医用机器人产业全面分析

129.规模:全球1000亿,中国200亿,国产化率5%

2019年全球医疗机器人市场规模156亿美元,2021年预计207亿美元,2019年中国医疗机器人市场规模141亿元,2021年预计200亿元,国产化率仅5%

130.政策:北京上海率先纳入医保工信部2021年2月9日发布《医疗装备产业发展规划(2021-2025年)》将手术机器人列为重点发展领域,北京、上海医保局先后将手术机器人纳入医保支付目录可全额报销

131.产业链:上游软硬件、中游本体、下游医院医疗机器人技术集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体,包括材料,光电技术,视觉成像、算法、机械控制、耗材设计等工作原理分感知、分析、行动三个步骤,首先机器人通过传感器系统感知外部环境信息,然后通过人工智能算法对各类信息进行分析学习给出下一步动作指令,最后驱动系统根据指令完成具体动作并实时反馈

下面依次介绍二十二、手术机器人

132.定义:三类,高清三维成像、安全高效操作台、灵活稳定机械臂手术机器人属于三类医疗器械,主要应用于外科,起到辅助或替代医生手术的作用,医生通过清晰的成像系统,在操作台发出指令,灵活的机械臂以微创手术形式,完成术中定位、切断、穿刺、止血、缝合等操作,具有三大优势高清三维手术视野:高分辨率三维(3D)镜头超越人眼局限,为主刀医生带来患者体腔内三维立体高清影像540度灵活稳定操作:人手上下翻转角度最多180度,机器人手腕可以自由旋转540度,同时滤除不必要的人手颤动安全高效操作台:减少医生和患者的暴露和感染风险,可以坐着、远程手术,提高效率

134.市场:全球500亿,中国30亿2020年全球手术机器人市场规模83.21亿美元,其中腔镜52.5亿美元,骨科13.9亿美元,区域来看,美国46亿美元占55.1%渗透率13%,欧盟18亿美元占21.4%

2020年中国手术机器人市场规模4.25亿美元27.6亿元,占全球5.1%,渗透率仅0.5%,其中腔镜3.18亿美元,骨科0.43亿美元

远程:远程手术需要4K以上超高清画面,同时连接生命监测仪、心电图机、除颤监护仪等设备,需要5G网络带宽15Mbps~1Gbps延时1ms,VR眼镜可进行三维观察纳米靶向柔性:通过磁场控制和血管注入在人体内自由移动,将药物靶向输送至人体病灶区域,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AI人工智能:自动化手术导航利用AI识别人体器官和手术机械,规划手术路径,预警主动脉等危险区域,可以利用大数据给出建议

136.历史:500年前达芬奇,2000年直觉外科,2010天智航500年前意大利文艺复兴画家、科学家、发明家达芬奇利用自己的解剖学知识和机械知识,设计了人类历史上第一个人形机器人2000年FDA批准直觉外科公司(IntuitiveSurgical)达芬奇手术机器人,开启了商业化道路2010年天智航研发制造我国首款手术机器人,滞后于美国十年

137.腔镜:全球直觉外科、中国微创精锋威高术锐康多腔镜手术机器人全称内窥镜手术器械控制系统,由其标配“三件套”控制台、手术机械臂和三维成像系统组成,可应用于心脏外科、普通外科、泌尿外科、胸外科、肝胆胰外科、胃肠外科、妇科等,技术路线为多孔→单孔→自然腔道

全球龙头直觉外科达芬奇,加拿大TitanMedical、TransEnterix、英国CMR等

直觉外科IntuitiveSurgical:全球龙头1995年,直觉外科成立,2000年FDA批准达芬奇手术机器人上市2016年,与复星医药合资成立直观复星(复星40%股权)2019年,营收45亿美元其中耗材24亿美元,净利润14亿美元,商业模式是典型的剃刀刀片模式,目前全球装机6335台,年手术量超过120万台,全世界每26秒就有一个医生使用达芬奇开展手术,占据全球80%市场,股价20年上涨100倍

中国微创医疗、精锋医疗、威高妙手、术锐、康多等,尚未出现龙头

138.骨科:全球史赛克、中国天智航骨科手术长期受限于看和动作控制两大问题,骨头内部结构难以看到,结构复杂、容易误伤血管神经,植入类骨科手术对精度要求非常高,人力操作难以控制,适用于创伤、脊柱、关节等手术

骨科机器人由主控台、机械臂、光学定位相机组成,具体流程如下1)术前/术中获取患者损伤部位的影像并上传到主控台完成识别,医生通过主控台规划手术路径设计2)医生将机械臂拖动至术区后,机械臂按照规划好的手术路径进行精准定位,并完成切割和/或植入3)光学跟踪系统负责术中实时定位监测,对定位误差进行实时动态调整,引导机械臂自动调整

