手術機器人是多學科融合的創(chuàng)新型醫(yī)療器械，是實現(xiàn)手術智能化的關鍵技術，代表未來手術術式發(fā)展方向。目前各類手術陸續(xù)進入機器人時代，正逐步改變和顛覆傳統(tǒng)手術，未來市場空間廣闊，建議積極關注手術機器人相關賽道和公司。

摘要

手術機器人，顛覆傳統(tǒng)醫(yī)療與重構未來手術。2015年，達芬奇腔鏡手術機器人展示葡萄皮縫合手術后，手術機器人以其更精準、更微創(chuàng)、更簡便的優(yōu)勢開始被中國市場熟知，國內行業(yè)加速發(fā)展。除發(fā)展最為成熟的腔鏡手術機器人外，手術機器人還包括骨科、經(jīng)皮穿刺、經(jīng)自然腔道、泛血管等。隨著技術的逐步成熟，2010年后各手術領域陸續(xù)開始進入機器人時代。我們認為傳統(tǒng)醫(yī)療正被顛覆，未來手術即將重構。未來手術機器人的革命，是使傳統(tǒng)手術從一個定性的動作轉變?yōu)槎康臉藴驶瘮?shù)據(jù)，為手術開啟數(shù)字化與智能化時代帶來可能。此外，作為直接作用于患者的治療方式，我們預期平臺化將進一步打開行業(yè)成長空間。近年來我國手術機器人行業(yè)發(fā)展迅速，2020年國內市場規(guī)模為4.3億美元，占全球比例為5.1%。我們認為，隨著上游供應鏈的國產(chǎn)化提升與下游醫(yī)院端配置證的放開，行業(yè)發(fā)展有望進一步提速。

設備+耗材+服務，商業(yè)模式升級三步曲。手術機器人收入分設備、耗材、服務三部分，伴隨機器人的規(guī)?；c智能化進程，我們判斷手術機器人將呈現(xiàn)出短期以設備為主、中期以耗材為主、遠期以服務為主的商業(yè)模式演繹。海外成熟腔鏡與骨科手術機器人的發(fā)展歷史驗證了我們對未來短期與中期的判斷。達芬奇腔鏡手術機器人通過20+年4代機器人的進化，在提升技術壁壘的同時增強客戶粘性。2013年，在累計裝機量達到一定規(guī)模后，耗材成為其生產(chǎn)企業(yè)Intuitive Surgical的主要收入來源，后續(xù)幾年收入占比持續(xù)提升；全球器械巨頭史賽克則通過收購Mako機器人來鞏固其骨科耗材的領導地位，在行業(yè)過去20年的發(fā)展中，耗材與機器人的協(xié)同收并購普遍存在。我們判斷，隨著技術的成熟和數(shù)字化、智能化進程推進，服務業(yè)務除常規(guī)維護外將延伸出術前規(guī)劃、術中指導、術后分析等大量軟件增值業(yè)務，這些將在未來發(fā)揮越來越重要的作用。

2030年國內市場規(guī)模超700億元，腔鏡手術機器人最大。我們測算到2030年中國手術機器人市場將超過700億元，且隨著手術機器人技術成熟，數(shù)字化與智能化的突破，市場空間仍有進一步突破的可能。其中，1）腔鏡手術機器人(400億元)：是應用范圍最廣接受度最高的細分領域，術式涵蓋胸、腹腔絕大部分手術；2）骨科手術機器人(100億元)：參考過去海外市場的發(fā)展，我們認為關節(jié)手術機器人將是國內該細分領域最成熟的分支；3）泛血管手術機器人(50億元)：伴隨血管介入手術的成熟而發(fā)展；4）經(jīng)自然腔道手術機器人(33億元)：是一系列手術機器人的統(tǒng)稱，我們認為未來伴隨技術成熟，呼吸道、消化道、陰道等自然腔道均有望衍生出細分手術機器人，是遠期成長潛力較大的一個領域；5）經(jīng)皮穿刺手術機器人(40億元)：與術前規(guī)劃等軟件服務結合最早的細分領域。6）其他手術機器人（79億元）。

風險

研發(fā)風險，控費政策風險，手術事故風險，知識產(chǎn)權風險。

正文

手術機器人，顛覆傳統(tǒng)醫(yī)療與重構未來手術

從腔鏡手術機器人開始被廣為人知的行業(yè)

什么是手術機器人？手術機器人是多學科融合的新型醫(yī)療器械，為臨床提供更精準、更智能的手術解決方案，改變和顛覆了傳統(tǒng)手術。手術機器人由微創(chuàng)手術及相關底層技術發(fā)展而來，是高端與智能醫(yī)療設備的代表。

達芬奇腔鏡手術機器人是目前商業(yè)化最成功的機器人。由Intuitive Surgical（直覺外科）生產(chǎn)的達芬奇腔鏡手術機器人是目前全球推廣最成功、應用最廣泛的手術機器人。腔鏡手術機器人主體包括影像平臺、手術平臺和操作控制平臺三個部分。醫(yī)生借助腔鏡影像視覺信息，通過操作控制平臺指揮手術平臺上的機械臂，進行各類微創(chuàng)手術。

