分析國內(nèi)外醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢

       醫(yī)療機(jī)器人是指用于醫(yī)院、診所、康復(fù)中心等醫(yī)療場景的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的機(jī)器人。醫(yī)療機(jī)器人能夠輔助醫(yī)生，擴(kuò)展醫(yī)生的能力，具有醫(yī)用性、臨床適應(yīng)性以及良好交互性三大特點(diǎn)。

       概況

       雖然醫(yī)療機(jī)器人在機(jī)器人應(yīng)用中是一個相對較小的細(xì)分市場，但作為單位價值最高的服務(wù)機(jī)器人，醫(yī)療機(jī)器人成為當(dāng)前機(jī)器人行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)發(fā)展和投資的熱點(diǎn)。根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會（IFR）分類，醫(yī)療機(jī)器人可以分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、輔助機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人四大類，具體的用途和細(xì)分產(chǎn)品見表1。

       表1 醫(yī)療機(jī)器人分類

       醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析

       醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游為機(jī)器人零部件，主要由伺服電機(jī)、傳感器、控制器、減速器、系統(tǒng)集成構(gòu)成;中游為醫(yī)療機(jī)器人整機(jī)的生產(chǎn)制造；下游供給于智慧醫(yī)療市場的需求端，主要應(yīng)用于醫(yī)療的手術(shù)、康復(fù)、護(hù)理、移送病人、運(yùn)輸藥品等領(lǐng)域。

醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

       上游核心零部件主要由伺服電機(jī)、傳感器、控制器、減速機(jī)、系統(tǒng)集成構(gòu)成，其中最核心的減速器、伺服電機(jī)和控制器，三者成本合計(jì)約占機(jī)器人總成本的70%，目前國內(nèi)主要依賴進(jìn)口。減速器的技術(shù)壁壘最高，主要包括RV減速器和諧波減速器兩種。國內(nèi)RV減速器主要被日本納博、住友和SPINEA等壟斷；諧波減速器方面，由于其結(jié)構(gòu)相對簡單，疊加日本哈默納科公司的專利到期，國產(chǎn)跟國外差距不大。國內(nèi)伺服電機(jī)以日系、歐美系等品牌為主導(dǎo)，國產(chǎn)率約占15%，主要集中在中低端?？刂破鞯募夹g(shù)難度相對較低，國產(chǎn)控制器產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足大部分功能要求，與國外產(chǎn)品的差距主要在算法和兼容性方面。

       中游是醫(yī)療機(jī)器人整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。在中國醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)覆蓋的業(yè)務(wù)中，康復(fù)機(jī)器人和輔助機(jī)器人的數(shù)量占比較高，均超過30%。國內(nèi)已有10余家康復(fù)機(jī)器人企業(yè)完成一輪或多輪融資，整個賽道國內(nèi)大概有20～30家企業(yè)，競爭激烈，且產(chǎn)品的同質(zhì)化比較嚴(yán)重，企業(yè)之間將從臨床進(jìn)度、技術(shù)優(yōu)勢、營銷能力、銷售能力、產(chǎn)品價格等方面進(jìn)行全方位的競爭。

       輔助機(jī)器人除部分診斷機(jī)器人外，多數(shù)產(chǎn)品技術(shù)壁壘相對較低，主要用于輔助診療，一些患者流量較大的三甲醫(yī)院需求較大，應(yīng)用于大病種的診斷機(jī)器人是重點(diǎn)發(fā)展方向。手術(shù)機(jī)器人由于技術(shù)壁壘較高，研發(fā)難度大，約占15%，市場空間大。在應(yīng)用上具有明顯臨床優(yōu)勢（例如單孔腔鏡手術(shù)機(jī)器人）的企業(yè)和在核心零部件取得突破的企業(yè)具備競爭優(yōu)勢。服務(wù)機(jī)器人國內(nèi)發(fā)展較晚，主要技術(shù)壁壘為產(chǎn)品的精準(zhǔn)定位能力以及與AI 技術(shù)的結(jié)合，目前布局的企業(yè)不多，已有的服務(wù)機(jī)器人主要應(yīng)用于醫(yī)院和養(yǎng)老院，未來隨著技術(shù)的進(jìn)步有望進(jìn)入家庭，極大拓展市場空間。整體來看，目前國內(nèi)大部分醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)品仍處于研發(fā)和臨床階段，僅有天智航、安翰醫(yī)療、柏惠維康、大艾機(jī)器人等少數(shù)企業(yè)的產(chǎn)品通過NMPA（原CFDA）的審批，上市銷售。