全球史赛克、美敦力、强生、捷迈邦美、施乐辉等纷纷通过收购的方式布局,Mazor、NuVasive、ThinkSurgical、ZimmerBiomet等

史赛克Stryker:骨科全球龙头史赛克Stryker是全球最大的骨科医疗器械公司,以医疗系统为主(44%),其次是创伤骨科(35%)、神经技术及脊柱(21%)2013年14亿美元收购Mako,全球突破1000台,专注关节手术,市占率9%2019年5亿美元收购MobiusImaging、CardanRobotics布局骨科脊柱外科

139.神经外科:全球捷迈邦美,中国柏惠维康、华科精准、华志微创神经外科手术主要针对脑部、脊髓、神经的手术,在操作上具有手术空间小、定位困难等难点,神经外科手术机器人主要包括术前规划软件、导航定向系统、机器人辅助器械定位、操作系统,通过对脑部病灶位置精确的空间定位,辅助医生夹持和固定手术器械等,并完成如活检手术、深脑刺激、经颅磁刺激、立体定向脑电图、神经内窥手术等的神经外科手术,应用于中枢神经系统炎症疾病、帕金森病和癫痫病在内的神经系统疾病、脑血管病和脑梗死全球美国ProsurgicsPathfinder、法国MedtechROSA、英国RenishawNeuroMate,中国柏惠维康、华科精准、华志微创等

全球西门子Corindus、Moray、Stereotaxis等,中国唯迈医疗、爱博医疗、奥朋医疗、梅奥心磁等

141.其它:自然腔道、穿刺,中国龙头微创自然腔道手术机器人是指通过人体自然路径进入目标部位,并可控制其进行诊断或手术的机器人,应用于支气管镜检查(肺结核)、结肠镜检查、胃镜检查等,全球直觉外科Ion、强生Monarch、MedRobotics,中国微创等

穿刺手术机器人是通过MRI、超声、CT等成像技术将目标解剖定位,引导反馈针头达到目标解剖结构,辅助完成经皮穿刺手术的机器人,应用于检测早期肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肾结石,全球Biobot、NDR、ISYS、EDDA,中国微创、迈纳士、精劢、磅策、横乐等

微创医疗:全面布局龙头

微创医疗机器人2014年成立,布局腔镜「图迈」「蜻蜓眼」、骨科「鸿鹄」、血管介入、自然腔道支气管、经皮穿刺五大黄金赛道,是国内最全面的医疗机器人公司,2021年10月在港股上市

二十三、康复机器人

142.分类:康复治疗、生活辅助

康复机器人辅助人体完成肢体动作,实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能,针对患有脊髓脊柱损伤、脑卒中损伤、脑外伤等疾病的残障人士,失能失智人群,如瘫痪、老年痴呆、阿尔兹海默症等,可分为康复治疗和生活辅助型机器人

生活辅助型机器人主要面向老年群体和残疾群体,通常是个人购买用于辅助日常生活,针对患有老年慢性病以及永久残疾患者等存在行动障碍的人群,主要包括饮食辅助、移动辅助、卫生护理、智能假肢、智能辅具等

康复治疗型机器人主要面向术后康复群体,通常是医院购买,针对脑血管疾病、骨科、工伤等术后的康复治疗需求,主要包括上下肢康复训练、步态/步行训练、关节训练等

143.市场:全球100亿,中国10亿

2020年全球康复机器人市场100亿元,中国10亿

144.技术:机械本体、运动控制

康复机器人系统设计可以划分为机械结构设计、电气与电子控制系统设计、康复训练或辅助方案设计、运动控制策略设计、人机交互软件设计等多个部分机械结构设计:综合考虑患者的病情特点、人体关节运动特点、安全舒适性、人机交互等因素,以实现科学的康复训练方案为前提,扩展训练动作维度,提高关节活动度,探索新材料技术在康复机械中的应用,使康复机器人本体更加简洁轻巧,穿戴便捷舒适运动控制策略设计:从控制策略主要分为力控制策略、力场控制策略、生物电信号控制策略,运用力传感器直接检测机器人与患者肢体部位之间的相互作用力并对之进行控制的力控制策略,常用的是力位混合控制和阻抗控制

145.康复:牵引式卓道、悬挂式金矢

康复机器人按照治疗部位的不同分为上肢康复机器人和下肢康复机器人,按照与人体耦合方式的不同又可进一步分为末端驱动牵引式、悬吊式、外骨骼式三大类末端驱动式上肢康复机器人是以并联连杆机构或串联机器人机构为主体机构,通过对上肢功能障碍患者的上肢运动末端进行支撑和固定使患者按照预定轨迹或者自由轨迹进行被动训练或主动训练,从而达到康复训练目的的康复设备。与患者相对独立,通常仅通过患者手部与机器人末端相连,并对前臂进行一定支撑,整体结构清晰、紧凑,系统整体可靠性高,患者上机简单、使用方便,以实现多关节复合训练动作为主,能够满足日常生活中最为频繁的点到点动作的训练