圖表：達芬奇手術機器人系統(tǒng)各組成部分

資料來源：CanStock，中金公司研究部

2015年葡萄縫合手術，腔鏡手術機器人被中國市場廣為人知。2015年，Intuitive Surgical展示了da Vinci Si手術機器人在狹小的玻璃瓶內縫合葡萄皮手術視頻。手術機器人機械臂通過狹窄的瓶頸深入瓶體內，對葡萄進行縫合。此后腔鏡手術機器人因其更精準、更微創(chuàng)、更簡便的特性被國內市場廣為人知，國產(chǎn)行業(yè)進入加速發(fā)展階段。

優(yōu)點：更精準、更微創(chuàng)、更簡便。相比傳統(tǒng)手術，手術機器人在手術術式、患者治療與醫(yī)生操作均具備明顯優(yōu)勢。1）更精準。三維成像系統(tǒng)讓醫(yī)生獲得了更清晰的視野，高自由度的機械臂讓手術操作更精細靈活；2）更微創(chuàng)。病人傷口小，損傷小，術后風險低，有助于術后恢復；3）更簡便。減少部分手術輻射暴露，縮短學習曲線，醫(yī)生更易操作。

圖表：機器人微創(chuàng)手術對比傳統(tǒng)手術及微創(chuàng)手術優(yōu)點

資料來源：Intuitive Surgical官網(wǎng)，中金公司研究部

不止腔鏡手術，全手術正在進入機器人時代

全球手術機器人有30余年歷史，最早出現(xiàn)在骨科。全球第一臺應用機器人的手術可追溯到1985年，美國洛杉磯一名醫(yī)生用關節(jié)臂式工業(yè)機器人輔助定位神經(jīng)外科腦部活檢手術；1992年，美國Integrated Surgical Systems公司研發(fā)的ROBODOC是第一個被FDA批準的骨科手術機器人，用于關節(jié)置換。

2000年前后，腔鏡手術機器人最早走向商業(yè)化。1997年，被譽為“手術機器人之父”的王友侖成功研制伊索(AESOP)手術機器人(聲控內鏡定位器)。1998年，伊索通過腹腔鏡等一系列升級改造，進化為宙斯(ZEUS)機器人手術系統(tǒng)，并實現(xiàn)了第一次遠程機器人手術。1999年，Intuitive Surgical成功研發(fā)目前全球最成功及應用最廣泛的手術機器人—達芬奇手術機器人。

2010年后，全手術陸續(xù)進入機器人時代。2008年后，伴隨工業(yè)機器人不斷走向成熟，手術機器人也開始多元化科室應用。2008年，MAKO成功研發(fā)出RIO用于髖關節(jié)置換；2011年，Mazor推出Renaissance用于脊柱手術；2016年Corpath GRX成為FDA第一個批準的泛血管手術機器人。

國內外技術差距不斷縮近。國內最早的手術機器人研發(fā)始于1997年，中國海軍總醫(yī)院與北京航天航空大學聯(lián)合研發(fā)CRAS用于咽喉管癌放射治療。2007年，國家科技部“863計劃”開始支持手術機器人研發(fā)，為行業(yè)培養(yǎng)和儲備大量經(jīng)驗與人才。2015年后國內各科室手術機器人研發(fā)進入百花齊放階段。2016年，天智航骨科手術機器人成為首個CFDA獲批的國產(chǎn)手術機器人。

以海外最成熟的達芬奇機器人為參照系，2014年達芬奇上市第四代機型，我們預期國產(chǎn)機器人將在2021-2023年陸續(xù)上市，技術差距在10年之內，其他類型手術機器人技術差距則更為接近，部分新領域如泛血管、經(jīng)自然腔道等幾乎同時起步。

圖表：全球及中國手術機器人發(fā)展史

資料來源：弗若斯特沙利文，各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

按手術對象分軟組織、硬組織機器人，腔鏡、骨科手術機器人最具代表。手術機器人按手術針對的組織，可分為軟組織機器人和硬組織機器人；按手術所在科室又分為腔鏡、骨科、經(jīng)自然腔道、泛血管、經(jīng)皮介入、神經(jīng)外科機器人。其中，腔鏡、骨科手術機器人分別是最具代表性的軟組織和硬組織手術機器人。其他科室目前均在快速發(fā)展階段，我們認為在未來均有較強發(fā)展?jié)摿Α?/p>

圖表：手術機器人分類

資料來源：各公司官網(wǎng)、中金公司研究部

從可及手術數(shù)量來看，腔鏡、經(jīng)自然腔道機器人潛力較大。從適應的手術術式來看，中國腔鏡手術機器人和經(jīng)自然腔道機器人可滲透手術量空間較高，2020年分別為929萬和1,020萬例，其他類別可滲透區(qū)間為97-197萬例，而從目前手術機器人已滲透量看，經(jīng)皮穿刺和腔鏡較高分別為1.36%和0.51%，其余則低于0.05%。

