手术机器人是集多项现代高科技手段于一体，可用于手术影像导引和微创手术的综合性医疗机器装置。从临床医学应用角度分，手术机器人可分为腔镜手术机器人、骨科手术机器人、泛血管手术机器人、经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人和其他手术机器人（如神经外科手术机器人）。腔镜手术机器人占据手术机器人最大市常目前国内腔镜手术机器人市场被达芬奇垄断，但随着国内多款产品进入临床及上市期，将打破这一格局，实现腔镜手术机器人进口国产化替代。
01
腔镜手术机器人定义与产业链
（一） 腔镜手术机器人定义
腔镜手术机器人是为完成各种复杂的微创手术而设计，采用主从遥控操作的操控方式，由外科医生控制台、患者侧手术车和一套三维高清影像系统组成，具有微创、精细、灵活、滤抖等显著优势，可以极大地扩展外科医生的手术能力，有效解决传统手术所面临的各种问题。镜手术机器人是手术机器人运用领域的代表，可应用于广泛的外科手术，包括泌尿外科、妇科、普外科手术等（占比90%以上）。
（二） 腔镜手术机器人产业链
腔镜手术机器人产业链包括上游的软硬件供应、中游的生产制造和下游的终端应用。上游是软硬件供应，软件供应包括影像采集、导航定位系统、分析与储存系统等；硬件供应包括伺服系统、控制器、减速器、传感器、其它元器件等。中游是制造生产，按临床应用领域分，包括心胸外科、泌尿外科、肝胆外科、妇科、普通外科等领域。下游主要是终端应用，包括医院、分销商等。
图1：腔镜手术机器人产业链
来源：火石创造根据公开资料绘制
02
腔镜手术机器人行业情况
（一） 腔镜手术机器人市场规模
全球腔镜手术机器人市场规模突破60亿美元，占手术机器人总市场规模近六成。医疗机器人分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服务机器人等，其中，手术机器人是医疗机器人中最大一类，腔镜手术机器人占手术机器人比重最大。据数据显示，20152021年，全球手术机器人市场规模由30亿美元增长至118.1亿美元，预计2026年达到336亿美元（折合人民币2150亿元），复合增速26.2%。其中，20152021年，全球腔镜手术机器人市场规模由23.8亿美元增长至69.4亿美元，占比由79.3%降至58.7%。预计到2026年将达到180亿美元，复合增速为22.8%，占比达53.6%。
图2：2015-2026年全球手术机器人和
腔镜手术机器人市场规模（亿美元）
数据来源：frost & Sullivan，火石创造整理
图3：2020年全球手术机器人市场规模占比情况
数据来源：frost & Sullivan，火石创造整理
中国腔镜手术机器人市场规模达5.58亿美元，占国内手术机器人市场规模七成以上。2015-2021年，中国手术机器人市场规模从0.93亿美元增加到7.55亿美元（约47.8亿元），估计到2026年将达到38.4亿美元（约250亿元），复合增速44.3%；占全球手术机器人市场份额从2021年的6.4%提升到11.4%。其中，2015-2021年，中国腔镜手术机器人市场规模由0.8亿美元增至5.58亿美元，占全国手术机器人市场规模总量的比重由85.5%降至73.9%。预计到2026年国内腔静手术机器人的市场规模将达到23.15亿美元，复合增速39.2%，占比将达60.3%。
图4：2015-20206E年中国手术机器人与
镜腔手术机器人市场规模（亿美元）
数据来源：frost & Sullivan，火石创造整理
图5：2020年中国手术机器人市场占比情况
数据来源：frost & Sullivan，火石创造整理
（二） 腔镜手术机器人市场格局
达芬奇手术机器人占据全球腔镜手术机器人垄断地位。直觉外科公司作为专业的手术机器人龙头企业一枝独秀，旗下的达芬奇手术机器人以适应科室广（包括心脏外科、胸外科、泌尿外科、妇科、普外科、小儿外科、血管外科、耳鼻喉科等）、上市时间久（于1996年推出，1999年获CE认证上市）、使用地区广（产品已遍布全球67个国家）等先发优势，成为当前全球市占率最高、应用最广泛的手术机器人。据公开资料显示，截止2021年底，达芬奇机器人全球装机量已达6730台，年手术量124万例，占据全球腔镜手术机器人82.9%的市场份额。其他国外竞争者还包括加拿大Titan Medical公司的SPORT手术机器人系统，加拿大TransEnterix公司的Senhance和SurgiBot手术机器人，英国CMR Surgical公司的Versius机器人。
国产腔镜手术机器人竞争格局初步显现。企业方面，国内手术机器人起步较晚，据火石创造数据库不完全统计，截至2021年底国内手术机器企业共计94家，主要分布在北京、深圳、杭州、苏州和上海等5个城市，其中北京的企业集中度最高。从产品来看，截至目前，国内已上市的腔镜手术机器人仅有达芬奇Si及达芬奇Xi手术系统、国产“妙手S”手术系统。据不完全数据统计，截至2021年底，全国芬奇手术机器人累计219台，在全国已累计已完成超25万台手术。国内企业也在加速跟进产品上市，其中“术锐”单孔腔镜手术机器人、蜻蜓眼 三维电子腹腔内窥镜，精锋医疗多孔和单孔腔镜手术机器人、康多机器人等处于临床试验阶段，有望在近两年内上市、实现商业化。根据国家卫生健康委员会发布的《国家卫生健康委关于调整20182020年大型医用设备配置规划的通知》于2018年至2020年期间计划向中国医疗机构销售合共225个腔镜手术机器人。
