手术机器人被誉为“医疗领域的明珠”，所需零部件众多，且涉及学科范围广，制造门槛非常高，是外科手术数字化、智能化、自动化的工具载体。
从今年上半年医疗器械各领域的融资情况来看，手术机器人赛道一骑绝尘。达芬奇手术机器人更是一直处在聚光灯下，业绩表现亮眼，自2000年获批上市以来，几乎一直占据市场垄断地位。为何达芬奇腔镜手术机器人一骑绝尘，其他品类却不尽如人意？本人将从手术机器人本质开始，一步步揭开手术机器人的神秘面纱。
2023H1医疗器械细分赛道融资情况
资料来源：药融云、数屿医械
一、手术机器人的神秘面纱
手术机器人究竟是什么？
在最新版的《医疗器械分类目录》中，手术机器人是指手术导航系统（定位型手术机器人）和手术控制系统（主从式操作手术机器人）。手术导航系统用于制定/配合手术计划方案、辅助外科手术导航，带有机械臂的可在外科微创手术中提供定位支持/夹持，经皮穿刺、骨科、神外手术机器人多为定位型。手术控制系统通常由医生控制台、患者手术平台、影像处理平台、手术器械、腔镜系统/导管系统等专用器械构成，能遵从医生的遥控操作来精确控制手术操作，腔镜、血管介入手术机器人多为主从式操作型，更贴近“人”的概念。
按照手术本身的类型，手术机器人又常分为腔镜手术机器人、骨科手术机器人、神外手术机器人、血管介入手术机器人、经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人、口腔种植手术机器人、植发手术机器人、眼科手术机器人，各类手术机器人在术前规划、术中导航定位及操作、术后修复的不同环节发挥作用。
手术机器人到底有什么价值？
手术机器人的机械臂可旋转范围大幅高于人手，手术灵活性更高。以达芬奇机器人为例，其机械臂拥有7个自由度、可以540°旋转，而正常人手的活动范围仅有180度。所以与人手相比，手术机器人具备更大活动范围的关节、提供了更高的灵活性。
（1）对于医生的主要价值
机械臂系统过滤颤动，能减少手术中因医生手部震颤而造成的操作失误；
医生可坐着完成手术，有效缓解术中疲劳，延长医者工作年限；
可在血管介入等手术中实现隔室操作，摆脱铅衣负担，极大减少辐射暴露；
减少医患接触，降低交叉感染；
作为国际前沿技术，可满足医生科研需求。
（2）对于患者的意义
对于患者而言，手术机器人更精细，能缩短手术时间、创伤及术中出血量更小，从而减少术后并发症、减轻病患疼痛、缩短患者术后恢复周期。目前手术机器人多在三级医院进行推广，患者大多愿意为更好的手术结果买单。
（3）对于医院的主要价值
能缩短医生学习曲线，降低医生做手术的门槛，间接提升主刀医生供给；同时能够降低术中医护人员配置，提升医护人员运转效率。
DRG付费下，医院绩效激励机制发生了改变：医院盈收=支付标准-病人一次住院诊疗成本，触发医院要在保障医疗服务质量的前提下并有效控制住院成本。手术机器人创伤更小，能缩短住院时间，从而加快病床周转率、提高医院绩效。
同时能满足医院对于高端新技术的宣传需求，提升医院专业、先进的品牌形象。
（4）手术机器人的社会价值
手术机器人的应用变相增加医生端供给，提升医护人员运转效率，缓解床位紧张，有助于缓解医患供需不平衡的问题。远程手术可实现优质医疗资源下沉，解决医疗资源不均衡问题。
二、手术机器人发展现状
手术机器人市场现状如何？
我国手术机器人行业的五大细分“黄金赛道”分别为腔镜、骨科、泛血管、经自然腔道和经皮穿刺，腔镜手术机器人目前绝对领先，骨科第二，神外增长也较快。
以达芬奇为代表的腔镜手术机器人是全球手术机器人最主流、商业化最成熟的赛道。发展历史超20年，截至2023年Q3，达芬奇手术机器人全球装机量已达8258台，国内装机量约350台，国内售价约2000万元/台。美国是主要存量市场，从直觉外科的达芬奇手术机器人装机分布来看，2022年美国占比超60%，欧洲18%，亚洲16%。
腔镜手术机器人市场表现为何一骑绝尘？
其余类别的手术机器人装机量很低，为什么只有腔镜手术机器人卖得好？
腔镜手术机器人的崛起，是因为解决了一个核心痛点。传统前列腺切除手术，可能会切断前列腺周围神经，导致男性勃起功能下降或完全阳痿的概率颇高（30%），而手术机器人能将视野放大10-15倍，操作精度更高，极大降低手术导致的阳痿概率。此外，如肾癌伴腔静脉癌栓根治手术等一些原本很难在腔镜下完成的手术，有了达芬奇手术机器人的帮助，手术成功率也能大大提高。当然，腔镜手术机器人发展历史也最为悠久，已商业化20多年也，这也是原因之一。
手术机器人商业模式是什么样？
达芬奇手术机器人为“设备+耗材+服务”一体化服务模式，设备是销售与租赁并举，有效提高了客户的使用灵活性和系统投放量。以达芬奇为例，系统租赁占比从 2015 年的 12.8%增长至 2021 年的 49.59%，经营租赁作为主要租赁形式更是促进了装机量和手术量的显著提升，得到了基层市场大力支持。也有国内厂家灵活应变，推出适当减配、减价的下沉式手术机器人产品，提高投放量。