圖表：中國手術機器人潛在可滲透手術量(2020)

資料來源：弗若斯特沙利文，中金公司研究部

圖表：中國機器人輔助手術滲透率(2020)

資料來源：弗若斯特沙利文，中金公司研究部

2020年全球手術機器人市場83.2億美元，中國4.3億美元。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，2020年，全球手術機器人市場規(guī)模83.21億美元，5年復合增速達22.6%；中國4.25億美元，5年復合增速35.7%。目前腔鏡手術機器人發(fā)展最為成熟，2020年在全球和中國市場分別占比63.1%和74.9%。

目前主要市場在歐美。從地區(qū)分布看，2020年，美國手術機器人市場約46億美元，占比55.1%，歐洲與中國位列其后，分別為21.4%和5.1%。全球市場Intuitive Surgical處領先地位，2020年其收入達43.58億美元，占全球手術機器人市場份額為52.4%，占全球腔鏡手術機器人份額為82.9%。我們預計未來伴隨國產(chǎn)技術進步和政策推動，中國市場將進入高速增長期。

圖表：全球手術機器人市場競爭格局(2020)

資料來源：Intuitive ? Surgical公司公告，弗若斯特沙利文，中金公司研究部

手術從定性到定量的蛻變，開啟智能化時代

人工智能時代大勢所趨，科技突破帶來時代躍遷。生產(chǎn)力是社會發(fā)展的內在動力基礎，生產(chǎn)力的突破帶來時代的變革。作為生產(chǎn)力三要素之一的勞動工具，每當科技出現(xiàn)重大創(chuàng)新，都會得到較大改進，改變勞動者的工作習慣，并加速時代進步。科學技術是第一生產(chǎn)力。

以勞動工具突破為標志，人類社會先后經(jīng)歷了石器時代、青銅時代、鐵器時代、蒸汽時代、電氣時代、信息時代，我們預期未來將通過數(shù)字時代進入人工智能時代，而醫(yī)療行業(yè)各細分領域也將順應時代發(fā)展，陸續(xù)進入智能化時代。

圖表：勞動工具突破帶來時代變革

資料來源：中金公司研究部

相比其他成熟行業(yè)，手術器械智能化落后約2個時代。伴隨計算機發(fā)明，人類社會在1970年代進入信息化時代；2017年，AlphaGo擊敗人類職業(yè)圍棋選手，人工智能時代臨近。而醫(yī)療手術領域，雖已經(jīng)出現(xiàn)超聲刀、射頻消融等有源微創(chuàng)手術器具，但相比汽車、通信等，仍離進入數(shù)字化并快速向人工智能發(fā)展有較大差距。

目前手術的非標準化是其智能化的核心阻礙。人工智能三要素為算力、算法、數(shù)據(jù)。算力提供硬件支持，近年來云計算推動了算力突破；算法抓取高質量數(shù)據(jù)建模并不斷學習與優(yōu)化，近年來進化迅速。由于傳統(tǒng)手術的主觀操作性，使得手術操作無法被量化，無法產(chǎn)生有效的標準化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)非標準化阻礙了手術的數(shù)字化與智能化發(fā)展進程。

圖表：中國人工智能使用場景發(fā)展

資料來源：《2020-2021中國人工智能計算力發(fā)展評估報告》，IDC，中金公司研究部

手術機器人，定量化手術方式的締造者。手術機器人應用時手術操作通過電信號傳達機械臂，對患者進行定位與微創(chuàng)手術操作。此過程一方面使得手術操作可以量化并轉換為數(shù)據(jù)；另一方面通過數(shù)據(jù)的優(yōu)化與分析，反過來又進一步優(yōu)化手術流程，實現(xiàn)手術數(shù)字化；最后通過人工智能的反復學習，達到智能輔助甚至未來全智能的目的。

因此手術機器人最大的革命意義，不僅是使手術更精準、更微創(chuàng)、更簡便，更是使傳統(tǒng)手術從一個定性的動作轉變?yōu)榭梢远康臉藴驶瘮?shù)據(jù)，為手術數(shù)字化與智能化提供可能。與此同時，作為對患者兩大主流治療方式之一，我們認為手術機器人也是未來一體化治療方案的交互載體與輸出平臺，包括智能檢查、術前規(guī)劃、術中指導、術后分析等其他軟硬件將通過手術機器人間接對患者起到診療作用。

我們預判手術機器人將會有5方面發(fā)展：

? ? ? ?信息化，輔助智能化：數(shù)據(jù)采集與反饋體系更為健全，術前規(guī)劃和術中導航等更為成熟，帶來AR/VR、智能導航、力觸覺反饋以及其他軟件的機遇；

? ? ? ?微創(chuàng)化，跨科室與高難度手術：伴隨手術創(chuàng)口越來越小以及多科室數(shù)據(jù)的融合，跨科室手術與高難度手術成為可能，帶來高等級醫(yī)院手術升級機遇；

