中国手术机器人行业研究报告之骨科篇-健康界.pdf
《中国手术机器人行业研究报告之骨科篇-健康界.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国手术机器人行业研究报告之骨科篇-健康界.pdf(28页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、中国手术机器人行业研究报告骨科篇前言/Preface本篇报告为健康界研究院推出的中国手术机器人行业系列研究报告之骨科篇,报告从骨科手术机器人的发展历程,产品技术特点,市场与竞争情况,市场上典型产品方案等方面进行了分析。骨科是手术机器人最早进入的领域之一,也是当前手术机器人研究和产业化集中的热点领域,主要应用于创伤骨科、脊柱外科和关节外科,其中机器人辅助关节置换手术应用最广且最复杂。基于我国庞大的人口基数、社会老龄化进程的加速,未来市场需求将有望加速释放;与此同时,政策利好与资本的助力仍将驱使行业持续发展。目前全球范围内的骨科手术机器人装机量超千台,国内市场装机量不到200台。国内参与骨科手术机
2、器行业的企业有数十家,既有史敦力、史赛克这样的国际医疗器械巨头,也有天智航、和华博瑞这样的后起之秀,同时国内头部医疗器械企业春立医疗,新兴公司柳叶刀、鑫君特、铸正机器人等亦有不错表现,总体来看行业赛道竞争激烈。当前,国内企业天智航虽然在国内骨科手术机器人的市场占比具有一定的优势,但仍未像达芬奇手术机器人那样的形成明显的行业垄断,来自史敦力、史赛克等企业的行业竞争挑战也十分明显。预计骨科手术机器人行业在未来一段时间内仍将处于群雄逐鹿的局面。目录/Contents01020304行业综述行业驱动市场规模与竞争典型产品研究范围骨科手术机器人是指用于辅助骨科手术的机器人,其优势主要包括可定制三维术前方
3、案、手术部位成像更清晰、减少震颤和提高手术精准度。骨科手术机器人的使用有助于减少对健康骨骼及组织的损伤、减少失血、缩短住院时间及加快康复。同时可指导远程手术,并通过降低术中透视(X射线)来降低辐射。骨科手术机器人通常包括控制系统、定位导航系统、机械臂三大主体结构,以及导航定位工具包和手术计划与控制软件。骨科手术机器人的手术流程主要包括图像采集、图像注册、手术规划、自动定位和实施手术等五个流程。图像注册手术规划实施手术010203自动定位0504图像采集骨科手术机器人自动完成骨科手术机器人辅助完成发展历程 产品推陈出新,性能也越来越完善,政策不断支持,骨科龙头企业不断介入,商业化逐渐兑现。201
4、0年,天智航用于脊柱手术的天玑机器人第一代产品取得国内注册,2016年更新至第三代。2013年12月,MAKO被史赛克以12亿美元收购 2014年,法国Medtech公司推出了应用于脊柱外科的ROSA Spine手术机器人,2016年被捷迈邦美收购 2017年,强生2017年收购脊柱外科手术公司Sentio,并于2019年收购骨关节机器人公司Orthotaxy 2018年12月,MAZOR被美敦力以16.4亿美元收购2010-至今高速发展 随着计算机辅助外科技术的发展,骨科手术机器人逐渐应用于髋关节和膝关节的置换手术。1998年,英国帝国理工学院 Davis等研发了用于膝关节手术Acrobot
5、机器人系统。2008年,美国Mako Surgical公司研制出RIO手术机器人,用于全膝关节或膝关节单髁置换手术,其最大优势是医生和机械臂共同操作手术器械完成手术1997-2009 发展期 1985年美国首次使用工业机器人进行脑肿瘤活体组织切片检查,验证手术机器人精准的优势。1987年首次出现定位机器人应用于骨科的专利申请。1992年机器人RoboDoc完成了全球第一例机器人辅助人工全髋关节置换手术试验1986-1996 萌芽期骨科手术机器人的第一个原型机产品始于20世纪90年代,经历计算机辅助外科技术的发展、政策支持、骨科龙头不断介入,行业也进入了高速发展期。目前国内外多个机构开发出原型系
6、统,部分已转化成商业化产品在全球推广。010302全膝关节置换术(TKA):一种从膝盖关节表面清除受损软骨及骨骼(表面置换)并用人工植入物加以替代的手术。单髁间膝关节置换术(UKA):一种在膝关节部位进行表面置换的手术骨科手术机器人参与的手术类型 骨科手术机器人主要应用于三类手术,即关节置换手术、脊柱手术及骨科创伤手术。其中创伤手术机器人的研发相对于脊柱和关节来很少,因此后文中将重点分析脊柱手术机器人和关节手术机器人两个领域。全髋关节置换术(THA):将人工假体,包含股骨部分和髋臼部分,利用骨水泥和螺丝钉固定在正常的骨质上,以取代病变的关节,重建患者髋关节的正常功能。关节置换手术脊柱手术骨科创
