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创新器械专题——手术机器人:从一马当先到万马奔腾,500亿高壁垒赛道看国产龙头蓄势待发

创新器械专题——手术机器人:从一马当先到万马奔腾,500亿高壁垒赛道看国产龙头蓄势待发

研报

创新器械专题——手术机器人:从一马当先到万马奔腾,500亿高壁垒赛道看国产龙头蓄势待发

  从”一马当先”到”万马奔腾”,手术机器人赛道潜力巨大。机器人辅助手术(RAS)是临床医学发展的里程碑,相比第一代开放手术和第二代传统微创手术(MIS),RAS具有灵活精准、抗疲劳辐射、视野大且清晰、过滤震颤、创口小恢复快、出血少并发症少、直觉自然、易于学习等优势,在高难度手术中具备必要性,在简单的良性手术中具备消费升级属性,运用场景有望不断突破。2010年以前,以达芬奇为主的腔镜手术机器人“一马当先”,在泌尿科、妇科、普外科领域不断渗透,发展迅猛,近年来以骨科手术机器人、泛血管手术机器人、经自然腔道手术机器人等不同产品在不同手术领域不断商业化,目前RAS行业呈现“万马奔腾”的趋势,过去20年的起步阶段即将开启更远大的故事,预计2020年到2026年,全球手术机器人行业将从83.2亿美元增长到335.9亿美元,复合增速26.2%。   商业模式+技术壁垒构筑好赛道,国内十年500亿潜力空间看国产龙头蓄势待发。商业模式方面,手术机器人行业“设备+耗材+服务“的模式壁垒高于纯耗材模式,且设备保有量和单设备产出的增加带来收入增长的稳健性和可预测性。技术壁垒方面,在竞争初期阶段,技术基础决定临床比较,而临床比较的优劣是影响商业化的重要因素,目前以主从遥控操作手术机器人为例,技术难点主要在系统和机械臂上,其中系统方面关键技术包括控制系统、视觉临场感主从控制等,机械臂关键技术包括从操作手臂构型、远心机构、手术器械等,这些技术涉及多学科运用,国产仍有差距,但随着未来手术机器人越来越与5G远程、AR、人工智能等国内外差距小的技术产生融合,国产龙头依然前景可期。参考Frost&Sullivan数据,预计2026年国内手术机器人市场规模约250亿元,复合增速44.3%;根据我们简单模型测算,预计2030年国内腔镜手术机器人和关节手术机器人渗透率分别为8.2%和12%,对应手术量分别为191万例和42万例,单手术耗材费用均价下降至1万元以内,预计国内腔镜手术机器人市场为260亿元,关节手术机器人为65亿元,按比例关系推算国内手术机器人行业市场规模为495亿元,相比目前27亿元接近10年20倍的潜力。   腔镜手术机器人:是商业化最成功的手术机器人代表,凭借微创、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,因此在泌尿外科、妇科、普外科拥有很好的运用前景。复盘直觉外科公司(ISRG.O),通过其系统四代更迭和术式演变,为腔镜手术机器人的发展已经参考,2000-2020年ISRG收入从0.27亿美元增长至43.6亿美元,复合增速29%,净利润从0.23亿美元增长到10.7亿美元,复合增速26.9%,达芬奇装机量、耗材产出、服务收入稳健增长,其中耗材占比逐渐提升。目前达芬奇系统销售单价约150万美元左右,2020年全球装机保有量5989台,其中美国3720台,2007~2020年单系统年手术量从125提升至205台,2020年单手术平均耗材收入1976美元,近年来基本维持1800-2000美元之间,单系统年耗材产出从28万美元增至40万美元左右,利用度逐渐提升。从手术费用看,国外RAS比MIS手术成本高2000-3000美元,基本都有医保覆盖,国内RAS比传统腹腔镜手术贵2-4万元,目前医保报销有望逐步打开。2020年国内腔镜手术机器人保有量189台,相比美国还有极大的空间,2013年以前国内年装机量基本低于5台,2014~2018年新增在10台左右,2019、2020年增加值50台以上,后续有望呈现爆发式增长。根据Frost&Sullivan数据,预计2026年全球腔镜手术机器人市场规模约180亿美元,国内市场有望从2020年的20亿元增长到2026年的150亿元,潜力巨大。   骨科手术机器人:有望成为下一个广泛使用的RAS领域。从类型看,目前脊柱手术机器人主要为共享操作型,关节置换手术机器人主要是半自动机器人;从技术看,骨科手术机器人关键技术主要在控制系统、定位导航装置、机械臂装置三个部分,其中控制系统的比较难以量化,定位导航系统和机械臂装置则可根据技术路线做出一定比较;中国近年来骨科手术机器人领域技术积累较快,专利量仅次于美国,国产龙头具备较大商业化潜力。从市场看,脊柱手术机器人功能以导航定位为主,当前局限性较多,未来仍有提升的潜力;关节手术机器人则属于应用最广泛、难度最大的一类,当前主流产品在THA、TKA、UKA适应症领域已证明由于人工关节置换手术的结果,市场放量最为确定,预计2026年国内关节手术机器人市场增长至3.3亿美元(约21.5亿元),渗透率3%。   其他手术机器人:1)泛血管手术机器人:能够减少辐射、提高精度,在血管介入手术中逐渐渗透,预计2026年全球16亿美元,国内11.7亿元(渗透率3%);2)经自然腔道手术机器人:具备更好的视野和灵巧操作能力,有望应用于自然腔道腔镜手术,如支气管镜检查、结肠镜检查及胃镜检查,预计2026年全球17.9亿美元,国内8.4亿元(渗透率0.01%);3)经皮穿刺手术机器人:凭稳定性和精度适用于经皮穿刺组织活检和治疗手术(如肾取石),预计2026年全球14.9亿美元,国内17.1亿元(渗透率9.5%);   投资建议。国内手术机器人行业具备10年500亿潜力,国内企业布局广泛,按腔镜、骨科手术机器人领域优先筛选优先企业。从标的看,1)腔镜手术机器人领域建议关注微创医疗机器人(即将上市)、威高机器人、康多机器人;2)骨科手术机器人领域建议关注微创医疗机器人(即将上市)、天智航(688277)、键嘉、元化智能、鑫君特等。3)此外微创医疗机器人在泛血管手术机器人、经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人等领域均有布局。   风险提示:手术机器人装机不及预期、政策配置证限制、医保报销不及预期、竞争加剧、医疗事故。
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    西南证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2021-08-12