? ? ? ?小型化：硬件設備的優(yōu)化與升級推動小型化，生產(chǎn)成本將大幅降低。手術中定量屬性增強和智能化也使得基層市場“傻瓜式”使用成為可能，帶來基層醫(yī)院市場普及的機遇；

? ? ? ?平臺化：作為醫(yī)學治療過程中兩個主要治療方式之一(另一個為藥物治療)，手術機器人與手術醫(yī)生一同直接作用于患者身體主體。其他影像、診斷、檢測系統(tǒng)，以及更新穎的高耗材料會通過手術機器人平臺完成手術，帶來其他器械的升級與發(fā)展；

? ? ? ?全智能化：伴隨數(shù)據(jù)積累與人工智能的發(fā)展，手術全智能化將成為可能。但我們判斷從長期來看，倫理問題將決定醫(yī)生在手術過程中仍承擔主要決策層職能，手術機器人將執(zhí)行絕大部分執(zhí)行層職能。

圖表：手術機器人軟件未來發(fā)展方向

資料來源：分析測試百科網(wǎng)，中金公司研究部

納米技術打造微型手術機器人，前沿研究領域。納米機器人指借助先進的芯片和納米技術，在分子層面鎖定原子和細胞實現(xiàn)精確操作的機器人。目前已作用包括：1）巡察：不間斷地在體內直接探測疾病指標，發(fā)現(xiàn)病灶后釋放攜帶藥物。2）治療：可殺死癌細胞、疏通血栓、清除動脈脂肪沉淀物。3）提升：依照給定程序對失去活性或退化的細胞、組織和肌肉群進行修復、替換和調整，進而提升人類生理機能。

圖表：納米手術機器人圖示

資料來源：Market Insights Reports，中金公司研究部

供應鏈國產(chǎn)化與配置證放開，將加速行業(yè)發(fā)展

手術機器人產(chǎn)業(yè)鏈自上游到下游分為三部分：1）上游供應鏈：伺服電機、減速器、控制器、力矩傳感器及系統(tǒng)集成等零部件供應商，以及軟件供應商。成本中零部件占比最高，約達60%；2）中游設備制造：手術機器人生產(chǎn)商；3）下游需求端：各級醫(yī)院。

圖表：手術機器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：中金公司研究部

上游：供應鏈短期仍以進口為主，國產(chǎn)化不僅為成本更為提高進化效率

手術機器人核心零部件包括：伺服電機(成本占20-25%)、減速器(成本占30-35%)、控制器(成本占5-15%)和力矩傳感器(成本占約5%)。大部分為工業(yè)機器人通用部件。伺服電機是控制機械運轉的發(fā)動機，減速器提高動作精確度，控制器發(fā)布和傳遞指令。

目前手術機器人的核心器件多以海外進口為主，國產(chǎn)品牌技術水平與國際領先水平仍存在較大差距，2020年國產(chǎn)部件市占率10-20%。目前，國產(chǎn)控制器相對成熟，伺服電機和精密減速器等短期仍以進口品牌為主。未來隨著上游供貨商國產(chǎn)化率的提升，帶來成本優(yōu)勢同時也提升設備進化效率。

圖表：工業(yè)機器人成本占比(2020)

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院，中金公司研究部

圖表：中國工業(yè)機器人核心零部件競爭格局(2020)

資料來源：賽迪顧問，中金公司研究部

下游：公立醫(yī)院為采購主體，政府配置限制逐漸放開

我國對大型醫(yī)用設備實行嚴格的配置管理，醫(yī)院等需求端不僅需要足夠的經(jīng)濟實力，更需要持有政府配發(fā)的配置證才能購置大型設備。近幾年，國內對大型設備的購置政策呈現(xiàn)逐步放寬趨勢，特別是乙類大型設備備案制試點，以及手術機器人從甲類降為乙類，使得未來手術機器人加速推廣成為可能。

2018年10月，國家衛(wèi)健委發(fā)布《2018—2020年大型醫(yī)用設備配置規(guī)劃》,其中腔鏡手術機器人(內窺鏡手術器械控制系統(tǒng))規(guī)劃總數(shù)197臺，新增154臺；2020年7月國家衛(wèi)健委對其規(guī)劃數(shù)量進行調整，腔鏡手術機器人規(guī)劃總數(shù)268，新增225臺。

圖表：手術機器人相關政策梳理

資料來源：國務院，衛(wèi)健委，中金公司研究部

設備+耗材+服務，商業(yè)模式升級三步曲

短期看設備，中期看耗材，長期看服務

手術機器人收入構成分為，設備、耗材、服務三部分。在手術機器人發(fā)展過程中，伴隨機器人的規(guī)模化與智能化進程，我們判斷手術機器人將呈現(xiàn)出短期以設備為主、中期以耗材為主、遠期以服務為主的商業(yè)模式演繹。

? ? ? ?設備：手術機器人的系統(tǒng)機器本體，包括硬件機器和軟件系統(tǒng)。由于手術機器人的前期研發(fā)投入高，使得手術機器人在銷售初期呈現(xiàn)類似大型影像設備高定價的特征。因此行業(yè)發(fā)展初期，設備銷售量是生產(chǎn)企業(yè)主要收入來源。

