未来智讯 > 新闻资讯 > 手术机器人行业,还能长出多少个“达芬奇”
导读:切开一个直径不到1厘米的小孔,就能完成一台手术,副损伤更少的微创手术毫无疑问会成为人类医疗的未来。 因此,能够帮助更好完成微创治疗的机器人必然成为医疗行业的大势所趋。即便10年、20年甚至更久的时间,这个方向也很难被改变。 手术机器人意味着什么?...
      切开一个直径不到1厘米的小孔,就能完成一台手术,副损伤更少的微创手术毫无疑问会成为人类医疗的未来。
      因此,能够帮助更好完成微创治疗的机器人必然成为医疗行业的大势所趋。即便10年、20年甚至更久的时间,这个方向也很难被改变。
      
      手术机器人意味着什么?
      众所周知,列奥纳多达芬奇是世界级的艺术大师。但如今说起手术机器人,却依然绕不开da Vinci 这个名字。就如同人类对于艺术的敬仰,当达芬奇的名字和生命挂钩的时候,便又重新活跃了起来,而做手术这件事情,在当下和未来,也必然会带上了几分艺术色彩。
      诞生于2000年的达芬奇机器人(da Vinci )是目前国际上最成功的手术机器人。这类机器人最初是辅助人进行医疗手术的稳定器,但这种器械却随着微创手术必然的发展,在优秀的外科医生手中发挥出了更多作用。目前,达芬奇手术机器人在泌尿外科、普外科、胸外科、妇科、小儿外科、心外科和头颈外科等等外科手术上都展现出了优异的性能,被广泛应用于外科大部分领域的微创治疗。
      
      通过在3D成像和精准控制上做了大幅提升,一代达芬奇手术机器人就能让医生通过三维视觉系统和动作定标系统,操控机械臂以及手术器械来完成手术。这意味着在达芬奇机器人的辅助下,医生不仅可以看到病变部位放大10倍的3D影像,同时还操作机器人精准进行手术。
      对医生而言,大术野高精度的操作体验感非常高,游离更准确,面对更加复杂和高难度的手术也有很高的科研价值。对患者而言,越小的创口,越精准的治疗,往往让术中创伤更孝出血更少、术后出现并发症的风险明显降低。对医院而言,病人恢复期大大缩短,病床的流转率会显著提升,医疗资源能够实现更高效的利用。
      机器人能精准复现医生手术操作,很大程度上弥补了外科手术人在体力上的短板,对于类似介入、骨科等对于影像学要求较高的手术而言,不仅减少了医生的吃线风险,还提升了精度,手术机器人从鸡肋的器械变成了更好用的专业工具。
      达芬奇手术机器人的发展
      在2006年,我国解放军总医院(301医院)就正式引进了达芬奇机器人,引进初衷就是研究微创手术,许多代理公司也开始进入中国销售产品,这种全新的产品形态让大批专家和企业也开始投入研究,
      大多数普通人知道达芬奇机器人,是从2015年达芬奇机器人剥葡萄皮的视频在网上流传开始。如今,距离这个视频6年已经过去,达芬奇机器人已经升级到了第五代,《美国医学会杂志》(JAMA)一份报告提到,机器人手术占外科手术的比例已经从2%提升到了15%,包括达芬奇机器人在内的机器人手术量激增。
      
      
      
      达芬奇手术机器人的发展历史并不算长,最早起源于一项军方技术研究。在20世纪80年代,越南战争中美军伤亡惨重,美国国防部希望能通过科技手段改善战地手术条件,降低战争导致的伤亡率,美国斯坦福研究院(SRI)被委托研制适合做战地手术的机器人,这个项目立项后在1990年的时候就收到了来自美国国家卫生研究院的投资并很快研制出了原型机lenny。
      在1994年,Fred Moll博士敏锐看到了这项技术的商机,经过多次与SRI的协商,Fred Moll博士买下了SRI原型机lenny的知识产权,并在随后1995年成立了直觉外科公司(Intuitive Surgical)。在这些技术的基础上,1999年,直觉外科公司成功研制出第一代达芬奇机器人外科手术系统,并在2000年被美国FDA(食品药品监督管理局)批准,成为世界第一个机器人腹腔镜手术系统,随后在全世界开疆拓土,中国是达芬奇机器人的重点市场之一。
      