7、伤手术脊柱外科手术机器人主要用于椎弓根钉固定术,机器人通过借助医学影像规划实现空间精准定位,自主完成或引导医生完成植入通道钻制操作。创伤骨科手术机器人主要应用于长肢骨骨折复位手术,通过医学影像的引导,实现对断骨的复位操作。鉴于创伤的复杂性,机器人在这个领域的应用也呈多样性。近年来,用于长骨骨折复位和骨盆骨折复位的创伤骨科手术机器人也有一些研究的报道,但相对脊柱和关节仍然很少。骨科手术机器人骨科手术机器人系统模块技术分析定位方法原理优点缺点光学定位直接光学传感器识别可追踪多个目标,手术器械更换方便光点和光纤容易被遮挡,光线散射误差电磁定位器械上的磁传感器将磁场变化转化为电流,反馈到主机体积小,穿
8、透性强,不被遮挡工作范围小,磁性物质干扰机械定位机械臂的各个关节都安装传感器实现立体空间定位技术成熟,精度高(0.12.5 mm)体积大,灵活性差超声定位直接声波反射定位价格便宜,校准方便影响因素多,稳定性差,精度差组成部分描述核心技术控制系统机器人的核心系统,除了各部件的集成之外,图像处理软件模块、手术规划软件模块、机械臂控制模块所牵涉到的算法是各个机器人公司独立研发的核心秘密。图像处理准确性、手术规划合理性、效率、操作手感,这部分技术难以量化,一般临床应用来验证定位导航系统根据术前导入的影像形成三维模型,把三维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在一个坐标系下,利用三维定位系
9、统,对手术器械在空间中的位置实时采集并显示,医生通过观察三维模型中手术器械与病变部位的相对位置关系,对病人进行导航手术治疗。主要包括成像模块、追踪模块和显示模块。精度是导航设备的关键性指标,关键技术点有立体定位系统、空间配准技术、多模影像融合。其中空间配准技术和多模影像融合都是通过软件算法实现,而在立体定位系统方面,目前用于手术导航的主要是光学定位,也有部分器械在研究磁导航技术,而机械臂往往采用机械定位机械臂装置分类优点缺点传动技术丝传动机械臂体积小,能实现一定程度力学反驱,机械臂操作的僵硬感比较少钢缆驱动的易疲劳性,会影响精确度,需要定期更换。齿轮电机传动系统,长期保持精度体积较大且操作手感
10、僵硬。骨科手术机器人的组成:骨科手术机器人的组成大致上可分为控制系统、定位导航系统、机械臂装置以及配套的工具集。其中控制系统的好坏难以量化,定位导航系统和机械臂装置则可根据路线做出一定比较判断。定位导航系统中的关键立体定位的方法资料来源:健康界研究院整理骨科手术机器人的主要技术模块骨科手术机器人操作技术分类基于人机交互模式,关节手术机器人可分为被动机器人、主动约束型(半自动机器人)、主动操作型(全自动机器人),目前大多数商用关节机器人属于主动约束型,早期的全自动机器人Robodoc由于稳定性、安全性问题被淘汰,该路线目前还不成熟,但属于值得探索的方向。脊柱手术机器人主要分为遥控模式、共享操作模
11、式、监督模式,目前主流属于共享操作模式,监督模式技术还不成熟。应用术式分类相关概念代表产品关节手术机器人被动操作型机器人完全依赖医生操作远程操作曾用于肩关节手术的达芬奇机器人纯导航、定位OMNIBotics、NAVIO主动约束型(半自动机器人)术前规划可以为机器人创建一个精准的切割区,需要医生靠触觉系统施加外力驱动机器人完成切割操作RIO、ROSA、Knee、Acrobot、鸿浩、骨圣元化等主动操作型(全自动机器人)直接按预设程序算法和参数进行骨切割,无需人操作Tsolution One(前身Robodoc)、CASPAR.脊柱手术机器人遥控模式远程位置直接控制机器人有其器械曾用于前腰椎椎间融
12、合术(ALIF)等手术的达芬奇机器人共享操作模式不能自动置针MAZOR、ROSAONE、天玑、可自动置针或直接置钉ORTHBOT、Excelsius GPS监督模式机器人在外科医生的密切监督下执行手术在研主流模式资料来源:健康界研究院整理目录/Contents01020304行业综述行业驱动市场规模与竞争典型产品社会经济驱动人口老龄化,医疗需求增加2012年以来我国65岁及以上人口占比持续增加,预计到2030年前后将进入深度老龄化社会,医疗需求将大幅增加随着我国居民生活水平的不断提高,人们对于医疗保健的支付意愿不断提高,愿意花费更的金钱追求更高质量的医疗服务。近十年我国居民人均卫生费用不断增加
13、,卫生总支出在GDP中的占比也是持续上升。机器人的微创优势满足人们对高质量医疗的需求0.0%1.0%2.0%3.0%4.0%5.0%6.0%7.0%8.0%010002000300040005000600020122012-20202020年我国医疗保健支出情况人均卫生费用(元)卫生总费用/国民总收入(%)资料来源:国家统计局、健康界研究院整理01002003004005002017201820192020202120172017-20212021年中国骨科手术量情况(单位:万例)创伤关节脊柱0.0%5.0%10.0%15.0%05000100001500020000250002012年 20