? ? ? ?耗材：手術機器人開機所使用的消耗品或配件；不少封閉銷售模式下的骨科機器人廠商有時也將假體計算入耗材的收入當中。我們認為在手術機器人銷售達到一定規(guī)模，隨著存量設備和手術量增加，商業(yè)模式會逐步向類IVD的“賣水人”商業(yè)模式演變，耗材將逐步在商業(yè)模式中扮演更重要的角色。

? ? ? ?服務：狹義的服務指手術機器人銷售后，伴隨而來的售后服務、維修、檢測等費用；廣義的服務指的是手術機器人完成數(shù)字化升級后，人工智能加入所帶來的術前規(guī)劃、術中指導、術中多平臺協(xié)同、術后數(shù)據(jù)分析等一系列軟件服務。

圖表：各模式代表公司收入占比(2020)

資料來源：各公司公告，中金公司研究部

從未來更長期角度看，智能化軟件應用與推廣將打開服務收入的天花板。我們預計未來手術機器人將實現(xiàn)手術的數(shù)字化與智能化，與其他診療設備的交互將越來越頻繁，智能化軟件的應用將越來越廣泛，包括術前可量化/可視化、術前規(guī)劃、術中精準操作(包括定位、配準、跟蹤等)和術后評估等智能化軟件應用將越來越重要。

圖表：智能手術解決方案

資料來源：Intuitive Surgical官網(wǎng)，Medgadget，中金公司研究部

示例-達芬奇：腔鏡手術機器人設備進化中耗材的崛起

Intuitive Surgical(直覺外科)成立于1995年，是目前最大的手術機器人公司。2003年，Intuitive Surgical在經(jīng)歷了和Computer Motion長達五年的專利訴訟后與其合并，開啟快速發(fā)展之路。

研發(fā)創(chuàng)造價值，專利鑄高設備壁壘。Intuitive Surgical堅持高研發(fā)支出，2020年研發(fā)費用占收入比例高達13.7%。2020年Intuitive Surgical擁有專利數(shù)量超過2千件(不包括已過期），擁有或聯(lián)合擁有專利數(shù)量達4千件，共發(fā)表超過3千篇論文，累計超2.4萬篇。2018年Intuitive Surgical后專利開始陸續(xù)到期，大量新競爭者開始加速進入行業(yè)。

圖表：Intuitive Surgical專利數(shù)量

資料來源：Intuitive ? Surgical公司公告，中金公司研究部

專利集中在患者平臺，也是難點所在。按操作區(qū)分，達芬奇機器人專利集中在患者平臺(占56%)，醫(yī)生平臺(占33%)，剩余為圖像系統(tǒng)。按技術區(qū)分，主要集中在控制裝置(占29%)，末端執(zhí)行器(占24%)和機械臂(占20%)。由此可見，手術機器人技術難點主要集中在患者平臺中的機械控制，包括底層軟件技術支持、高精度的機械傳動設計等。

圖表：Intuitive Surgical專利分布(按操作區(qū)分)

注：數(shù)據(jù)截止至2021年2月28日

資料來源：《內鏡手術機器人兩大巨頭公司的專利布局競爭態(tài)勢分析》(孫茜、李晶晶，2021年)，中金公司研究部

圖表：Intuitive Surgical專利分布(按技術分)

注：數(shù)據(jù)截止至2021年2月28日

資料來源：《內鏡手術機器人兩大巨頭公司的專利布局競爭態(tài)勢分析》(孫茜、李晶晶，2021年)，中金公司研究部

設備不斷進化，20年歷經(jīng)4代機器人。1990年，達芬奇機器人前身SRI開始研發(fā)；2000年第一代da Vinci獲批上市；2006年第二代da Vinci S上市，提升了交互和控制體驗；2009年第三代da Vinci Si上市，成像更清晰并實現(xiàn)3D視覺；2014年第四代da Vinci Xi上市，機械臂實現(xiàn)180°旋轉，手術區(qū)域更大更靈活。Intuitive Surgical在2017年和2018年分別推出Xi的低配版da Vinci X與單臂單孔機器人da Vinci SP。

圖表：達芬奇機器人迭代

資料來源：Intuitive Surgical公司官網(wǎng)，Intuitive Surgical公司公告，中金公司研究部

拓展單臂機器人，向多科室進軍。2018年5月，F(xiàn)DA批準了da Vinci SP在泌尿外科手術中的應用；2019年3月，F(xiàn)DA批準da Vinci SP可用于口咽側切除術(通常稱為根治性扁桃體切除術)和舌根切除術。此外，Intuitive Surgical正積極拓展da Vinci SP在其他科室的應用，比如結直腸手術等。多科室進軍拓展了達芬奇手術機器人使用場景。

