在微创手术中，手术机器人可以实现对外科仪器前所未有的精准控制。尽管成本高昂，但手术机器人具备扩大10倍视野、超越人手极限的精细稳定操作、大大减少出血量及并发症、大大缩短术后恢复时间等优点，随着科技和社会的发展，手机机器人有着日益广阔的市场发展空间。目前，国产手术机器人仍然存在诸多不足。国家相继发布一系列重要政策文件扶持下，未来，我国手术机器人的广泛应用将具备更加有利的市场环境。1
手术机器人市场广阔，全球已有数十万手术案例
根据国际机器人联合会（IFR）分类，医疗机器人可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服务机器人四大类，具体的用途和细分产品如下：手术机器人市场有着广阔的市场潜力。据市场咨询及调查机构MarketsandMarkets测算，全球医疗机器人市场规模在2027年有望突破221亿美元，相比2018年64.6亿的市场规模上涨3倍多。手术机器人在其中占据约60%的份额。随着全球人口老龄化的加剧，心血管、神经血管和肿瘤等慢性疾病的发病率不断上升，未来的外科手术数量必然大幅增加，这给手术机器人带来更大的市场。按照手术机器人的应用范围，可以分为神经外科机器人、骨科机器人、腹腔镜机器人、血管介入机器人等。在手术机器人中，腹腔镜机器人是应用最为普遍和广泛的一种，临床应用主要在泌尿外科、心胸外科、妇科等领域。2014年，腹腔镜检查占手术机器人行业的88.5%。其他临床手术机器人占比11.5%。据CHC医疗传媒报道，今年1月，首都医科大学附属北京天坛医院医生通过远程遥控手术机器人“鲁班”，精确实施了对患者左、右颈动脉、锁骨下动脉、椎间动脉等血管的造影手术，这是我国首例机器人辅助全脑血管造影手术。目前，全世界已有33个国家、800多家医院成功开展了60多万例机器人手术，手术种类涵盖泌尿外科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科。
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国产替代有望打破达芬奇“一家独大”局面
目前，达芬奇手术机器人在行业中几乎占据垄断地位。研发达芬奇手术机器人的直觉外科手术公司（Intuitive Surgical）市值高达600亿美元，营收年复合增长率高达45%，至2017年，该公司实现营收31亿美元，同比增长15%。同时，自2005年后，这家公司的毛利率可以长年维持在70%左右，净利率一直高于20%，明显高于行业平均水平。尽管在全球所占比例不高，但我国对于手术机器人有着庞大需求。根据直觉外科手术公司公告统计的数据，我国每2000万人口所拥有的达芬奇手术机器人数量仅为1台，而美国及日本分别为147台及34台。2017年我国达芬奇年台均手术量高达388例，而同期世界平均水平仅为198例；2008年-2016年，我国手术总量8年CAGR为10.55%，同期达芬奇手术量年增长为84.48%，可见，我国的手术机器人市场空间极大。但是，达芬奇手术机器人费用极其高昂。根据公开的数据，达芬奇手术系统（整机）的国内售价约2000万元；包含线驱动的机械操作臂作为耗材，每只限制使用10次，单臂更换需数万元。国内使用达芬奇做手术，单笔费用至少在5万-10万元。因此，国内外越来越多的企业加入了手术机器人领域的竞争，试图打破其垄断。对于我国来说，手术机器人的国产化是解决这些矛盾的最佳解决方案。作为进口替代的一部分，我国在手术机器人产业中一直奋起直追。在政策层面，国家陆续出台了多个战略规划和支持政策促进机器人产业的健康和快速发展，包括《中国制造2025》《机器人产业发展规划（2016—2020年）》等。2018年11月，国家药品监督管理局修订了《创新医疗器械特别审查程序》，批准骨科手术机器人等21个创新医疗器械上市，降低临床治疗成本。在这些政策的刺激支持下，国产机器人企业得到了长足的发展。动脉网研究发现，目前国内较为成熟的手术机器人产品是神经介入手术机器人，同时，也有大量企业聚焦骨科手术机器人和胸腹腔穿刺定位系统。对于骨科手术机器人来说，集合了智能术前规划和精准自动操作的手术机器人能够帮助医生进行手术规划，减少术中辐射暴露，增加置钉操作精确性和稳定性。血管介入机器人正在发展的早期，主要借助于影像及导航系统，实现心脑血管和外周血管介入手术的三维可视化、精细化，且让介入医生远离X线，适用于心脏介入、外周血管介入、神经血管介入微创手术。从2019年的手术机器人融资情况来看，获得融资的手术机器人企业更多是较为成熟的骨科手术机器人和神经外科手术机器人及腔镜手术机器人。3
未来趋势：单孔取代多孔，技术持续赋能