       下游的應(yīng)用領(lǐng)域，隨著人工智能、語音交互、計(jì)算機(jī)視覺和認(rèn)知計(jì)算等技術(shù)逐漸成熟，醫(yī)療機(jī)器人向醫(yī)療的各個領(lǐng)域滲透，涵蓋包括外科手術(shù)、醫(yī)院服務(wù)、助殘、家庭看護(hù)和康復(fù)等各個層面。各種新型醫(yī)用機(jī)器人、新型手術(shù)工具、醫(yī)學(xué)圖像采集和處理技術(shù)、遠(yuǎn)程信息傳輸技術(shù)、智能傳感器、智能輪椅、智能康復(fù)設(shè)備及其他相關(guān)技術(shù)仍是研究熱點(diǎn)。

       醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模及增速

       （一）全球醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模及增速趨勢

       近年來，全球的醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模增長迅速，其中手術(shù)機(jī)器人規(guī)模最大，康復(fù)機(jī)器人增速最快，細(xì)分領(lǐng)域中外骨骼機(jī)器人將迎來爆發(fā)式的增長，訓(xùn)練機(jī)器人和仿生假肢機(jī)器人等也將以較高的增速增長。2021年，全球醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模有望達(dá)到207億美元。

2014—2021年全球醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模及增速

       （二）國內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模及增速趨勢

       2014年我國開始引入外科手術(shù)機(jī)器人，主要是一些中心城市的三甲醫(yī)院引進(jìn)，整體來說，醫(yī)療機(jī)器人在我國醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用仍然處于導(dǎo)入階段，無論是機(jī)器人本身的技術(shù)還是醫(yī)護(hù)人員的操作能力都處于培育的過程。

       從應(yīng)用效果來看，規(guī)?；褂冕t(yī)療機(jī)器人將是未來醫(yī)療領(lǐng)域的一個趨勢。我國一批醫(yī)療機(jī)器人企業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)集聚特征明顯，5G、人工智能等新技術(shù)與醫(yī)療機(jī)器人加速融合。2018年國內(nèi)市場規(guī)模達(dá)35.7億元，預(yù)計(jì)2020年有望超63億元。

2016—2020年中國醫(yī)療機(jī)器人市場規(guī)模及增速

       醫(yī)療機(jī)器人代表企業(yè)

       （一）國外企業(yè)

       現(xiàn)階段醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展以美國企業(yè)為引領(lǐng)和代表，德國、日本緊跟其后。美國直覺外科公司（Intuitive Surgical）的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人是手術(shù)機(jī)器人的代表，處于行業(yè)絕 對壟斷地位。在外骨骼機(jī)器人和遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域，日本的Cyberdyne和Honda Robotics兩家公司位于行業(yè)前列。在配藥機(jī)器人和外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域，德國和以色列企業(yè)具有一定優(yōu)勢。

表2 國外醫(yī)療機(jī)器人代表企業(yè)

       （二）國內(nèi)企業(yè)

       國內(nèi)有近百家企業(yè)布局醫(yī)療機(jī)器人，多數(shù)處于發(fā)展初期。其中博實(shí)股份、金明精機(jī)、復(fù)星醫(yī)藥、威高集團(tuán)等上市公司，醫(yī)療機(jī)器人為其近年來新拓展業(yè)務(wù)。手術(shù)機(jī)器人發(fā)展相對更早，以手術(shù)機(jī)器人為主營業(yè)務(wù)、已登陸資本市場的新三板公司天智航，目前正處于科創(chuàng)板上市審核進(jìn)程中。在康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域，楚天科技、金明精機(jī)已經(jīng)上市。輔助機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人企業(yè)發(fā)展則更為初期，企業(yè)普遍創(chuàng)立于近幾年，產(chǎn)業(yè)尚處于培育期。

