机器人系列研究三之手术机器人
2023-09-15
外科手术经过200年的发展，已经演变为三个阶段，从传统的人工手术逐渐转向微创和精准化。第一阶段是传统手术，操作比较粗暴，依赖医生的眼睛、手和大脑，对正常组织破坏较大。目前中国有85%的手术属于传统手术，美国为53%。第二阶段是微创手术，采用光学视器进入人体深部且操作有限。第三阶段是机器人手术，相比前两个阶段更加微创、精准和智能化。它具备多个延伸的感知系统，以及多个机械臂实现手眼一体的操作。精准化、数字化是外科手术发展的必然方向。
手术机器人产业链主要分为三个部分：上游是机器人本体和零部件供应商，下游是医院和经销商。在这个链条中，大部分国产机器人公司处于中游，他们自主设计机器人本体，并进行软硬件集成，但核心零部件仍需从国外购买。
国内上游产业链处于起步阶段，主要面向中低端市场，工业机器人尚不能完全自给，更不用说具备高精度和高稳定性的医疗手术机器人。因此，实现上游零部件的国产化还需要一段时间，并且也为投资提供了机会。
根据GrandView Research统计，全世界有33个国家和地区，800多家医院成功开展了机器人手术。美国是机器人手术大国，全球市场占有率为62%（欧洲和亚太分别为24%和13%）——然而渗透率依然较低，2017年只有4%。
CITI Research 预测美国机器人手术渗透率将持续增加，2030年将达到31%。同期，手术量将从2017年70万例增长到2030年566万例。全球手术机器人市场规模将在10年内翻4倍，未来五年年复合增长率接近15%，2030年达到178亿美金。中国基数较低，PWC 预测中国将高于全球增速增长。
近年来，跨国巨头掀起收购浪潮。
国家政策多次提到支持医用机器人发展
根据十三五规划，中国在机器人领域处于引领或领先地位，这也是我们重大工程实施的具体体现。在推进产业转型升级中，机器人项目被视为非常重要的一项。机器人是现代信息技术和制造业融合的具体体现，将来将深刻影响世界产业的格局。中国未来的发展必须顺应这个趋势，并在国际竞争中力争位于上游。这些重大工程经过反复论证，质量非常高。
在中国制造2025计划中，生物医药及高性能医疗器械是重要领域之一。我们致力于发展针对重大疾病的化学药物、中药、生物技术药物。重点包括针对新机制和新靶点的化学药物、抗体药物、抗体偶联药物、全新结构蛋白以及多肤药品，同时发展新型疫苗和具有临床优势的创新中药和个性化治疗药物。我们还致力于提高医疗器械的创新能力和产业化水平，重点发展影像设备、医用机器人等高性能诊疗设备，以及全降解血管支架等高价值医用耗材，还有可穿戴设备、远程诊疗和其他移动医疗产品。我们还致力于实现生物3D打印、诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。
根据机器人产业发展规划（2016-2020年），我们在手术机器人领域有具体规划。要求手术机器人的冗余机械臂至少具备6个自由度，最高重复位置精度优于1mm，且在选取点上的测量误差不超过1%。这样的手术机器人能够完成各类相关手术。
手术机器人可以给医生、患者、耗材商和医保支付方面带来不同的价值，其临床价值的刚需程度，会对其持续商业化能力产生一定影响，具体表现如下：
对于医院和医生：（1）满足学术需求：手术机器人可以为医生提供学术研究和探索的机会，促进医学进步。（2）完成对精准度要求高的手术：手术机器人的精准度高，使医生能够执行更复杂、需要高精度的手术。（3）降低学习曲线：手术机器人的使用可以减少手术的学习曲线，使中低水平的医生尽早参与手术，进而促进规模化，提高手术量。（4）减少术中辐射：血管介入机器人可以减少手术中的辐射，减轻医生的职业健康风险。（5）医院之间的差异化竞争：例如在骨科和口腔科等领域，手术机器人的使用可以帮助医院在竞争中突出差异化。
对患者：（1）减少手术创伤：手术机器人可以实现微创手术，减少手术过程中对患者的创伤，缩短住院时间，促进患者快速康复。（2）提高手术精准度：手术机器人可以提供更准确的手术导航和操作，从而提高手术的效果和成功率。
对耗材厂商和经销商：手术机器人的使用在入院过程中产生了差异化竞争，给耗材厂商和经销商带来了商机，推动市场发展。
另外，各地医保支付政策对手术机器人的市场推广也有巨大影响。像上海、北京、湖南、广东、江西等省市已经将手术机器人及相关耗材纳入医保支付范围。
近两年，越来越多的领域，如腹腔镜、骨科、神外、齿科机器人获批拿证并进入商业化阶段。同时，还有多家企业在自然腔道机器人、血管介入机器人和眼科机器人方面进行研发。机器人领域的技术创新可谓不断涌现。对于进入商业化的企业来说，需要关注产品与原有手术流程的适配程度、产品易用性、性能稳定性、原材料及成本、拓展海外市场等多个关键因素，以保证产品的成功商业化和长期发展。
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