      弗若斯特沙利文的一份资料显示,2015年到2020年,全球手术机器人市场规模由30亿美元增长至83亿美元,复合增长率22.6%,预计将以26.2%的年复合增速增长至2026年的336亿美元。其中在中国,达芬奇手术机器人到2020年底时,已经约有150台的装机量,每年约有4万例手术是达芬奇手术机器人完成。随着5G网络技术的发展,达芬奇最新一代手术机器人也还可以实施远程手术,为相隔千里的病人进行手术治疗,这将进一步提高机器人手术量,也让许多专科医院看到了达芬奇机器人的市场潜力。
      中金公司的一项报告显示,截至2020年中国手术机器人市场规模为25亿元,占全球比例为5.1%。但到2030年,国内市场规模有望超700亿元。中国有最庞大的外科手术需求,必然带来最大的手术机器人市常
      如此庞大并快速增长的市场,达芬奇手术机器人一直站在市场的最顶端。Intuitive Surgical年报显示,当前,一台达芬奇手术机器人单台售价高达200-350万美元,换算成人民币约在1000-2000万。2020年直觉外科收入达43.58亿美元,占全球手术机器人市场份额为52.4%,占全球腔镜手术机器人份额为82.9%。
      
      这吸引了许多国产企业攻克手术机器人的难题。但一直到现在,国内的手术机器人技术仍然与达芬奇机器人存在距离。
      壁垒与竞争依然并存
      达芬奇机器人由三部分组成:医生控制台,患者手术平台(4臂床旁机械臂系统),影像处理平台(高清晰3D视频成像系统)。
      听起来简单的结构,但涉及到的专利数量高达2000多项。其中包括7自由度手术机械臂、前端执行器械、三维影像视觉定位方式、遥操作等等相关技术,覆盖了现有同类外科手术机器人的包括设计结构和活动方式在内的所有技术保护点。专利集中在患者平台,比例约为56%,医生平台占33%,剩余为图像系统。如果按技术区分,则主要集中在控制装置(占29%),末端执行器(占24%)和机械臂(占20%)。
      
      这些专利的有效期长达20年,在2018年左右陆续过期,国内在2018年以前发展出的技术,在自主研发上走了非常多的路,这也是目前许多国产手术机器人企业获得资本青睐的原因之一。
      这些专利壁垒,主要覆盖在当前市场最广阔的腹腔领域。国内已上市可用于腔镜手术的机器人产品有6种,均来自于跨国企业。不过,由于达芬奇手术机器人已经打开了腹腔镜手术的局面,国内也有一些企业跟进,如“术锐”单孔腔镜手术机器人、微创的图迈、蜻蜓眼 三维电子腹腔内窥镜及鸿鹄 机器人、威高机器人、康多机器人,以及妙手机器人。值得一提的是,这些国产设备售价约为300-800万人民币,能够很好地完成高中低端市场的快速切入。
      
      除了腹腔领域,骨科手术、经自然腔道、神经外科、介入手术,例如天智航的天玑骨科机器人、柏惠维康的“睿米”神经外科手术机器人,也都在不断拓宽手术机器人的功能边界,并先后拿到了第三类(最高)医疗器械注册证。
      国际手术机器人市场也出现了很多老牌的企业,2019年,美敦力、强生、西门子、史赛克等四家医疗器械巨头,就合计斥资67亿美元,以收购的方式拿到了手术机器人的入场券,正在布局更大范围的手术机器人市场,且已经瞄准了中国市常
      其中最值得一提的就是由谷歌母公司Alphabet和强生两个巨头跨界合资的Verb Surgical,这家企业意图通过数据和医疗器械的结合,建立针对外科手术诊断方案的共享数据库,用深度学习技术为医师的手术提供针对性建议。
      2018年底,医疗界巨头美敦力收购Mazor Robotics,其机器人专门用于脊椎和大脑方面的手术,同时也获得了FDA的批准,目前已经被实际应用在手术上。而今年3月份,美国史赛克公司收购的骨科手术机器人Mako则也已经在国内获批全膝关节置换适应症,而早在2018年其全髋关节置换适应症就在国内上市。
      
