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國產機器人大時代已來,中國腔鏡手術機器人市場究竟如何

日期:2022-01-04

2021年,我們認為會是中國腔鏡手術機器人元年,微創機器人作為腔鏡手術機器人第一股上市且產品已申報注冊,上海市把四種腔鏡機器人手術納入醫保,威高手術機器人作為國產第一家率先拿證,精鋒、康多、術銳手術機器人正在臨床試驗,中國進入國產手術機器人大時代。腔鏡手術機器人是技術含量最高的醫療器械之一,這一領域的國產化標志著本土醫療器械創新網進入了全新階段。因此,我們在這一時間點發布行業報告,對中國腔鏡機器人行業的未來做出我們的判斷。

達芬奇手術機器人公司2000年以來漲幅高達175倍。美股Intuitive Surgical(ISRG)自2000年上市以來漲幅達175倍,其漲幅位列美股醫藥板塊第二位,2021年11月16日市值達1263億美元。達芬奇手術機器人是Intuitive Surgical的主要產品,目前全球裝機5989臺,年手術量124萬例,年收入43億美金,凈利潤10億美金。在手術機器人領域中,腔鏡手術機器人投資價值非常突出,大單品往往催生大市值公司,我們認為中國腔鏡機器人行業將產生優質的投資標的。

中國國產手術機器人市場空間高達487億元,開創適合中國國情的商業模式。達芬奇手術機器人在中國單臺售價達350萬美元左右,平均每臺手術費用3-5萬人民幣,高昂的手術費用讓許多患者望而卻步。在美國,由于醫保報銷額度高,機器人手術費可以作為普通腔鏡器械一起報銷。而在日本,由于醫保支付能力低,進口產品價格偏高,缺乏本土手術機器人廠家競爭,機器人手術發展顯著慢于美國。“中國模式”在于通過國產化,以價換量,以較低的單價換取較高的滲透率,我們預計理想情況下,腔鏡機器人將滲透到二甲醫院,即所有開展微創手術的醫院都有可能配置腔鏡機器人。

我們以設備+耗材+服務費的收入結構預測腔鏡手術機器人的市場空間。樂觀估計下,我們預計5-10年之后國產機器人售價為600萬元人民幣,每臺手術平均耗材費用為1萬元。在這一價格水平下,我們假設三甲醫院平均將擁有2.5臺腔鏡機器人,其余三級醫院擁有1.5臺,二甲醫院平均擁有0.8臺,以2020年中國醫院數量計算,中國市場可容納9531臺機器人,以7年折舊計算,穩態情況下每年新增1362臺設備,設備市場空間達82億元。在手術量方面,假設目標術式滲透率達到50%,則中國每年進行395.5萬例腔鏡機器人手術,即每臺機器人每年進行415例手術,耗材市場空間達396億元。我們預計每年每臺機器人服務費用約為10萬元,則服務費市場空間約為10億元。三者相加,中國國產手術機器人市場空間高達487億元人民幣。

泌尿外科手術是腔鏡機器人經典手術,微創機器人率先完成泌尿外科臨床試驗。我們認為前列腺根治術、腎部分切除術等泌尿外科術式是手術機器人的經典術式,以此手術切入臨床容易獲得醫院及醫生認可,不同國產手術機器人開展了不同適應癥的臨床試驗,微創機器人率先完成泌尿外科臨床試驗,并已開始婦科、胸外、普外科臨床入組,精鋒醫療已完成泌尿外科入組,并進入婦科臨床,術銳、康多已開展泌尿外科臨床試驗,威高機器人則獲批用于普外科的部分手術。

腔鏡手術機器人不僅是一個產品,更是一個標準化平臺,機器人+AI、VR、5G等打開平臺價值。達芬奇手術機器人系統被發明的初衷是為了解決前線受傷士兵的遠程手術難題,5G等先進通信技術將遠程手術變得可能。手術機器人把復雜的外科手術朝著標準化方向邁進了一步,對醫生技術的要求進一步降低,手術機器人+AI、VR等將會進一步降低對醫生技術的要求,降低高難度外科手術的門檻。我們可以想象未來或出現人工智能自動手術、或讓年輕醫生進行高難復雜手術,屆時手術機器人將迎來更高的滲透率和發展空間。因為目前手術機器人還需要配置證,手術機器人放量不會太快,但是腔鏡手術機器人作為一個標準化平臺,未來應用空間廣,平臺價值高。?