重磅產(chǎn)品推出是股價重要催化劑。2000年，Intuitive Surgical在納斯達克上市，11年時間公司股價從9.03美元升至1,053.56美元(8月31日收盤價)，市值超1,200億美元。而在此過程中，新機型的成功上市與推廣，對股價起到積極的推動作用。

圖表：Intuitive Surgical股價相對變化

資料來源：萬得資訊，中金公司研究部

設備裝機量一直處領先地位。2014年，重磅第四代產(chǎn)品daVinci Xi推出后，裝機量快速上升，剔除受疫情影響的2020年，2017-2019年累計裝機量增速區(qū)間為12.0-13.1%。截至2020年底，達芬奇機器人全球累計裝機量達5,989臺，是2015年的1.6倍。2015-2020年，達芬奇機器人輔助的手術量從64.9萬臺上升至124.3萬臺，復合增速為13.9%，累計已完成超過850萬臺相關手術。

圖表：達芬奇手術機器人全球裝機量

資料來源：Intuitive Surgical公告，中金公司研究部

圖表：達芬奇手術機器人全球手術量

資料來源：Intuitive ? Surgical公司公告，中金公司研究部

裝機量到一定數(shù)量后，機器人專屬耗材保障長尾消費模式。我們認為手術機器人系統(tǒng)裝機后，隨著裝機量和手術量上升，配套機械臂等設備和耗材收入占比將逐步提高。以典型的化學發(fā)光IVD企業(yè)為例，2020年試劑收入占比均超75%，儀器收入占比近為15-20%，耗材成為行業(yè)長期主要收入來源。

達芬奇手術機器人設備不斷進化中，耗材收入開始逐步占主導地位。公司早期收入以設備(Systems)為主，經(jīng)過10余年發(fā)展到2013年后，耗材(Instruments & Accessories)成為主要收入來源。耗材為主的商業(yè)模式有助于緩和高價設備銷售的業(yè)績波動性，設備存量越多耗材收入長期成長性越穩(wěn)定。

示例-Mako：耗材公司與骨科手術機器人強強聯(lián)合

耗材巨頭通過收并購布局手術機器人，骨科領域較為典型。耗材公司收購機器人業(yè)務后，與自己已有業(yè)務產(chǎn)品和銷售體系融合，形成立體手術解決方案，進而鞏固領先地位。2013年Stryker收購Mako是較典型的成功案例。

圖表：全球手術機器人收并購總結

資料來源：各公司官網(wǎng)，各公司公告，動脈網(wǎng)，中金公司研究部

2020年，Mako機器人累計總裝機量達1,145臺，全年銷售量為284臺，截止2020年9月累計手術量達約35萬臺。2016-2020年總裝機量和總銷售量增速分別為31.7%和34.8%。Mako手術機器人共發(fā)表145余篇學術文章，并擁有超1,000個專利。

圖表：史賽克MAKO機器人總裝機量

資料來源：公司官網(wǎng)，中金公司研究部

圖表：史賽克MAKO機器人銷售量

資料來源：公司官網(wǎng)，中金公司研究部

回溯史賽克并購MAKO后的整合史，我們認為提高醫(yī)生對手術機器人的接受度是核心策略。具體包括：1）將MAKO與已有關節(jié)植入物產(chǎn)品結合，降低醫(yī)生轉換成本；2）進行臨床試驗證實MAKO的安全性與有效性；3）圍繞MAKO打造關節(jié)置換完整手術解決方案。

2030年國內市場超700億元，腔鏡手術機器人最大

我們測算中國手術機器人2030年為713億元，2020-2030年復合增速達39.1%。我們認為核心增長動力包括：手術機器人普及度不斷提高，基層市場開始放量，更多種類手術機器人產(chǎn)品問世，技術成熟，數(shù)字化與智能化的突破。其中：

? ? ? ?腔鏡手術機器人(400億元)：是應用范圍最廣接受度最高的細分領域，術式涵蓋胸、腹腔絕大部分手術。國產(chǎn)領先企業(yè)：微創(chuàng)、威高、精鋒、康多、術銳等（順序按上市公司、上市公司子公司、未上市公司，下同）；

? ? ? ?骨科手術機器人(100億元)：類比海外市場，關節(jié)機器人將是該類別最成熟的細分。國產(chǎn)領先企業(yè)：天智航、微創(chuàng)、鍵嘉、元化、鑫君特等；

? ? ? ?泛血管手術機器人(50億元)：伴隨冠脈、神經(jīng)和外周介入手術成熟而發(fā)展。國產(chǎn)領先企業(yè)：微創(chuàng)、唯邁、奧朋、愛博等；

? ? ? ?經(jīng)自然腔道手術機器人(33億元)：是一系列機器人的統(tǒng)稱，未來伴隨技術成熟，呼吸道、消化道、陰道等自然腔道均有望衍生出細分機器人，是遠期成長潛力較大的領域。國內領先企業(yè)：微創(chuàng)等；

? ? ? ?經(jīng)皮穿刺手術機器人(40億元)：與術前規(guī)劃等軟件服務結合最早的細分領域。國內領先企業(yè)：微創(chuàng)、醫(yī)達等；