      全球一些新颖的手术机器人创业公司也正在崛起。例如英国CMR公司,这家公司于2017年研制出目前世界上最小的通用型外科手术机器人Versius系统,并在2019年取得了欧盟CE认证。该系统在设计上没有采取类似达芬奇笨重的突破了整体固定吊顶安装方式,而是采用分体式落地床旁系统,并且可以灵活移动,体积也较主流产品大为减校如今,Versius已在欧洲上市,价格也约为达芬奇在欧洲价格的一半。除了能够完成腹腔镜手术,CMR团队还在加紧研发拓展应用领域,提升系统的适用范围。
      
      无论是技术还是应用领域上的庞大可能性,让手术机器人也成为近几年的医疗投资风口。2021年以来,手术机器人领域的融资金额近20亿美元,A轮及A轮之前的早期融资项目占比60%,其中也不乏大额融资,例如CMR Surgical就拿下6亿美元、eCential Robotics则拿下1亿欧元。
      企查查数据显示,目前国内与“医疗机器人”相关的企业也已达6万多家,中国手术机器人领域也处于高速发展期,一些创新的技术颇受资本青睐,手术机器人行业的上行趋势明显。
      虽然目前国产手术机器人已经在慢慢崛起,但大多都是后发入场的企业,面对这些国外龙头医疗企业的进攻还略显单保同时,大部分的手术机器人大多仍然在中国一线城市的一级医院使用,较大的学习难度导致难以下沉到各级医疗机构,国产机器人价格的优势并不明显。同时另外一个可以确定的走向是,国产手术机器人的发展空间必会遭受这些国际对手的挤压,短期内打破现有市场的垄断格局较为困难。
      10年,从保护到放开
      手术机器人发展的时间并不长,安全性也仍然需要更多时间验证,在国内市场的发展经历了从管制到放开的阶段。从2006年起,我国的手术机器人市场一直都是半开放的状态,直到2018年以前,例如达芬奇等手术机器人都是处于卫健委甲类的配置管理范畴,这也变相为我国手术机器人市场的自主研发创造了空间。
      2017年随着达芬奇机器人在国际上的成熟应用,在国内市场的声量稳步提升,2017年5月许多手术机器人才被正式设置大型医用设备配置许可,允许各大医院申请采购行政许可。2018年达芬奇机器人被归为大型设备乙类,由省级卫健委规划调配,手术机器人的采购量才开始大大提升,到2021年,部分自贸区目前已经可以直接不受配置规划限制采购。
      今年2月,工信部发布了《医疗装备产业发展规划(2021-2025)》的征求意见稿,提出“推进手术机器人在重大疾病治疗中的规范应用”。征求意见稿明确:鼓励有条件的地方对相关医疗装备在医保支付、收费定价等方面先行尝试,推动相关产品的推广和使用。
      
      消息发布后,在今年4月,上海就公布了将达芬奇手术机器人纳入医保的消息,虽然手术项目依然局限于前列腺根治术、肾部分切除术、子宫全切术和直肠癌根治术四种,但确实是医疗行业对于手术机器人一次大的支持。因为目前国内市场上获批上市的腔镜手术机器人以达芬奇Si及达芬奇Xi为主。
      而在今年8月末,北京医保政策也明确将天智航“机器人辅助骨科手术”作为辅助操作获得政府定价,并与“一次性机器人专用器械”共同纳入北京医保支付目录。这对于相关企业可谓一大利好,也对医疗机器人行业释放出一个鲜明信号。
      可以看出,近几年,随着手术机器人技术的全方位发展,成熟度稳步提升,国内对大型设备的购置政策呈现逐步放宽趋势,使得未来手术机器人加速推广成为可能。
      剃刀+刀片商业模式
      除了政策上的支持,产业链的不断完善也在降低手术机器人的综合成本。
      在手术机器人的成本组成上,伺服电机占20-25%、减速器占30-35%、控制器占5-15%、力矩传感器占约5%。由于零部件大部分和工业机器人部件通用,因此国产手术机器人成本能够在近些年不断降低。但为了追求更高的精度和灵活性,目前部分手术机器人的核心器件多以海外进口为主,国产品牌技术水平与国际领先水平仍存在较大差距。
      中金的一份研报显示,2020年手术机器人国产部件市占率仅为10-20%。目前,国产控制器相对成熟,伺服电机和精密减速器等短期仍以进口品牌为主。未来随着上游供货商国产化率的提升,带来成本优势同时也会提升设备降费幅度。
      