2020年以前，达芬奇机器臂单条价格约为10万元，最多只能使用 10 次，到达10次后设备系统会自动锁死，后为帮助医院降低成本、提升机器人手术的价格竞争力，降低了耗材价格并将耗材使用次数上调到12-18次。
同时为客户提供机器人的维修保养和医生培训服务，并通过OS软件的创新升级，优化提升客户体验。
耗材和服务为直觉外科带来了可持续的营业收入，2021 年，直觉外科总收入达 57.1 亿美元，其中仪器收入仅占 29.64%，耗材和服务收入分别占 54.29%和16.04%。
定位型和操作型手术机器人商业模式还有一定差异，达芬奇的模式也不一定完全适用于中国，找出更适合中国医疗现状的商业模式也是行业亟须解决的问题。
手术机器人发展趋势如何？
《大型医用设备配置许可管理目录（2023年）》规定，腹腔内窥镜手术系统（腔镜手术机器人）属于乙类大型设备，由省级卫生健康委负责配置管理，医院需取得“大型设备配置许可证”后方可购置，十四五前国内已配置260台，十四五规划数量为559台，单台价格限额由1000-3000万元调整为3000-5000万元，已超过大部分腔镜手术机器人价格。
之前由于配置证严格限制，既往市场规模由配置证下发数量决定。管理目录调整后，也意味着价格在3000-5000万元的其他类型手术机器人，将自动归为乙类设备；但3000万元以下的则不再需要配置证，政策趋向于宽松化。此外，近年来上海、北京、江西等地将手术机器人相关费用纳入医保，多个商业险和各地惠民保也能报销50%-60%的设备使用费和耗材费，市场规模有望较快增长。
三、手术机器人产业链上中国企业的角色
手术机器人产业链上的关键角色
手术机器人产业链上游为硬件、软件供应商，硬件包含伺服电机、控制器、传感器、减速器、集成系统、主控台等，软件主要包括影像采集、分析与存储、导航定位、手术规划、集成系统。
中游环节主要包含机身组装、系统集成、软件开发。系统集成主要是根据客户需求完成机器人的组装和调试，相比于核心零部件的设计制造，该环节技术难度较低。软件开发环节是手术机器人企业核心竞争力的体现，考验开发者对各学科的综合理解能力和设计能力。
由于乙类大型医用设备配置对医院等级、手术量、配套设施、资质、专业人员等有严格的标准，目前仅有部分三级综合性或专科医疗机构购置了手术机器人，整体渗透率较低。
手术机器人产业链图谱
资料来源：药融云、数屿医械
国内企业在产业链上的主要布局
技术壁垒最高的产业链上游的伺服电系统、减速器、控制器三大核心零部件，也是手术机器人最大的成本项，其中伺服电机的成本约占20%，减速器的成本约占35%，控制器的成本约占15%，主要由美国、德国、日本垄断。伺服电机以外国品牌为主，包括德国西门子、瑞士Maxon Motor、日本松下、美国科尔摩根。全球75%精密减速器市场被日本两家企业占据，其中Nabtesco垄断RV减速器市场，HarmonicaDrive垄断谐波减速器市场，剩余25%市场由德国、意大利和美国瓜分。控制器是机器人的大脑，手术机器人企业通常自主研发，但在稳定性、响应速度、易用性上与外资企业还有一部分差距。
国内企业重点布局的是定位导航技术，在此领域，国内外技术差距正在缩小，甚至有被国内反超的趋势。手术导航领域的关键技术如图像分割、融合、配准、三维重建等，已有多家国产厂家取得突破。在定位导航技术领域，光学导航追踪仪基本由加拿大NDI公司垄断，目前国内很多企业和科研院校都在着手光学定位系统相关方面的自主研发。在解决呼吸等运动带来术中组织位移的关键问题上，已有部分国内企业率先取得突破。
虽中国上游高端性能元器件主要依赖进口，但国内的系统集成和算法开发已处于世界较先进水平。
四、手术机器人行业发展挑战
手术机器人能为医生在治疗过程中提供更为精准、稳定、可视化的治疗方案，为医生的手术创造更加便利的条件，但仍面临以下挑战。
手术机器人使用费用高，对于患者来说，相比传统手术，机器人辅助手术费用多2-4万元的“开机费”，虽有小部分省市能报销某些类型手术的部分费用，但总体来说，附加的价格对患者的经济压力较大。另一方面，机器人的使用成本目前还是难以让医院获得更高的收益。
此外，手术机器人的核心痛点还在于临床认同，手术机器人产品并不都能解决各科室的临床核心痛点，作为新兴技术，还需要大量高质量的临床证据不断提升临床医生的认同感。
医疗事故和责任划分有待明确。在近百万次手术过程中，达芬奇手术机器人也涉及到数百起死亡、造成烧伤、零件脱落、视频故障或系统错误等。除腔镜手术机器人外，其余类型的机器人辅助临床手术大多是在患者知情同意条件下的三方试验性手术，在未来大范围推广使用的情况下，医疗事故风险和医院负担的责任比例也是一个挑战。
手术机器人作为大型设备在医院采购的过程中仍有一定限制，它确实是具有临床价值的前沿科技产品，只是在真正贴合临床的核心痛点、提升“性价比”、让医院和患者愿意为其价值买单、提升医生的认可度方面还需负重致远，期待中国企业能诞生更多更优秀的手术机器人产品。
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