? ? ? ?其他手術機器人(79億元)：神經(jīng)外科手術機器人、全口義齒排牙機器人、正畸弓絲彎制機器人等。

圖表：中國手術機器人市場規(guī)模測算

注：2030年市場規(guī)模為中金測算，具體測算請見完整版報告

資料來源：弗若斯特沙利文，中金公司研究部

腔鏡手術機器人(400億元)：臨床應用最為廣泛

腔鏡手術機器人是目前應用范圍最為廣泛且接受度最高的細分。其應用手術領域包括：普通外科、婦科、泌尿系統(tǒng)、結直腸等。2020年達芬奇手術機器人美國區(qū)手術量中，普外科占比最高為49.5%(43.4萬臺)，其次為婦產(chǎn)科30.5%(26.7萬臺)，及泌尿外科15.3%(13.4萬臺)。機器人輔助手術在完成高難度手術上具備顯著優(yōu)勢，已成為許多泌尿外科疾病的現(xiàn)代金標準。

圖表：達芬奇手術機器人美國地區(qū)手術量拆分

資料來源：Intuitive Surgical公司公告，中金公司研究部

中國引入腔鏡手術機器人較晚，當前供不應求。2015-2020年，中國腔鏡手術機器人存量從42臺增加至189臺，主要為Intuitive Surgical的達芬奇機器人。2018-2020年，中國每臺腔鏡手術機器人年均手術量為299臺(vs美國240臺)，腔鏡手術機器人需求仍存在較大缺口。

中國機器人輔助腔鏡手術快速增長，滲透率有較大空間。2015-2020年，中國機器人輔助腔鏡手術數(shù)量從1.14萬臺上升至4.74萬臺，復合增速為33.0%，滲透率從0.37%上升至0.51%，對比美國2020年13.3%滲透率仍有較大差距，市場空間廣闊。

全球腔鏡手術機器人已經(jīng)進入導入階段。1）海外：全球龍頭器械公司美敦力和強生均收購手術機器人業(yè)務，我們預期其旗下在研的腔鏡手術機器人將在2023年前后獲批，以手術機器人為主業(yè)的公司CMR Surgical、Titan Medical等2015開始也陸續(xù)有產(chǎn)品推出。2）國內：微創(chuàng)機器人旗下圖邁腔鏡手術機器人已提交國家藥監(jiān)局注冊申請，威高、精鋒、康多、術銳等公司已完成臨床或處于臨床階段。我們預期2021年開始將陸續(xù)有國產(chǎn)腔鏡手術機器人進入市場。

圖表：全球腔鏡手術機器人公司

資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

骨科手術機器人(100億元)：關節(jié)手術機器人最成熟

骨科手術機器人可大幅提高手術精度，滿足臨床核心訴求。精準度、穩(wěn)定性是決定骨科手術效果的關鍵因素，相比傳統(tǒng)手術，骨科手術機器人具備視野清晰、定位精準、轉動靈活的特點，導航系統(tǒng)和機械臂有效提升了骨科手術機器人的手術精度，具備較高臨床價值。

骨科手術機器人主要用于關節(jié)置換手術，2020年全球關節(jié)置換手術機器人市場規(guī)模為7.3億美元，占全部骨科手術機器人份額52%。關節(jié)置換手術包括：全膝關節(jié)置換術(TKA)、單踝間膝關節(jié)置換術(UKA)和全髖關節(jié)置換術(THA)。其中最復雜且占比最高的全膝關節(jié)置換術(TKA)為從膝蓋關節(jié)表面清除受損軟骨及骨骼并用人工植入物加以替代的手術。

中國機器人輔助關節(jié)置換術滲透率較低。2020年，美國機器人輔助關節(jié)置換手術數(shù)量約10萬臺，滲透率為7.6%。中國于2016年首次進行機器人輔助關節(jié)置換手術，2020年已有243臺手術，滲透率約0.03%，未來空間廣闊。

國產(chǎn)骨科手術機器人將陸續(xù)獲批。MAKO的RIO是目前國內唯一獲批的關節(jié)置換手術機器人，天智航的天璣、鑫君特在脊柱領域也有產(chǎn)品獲批。骨科手術機器人領域外資企業(yè)主要包括史賽克旗下的MAKO Surgical、捷邁邦美的Medtech、美敦力的Mazor Robotics，國內主要廠商括天智航、微創(chuàng)鴻鵠機器人和鍵嘉ARTHROBOT機器人，我們預計國產(chǎn)骨科手術機器人將在后續(xù)幾年陸續(xù)獲批。

圖表：全球骨科手術機器人公司

資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

泛血管手術機器人(50億元)：伴隨介入術式成長

泛血管手術機器人用于心臟、神經(jīng)和外周血管等介入手術，應用患病人群廣泛。2019年，中國外周動脈疾病、冠心病和腦卒中患病人數(shù)達到約4,950 /2,460/480萬人；冠脈介入、電生理和外周動脈介入手術量103/18/12萬臺，以過去10年PCI手術13%的CAGR測算，我們保守估計到2030年泛血管相關手術將超過500萬臺，泛血管手術機器人可以滲透的市場空間廣闊。