末端驱动式下肢康复机器人又称为坐卧式康复机器人,多用于适用于运动功能完全丧失的瘫痪患者和中风患者的康复训练前期,优势在于在运动训练过程中患者处于坐立、斜躺或平躺姿态,无需下肢为身体提供支撑。通常采用一对脚踏板与患者的双足相接触,成本较低,易于操作使用,但只能实现相对简单的训练策略和末端运动轨迹,另有一种坐卧式外骨骼康复机器人,由两条机械腿组成,下肢沿着机械腿并列进行安放固定,既可以方便地实现单关节的运动,也能够完成多关节协调的训练,但佩戴较为麻烦,耗时较长。悬吊式下肢康复机器人通过穿戴于患者腰胸部的挽具,以及连接挽具和头顶上方支架的绳索,以提拉躯干的方式实现体重支撑,保持患者的直立姿态,由脚踏板、跑步机或地面与患者双足相互作用,完成下肢的交替运动

全球瑞士Lokomat、德国LokoHelp、美国Robomedica等,中国卓道医疗、广州一康、上海傅利叶、中航创世、南京埃斯顿、微创、上海电气康复、苏州好博、南京伟思、上海金矢等

卓道医疗:末端驱动式康复机器人龙头卓道医疗成立于2015年,2018年获得国内第一张末端牵引式上肢康复机器人医疗器械注册证,2020年年底获得悬吊式下肢康复机器人注册证,其中ArmGuider上肢康复机器人拥有灵活、柔顺的悬浮式机械臂结构,能够实现丰富的上肢多关节复合训练功能,Nimbot上肢机器人拥有全球首款实现肩部复合体五自由度设计的机械动力外骨骼结构,SmartSling下肢康复训练机器人国内首款实现髋膝全自由度训练,其产品已落地超过400家医院

上海金矢:悬挂式康复机器人黑马上海金矢成立于2016年,专注于肢体康复机器人的研发、生产和销售,iReGo下肢康复运动训练机器人已获得国家二类医疗器械证,集步态分析、行走训练、坐站训练、平衡训练、游戏训练于一体,双侧急停开关、超声波、传感器、减重绷带和防跌倒机制等多重保护给病人提供充足的安全保障

146.外骨骼:机械助力、电助力

外骨骼Exoskeleton源自节肢动物门几丁质体表层,保护生物相对脆弱柔软的躯体和脏器,比如螃蟹、虾的外壳,外骨骼机器人可为穿戴者提供保护,并根据人的肢体活动来感应、驱动机械关节执行动作,帮助使用者跑得更快、跳得更高、负重能力更强

上肢外骨骼机器人是一种基于人体仿生学及人体上肢各关节运动机制而设计的,用于辅助上肢功能障碍患者进行康复训练的康复辅助设备,特殊的机械机构紧紧依附于上肢功能障碍患者的上肢,患者进行主、被动训练下肢外骨骼机器人是一种基于步态模拟并在各个关节处配置相应的自由度及活动范围,可自行进行步态模拟工作的设备。外骨骼机器人兼具辅助替代和训练治疗双重功能,要能够实现自主控制,可应用在医疗、军事、工业等多领域,有望渗透至人类生活的各个方面

外骨骼机器人技术路线分为机械助力、电助力,机械助力主要通过弹簧辅以机械结构,但功能比较单一,并需要自己对外骨骼施加一定的力量,使用不太方便,电助力更有优势,但成本也更高

147.外骨骼:全球Rewalk、Ekso、Cyberdyne,中国医疗程天、工业傲鲨

全球外骨骼机器人有以色列Rewalk、美国Ekso、Indego、Sarcos、SuitX、日本Cyberdyne、新西兰Rex等

中国程天、傲鲨、大艾、布法罗、迈步、伟思、尖叫、迈宝、奇诺、峰湃、傅利叶等

程天科技:医用外骨骼龙头程天科技2017年成立,专注养老、康复领域,2020年4月获得首个由中国国家药监局NMPA(原CFDA)中枢神经病变下肢外骨骼机器人二类医疗器械许可证,2021年3月获批第二张,覆盖超50家医院,3万人次试用

傲鲨智能:工业外骨骼龙头傲鲨智能2018年成立,上肢外骨骼机器人“MAPS脉”有4个自由度,采用伺服电机驱动,应用于汽车工业领域以提高工人效率,下肢外骨骼机器人“HEMS尉”有6个主动自由度和6个被动自由度,用于力量增强和负重训练,出货上百台下面看一个视频,画面中,他背着3个外卖箱,还能行走爬楼毫不费力,其设计自重16Kg,额定负载50Kg,12个运动自由度,工作时通过外骨骼把力量传导到地面,使用者肩膀只需要承受5~10Kg的力,如同背着一台笔记本电脑

