未来医疗革命：中国医疗机器人行业剖析与前瞻
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2024-09-14
在刚刚落幕的全球瞩目的世界机器人大会上，医疗机器人以其尖端技术与创新应用，一跃成为全场焦点，吸引了来自世界各地的行业专家、投资者以及科技爱好者的目光。这些智能医疗机器人不仅显著提升了医疗服务的质量和效率，更在引领健康产业的创新浪潮。
在此形势下，中关村产业研究院对医疗机器人产业展开了深入研究，旨在全面洞察中国医疗机器人行业的发展、政策环境、市场动态以及企业创新，为行业内外的决策者提供深刻的洞见与策略建议。
一、医疗机器人概述
（一）产业内涵
机器人被定义为能够半自主或全自主工作的智能机器，它们具备感知、决策和执行的基本特征，能够辅助或替代人类完成危险、繁重或复杂的任务。按照应用场景，机器人可分为工业机器人、服务机器人和特殊用途机器人。
医疗机器人是服务机器人的一种，融合了医学、机械、材料和大数据等多学科技术，具有深度学习能力，能够在医疗或辅助医疗工作中发挥重要作用。根据应用场景，医疗机器人可以进一步细分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人和服务机器人。手术机器人通过提高手术的精确度和安全性，辅助医生完成复杂的外科手术。康复机器人则帮助患者进行身体恢复训练，提高康复效率，尤其对行动不便的患者来说是一种巨大的帮助。辅助机器人在医疗过程中提供如药物分发、患者监护等辅助性工作。服务机器人则在医院等场所提供咨询、导航服务，改善患者的就医体验。
图：医疗机器人分类
（二）发展历程
首先是1985年至1993年的青铜时代。这一时期以1985年首次使用工业机器人PUMA560控制神经外科活检为起点，随后在1989年改进PUMA机器人，研制出专门用于前列腺手术的PROBOT。1992年，美国的ROBODOC成为首个获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准的手术机器人，成为医疗机器人发展史上的重要里程碑。
其次是1994年至2001年的双雄争霸时期。此时期以Computer Motion 和Intuitive Surgical 在外科手术机器人领域的竞争为显著特征。两家公司在产品及知识产权方面展开了激烈角逐。直至2003年，Intuitive Surgical收购了Computer Motion，从而终结了这一时期的竞争格局。
2003年之后，医疗机器人行业进入了百家争鸣的新时代。全球及中国内众多企业纷纷涌现，创新产品层出不穷，有力推动了医疗机器人技术的迅速发展及广泛应用。这一阶段的特点表现为技术的多元化以及市场的不断扩大，医疗机器人开始在更多医疗领域发挥作用，为患者提供更为优质的医疗服务。
图：医疗机器人产业发展历程
（三）产业政策
近年来中国政府高度重视医疗机器人产业的发展，将其视为推动制造业转型升级和提升医疗服务水平的关键领域。通过陆续出台的一系列政策文件，明确医疗机器人产业发展方向的同时，还提供研发支持、技术创新、市场准入、医保支付等多方面的扶持举措，尤其是2024年新颁布的《关于发展银发经济增进老年人福祉的意见》，从养老的角度进一步提出推动智能康复辅具相关机器人产品供给。诸多政策的实施为医疗机器人产业营造了良好的政策环境和市场条件，促进了医疗机器人技术的创新与应用，加速了产业的成熟与规模化发展。
表：国家层面医疗机器人产业政策
二、医疗机器人产业链
医疗机器人产业链是高度专业化和技术密集型的产业体系，涵盖了从上游材料研发到下游市场应用的多个环节。
在产业链上游，主要聚焦于新型材料以及关键机械部件的研发工作。其中包括具备抗病毒、抗辐射、易消杀特性的新型金属与非金属材料，还有伺服电机、传感器、控制器以及减速机等关键部件，这些基础材料与部件的质量，直接关乎医疗机器人的性能与可靠性。
中游研制环节作为产业链的核心部分，涉及医疗机器人整机的研制与产品开发。这涵盖了产品立项、设计、系统集成等方面，同时也需要跨学科的合作，整合医学、机械、材料以及大数据等领域的专业知识。产品验证是确保医疗机器人安全性与有效性的关键步骤，包含小试、型式检验以及临床试验。此外，医疗器械产品注册申报以及生产许可证申报也是产品推向市场之前不可或缺的环节。
产业链下游为市场应用环节，医疗机器人依据不同的功能与应用场景，被划分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人以及服务机器人等类别。这些机器人广泛应用于医院、康复机构、养老机构、诊所、实验室以及公共场所等，为患者提供更为精准、更为安全的医疗服务，同时也提升了医疗服务的效率与质量。
图：医疗机器人产业链
三、医疗机器人产业现状
（一）市场规模
