2021年全球医疗机器人市场规模达207亿美元,中国仅占5%(附36家中国企业名单)
“手术时间一长,医生难免会手抖。手术机器人能够过滤抖动,避免给患者带来的威胁。”北京和睦家医院医生朱刚坐在电脑边,回放自己操作达芬奇机器人完成的手术:两只微型机械臂从腹部小孔进入患者腹腔内,切除肿瘤。
自1996年问世以来,在过去20年的时间里,达芬奇经过几代更迭,一度成为医疗机器人的代名词。如今,更多类型的机器人开始出现,在各个医疗环节辅助医护人员更好地完成工作。点击蓝字查看医疗机器人精彩表演:开一次机就 3 万费用的手术机器人到底有多牛!
目前的医疗机器人市场中,欧美企业占据了主要的市场份额。中国医疗机器人仍处于研发或临床试验阶段,还未实现医疗机器人产品规模化,在医疗机构的普及率也较低,但正努力赶上。
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目录
◆ 走进机器人:医疗机器人是干什么的?
◆ 政策推动,医疗机器人应用被广泛关注
◆ 2021年,全球医疗机器人市场规模达207亿美元
◆ 世界市场:美国医疗机器人企业独领风骚
◆ 国内市场:医疗机器人市场份额占全球5%
◆ 我国医疗机器人代表企业共36家
走进机器人:医疗机器人是干什么的?
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。
那么医疗机器人则是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人,是一种智能型服务机器人,它能独自编制操作计划,依据实际情况确定动作程序,然后把动作变为操作机构的运动。医疗机器人是机器人,更是医疗器械。
医用机器人分类
根据国际机器人联合会(IFR)分类,医用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。
手术机器人
• 操作精细,伤口小,出血量少,用时短
• 增加医生视野,减少手部颤动
• 减少参加手术医护人员,降低成本
康复机器人
• 有效促进精神系统的功能重组,代偿和再生
• 有效缓解肌肉萎缩和关节萎缩
• 优化了医护资源
辅助机器人
• 可以感觉并且可以处理感官信息后给予用户反馈操作的设备
• 可以满足患者、行动不便或老年群体对医护的需求
服务机器人
• 常见的医疗服务机器人有医用运输机器人以及消毒和杀菌机器人
• 帮助医护人员分担一些沉重繁琐的运输工作,提高医护人员的工作效率
现阶段,医疗机器人产业链不断完整,上游为机器人零部件,主要由伺服电机、传感器、控制器、减速机、系统集成构成;下游主要供给于智慧医疗市场的需求端,主要应用于医疗的手术、康复、护理、移送病人、运输药品等领域。
▼医疗机器人上下游产业链
政策推动,医疗机器人应用被广泛关注
自2015年以来,国家相继发布一系列重要政策文件以推动中国制造的转型升级,医疗领域作为重要的民生领域,对医疗机器人研发生产的支持也一直是各大政策文件关注的重点。
2015年5月
2015年5月,国务院发布《中国制造2025》重点发展医用机器人等高性能诊疗设备,积极鼓励国内医疗器械创新。
2015年12月
2015年12月,国务院发布《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》开展生物医学工程、新型医用材料、高性能医疗仪器设备、医用机器人、家用健康监护诊疗器械等诊疗设备领域的标准化工作。
2016年4月
2016年4月,工业和信息化部4部委发布《机器人产业发展规划(2016-2020年)》实现在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。
2021年,全球医疗机器人市场规模达207亿美元
全球的医疗机器人市场规模增长迅速,其中手术机器人规模最大,康复机器人增速最快,分支中外骨骼机器人将迎来爆发式的增长,训练机器人和仿生假肢机器人等也将已较高的增速增长。
▼全球行业市场规模 (单位:亿美元)
▼不同分支市场规模(亿美元)
美国在全球医疗机器人行业布局处于领先地位,亚太地区处于快速发展阶段。
▼全球医疗机器人市场份额分布图