1、20年175倍,腔鏡機器人成就美股醫藥傳奇

直覺外科自2000年上市以來漲幅達175倍,位居美股醫藥板塊第二名。直覺外科主要產品為腔鏡手術機器人——達芬奇系統。該系統于2000年首次被FDA批準獨立完成手術,至今已更新至第四代,全球裝機量5989臺,年手術量124萬例,年收入43億美元,凈利潤10億美元。大單品往往催生大市值企業,我們認為中國腔鏡手術機器人行業將產生優質的投資標的。

腔鏡機器人是最有市場潛力的手術機器人。根據微創機器人招股書援引Frost&Sullivan統計,2020年全球手術機器人市場規模約為83億美元,其中腔鏡機器人市場規模52.5億美元,占比63%,骨科機器人市場規模僅次于腔鏡機器人,約為13.9億美元,占17%。在中國,2020年全國手術機器人市場規模約為4.25億美元,其中腔鏡機器人占75%。

2、腔鏡機器人可視為微創外科手術的全面升級

機器人手術(Robot-assisted surgery,RAS)可視為微創手術的全面升級,是第三代外科手術形式。從第一代開放手術、第二代微創手術到第三代RAS手術,外科手術的發展不斷的強調患者預后,追求微創化、精細化、并發癥少、恢復快等優點。第二代微創手術大幅度減小了創口,改善了預后,但該術式難以勝任難度較大的手術,尤其是需要在狹小空間內進行精細解剖的術式,例如泌尿外科手術以及盆底手術。

達芬奇手術機器人主要有三個組成部分:控制臺、成像系統和機械臂。以最新的Da Vinci Xi系統為例,機器人主要分為3部分:

(1)控制臺:由兩個主控制器和腳踏板組成,控制臺以及計算系統將醫生的動作解析為機械臂的動作。較為重要的技術參數包括,主控制器的力反饋、機械臂與控制器間的動作延遲,以及防止誤操作的安全性等。


(2)成像系統:包括三維內窺鏡、攝像機、處理器、顯示系統等,其中三維內窺鏡位于機械臂的持鏡臂上,顯示屏幕位于醫生控制臺上。主要技術要點包括成像清晰度、定位系統、術中熒光顯影等。醫生團隊亦可通過成像系統實時觀察到手術進程,增加安全性。

(3)機械臂:可能是手術機器人最為重要的部分,由4個固定于可移動基座上的機械臂組成,通常為持鏡臂、左右手、以及能量器械臂組成。通過加裝不同的手術器械,例如抓持鉗(Endowrist系列),吻合器(sureform系列),以及能量平臺,可以完成幾乎所有的腔鏡手術操作。單孔機器人則使用一條高度集成的機械臂,機械臂上集成4個機械手,對應多孔機器人的4臂設計。

腔鏡機器人是集醫學、機械學、生物力學以及計算機科學于一體的高技術產品,可解決微創手術解剖精度問題,做好傳統腔鏡難以完成的高難手術。腔鏡機器人手術可以通過主從遙控系統,將醫生手部較大的動作縮小成為機械臂末端精細微小的動作,同時消除醫生手部的自然顫動,輔以超10倍放大的3D腔鏡視野,可以完成非常精細的手術解剖。