得益于医疗机器人在外科手术、患者康复以及临床流程自动化中的广泛应用，再加上对医疗保健自动化需求的持续增长以及先进机器人手术的发展趋势，2024年医疗机器人全球市场规模预计达133.2亿美元，预计到2029年将增长至281.4亿美元，在预测期（2024-2029年）内复合年增长率为16.13%。中国医疗机器人在2022年的市场规模已增长至97.1亿元人民币，并且预计到2024年中国医疗机器人市场规模将有望突破140亿元人民币， 2022-2024年复合增长率达到20.07%。
图：全球及中国医疗机器人市场规模情况
（二）产品格局
从医疗机器人的细分产品分布来看，2022年中国手术机器人和康复机器人占整体市场占比高达75%，其中，国外品牌产品占据超过80%的高端市场份额，国产替代需求迫切。从细分产品的发展潜力和市场渗透率来对比，辅助机器人目前市场渗透度较低，但潜在市场规模巨大。
图：医疗机器人细分产品格局
（三）企业增长与分布格局
截止到2024年底，中国医疗机器人企业数量达到5700余家。2016-2017年，在政策催化下，医疗机器人企业年度新增出现小高潮。随着创新医疗器械审批“绿色通道”、医疗机器人纳入医保支付等政策落地，2023年医疗机器人新增企业数量又出现一个高峰。
中国医疗机器人厂商主要集中在粤港澳大湾区（深圳）、环渤海地区（北京、济南、青岛）、长三角地区及东北地区（沈阳、哈尔滨），这四大区域占全国医疗机器人企业的42.3%。
图：医疗机器人增长情况
四、典型企业分析
（一）直觉外科-全球最成功的手术医疗机器人公司
直觉外科（Intuitive Surgical, Inc）成立于1995年，位于美国加州。公司于2000年在纳斯达克上市，上市20余年股价上涨160+倍，跻身千亿美元俱乐部，在全球手术机器人领域处于霸主地位，占全球手术机器人市场份额超过50%，占全球腔镜手术机器人细分赛道份额超过80%。
直觉外科的主要产品为达芬奇手术系统，不仅提高了手术效率，还改善了患者的治疗结果，广泛应用于泌尿外科、妇科、心脏病学等多个领域。自开启商业化进程以来，达芬奇系统每4-5年进行一次换代，目前经历了五代演进，第一代产品确立了达芬奇手术系统的基本框架，包括医生控制台、患者手术平台和影像系统；第二及第三代系统从影像系统和控制台配置方面进行了升级，有效提高了手术协作性和手术准确度；第四代系统在手术精细化操作、灵活性方面再次进行了提升；第五代系统于2024年3月发布，引入了3D显示和图像处理技术，为外科医生提供了更清晰、更立体的手术视野，显著提升了医生手术舒适度。
图：第五代达芬奇手术系统
直觉外科可持续经营能力强且收入不断提高。从收入结构来看，公司的收入包括设备、耗材、服务三方面，其中耗材及服务占比超过70%，对新设备出货量的依赖减弱，有助于持续、稳定经营。从财务方面来看，公司总收入和净利润自2014年以来基本保持增长趋势，2023年公司总收入为71.24亿美元，同比增长14.49%，净利润为17.98亿美元，同比增长35.98%，毛利率达到65%以上，净利润率达到25.23%。
图：直觉外科2014-2023年收入与净利润情况
（二）天智航-骨科手术机器人
天智航成立于2005年，是一家专注骨科手术机器人及其相关技术自主创新、规模化生产、专业化营销及优质临床应用的企业，由北京积水潭医院孵化。公司于2020年在科创板IPO，是国内第一家，全球第五家获得医疗机器人注册许可证的企业。
天智航已成为国内骨科手术机器人领军企业。产品方面，公司的主营产品是“天玑”系列骨科手术导航定位机器人，包括“天玑1.0”和“天玑2.0”两款产品，其中“天玑2.0”于2023年7月和8月分别在国内和欧洲获批上市，是全球首款可在一台设备上实现脊柱、关节、创伤三大领域骨科手术全覆盖的手术机器人，可显著减少术中辐射并提高手术效率，适应证覆盖颈椎、胸椎、腰椎、骶椎全节段脊柱外科手术和骨盆、髋臼、四肢等部位的创伤手术。市场方面，截至2024年8月，天玑骨科手术机器人临床应用已覆盖200余家医疗机构、30个省、自治区、直辖市，手术量突破7万例，其中2024年第一季度超过8000例，同比增长超过80%。
图：天智航骨科手术机器人
五、医疗机器人发展建议
一是实现自主可控，补齐产业基础短板。鉴于医疗机器人市场不断放量增长，必须着重关注机械硬件和系统软件安全的自主可控情况，各地应加快补齐相关领域的产业短板。
二是局部领先，于细分赛道实现突破。中国医疗机器人起步相对较晚，国内厂商正由“跟跑”逐渐转向“局部领跑”。在国产替代的浪潮之下，参与者可着重挖掘血管介入、智能穿刺等细分赛道的机遇。
三是构建产学研用合作平台。医疗机器人融合了医疗、材料、机械、人工智能、大数据等众多学科，占据着高端医疗器械设备、AI机器人等多条核心赛道，代表了未来医学的发展方向。各地能够通过构建产学研用合作平台，提前占据产业发展的有利位置。
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