14、13年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年20122012-20202020年我国6565岁及以上人口及占比情况65岁及以上人口(万人)65岁及以上人口占比(%)政策驱动政府鼓励发展手术机器人等高端设备2021年DRG/DIP 支付方式改革三年行动计划发布,明确医疗机构的绩效要求。手术机器人的使用可以帮助医疗机构的运营绩效。DRG/DIP改革2021年上海和北京先后出台文件,将手术机器人费用纳医保范围,减轻患者经济负担,有利于手术机器人的推广。手术机器人费用开始被部分地区纳入医保2018 年国家发布大型医用设备配置许可管理目录,将内窥镜手术器械控
15、制系统(手术机器人)在内的 6 个产品调整至乙类管理目录,医疗机构购买更为便利。手术机器人进院门槛降低中国制造2025、增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)、高端医疗器槭和药品关键技术产业化实施方案(2018-2020年)、“十四五”医疗装备产业发展规划等文件都明确要发展手术机器人这一高端医疗设备领域。骨科手术机器人受益于行业利好政策。产业端:2015年以来,国家大力支持创新医疗器械发展,医用机器人等高性能诊疗设备被列入重点支持方向。医院端:手术机器人进院门槛降低;DRG/DIP改革推进,医院绩效要求提高。患者端:上海、北京率先将手术机器人费用纳入低保,其中北京更是明确将机
16、器人辅助骨科手术纳入医保。,资本驱动 骨科手术机器人持续吸金。在一级市场,高技术壁垒的手术机器人赛道颇受投资机构青睐,2019-2021年该赛道投融资资事件稳步上升,从该投资领域的细分赛道来看,骨科手术机器人的融资数量占比远超于其他各细分领域。随着2020年天智航的上市给了资本充分信心,整个骨科手术机器人领域融资过亿事件不断,2019-2021年国内骨科手术机器完成了融资31起,2021年长木谷一年内就完成了两笔亿元以上的融资,可见资本对该赛道企业成长预期非常高,随着资本不断注入,行业发展也受到极大推动。骨科42%42%口腔4%4%神外8%8%腔镜25%25%血管介入5%5%经自然腔道4%4%
17、经皮穿刺12%12%1622370510152025303540201920202021资料来源:公开资料、健康界研究院整理20192019-20212021年国内手术机器人融资事件(单位:起)20192019-20212021年国内手术机器人融资领域分布情况目录/Contents01020304行业综述行业驱动市场现状与竞争典型产品骨科手术机器人市场规模不断增加 中国机器人辅助骨科手术的时代正在来临。根据弗若斯特沙利文数据显示,中国骨科手术机器人行业兴起于2016年,至2020年市场规模已达0.43亿美元,预计2026年有望达4.5亿美元,将成为继腔镜手术机器人之后下一个广泛使用的领域全球骨
18、科手术机器人市场规模:2015 年全球骨科手术机器人市场规模仅1.4 亿美元,截至 2020 年市场规模已经增长到 13.9 亿美元,受到疫情影像当年市场规模增长停滞,但 2015 至 2020 年复合增速仍达到 58.7%,全球骨科手术机器人市场处于快速成长阶段。20192019-20262026年全球和中国骨科手术机器人市场增长情况(单位:亿美元)资料来源:公开资料、健康界研究院整理市场渗透率较低,对标美国仍有上升空间8 8212124244545353517173838626210710714214220162017201820192020030609012015020162016-20
19、202020年中国骨科手术机器人采购情况(单位:台)年新增装机量累计装机量 中国骨科手术机器人自2016年首台装机以来,在政策的推动下,2016-2019年年新装机台数翻了三倍以上,受疫情影响,2020年新装机量略有下跌,截至2020年底累积装机量超过140台。美国是全球最大的骨科手机器人应用市场,2020年其骨科手术机器人的市场渗透率为7.6%,同期中国的市场渗透率不足1%,中间存有巨大的上升空间。资料来源:公开资料、健康界研究院整理0.03%7.60%3.05%19.40%0.00%4.00%8.00%12.00%16.00%20.00%中国美国中国和美国骨科手术机器人市场渗透情况2020
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 手术 机器人 行业 研究 报告 骨科 健康
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【宇***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【宇***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。