自1985年Kwoh等采用PUMA500机器人作为辅助定位装置完成首例脑部手术以来,医疗机器人已经经历了29年的发展历史。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。
经过近三十多年的发展,目前已有数千台手术机器人在全世界的医院和医学中心使用。2016年,全球医疗机器人销售数量为1600台,销售额为16.12亿美元,均较2015年有较大幅度增长。2017年,随着医疗机器人在各应用领域的落地,预测2017年销量达到1800万台。
▼2010-2017年国际医疗机器人销售情况(单位:台,亿美元)
随着达芬奇机器人的火爆,带动了国内医疗机器人行业的发展,新成立的公司增长明显。但从整体上看,中国医疗机器人产业布局尚处于早期阶段,上市公司多为跨界进入医疗机器人领域。
世界市场:美国医疗机器人企业独领风骚
由应用领域的代表性企业分析看,现阶段世界医疗机器人的发展以美国企业为引领和代表,在手术机器人领域,美国一达芬奇手术系统为代表,在行业占据绝对的优势地位。
另外,在制药机器人和外骨骼机器人中,德国企业占据一定的优势;而在外骨骼机器人和远程医疗机器人的研发方面,日本以Cyberdyne和Honda Robotics两家公司,在行业中起到引领作用。
▼美国各领域医疗机器人代表性企业分析
应用领域 | 国家 | 企业名称 | 发展介绍 |
手术机器人 | 美国 | Intuitive Surgical | 代表产品达芬奇外科手术系统。2000年7月11日,FDA批准了达芬奇手术系统,时期陈伟美国第一个可在手术室使用的机器人系统,目前已在全球安装超过3600套系统。 |
Verb Surgical | 成立于2015年12月,由谷歌母公司Alphabet生命科学部门Verily与制药巨头强生联手创办,该新公司将致力于开发机器人外科手术平台。 | ||
Medtronic | 公司成立与1949年,总部位于美国明尼苏达洲明尼阿波利斯市,是全球领先的医疗器械公司,致力于为慢性疾病患者提供终身的治疗方案。 | ||
Medrobotics | 成立于2005年,总部位于马萨诸塞州,独家授权的Flex机器人系统,此系统与2015年7月通过了FDA的审批。 | ||
Auris Surgical Robotics&Hansen Medical | 创立于2011年,目前总部在硅谷,之前主要专注于眼科手术(白内障)的微型手术机器人系统,目前更多专注于腔内手术。 | ||
制药机器人 | 美国 | Aethon | 成立于2004年,总部在宾夕法尼亚州匹兹堡。自主移动输送机器人,能够携带大量的行李架、手推车、重达453公斤的药物、实验室标本或其他敏感材料。 |
德国 | Omnicell&Aesynt | 创立于1992年,Omnicell被KLAS评为2015年最佳药房自动化设备供应商。2015年,Omnicell同时收购了另外两家药房自动化供应商。 | |
Innovation Associates | 1972成立的工程/技术服务制造公司,20多年以后,它的主营业务完全转移到了药房自动化。如今,它已经成为药房自动化领域的龙头企业之一。 | ||
外骨骼康复机器人 | 美国 | Ekso Bionics | 成立于2005年,总部位于加州伯克利,是骨骼康复医疗机器人市场的领导者。 |
Barrett Medical | MIT下属公司拆分出,拳头产品WAM是一款轻型高度灵活的带反向力驱动机器人手臂。 | ||
德国 | RewalkRobotics | 成立于2001,总部位于柏林,公司前身是Argo Medical Technologies医疗科技公司,该公司致力于制造可穿戴外骨骼动力设备,帮助腰部以下瘫患者重获行动能力。 | |
英国 | Rex Bionics Limited&美安医药 | 关注于研发、生产和商业化针对下肢功能障碍病人的外骨骼机器人的创新型公司。 | |
日本 | Cyberdyne | 2004年,日本筑波大学教授创立,产品HAL于2013年成为全球首个获得安全认证的机器人外骨骼产品。是日本首家生产医用及社会福利事业用机器人上市公司。 | |
瑞士 | Hocoma&蝶和科技 | 2000年成立,总部位于瑞士苏黎世。专注于智能康复机器人的研发,积极改善由于脑疾病、脊髓损伤和退行性病变引发的功能障碍 | |