      减少创伤,手术机器人一定是未来的大趋势。但除了手术机器人,耗材也非常关键。由于手术机器人是多学科融合的创新型医疗器械,是实现手术智能化的关键技术,也是与生命直接相关的医疗器械,因此配件耗材、售后维修都不能有一点大意。例如达芬奇的设备器械故障率大概会控制在10次,开机维护、硬件损耗折旧的费用另算,这导致目前国内借助达芬奇机器人实施的手术比普通手术要贵4万元左右,耗材、服务三部分也共同构成了手术机器人企业的商业模式核心。
      和达芬奇手术机器人类似,伴随机器人的规模化与智能化进程,手术机器人行业也将呈现出短期以手术机器人设备为主、中期以耗材、配件为主、远期以服务、售后为主的典型剃刀+刀片商业模式,这种业务模式极具增长潜力和市场吸引力,对市盈率的提升帮助很大。
      
      例如9月24日,微创医疗机器人通过港交所聆讯,小摩与中金公司(601995)为其联席保荐人,其招股说明书显示,知名投资者如高瓴资本、CPE源峰、远翼、凯利易方资本及贝霖投资赫然在列。作为知名医疗器械巨头微创医疗旗下又一分拆上市公司,在上市前微创医疗机器人就被市场寄予厚望,其类似达芬奇机器人的核心业务和商业模式使得其估值直接高达250亿元人民币。
      结语与展望
      随着全球人口老龄化趋势越来越强,创新医疗器械的需求和发展空间也越来越大,手术机器人作为创新医疗器械赛道中最复杂而商业价值也最大的一个细分领域,能有非常多的市场可能性。例如5G、AR、人工智能等新技术的发展,还能为手术机器人带去更多的技术迭代可能,这部分技术当前在中国已经与世界保持同一赛道。
      目前,腔镜手术机器人仍然为手术机器人最大的细分市常腔镜机器人可用于多种手术,包括泌尿外科、妇科、胸外科及普外科手术等。就区域市场而言,美国目前为全球最大的手术机器人市常根据弗若斯特沙利文的资料,2020年美国的手术机器人市场规模为46亿美元,占全球市场的55.1%。欧盟为手术机器人的第二大市场,市场规模为18亿美元,占全球市场的21.4%。
      而中国,尽管患者人数庞大且可能需要使用手术机器人进行的常规微创伤手术数量众多,但由于手术机器人市场仍处于早期发展阶段,2020年的手术机器人市场规模仅为4亿美元,占全球市场的5.1%,明显低于美国及欧盟市常
      但按照中金公司研报预计,到2030年中国手术机器人市场将超过700亿元,其中腔镜手术机器人市场约能达到400亿元,这个赛道目前国产领先企业包括微创、威高、精锋、康多、术锐等。而骨科手术机器人能达到100亿元,国产领先企业包括天智航、微创、键嘉、元化、鑫君特等;泛血管手术机器人能达到50亿元,国产领先企业包括微创、唯迈、奥朋、爱博等。
      
      尽管当前中国市场较小,但由于微创伤技术日益成为优先选项以及其在治疗早期前列腺癌等疾病方面的独特优势,因此中国市场增长潜力巨大。弗若斯特沙利文认为,中国每年进行的机器人辅助腔镜手术数量由2015年的11445例增加至2020年的47379例,扩张3.1倍,并预期自2020年进一步增加至2026年的681098例,扩张13.4倍,2020年及2026年的渗透率分别为0.5%及3.0%。
      虽然目前中国手术机器人行业整体渗透率较低,但随着医保覆盖、设备国产化、手术机器人普及度不断提高、基层市场开始放量、更多种类手术机器人产品问世、数字化与智能化技术的突破与成熟,这些利好逐步兑现,手术机器人在精准治疗、微创治疗等方面的巨大优势将进一步放大,对应市场空间也极大。
      不像其他手术器械市场先发优势那么明显,对于后来者而言,技术更优质、更符合医生操作习惯的产品,如果再能减少市场培训周期,降低使用门槛,安全快速提高手术量,同时建立出一套可行的工作标准,企业依然有非常多的市场可能性。但距离1158.20亿美元估值的直觉外科公司,或许体积上一直会有很大距离。
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