动脉网认为，目前的手术机器人存在体积过于庞大、成本高且人机界面不友好等主要缺点。为此，行业正在进行攻关，力图在这几个方面更进一步。从行业发展来看，手术机器人技术上呈现出如下趋势。德国医学天才库尔特·席姆的发明让腹腔手术进入微创时代，而多孔手术机器人的出现再次变革了微创外科手术，可将医生的术中操作视野变大放到了10-15倍，操作臂可以减少医生的手部颤动，大大提高手术精准度，也能减少医生术中疲劳。多孔手术机器人手术创伤更小，减少术中组织创伤炎性反应导致的术后粘连，术后预后更加良好。单孔手术机器在多孔手术机器人基础上更进一步——将多个切口变为单个切口，进一步减少手术创伤和术中出血量，降低了病人感染几率和恢复成本；体积相对较小，需要手术室空间较小；可以避免多操作臂复杂的术前摆位，简化手术流程，进而减少病人麻醉时间；从费用来说，单孔手术机器人的手术耗材更少，成本更低，更利于市场化。一直以来，达芬奇手术机器人也在朝着这个方向不断进化。在这一还未被占领的细分领域，国产企业更存在弯道超车的可能。国内有多家企业在进行研发布局单孔机器人，而智能手术系统研发商精锋医疗可以说是国内单孔机器人研发的主力军。精锋医疗创始人王建辰表示：“在手术精准度上，单孔手术机器人的操作臂能够在更狭小的空间内实现7个自由度灵活操作，使得手术操作更精准。在安全性上，单孔手术机器人不会产生术中各机械臂的碰撞干涉，手术安全性更高。”单孔手术机器人能够实现众多技术突破，但是它也在研发技术上提出了更高的要求。为了实现研发突破，精锋医疗组建了一只具有机械、电子、人工智能、材料、医学影像、工业设计等多个交叉学科的团队。王建辰介绍：“我们在全世界范围内独创了一种基于钢丝传动的多自由度机械设计技术，叫做耦合的九轴联动技术，实现了末端器械的精准运动，其灵巧性和稳定性已经超过了人手极限，最终在微机械臂的性能上有了质的提升，并完全满足了临床需求。”精锋医疗创立于2017年，近日已完成联想之星等机构的数千万元A+轮投资。目前，精锋医疗已实现单孔手术机器人核心技术突破，涉及手术机器人的四大部分：医生控制台、从机器人、内窥镜系统、多自由度器械，精锋医疗实现独立研发并已经迭代4代以上，达到了性能稳定。精锋手术机器人是具有完全自主知识产权的高端医疗装备，公司目前已经累计申请专利两百多项，正在形成一个严密的知识产权保护体系。5G与手术机器人的结合已经成为现实。远程手术需要超高清画面（分辨率至少4K）才能让医生看清画面并精确地进行操作。与此同时，远程手术需要同时连接生命监测仪、心电图机、除颤监护仪和高清视频设备等设备，连接主体数量较多且需要实时同步保证操作的安全性。这要求网络带宽达到15Mbps~1Gbps，延时在1ms左右才能满足相关操作要求。高带宽低延迟的5G完美满足了这一条件。与此同时，VR+手术机器人也在去年崭露头角。在医生进行手术的同时，观察者戴上VR眼镜，或直接观看4K超高清大屏幕，腹腔内每一个细节都清晰呈现。借助AI技术实现自动化手术导航功能将是机器人的发展方向。所谓自动化手术导航即是利用AI识别人体器官和手术机械，根据手术前的规划为外科医生进行术中指导，它可以规划手术路径，进行术中提示。利用AI对手术视频实时解析，手术机器人可以在手术中作出合理选择，比如规划下一步手术操作，或者通过各种方式预警主动脉等危险区域。同时，当医生在手术中遇到困难时，AI可以利用大数据给出建议，如调用专家的手术录像。在遇到极端场景时，AI将产生正面的帮助。手术导航是未来自动化手术的一个技术基础，也是真正意义上机器人手术的必备功能。4、纳米靶向、柔性机器人等新型机器人兴起
火石创造认为，目前医用微型机器人以胶囊机器人为代表，随着技术不断发展，纳米靶向机器人通过磁场控制和血管注入，可将药物靶向输送至人体病灶区域。我国哈工大和天津大学在纳米靶向机器人领域已有重要研究成果问世，此项技术有望率先运用于尿路和眼球等组织，将成为癌症等治疗领域的颠覆式新技术。
同时，人体结构复杂，受限于人体内的狭小空间，柔性机器人的操作会更加便利，也是未来发展的一个趋势。
5、医生与产业的结合将更加深入
医生是医疗机器人的直接使用者，应该在医疗机器人研发过程中发挥更加重要的作用。医疗机器人的研发人员应与医生深度沟通功能需求、安全性要求及手术的方式与过程，在明确需求后确定设计输入、规划实现方式、形成工程语言。双方结合设计方案进行论证，不断修改、迭代与完善。形成设计方案后，医生也参与技术测试、评价与修改。
6、产品监管将不断优化
医疗机器人作为医疗设备产品，面临非常严格的医疗产品准入机制。一方面认证时间较长，如一款手术介入治疗机器人临床试验至少需要2-3年时间；另一方面认证不具有跨区域通用性，国际、国内各地区均有不同的本地化认证体系（美国FDA、欧洲CE、中国CFDA等），这极大地提高了医疗机器人产业化的难度。目前部分地区对一些创新性强、安全度高的医疗机器人产品敞开了认证绿色通道。未来各国将不断优化监管机制，更好地平衡医疗机器人的安全性与市场性，提高产业转化效率。
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