医院消毒机器人 | 美国 | Xenex | 公司成立于2009年,总部位于德克萨斯州。通过摧毁可能导致医院获得性感染(HAI)的致命微生物来拯救生命并减少痛苦。 |
远程医疗机器人 | Intouch Health | 公司于2002年成立,总部位于加州。其开发的远程医疗机器人可以给偏远地区的病人或无法远行的人提供高质量的卒中、心血管和烧伤方面的紧急咨询。 | |
VGo Communications&Vecn a Technologies | 成立于2007年,提供视频通信解决方案。 | ||
陪伴机器人 | Luvozo PBC | 成立于2013年,总部位于马里兰州,公司专注于为提供高老年人和残疾人的生活质量开发陪伴机器人。 | |
日本 | Honda Robotics | 本田公司研发,后续可以协助老人或卧病在床或轮椅的人料理生活。 |
国内市场:医疗机器人市场份额占全球5%
2014年,我国开始出现机器人外科手术热潮,随后,在政策利好、老龄化加剧、消费群体增加和产业化发展提速等综合因素影响下,中国医疗机器人市场高速发展。
2014年,中国医疗机器人市场规模约为0.65亿美元,占全球行业市场份额的4.96%,随着国内技术的提升及智慧医疗和数字医疗的发展,至2016年,国内医疗机器人市场规模达到0.79亿美元。
随着国内智慧医疗建设的发展和普及,初步估算2017年医疗机器人市场规模将达到1.13亿美元,在全球市场份额占到5%左右。
▼ 2014-2017年中国医疗机器人市场规模(单位:亿美元,%)
2016年以来,在国际医疗市场技术改革发展的推动下,国内部分技术及医疗机构纷纷涉足医疗机器人的研发和落地。各个应用领域医疗机器人的临床发展能够有效的减轻我国因地区资源分配不均及医疗差异化的社会现实问题,有效的缓解医疗矛盾,远程医疗机器人的发展更能为分级诊疗的发展提供助力。
▼2008-2017年中国各地区医院医疗机器人引进明细(单位:台)
机器人应用 | 医院名称 | 具体应用 |
导诊机器人 | 合肥市第一人民医院 | 能够清晰对医院所有科室的位置、门诊大楼地图、219个常见病和症状对应的科室信息,以及51个常见问询知识进行回答。 |
达芬奇手术机器人 | 南京鼓楼医院 | 截止2017年1月末,达芬奇机器人手术突破1000例 |
上海交通大学医学院附属瑞金医院 | 截止2017年2月末,胰腺中心完成了第1000例达芬奇机器人辅助手术。 | |
中南大学湘雅三医院 | 截止2017年1月初,达芬奇机器人手术完成了602台 | |
配药机器人 | 上海交通大学医学院附属仁济医院 | 配药失误率为零,短短20秒左右就能把药品送到10楼病房 |
北京大学深圳医院 | 配药时间短,智能输液监测器、可穿戴设备等智能化设备 | |
康复训练机器人 | 襄阳市中心医院 | 借助机器人对病人进行科学、高效的康复训练 |
可穿戴智能康复机器人 | 上海德济医院神经康复专科 | 用于截瘫或偏瘫患者康复训练 |
下肢康复机器人 | 西安仁济医院 | 帮助脑卒中、颅脑损伤、脊髓损伤幸存者解决步行功能障碍问题。 |
肺癌识别机器人 | 安徽省立医院医学人工智能实验室 | 通过研读肺部CT片识别是否有炎症或癌症,准确率超过95%。 |
我国医疗机器人代表企业共36家
不可否认,近年来,中国企业在医疗机器人领域的投入及取得成果是显著的。据了解,一些医疗机器人的代表企业旗下的手术机器人已经进入研发阶段或临床试验阶段。
截止目前,国内有36家医疗机器人的代表性企业,其中上市企业两家,楚天科技和新松机器人。共12家企业获得融资,融资总额大约在80140万人民币(由于机器人是实体行业,有18家企业未公布其融资情况,所以真实融资额会远远大于8亿人民币)。
01
全国28%医疗机器人创始人来自哈工大
另外,在盘点过程中,我们发现了一个很令人惊讶的信息,在所有可查到创始人或主要技术团队的教育背景中,有超过28%的人曾在哈尔滨工业大学就读(以下简称哈工大),哈工大俨然成了中国医疗机器人产业的人才摇篮。
▼国内医疗机器人企业概况盘点
▼超过28%的科研团队和创始人来自哈工大
当然除了哈工大,创始人来自清华有2家,来自上海交大的有3家,来自北京航空航天大学的有3家,但是这些与哈工大相比差距不小,于是我们带着好奇,去探寻哈尔滨工业大学在机器人领域为何如此厉害?