在美國,機器人輔助前列腺根治術的滲透率已超過70%,前列腺根治術成為機器人手術的經典術式。腔鏡機器人手術出現前,使用腔鏡手術進行前列腺根治術需要4-5小時,失血400ml,患者住院7天左右。據報道,即使對最資深的外科醫生而言,腔鏡前列腺根治術仍然非常有挑戰性,腔鏡視野以及微創器械下很難對神經叢進行精細的解剖,因此患者術后經常出現漏尿、性功能受損等后遺癥。達芬奇機器人出現后,泌尿外科手術例如前列腺根治術開始大規模的采用腔鏡機器人手術。一項單中心研究衡量了2766例機器人前列腺根治術(RARP)的情況,結果顯示其平均手術時間僅為154分鐘,約96%的患者在術后24h出院,并且并發癥水平大幅度降低。
復盤達芬奇機器人在美商業化歷程,我們認為腔鏡機器人手術的發展趨勢是從泌尿外科到婦科再到普外科。2008年以前,泌尿外科手術是達芬奇手術量最大的適應癥。在2009年,婦科成為最大領域,以子宮切除術為主。2018年,普外科成為最大的手術領域,以膽囊切除和減肥手術為主。腔鏡機器人手術的整體發展趨勢呈現以癌癥手術為起點,逐漸拓展到良性手術的特征和趨勢。

我們認為泌尿外科癌癥手術具有緊迫性、支付意愿高的特點,腔鏡機器人手術在泌尿癌癥手術領域的臨床優越性將是腔鏡機器人打開市場的第一步。對于高難度術式例如前列腺根治術,腔鏡機器人手術帶來的是手術質量和效率的巨大飛躍,因為腔鏡機器人手術在這些領域的絕對優勢,醫院有動力支付數百萬美元的設備費用投資腔鏡機器人手術,也讓醫生有動力從零開始學習腔鏡機器人手術。

隨著腔鏡機器人手術的普及,擁有腔鏡機器人的醫院變多,熟悉腔鏡機器人手術的外科醫生也日益增多,因此腔鏡機器人手術拓展適應癥的邊際成本大大降低,我們開始看到腔鏡機器人手術被大量應用于婦科手術中。婦科腔鏡機器人手術大多數發生在盆底附近,仍然保留腔鏡機器人手術的主要優勢,然而其中約80%的術式為良性的子宮切除術。隨著腔鏡機器人手術的進一步普及,普外科適應癥逐漸興起,具有代表性的主要術式為疝修補手術、減肥手術(胃旁路吻合術)。

普外科主要術式很多為良性手術,并且使用機器人所帶來的臨床優勢相比傳統微創手術并不像泌尿外科、婦科一樣明顯。由此可見,隨著腔鏡機器人手術的普及,其拓寬適應癥的邊際成本逐步降低,醫生、醫院、患者接受腔鏡機器人手術的邏輯逐漸從“Why”變為“Why not”。其中最關鍵的一步,就是泌尿外科階段的放量。

除美國外的市場上,腔鏡機器人手術仍處于導入期,主要集中在泌尿外科。2020年,全球達芬奇機器人手術量達到124萬例,其中美國約占70%。2020年中國腔鏡機器人手術量僅為47000例,占比約為3.7%,市場仍處于初級階段。美國以外地區泌尿外科手術量占比超過50%,即大部分手術集中在泌尿外科。



中國腔鏡機器人手術目標手術量至少為790萬例。根據Life Science Intelligence報告,2017年中國共有各類外科手術6069萬例,其中在近期有希望進行腔鏡機器人手術的術式包括但不限于:前列腺切除術、婦科腔鏡手術、開放式子宮切除術、結直腸手術、減肥手術、疝修補手術、膽囊切除術等。各類術式手術量總和為790萬例。

3、國產手術機器人空間高達487億元,開創符合國情的商業模式

手術機器人市場主要分為三部分:設備、服務費、耗材。在產品引入階段,設備收入占市場的大部分;隨著機器人手術的普及和每臺手術量的上升,耗材收入成為盈利的主力,而服務費與設備數量掛鉤,每年固定數額,屬于比較穩定的部分。2020年,耗材類收入占Intuitive Surgical總收入的56%,設備收入占27%,服務費占比17%。

3.1 美國醫保支付額度高,為達芬奇高價提供支付基礎

美國Medicare對腔鏡手術報銷標準遠高于中日,無需調整即可承擔機器人手術費用。根據Intuitive Surgical整理,2021年美國Medicare保險對于腔鏡手術的平均報銷額度達到約2~3萬美金。高報銷水平給機器人手術帶來較大的發展空間。在美國,傳統腔鏡手術費用與達芬奇機器人手術相比相差不大,因此Medicare無需對機器人手術做額外的醫療保險設置,大大減輕了醫院和醫生使用機器人手術代替傳統腔鏡的行政成本。