圖表：中國心血管疾病患病人數(shù)(2019)

資料來源：弗若斯特沙利文，中金公司研究部

圖表：中國心腦血管介入手術量(2019)

資料來源：CCIF2019，弗若斯特沙利文，中金公司研究部

全球范圍，CorPath GRX是較為成熟的泛血管手術機器人。Corindus公司的CorPath機器人于2015年獲得FDA批準用于經(jīng)皮冠脈介入手術，2016年獲批外周血管手術，2019年已累計完成2,000余臺手術。目前，中國泛血管手術機器人仍處于開發(fā)階段，主要產(chǎn)品包括微創(chuàng)與Robocath合作的R-One，以及唯邁醫(yī)療、Siemens、愛朋和愛博醫(yī)療相關在研產(chǎn)品。

圖表：全球泛血管手術機器人公司

資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

經(jīng)自然腔道手術機器人(33億元)：術式豐富，遠期成長潛力大

經(jīng)自然腔道機器人通過人體自然路徑進入目標部位進行治療。機器人應用于自然腔道相關手術如支氣管鏡(肺相關病灶)、結腸鏡(腸相關病灶)及胃鏡(胃相關病灶)。2020年中國目標人群肺癌發(fā)病和慢性肺栓塞患病分別為92萬人和1.1億人，僅肺部相關手術有超1億潛在群體，疊加其他自然腔道，可滲透空間充足。

2020年，全球經(jīng)自然腔道手術量為2.87億例，手術機器人市場為0.76億美元。2015-2020年，全球經(jīng)自然腔道手術量從2.11億例上升到2.87億例，CAGR為6.3%，全球經(jīng)自然腔道手術機器人市場從約3百萬美元上升到0.76億美元，CAGR為88.2%。

目前全球已獲批機器人僅有三款。分別為Intuitive Surgical的Ion支氣管機器人、強生的Monarch支氣管機器人和MedRobotics的Flex消化道機器人。國產(chǎn)廠商微創(chuàng)機器人相關產(chǎn)品正處臨床試驗階段。

圖表：全球經(jīng)自然腔道機器人公司

資料來源：各公司官網(wǎng)，中金公司研究部

潛力較大的手術機器人發(fā)展方向。經(jīng)自然腔道手術機器人相關手術涉及到肺癌、胃癌、食道癌、結直腸癌、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等疾病治療，其中COPD相關人群基數(shù)最大。大基數(shù)導致滲透率假設變化對結果影響較大，意味著隨著機器人手術術式的成熟，我們預計遠期手術量將有更大的潛力，此外治療向檢測端的延伸也將進一步放大潛在手術量，如2020年國內胃癌患病人群9.24萬，胃鏡全年檢測量超過3,000萬，如果機器人融入胃鏡將帶來有更高放量彈性。

經(jīng)皮穿刺手術機器人(41億元)：手術規(guī)劃等軟件應用較為成熟

經(jīng)皮穿刺手術機器人主要用于搜集組織樣本用作診斷用途。如在檢測早期肺癌、乳腺癌和前列腺癌等程序中，組織樣本從疑似目標解剖結構中移除，以便進一步進行病理檢查。傳統(tǒng)活檢法依賴放射科醫(yī)生手插入針頭，機器人擁有更高穩(wěn)定性和精準度。經(jīng)皮穿刺手術機器人也可應用于清除腎結石的腎造口碎石術。

中國目前僅獲批兩款機器人Perfint Healthcare的Robio EX和MAXiO V2。中國公司醫(yī)達健康智能手術機器人的精準智能化手術平臺，通過3D重建平臺，可以更好地觀察病變組織和器官，進行精密化測呈，進行精準穿刺。

圖表：全球經(jīng)皮穿刺機器人公司

資料來源：各公司公告，中金公司研究部

精準手術規(guī)劃軟件可解決未滿足臨床需求。使用先進的算法，醫(yī)生可根據(jù)成像結果準確了解病變、周圍組織及血管之間的定量關系(如距離和角度)。目前精準手術規(guī)劃應用領域主要集中在胸腔及腹部，并正逐漸擴大至其他領域，2020年中國應用手術量達3.2萬例，我們預判隨著普及度提高精準規(guī)劃軟件的需求將不斷擴大。2020年，胸腔及腹腔應用的精準手術規(guī)劃市場高度集中，前四大占比達36.5%。

文章來源

本文摘自：2021年9月8日已經(jīng)發(fā)布的《手術機器人：醫(yī)療革命，無限未來》

張 ? 琎 SAC 執(zhí)證編號：S0080517040001 SFC CE Ref：BHM689

吳婉樺 SAC 執(zhí)證編號：S0080121020022

俞 ? 波 SAC 執(zhí)證編號：S0080519010002 SFC CE Ref：BJC515

鄒 ? 朋 SAC 執(zhí)證編號：S0080513090001 SFC CE Ref：BCC313