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哈工大机器人实力
哈尔滨工业大学有一个机器人技术与系统国家重点实验室,是我国最早开展机器人技术研究的单位之一,其前身主体是1986年成立的哈尔滨工业大学机器人研究所。早在上个世纪80年代,即研制出我国第一台弧焊机器人和第一台点焊机器人。
哈工大人才培养厉害,不仅仅是教学的原因,更多的是产、学、研结合的原因,哈尔滨工业大学与黑龙江省政府、哈尔滨市政府共同投资组建的哈工大机器人集团(HRG),仅哈工大机器人集团旗下就有14家企业与机器人有关,其中哈尔滨天愈康复医疗机器人有限公司、挚康医疗科技有限公司还未计入本次盘点。
在代表人物方面,我想大家对孙立宁教授并不陌生,几乎大多数有关医疗机器人的会议、论坛都可以见到孙立宁教授的身影。主要从事纳米级微驱动及微操作机器人、高速高精度机构、工业机器人技术、并联机器人、医疗机器人、微小型机器人、仿人手臂及机器人机构与控制方面的研究工作。
其他院校实力
当然除了哈工大,北京航空航天的实力也不同凡响,北航有一个机器人研究所,于1987年由张启先院士创建,是一个集教学、科研、开发为一体的研究实体。目前其医疗与服务机器人产品包括:小型模块化骨科机器人系统、脊柱磨削导航及机器人系统、幕墙清洗机器人、数字化手术床、床椅一体化系统以及脑立体定向机器人。
北航和海军总医院联合研制的脑外科手术机器人,获得了CFDA的认证,已经完成了几千例的临床手术。
北航的王田苗教授在这个领域也同样有名,在先进机器人技术,在医用机器人、仿生机器鱼与嵌入式技术等方面取得过突出成绩。现在被真格基金、雅瑞资本等多家投资机构聘为高级科技顾问。
中科院(深圳)在2013年9月研发出脊柱外科手术机器人,它能够和现有的红外跟踪定位设备融合,实现术中手术器械的准确实时定位。
香港理工大学成功研发了全球首台内置马达外科手术专用机器人系统(NSRS,Novel Surgical Robotic System),这项研究借助了香港大学李嘉诚医学院的外科临床经验,并已成功应用于动物试验。该技术预计两年后进入临床测试,最快将于2019年推向市场。
总的来说哈工大、北航、清华、天津大学都是国内医疗机器人研发的佼佼者,其研发产品涉及到手术、康复、服务、辅助各种类型机器人,基本代表了国内医疗机器人的最高水平。各位机器人公司的HR要是想招聘人才,这几个学校的毕业生要赶紧抢到手啊。
02
全国辅助机器人占三分之一
以上36家医疗机器人企业中,手术机器人有7家,康复机器人有11家,辅助机器人有12家,服务机器人6家。
手术机器人
手术机器人大类包括腹腔镜手术机器人系、统矫形外科机器人系统、神经外科机器人系统、可操纵的机器人导管、及其他临床手术机器人。
根据《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》数据显示,手术机器人占全球医疗机器人份额60%以上,占比最重。
其中,腹腔镜检查是手术机器人最大的应用领域,占手术机器人行业的88.5%。其他临床手术机器人占比11.5%。未来由于微创手术只需要5毫米到1.5厘米的创口,可以在对病人损伤较小的情况下完成一些高难度的手术操作,手术机器人的发展前景会越来越高广阔。
康复机器人
在此次报告中,康复机器人企业占比较高,在31%左右。康复机器人企业的发展与人口结构与疾病模式的改变、利好政策、市场产品匮乏,急需借助智能康复产品有重大关系。
人口老龄化增加了致残几率和残疾人数量。另一方面,长期以来慢病患者急性期治疗模式导致慢病致残率越来越高。
目前世界上主要的康复机器人企业有Hocoma、Lokomat、Armeo、Erigo等,国内的企业,如广州一康,他们的产品已经在市场上销售了,产品主要包括上、下肢智能反馈训练系统,通过实时模拟人体手指与手腕运动规律开发而成,具有手指屈肌肌力信号与伸肌肌力信号评估功能,同时既可以训练手,也可以训练腕部。