美國商業保險結構有利于高值耗材與設備的保險覆蓋。不同于中國醫保單一支付方的強大議價能力,美國醫保相當一部分由商業保險支付。商業保險之間有一定的競爭壓力。機器人手術作為患者追捧的最新手術趨勢,成為商業保險招攬客戶的一種手段。許多Medicare part D 以及Medicare Advantages板塊的商保將覆蓋手術機器人作為自身的亮點進行宣傳。

3.2 日本支付能力不及美國,機器人手術發展緩慢,納入醫保后則加速放量

從日本的經驗看,納入醫保前機器人手術發展緩慢,納入醫保后則加速放量。日本在2012年才將前列腺根治術納入公共衛生醫療保險中,2014年又添加了部分腎切除術,2018年4月,進一步將12種手術納入醫保,包括胃癌、肺癌等。納入醫保后,日本機器人手術價格約為200萬日元(11.3萬人民幣),醫保報銷70%,患者自付約3萬人民幣,低收入人群可依據日本特有的“高成本醫療系統”相關保險政策,根據患者收入情況進一步報銷至10萬日元(5600人民幣)。

自2012年日本前列腺根治手術納入醫保以來,機器人手術量加速增長。2012、2013兩年手術量年增長率達到350%和115%。

據2020年Intuitive Surgical年報統計,美國約有3720臺達芬奇機器人, Nature通訊報道日本目前約有400臺手術機器人。根據微創機器人招股書顯示,中國保有189臺手術機器人。根據2020年三國人口數量測算,美國每百萬人保有11.3臺腔鏡機器人,日本每百萬人保有3.2臺,而中國每百萬人僅有0.1臺。

3.3 降價、提高滲透率是最符合中國國情的商業模式

在中國,腔鏡機器人有潛力滲透所有進行腔鏡微創手術的醫療機構。作為第三代外科手術技術,腔鏡機器人手術可以對相當大一部分的開放手術和腔鏡微創手術進行替代。

我們認為,在不考慮價格因素以及配置證限制的情況下,機器人手術對所有開展微創腔鏡手術的醫院和醫生都具有吸引力。我們對醫院、醫生、患者、政府四方選擇腔鏡機器人手術的動力與阻力進行了總結:降價是大多數問題的解決方案。假設國產腔鏡手術機器人設備降價到600萬/臺,則其價格和CT等醫院常見大型設備相當,而后者已基本成為中國醫院的標配。在耗材方面,我們估計目前一臺普通腔鏡手術的耗材費用大概在數千元至萬元左右,若腔鏡機器人手術耗材降價到1萬元,則其普及率應當與普通腔鏡手術相當。由此我們認為,在理想情況下,配置證完全放開,腔鏡機器人手術應該滲透到縣級,而三甲醫院則配置多臺。

3.4 “以價換量”后,中國腔鏡手術機器人市場空間可達487億元

我們以設備+耗材+服務費的收入結構預測腔鏡手術機器人的市場空間。醫院數量與目標術式年手術量數據來源如下:

1)根據2020年我國衛生健康事業發展統計公報,全國有2996家三級醫院,其中有1580家三甲醫院。

2)根據2020中國衛生健康統計年鑒,我國共有4321家二級甲等醫院。

3)根據Life Science Intelligence 2017年對中國各類手術數量的測算,我們認為近期可能使用腔鏡機器人手術進行的目標術式共有至少每年791萬例

樂觀估計下,我們預計5-10年后國產機器人售價為600萬元人民幣,每臺手術平均耗材費用為1萬元。在這一價格水平下,我們認為三甲醫院平均將擁有2.5臺腔鏡機器人,其余三級醫院擁有1.5臺,二甲醫院擁有0.8臺,以2020年中國醫院數量計算,中國市場可容納9531臺機器人,以7年折舊計算,穩態情況下每年新增1362臺設備,設備市場空間達82億元。在手術量方面,假設目標術式滲透率達到50%,則中國每年進行395.5萬例腔鏡機器人手術,即每臺機器人每年進行415例手術,耗材市場空間達396億元。我們預計每年每臺機器人服務費用約為10萬元,則服務費市場空間約為10億元?。三者相加,中國國產手術機器人市場空間高達487億元人民幣。