表1：截至2021年底国内腔镜手术机器人主要布局企业及产品
来源：火石创造根据公开资料整理
（三） 腔镜手术机器人市场需求
中国镜腔手术机器人手术渗透率仅0.5%，市场需求增长潜力大。从需求端来看，据不完全数据统计，预估2021年国内腔镜手术机器人手术例数87500例，近三年稳健增长（2020年疫情一定负面影响），得益于存量装机的爆发，2021-2026年国内RAS手术量有望以复合56%增长至68.1万例。从供给端来看，截至2021年底，国内仅安装了219台腔镜手术机器人，手术渗透率仅0.5%，其中，达芬奇腔镜手术机器人在中国所有三级甲等医院中使用比例仅10%，与此相比，2020年美国已安装3727台，手术渗透率达到13.3%。2018-2020年在中国由一台腔镜手术机器人辅助进行的手术每年平均为299例，而美国的年度平均手术数量为240例，导致这一差距的原因在于中国腔镜手术机器人的供应有限，表明了腔镜手术机器人在中国具有巨大的需求增长潜力。
图6：2015-2026年全国腔镜手术机器人手术量及增速情况
来源：frost & Sullivan，火石创造整理
（四） 腔镜手术机器人产业政策
国家出台相关利好政策，助力腔镜手术机器人行业发展。为应对机器人辅助手术日益增长的需求，国家政府已实施多项政策，促进手术机器人行业的进一步发展。“中国制造2025”指出重点发展医疗机器人设备，《医疗装备产业发展规划(2021-2025年)》征求意见稿指出提升腔镜手术机器人、骨科手术机器人、神经手术机器人等装备性能品质等，鼓励地方政府将机器人辅助手术纳入医保报销范围，这对国产手术机器人发展有重要驱动作用。
表2：截至2021年底中国腔镜手术机器人相关政策
来源：火石创造根据公开资料整理
03
行业标杆达芬奇手术机器人概况
（一） 达芬奇手术机器人简介
美国直觉外科公司旗下的芬奇手术机器人代表着当今手术机器人最高水平，成为全球腔镜手术机器人的领路人。其最早被应用于前列腺癌的治疗，后续经过不断的技术进步与更新迭代，其应用范围已经被扩展至胸外科、普外科、泌尿外科、妇科、心血管外科等方面。经历四代进化，形成了可自由运动的手臂腕部EndoWrist、3D高清影像技术、主控台的人机交互设计等三大核心技术。
以下为达芬奇系列手术机器人的技术脉络
1996年推出了第一代达芬奇机器人。
2006年推出的第二代机器人机械手臂活动范围更大了，允许医生在不离开控制台的情况下进行多图观察。
2009年在第二代机器人的基础上增加了双控制台、模拟控制器、术中荧光显影技术等功能，进而推出了第三代达芬奇Si系统。
2014年推出第四代达芬奇Xi系统，灵活度、精准度、成像清晰度等方面有了质的提高，公司在2014年下半年还开发了远程观察和指导系统。
（二） 达芬奇手术机器人盈利情况
达芬奇手术机器人采用“耗材＋系统+服务”商业模式，耗材占比高达一半以上。达芬奇手术机器人初期收入以系统为主，占比为95%，随着保有量提升，系统占比逐渐下降至2020年的27.0%；随着手术量提升，耗材占比大幅提升，从2000年的6.4%提升至2020年的56.3%；而服务收入和存量仪器有关，占比较为稳定，基本维持在15-20%。达芬奇通过机器人搭售排他性质的高值耗材机械臂获得高额收入，每台设备配备4条机械臂，最多可用十次，每台机械臂的价格约2000美元。达芬奇的盈利能力在2005年后达到比较稳态的值，共经历了6年时间，主要原因在于2005年之前公司保持高额的研发费用投入，影响企业营业收入。
图7：2000-2020年直觉外科公司收入构成变化情况
来源：wind，火石创造整理
（三） 达芬奇手术机器人市场竞争格局
达芬奇手术机器人系统销售单价近年来在150万美元左右，2021年达芬奇手术机器人全球装机量741台，其中中国30台；截止2021年底达芬奇手术机器人全国累计装机219台，装机集中在北京、上海等核心城市的顶级三甲医院。预计2022年开始年新增有望超过100台，参考美国2020年3720台保有量（年净增200台以上），我国未来手术机器人装机量还有很大的空间（按年均200台，2030年存量需10000台）。目前为止，国内还是达芬奇独占，未来10000台中会有国产的身影。
综上可看出，达芬奇手术机器人成功点主要有以下几点：一是企业投入巨资不断潜心技术研究迭代，研发投入强度大；二是产品技术水平高，关键核心技术拥有较强的知识产权壁垒保护；三是采用“系统＋耗材+服务”盈利模式，耗材收入贡献高达56.3%；四是投入巨资以市场教育（marketing education)的方式进行营销推广。
04
总结
中国操作类手术机器人市场起步晚，尚无具备规模化的企业，大多公司仍处在研发、动物实验、临床实验阶段，操作类手术机器人以研究单孔、具有柔性机械臂的腹腔镜手术系统为主。其中国产腔镜手术机器人威高“妙手S”已于2021年10月上市，微创医疗图迈、精锋医疗多孔和单孔，北京术锐的单孔腔镜手术机器人等已经进入国家药监局绿色审批通道、处于临床试验阶段、预计近两年内上市。国产腔镜手术机器人的部分关键技术指标已达到国际先进水平，在价格上相较达芬奇更具有优势。目前国内腔镜手术机器人市场被达芬奇垄断，但随着国内产品的相继上市，将打破这一格局，实现腔镜手术机器人进口国产化替代。
作者 | 火石创造 王桃清
审核 | 火石创造 廖义桃、殷莉等
运营 | 火石创造 黄淑萍