睿瀚医疗生产的可穿戴式手部康复机器人。由基础的肌肉康复向大脑的神经元康复提升,用手部残存的机电信号去控制康复机械手。大脑发出主动运动命令,引起手部表面肌电的变化,捕捉电极能够检测到这一变化的信号,经过处理后驱动机器手运动。
现阶段国产的这几种康复机器人的售价在20-60万之间。
辅助机器人
本次报告的辅助医疗机器人企业占比33%,其实目前并没有辅助医疗机器人准确的定义,此次盘点将胶囊机器人、输液药物配置机器人、辅助手术的机器人、虚拟助理、导诊机器人等都归纳为辅助机器人。
据了解,热消融治疗技术作为治疗肿瘤的可靠方法已经被国内外各大医院所重视,而与其配合的辅助机器人也被各大医院所关注,具有广阔的市场发展空间。
新松科技最新研制的松康医疗辅助机器人,是在磁导航的引导下,结合了影响技术,完成了机器人末端对患者病灶肿瘤位置进行精准定位,并辅助医生进行相应的手术操作的机器人。
辅助手术的机器人:为确保手术精准,新松机器人可以实现人体上身多位置多角度的定位功能,并在磁定位传感器的导引下避让人体骨骼对进针的影响。在工艺设计上,医疗辅助机器人将机械人本体、热消融设备、导航系统、诊疗床集成一体。机器人的研究是多学科交融的结果。
输液药物配置机器人:随着医疗技术发展,静脉用危害药物调配模式已经逐步从普通治疗室调配模式发展到生物安全柜集中调配模式,到目前自动化设备替代人工的调配模式。卫邦科技自主研发的WEINAS智能静脉用药调配机器人主要针对危害药物调配,她立足于解决临床需求,用独特的智能化技术平台解决了目前临床90%以上西林瓶、安瓿瓶调配,并支持多种溶媒及输注模式调配。
胶囊机器人:安翰自主研发的磁控胶囊胃镜机器人对传统的胃镜检查术进行了革命性的“不插管”创新,受检者只需吞服一粒胶囊大小的胃镜机器人,即可在15分钟内完成无痛无创无交叉感染的胃镜检查,全程无需麻醉,检查后胶囊机器人随消化道排泄,一次性使用不回收。
虚拟助理:基于云计算、IOE和Web3.0语义等先进技术,万物语联研发了具备自我认知学习能力、能够像人脑一样理解复杂数据并形成结构化知识的SEMIOE生物元引擎等一套认知技术,创建了领先世界同行业的完整的人工智能系统,专注为医疗智能设备连接、个人数据集管理以及健康知识运营领域提供产品、服务和解决方案。
药师小乔则是一款集症状分析、用药推荐、售后服务、自主学习为一体的定制化药房智能机器人。
服务机器人
在此次划分中,服务机器人主要包括帮助护士进行输液服务、配药服务、体检服务、情绪抚慰的企业和家庭看护、服务、陪护机器人。
钛米机器人的特种医疗服务机器人的功能包括按时输液服务、配药服务、体检服务、康复护理等,医生也可以根据机器人测量得到的数据进行诊断。另外,特种医疗服务机器人可以代替一些医疗人员,去那些具有放射性、传染性的工作环境工作,更好的保护医护人员。
陪护机器人主要是辅助老年人、儿童生活。具有服务、安全监护、人机交互以及多媒体娱乐四大功能。
艾米机器人的产品功能主要包括了纯语音控制交互、智能家居控制、在线健康管理、在线教育辅导、自主安防巡视、智能导航定位、定制导购讲解、远程视频通话等,因而有着多元化的应用场景。
比如,AMY-A1可在智能家居、医疗健康、在线学习、情感陪护、家庭安防等领域为用户提供智能服务,AMY-M1未来则可能根据不同企业的定制需要,成为商场的“导购员”、医院的“巡诊护士”……
中国的医疗机器人市场,从需求方看,医疗机器人行业需求空间大;从支付方看,支付主体目前是自费为主,保险支付占比在逐步提升;从供给方来看,医疗机器人有一定的技术壁垒,行业整体处在一起做大蛋糕的阶段;从资本方看,投资界大热,值得持续关注。
因为需求方需要培育,支付方医保支付较少,医疗机器人投资回收期较长,但是随着销售扩大规模效应等影响利润率预计会逐步提升,我们也希望中国机器人能得到长远的发展,尽快出现像“达芬奇”一样的企业,这需要院校科研机构、资本、企业、政府多方的努力。
来源:本文资料来源于发改委、国际机器人联盟、前瞻产业研究院、动脉网、其他网络资源,筑医台资讯精编出品。
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