150斤弹药箱,两人轻松搬运

二十四、辅助服务机器人

149.市场:10亿2020年中国医疗辅助机器人市场规模约10亿元

151.产业:中国龙头诺亚、钛米医院物流机器人包括诺亚、钛米、猎户星空、赛特智能、卫邦科技、桑谷医疗等

诺亚:医院物流龙头诺亚医院物流机器人成立于2014年,将5G无人驾驶技术赋能医院物资配送场景,实现了医院95%物资的全院级流通配送,已入驻百余家国内头部医院

THE END
1.上海胸科医院进修汇报(医院版)对胸腔镜下复杂的食管癌术式、纵隔巨大肿瘤切除和肺袖式切除气管重建等手术的适应症,手术方式选择,操作技巧要点有了更深刻的理解。 对机器人手术、荧光胸腔镜手术、3D胸腔镜手术、Tubeless手术、多原发肺GGO的电磁导航/CT引导穿刺微波消融,内镜下食管胃粘膜病变治疗等当前胸外前沿技术有了全面了解。 https://www.meipian.cn/302yi7sh
2.江西省儿童医院心胸外科团队实施达芬奇手术机器人微创手术切除纵...近日,8岁女童纵膈肿瘤,江西省儿童医院心胸外科团队利用达芬奇手术机器人实施了微创手术切除。 8岁8月女童因发热、咳嗽五天入院,急性起病,体温最高至39.3°C,前往江西省儿童医院就诊,以支气管肺炎住进该院肾内科,入院完善相关检查。胸片及肺部CT检查提示纵膈肿瘤,即请小儿心脏病治疗中心会诊后,转入该中心治疗。 http://m.yun.jxntv.cn/c/TXd2UkxCRUF5OXVIclRuYlR2RE1LQT09.html
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4.贵州首例机器人辅助电磁导航支气管镜肺结节消融术成功实施该技术利用磁导航精确定位肺结节,通过自然腔道进行消融,有效降低了术中出血、气胸等风险,同时避免了对皮肤、肌肉及胸膜组织的损伤,术后患者无疼痛感,极大地提升了手术的安全性和患者的舒适度。 手术过程中,罗孔嘉教授凭借其丰富的经验和精湛的技术,与中山一院贵州医院胸外科团队紧密合作,成功操控支气管镜机器人,结合...https://www.gzstv.com/a/ec7e68c5bf714222b048181acfed0292
5.新技术江西首例赣医大一附院成功开展支气管镜导航机器人辅助...导航机器人融合了机器人控制与导航技术,结合人工智能最新算法,通过机械臂控制进镜与定位,不仅稳定性更高,还克服了传统支气管镜操作的人为偏差与抖动,实现了对肺外周病灶更精确的定位和操作,为经呼吸道肺外周病变的精准微创诊疗提供了一站式的全新解决方案。 https://www.gyyfy.com/list/192/83045.html
6....省首例支气管镜导航机器人辅助下肺消融术8月2日,呼吸内镜中心主任罗壮带领团队成功实施云南省首例支气管镜导航机器人辅助下肺消融术。这一突破性医疗操作标志着医院在肺部疾病微创诊疗领域迈出了重要一步,为患者提供了更加精准高效的治疗手段。 此次手术患者为一名54岁男性。该患者右肺上叶因肺结节曾进行肺切除术,但术后复发。罗壮医疗团队联合胸外科、麻醉科...https://www.ydyy.cn/Subject/XWXX/Article/ef18b5fe-1aa2-4c6e-a9c9-b140283ac3de.htm
7.天智航IPO后,手术机器人黑马还将从哪些领域跑出3.手术机器人设备+耗材+服务的模式可自成商业闭环,其中耗材将占到手术机器人市场50%以上份额。 4.从技术层面来看:手术机器人已进入自然腔道阶段,包括血管介入、支气管镜手术机器人,未来还可延展至尿道、肛门等;从产品形态来看:小型化、专科化是手术机器人的发展趋势。 https://news.yaozh.com/archive/30267.html
8.中国支气管镜介入治疗现状及进展这些技术包括冷冻、热疗、气管扩张技术、光动力治疗等多种方法,应用时需采取不同的个体化治疗方法。作者提出的"中央气道八分区"方法,利于中央型气道病变的诊断和指导治疗;创立了加速康复支气管镜(ERAB)的理念,使得支气管镜介入治疗更加规范化、科学化。既往支气管镜介入治疗主要用于中央型气道,自从导航技术及超声内镜...https://www.yiigle.com/LinkIn.do?linkin_type=baidu&cmaid=1429337