展的产物，现已适应微创外科的需要，广泛应用于神经外科、骨科、耳鼻喉科的手术应用。手术导航发展至今，经历了框架机械立体定向仪、无框架机械臂定位系统、手术导航系统三大阶段。辅助介入医疗技术是介入治疗与机器辅助系统结合的技术。介入治疗具有不开刀、创伤小、恢复快、疗效好、费用低等优势，但同时具有对病灶靶点的定位不够准确、对医生健康有一定损害、所需的技巧性高等缺陷，因此限制了这项技术的广泛应用。机器人辅助系统是解决上述传统的介入治疗问题的重要途径。机器人辅助系统是利用计算机技术分析医学影像信息，在构建三维空间坐标的基础上应用医用机器人实现精确定位和辅助操作。从而使介入技术与机器人定位准确、状态稳定、灵巧性强、工作范围大及操作流程规范化等优势相结合，减少治疗中的人为因素，使介入治疗更为精确、灵巧与安全，克服完全依赖于医生的经验。朝向智能化、安全化、精细化未来，随着我国人工智能的发展和机器人制造技术的突破，医疗机器人的技术将逐渐向着智能化、安全化、精细化的方向发展，保障远程医疗的实时精确性。例如，从开腹到腹腔镜手术，外科手术在微创上迈出了一大步。随着患者的要求增多，腹腔镜微创技术也不断的成熟应用。目前单孔腹腔镜手术在保证安全、达到相同疗效的前提下，保障手术创伤最小化，已在泌尿外科、妇科、腹部外科等领域开展应用，成为外科发展的主流方向。再如，随着微型机器人应用范围的逐渐增加，微型机器人在医疗领域给送药的应用将取得突破性的进展。现阶段，微型机器人在医疗领域的研发已有胶囊机器人、运送药物的纳米机器人、纳米蜘蛛机器人等。值得一提的是，医疗机器人涉及的技术要求高，不可能一蹴而就，未来还有很长一段路要走。例如，远程手术对相关技术的要求很高，它结合了计算机技术、卫星通信技术、遥感、遥测和通信技术、全息摄影技术、电子技术等诸多高新技术，基于医学物联网的远程手术，是计算机技术、通信技术与多媒体技术同医疗技术相结合的产物，对基础设施相对要求较高。以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国医疗机器人行业市场前瞻与投资规划深度分析报告》。更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。

医疗机器人的发展可以追溯到1985年，美国洛杉矶的研究人员借助PUMA560工业机器人平台完成了机器人辅助定位的神经外科活检手术，首次将机器人技术与医学相结合，自此开启了医疗机器人的新纪元。此后，部分国家率先开发手术机器人相关技术，推动医疗机器人发展。2010年9月，卢布尔雅那大学医学中心进行了一次真正意义上的股骨脉管系统机器人手术，它没有复刻人手的动作，而是在按下按钮后自行操作。谈到医疗机器人，许多人都会起到美国Intuitive surgical公司研发的达芬奇机器人，它是世界第一款手术机器人，代表着机器人在医疗行业应用的重要里程碑。如今，达芬奇机器人已经广泛适用于普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、妇科、小儿外科等，成为适用性最广的医疗机器人。2014年起，我国开始引入外科手术机器人，目前主要是部分中心城市的三甲医院才有引进，昆明医科大学第二附属医院、浙江大学医学院附属儿童医院等医院均引入了达芬奇医疗机器人。整体而言，目前医疗机器人在我国医疗领域的应用还处于导入阶段，无论是机器人本身的技术还是医护人员的操作能力都需要一个培育的过程。从医疗机器人自动化程度来看，现阶段，医疗机器人尚无法全流程、全自动的实施手术，手术过程中仍需要医生的介入。中国工程院院士、北京积水潭医院院长田伟表示，“医疗机器人的目的不是取代医生，而是为他们提供一种拓展能力的工具。随着第三代医疗机器人在临床精度和适应性方面取得重大的技术突破，今后我们将重点关注如何提升机器人结构的灵活性、人机交互技术的高效性和可远程操作的机器人。”随着人口老龄化加剧，医疗机器人的应用需求逐渐增加，多种不同功能的医疗机器人均已得到应用。从市场规模来看，当前我国医疗机器人装机分布主要集中在三级甲等综合性医院及部分公立医院，市场普及率处在较低水平，市场规模仅占全球医疗机器人市场规模的5％左右。根据中国电子学会的统计，2019年我国服务机器人市场规模约为153亿元，其中医疗机器人43.2亿元，占服务机器人市场规模的28.2％。田伟院士表示，医疗机器人领域的很多企业刚刚起步，需要得到政府更大范围的支持。我们希望有更多的资本能够有一个持久的、远大的目标，愿意放长线让这些公司慢慢的发展起来。幸运的是，时代的发展也造就了独特的机遇，医疗机器人的发展是国家实现工业化战略目标的重要一环。国务院在“十三五”规划纲要及《中国制造2025》等文件中提出，要重点发展医用机器人等高性能诊疗设备，积极鼓励国内医疗器械创新。此外，中国医疗市场的体量随着老龄化社会的到来快速扩大，分级诊疗的推进和基层医生的巨大缺口也成为了机器人研发的强劲动力。达芬奇并非天下无敌。人工智能时代下，中国机器人要想赶超达芬奇，必须要另辟蹊径，换道超车。而手术机器人的研究目的也并不是要完全取代外科医生，而是要借助人机协调的理念来实现系统的控制，实现机器时代下更智能化、信息化，手术微创化、精准化的医疗。