表3 國內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人代表企業(yè)及主要產(chǎn)品

       未來發(fā)展趨勢

       （一）產(chǎn)品的人機(jī)交互、感知認(rèn)知能力更加精確

       醫(yī)療機(jī)器人強(qiáng)調(diào)人與機(jī)器的交互，通過觸覺和視覺實(shí)現(xiàn)，相互反饋，不斷增加現(xiàn)實(shí)感和真實(shí)感。在互動過程中，更高分辨率的傳感器將提高精確度。通過交互多模型、三維傳感及其他技術(shù)手段，提高辨識率；通過與AR技術(shù)的結(jié)合識別物體和環(huán)境，讓機(jī)器人有所動作和有所反應(yīng)。醫(yī)療機(jī)器人的認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)能力也將不斷提高，包括知識的認(rèn)知，推理、語態(tài)、態(tài)勢感知等。

       （二）單孔手術(shù)、納米靶向、柔性機(jī)器人等新型機(jī)器人興起

       單孔腔鏡手術(shù)機(jī)器人相對多孔腔鏡機(jī)器人具有創(chuàng)口更小、費(fèi)用更低的特點(diǎn)，未來可能成為打破達(dá)芬奇多孔手術(shù)機(jī)器人市場壟斷的新型手術(shù)機(jī)器人產(chǎn)品。北美、歐盟、日韓相繼對單孔手術(shù)機(jī)器人研究立項(xiàng)，我國上海交通大學(xué)在單孔機(jī)器人開發(fā)上全球，有望成為我國醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)彎道超車的新興細(xì)分領(lǐng)域。

       目前醫(yī)用微型機(jī)器人以膠囊機(jī)器人為代表，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，納米靶向機(jī)器人通過磁場控制和血管注入，可將藥物靶向輸送至人體病灶區(qū)域。我國哈工大和天津大學(xué)在納米靶向機(jī)器人領(lǐng)域已有重要研究成果問世，此項(xiàng)技術(shù)有望率先運(yùn)用于尿路和眼球等組織，將成為癌癥等治療領(lǐng)域的顛覆式新技術(shù)。人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受限于人體內(nèi)的狹小空間，柔性機(jī)器人的操作會更加便利，也是未來發(fā)展的一個趨勢。

       （三）醫(yī)生與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合將更加深入

       醫(yī)生是醫(yī)療機(jī)器人的直接使用者，應(yīng)該在醫(yī)療機(jī)器人研發(fā)過程中發(fā)揮更加重要的作用。醫(yī)療機(jī)器人的研發(fā)人員應(yīng)與醫(yī)生深度溝通功能需求、安全性要求及手術(shù)的方式與過程，在明確需求后確定設(shè)計(jì)輸入、規(guī)劃實(shí)現(xiàn)方式、形成工程語言。雙方結(jié)合設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證，不斷修改、迭代與完善。形成設(shè)計(jì)方案后，醫(yī)生也參與技術(shù)測試、評價與修改。

       （四）產(chǎn)品監(jiān)管將不斷優(yōu)化

       醫(yī)療機(jī)器人作為醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品，面臨非常嚴(yán)格的醫(yī)療產(chǎn)品準(zhǔn)入機(jī)制。一方面認(rèn)證時間較長，如一款手術(shù)介入治療機(jī)器人臨床試驗(yàn)至少需要2-3年時間；另一方面認(rèn)證不具有跨區(qū)域通用性，國際、國內(nèi)各地區(qū)均有不同的本地化認(rèn)證體系（美國FDA、歐洲CE、中國CFDA等），這極大地提高了醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的難度。目前部分地區(qū)對一些創(chuàng)新性強(qiáng)、安全度高的醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)品敞開了認(rèn)證綠色通道。未來各國將不斷優(yōu)化監(jiān)管機(jī)制，更好地平衡醫(yī)療機(jī)器人的安全性與市場性，提高產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化效率。

       結(jié)語

       隨著科技和社會的發(fā)展，醫(yī)療機(jī)器人有著日益廣闊的市場發(fā)展空間。需要清醒地認(rèn)識到，與國外先進(jìn)產(chǎn)品相比，國產(chǎn)醫(yī)療機(jī)器人仍然存在諸多不足。醫(yī)療機(jī)器人是國家實(shí)現(xiàn)中國制造2025戰(zhàn)略、智能制造升級的重要一環(huán)。

       國家相繼發(fā)布一系列重要政策文件扶持醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，包括《中國制造2025》《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計(jì)劃（2018-2020）》等。在醫(yī)保改革大方向下，未來醫(yī)療機(jī)器人的相關(guān)費(fèi)用也將逐步納入醫(yī)保報(bào)銷范疇，為我國醫(yī)療機(jī)器人的廣泛應(yīng)用提供更加有利的市場環(huán)境。