悲觀情況下,我們預計國產機器人售價為1400萬元,單臺手術平均耗材費用為2萬元,全國三甲醫院平均保有量為1臺,其余三級醫院平均保有量為0.1臺,而三級以下醫院不做配置,同樣以7年折舊,穩態每年新增246臺設備。腔鏡機器人手術目標術式的滲透率約為10%,即每年進行79萬例腔鏡機器人手術,平均每臺設備每年做459例。耗材市場空間達158億人民幣。總體市場空間為194億人民幣。

我們以每臺機器人每年手術量作為檢驗模型合理性的指標,三種情況下,每臺每年手術量穩定在400-500臺左右。根據微創機器人招股書數據測算,疫情前(2018年)中國腔鏡機器人每臺每年手術量為435例。

4、國產機器人大時代,微創機器人率先完成泌尿外科臨床試驗,威高已拿證

863計劃加速了國產手術機器人的發展。863計劃智能機器人主題,資助了天大和哈工大等手術機器人項目。2013年12月,哈工大宣布完成具有自主知識產權的腹腔鏡手術機器人,并隨后轉化為康多機器人項目。天大王樹新教授機器人項目則轉化為威高股份的妙手系列機器人,天大電子機械工程何超博士后來創立微創機器人,王建辰博士(天大、MIT)與高元倩博士(天大、哈佛)則是深圳精鋒醫療的創始人,公司布局有單孔,多孔機器人。除此之外,北京術銳創始人徐凱博士通過連續對偶體設計制造了國產單、多孔兼容腔鏡機器人。

首個國產腔鏡手術機器人已經獲批。2021年10月27日,NMPA批準了山東威高手術機器人有限公司生產的創新產品“腹腔內窺鏡手術設備”的注冊申請。除威高外,國內還有微創機器人正在注冊申請階段,精鋒已完成泌尿外科臨床入組,康多、術銳、正在臨床試驗。我們預計到2025年,6家國產機器人將完成臨床試驗并獲批,國產腔鏡機器人進入大時代。

國產手術機器人技術路線復雜,產品技術形態多樣化。技術形態的多樣化有利于差異化競爭,避免行業陷入價格戰的窘境之中。我們認為國產腔鏡機器人較多采用類似于達芬奇系統的一體式4臂設計,7自由度和3D顯示成為標配。

除威高機器人外,微創、精鋒、術銳、康多均已公開完成前列腺根治術。微創機器人已完成泌尿外科臨床試驗,產品性能可靠。前列腺根治術作為機器人手術最有代表性的術式,是檢驗手術機器人性能的“試金石”。根據不完全統計,目前全球范圍內完成泌尿外科臨床試驗的產品包括達芬奇(Intuitive Surgical,美國)、Versius (CMR Surgical,英國)、圖邁(微創機器人,中國)、Hinotori (Medicaroid,日本)、Hugo (Medtronic,美國),以上產品均為世界各地腔鏡手術機器人的頭部玩家。我們可以認為,微創機器人已經憑借先發優勢占據了國產腔鏡手術機器人的領先地位。目前,圖邁腔鏡機器人已經完成泌尿外科手術,正在全國開展多中心多學科臨床試驗,包括婦科、普外科、胸外科術式,是國產機器人中臨床進展最快,覆蓋術式最多的產品。

5、中國腔鏡機器人市場,目前受價格和配置證限制

我們認為腔鏡機器人在中國大范圍應用是大勢所趨,但近期放量速度不會太快。從獲批到全球裝機5989臺,直覺外科用了20年時間。腔鏡機器人產品作為最復雜的醫療器械之一,其生產、售后、市場教育、政策出臺、醫保準入都需要較長的時間。我們認為未來3-5年內配置證不會完全放開,配置量可能在300-500臺左右。我們認為阻礙腔鏡機器人近期放量的因素如下:

1)在絕大大多數地區和省份,腔鏡機器人手術尚未納入醫保。

2)腔鏡機器人價格昂貴,購買仍需省級配置證許可。

長期來看,國產化帶來的價格下降將有效的解決以上問題,而短期內市場或仍處于磨合和探索階段。

5.1 機器人手術價格顯著高于腔鏡手術

根據醫學經濟學測算,機器人手術主要貴在設備折舊和耗材。美國一項全國性住院患者數據研究表明,機器人手術在住院費用、輸血費用方面可以節省一定的開支,但在機器設備和耗材費用上顯著高于腔鏡手術和開放手術。

達芬奇機器人中國售價以及耗材費用高于美國。根據Intuitive Surgical2020年報,單臺達芬奇手術機器人系統的售價是50-250萬美金。然而在中國,根據公開資料,復星醫藥代理的達芬奇四代機器人售價約為350萬美元。同時,中國達芬奇機器人手術單臺耗材費用3-5萬元價格也高于美國地區,這些都阻礙了中國腔鏡機器人的發展。


5.2國產化將加速機器人手術納入醫保,并進一步釋放需求

上海已經率先將腔鏡手術機器人納入醫保報銷。2021年4月6日,上海市醫保局出臺《關于部分新增醫療服務項目納入本市基本醫療保險支付范圍有關事項的通知》,將腔鏡機器人手術以“人工智能輔助治療技術”的名稱納入乙類醫保,患者自付20%。報銷范圍包括:“前列腺癌根治術、腎部分切除術、子宮全切術、直腸癌根治術”。第一批納入報銷的四個術式均為國外多年臨床驗證下,機器人手術具有明顯優勢的手術。我們認為后續擴大適應癥的順序將以機器人手術臨床優勢為參考,接下來有可能納入醫保的手術包括:“疝氣修復術、膽囊切除術、二尖瓣修補術”等。

5.3配置證與價格阻礙醫院購買腔鏡機器人

中國手術機器人需求旺盛,但進口高價阻礙行業發展。相比美國和日本,中國腔鏡手術機器人滲透率極低,但單機手術量較大。然而,從單機手術量來看,2020年全球共進行了124萬例達芬奇機器人手術,平均每年每臺機器人完成218例手術。而據微創機器人招股書數據計算,中國2018年腔鏡手術機器人單機手術量為435例。中國每臺機器人平均年手術量高于全球水平近2倍,我們認為這表示中國手術機器人需求被壓抑,而這部分需求或將由國產機器人填補。

目前,醫院購買手術機器人需經過省級批準,配置管控主要針對單價高的醫療設備。達芬奇手術機器人引入之初,曾被國家發改委出臺的《大型醫療器械創新網配置與使用管理辦法》作為甲類醫療器械管理,其購買和引進需要國家批準。2018年,手術機器人被放寬至乙類管理,其購買需要省級批準。2018年的政策放寬直接導致了2019、2020年中國手術機器人保有量大幅上升,年增長率分別為79%、41%。由于未來幾年手術機器人國產化和降價趨勢,我們認為手術機器人的配置量會進一步上升。

國家2018-2020年計劃手術機器人配置數量從154臺增加到225臺,我們預計未來五年每年新增上限約為100臺。2020年07月31日,國家衛健委發布了《國家衛生健康委關于調整2018—2020年大型醫療器械創新網配置規劃的通知》,大幅上調了需要審批的甲、乙兩類大型醫療設備的配置數量。同屬乙類設備的PET/CT和手術機器人規劃配置數量均上浮46%。根據沙利文統計,2018-2020年中國手術機器人保有量上升114臺,尚未達到原定規劃數量的154臺。因此,我們認為限制中國醫院購買達芬奇的主要因素除政策限制外,還有經濟效益方面的因素。

從PET-CT看國產手術機器人商業化,獲批4年后,國產化率16.6%。自2016年開始,國產PET(/CT)逐漸獲批。至2021年7月10日,據NMPA查詢,已有江蘇賽諾格蘭(2016)、上海聯影(2016)、沈陽東軟(2016)、北京銳視康(2017)、湖北銳世數字(2020)。隨著國產PET(/CT)的獲批,國內醫院PET(/CT)裝機量同比增長率有較大提升。同時,國產PET(/CT)裝機量占比也迅速提升,至2020年國產PET(/CT)裝機量占比已達16.6%。

達芬奇高價限制非三甲醫院購買機器人,國產化降價將降低醫院購買腔鏡機器人的門檻。由于目前達芬奇的高價,醫院每年至少需要進行165例機器人手術才可以收回成本。而根據我們對國產機器人價格的樂觀預計,醫院每年僅需70例手術即可收回成本,進行腔鏡機器人手術的門檻大大降低。其他阻力及解決方法的邏輯關系更加明晰,總體來講,我們認為大規模國產化以及降價后,腔鏡機器人手術將更快地在全國范圍內鋪開。

6、腔鏡機器人平臺價值高,應用范圍廣

手術機器人雖無法自動進行手術,但為外科手術標準化邁出了第一步。醫療資源分配不均是中國醫療系統長久以來的問題,而醫生水平參差不齊是醫療資源分配不均的主要體現之一。2020年,中國三級醫院共有2996家,占醫院總數的8.5%,而三級醫院年接診量達18億人次,占醫院總接診量的54.2%,民眾對基層醫院醫生水平信心不足或成為這一現象的根源。對于開放手術及腔鏡手術,手術質量取決于醫生的臨床經驗+手術操作能力,而對于RAS,機器人手術操作補足了部分醫生在手術操作能力的短板,醫院醫生在手術能力上的差距縮小。

AI+AR技術讓經驗少的醫生也能準確識別解剖位置,大幅降低手術難度。Da Vinci Iris是一款基于CT掃描的3D建模軟件,醫生可根據解剖建模進行手術計劃。增強現實(AR)技術的應用可以將血管等解剖結構實時反映到手術視野中,幫助醫生更好的定位和識別解剖位置。


手術機器人最初被設計用于戰場和太空。上世紀70-90年代,多個手術機器人項目在美國、加拿大和歐洲出現。手術機器人的設計初衷是希望通過機器人,醫生可以在醫院里遠程為太空中的宇航員,以及戰場上的受傷士兵進行手術。NASA和美軍曾經資助了許多的失敗項目,失敗的原因包括信號傳輸延遲太高、機器人動作不夠精細、產品可靠性不足等等。

國產首臺遠程前列腺根治術已完成,5G技術完善讓遠程手術成為可能。據中新網報道,2021年3月,上海長海醫院與嘉興市第一人民醫院利用術銳單孔腔鏡機器人完成國內首臺遠程前列腺根治術。根據美國早期研究表明,醫生使用腔鏡機器人最多可在200ms延遲的情況下完成手術,通常情況下機器人主從控制系統存在一定延遲,而遠程手術又存在信號延遲,因此遠程手術對機器人本身要求更高。5G技術的完善大幅減少了信號延遲,提高了數據傳輸質量,如果未來機器人本身延遲進一步降低,則遠程手術的距離將會進一步提升。上海與嘉興相距100公里,而國際空間站的高度為400公里,隨著技術進步,太空手術也將成為可能。

與傳統腔鏡手術相比,利用VR,機器人手術并不難學習。在VR技術的加持下,醫生可以在機器人平臺上進行多次手術模擬,其體驗相當于“打游戲”。以前列腺根治術為例,研究表明腔鏡下前列腺根治術的學習曲線約為200-250例,而機器人手術學習曲線較短,通常30-40例之后即可熟練操作。根據UC San Diego 2005至2016年間的持續觀察,該中心2005年首次開展機器人手術平均每例手術時間約453分鐘,但到2007年就減少了46%,降至246分鐘,之后趨于平穩。

本文作者:
舒影嵐Linda Shu, PhD
linda.yl.shu@htisec.com

Hahn Zhang
Hahn.h.zhang@htisec.com

莊杰顯 Jason
Jason.Zhuang@us.htisec.com


本文作者:海通國際研究有限公司研究團隊,舒影嵐、Hahn Zhang、莊杰顯 Jason 動脈網授權發布,內容在原報告基礎上有刪減。

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