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  从”一马当先”到”万马奔腾”,手术机器人赛道潜力巨大。机器人辅助手术(RAS)是临床医学发展的里程碑,相比第一代开放手术和第二代传统微创手术(MIS),RAS具有灵活精准、抗疲劳辐射、视野大且清晰、过滤震颤、创口小恢复快、出血少并发症少、直觉自然、易于学习等优势,在高难度手术中具备必要性,在简单的良性手术中具备消费升级属性,运用场景有望不断突破。2010年以前,以达芬奇为主的腔镜手术机器人“一马当先”,在泌尿科、妇科、普外科领域不断渗透,发展迅猛,近年来以骨科手术机器人、泛血管手术机器人、经自然腔道手术机器人等不同产品在不同手术领域不断商业化,目前RAS行业呈现“万马奔腾”的趋势,过去20年的起步阶段即将开启更远大的故事,预计2020年到2026年,全球手术机器人行业将从83.2亿美元增长到335.9亿美元,复合增速26.2%。

  商业模式+技术壁垒构筑好赛道,国内十年500亿潜力空间看国产龙头蓄势待发。商业模式方面,手术机器人行业“设备+耗材+服务“的模式壁垒高于纯耗材模式,且设备保有量和单设备产出的增加带来收入增长的稳健性和可预测性。技术壁垒方面,在竞争初期阶段,技术基础决定临床比较,而临床比较的优劣是影响商业化的重要因素,目前以主从遥控操作手术机器人为例,技术难点主要在系统和机械臂上,其中系统方面关键技术包括控制系统、视觉临场感主从控制等,机械臂关键技术包括从操作手臂构型、远心机构、手术器械等,这些技术涉及多学科运用,国产仍有差距,但随着未来手术机器人越来越与5G远程、AR、人工智能等国内外差距小的技术产生融合,国产龙头依然前景可期。参考Frost&Sullivan数据,预计2026年国内手术机器人市场规模约250亿元,复合增速44.3%;根据我们简单模型测算,预计2030年国内腔镜手术机器人和关节手术机器人渗透率分别为8.2%和12%,对应手术量分别为191万例和42万例,单手术耗材费用均价下降至1万元以内,预计国内腔镜手术机器人市场为260亿元,关节手术机器人为65亿元,按比例关系推算国内手术机器人行业市场规模为495亿元,相比目前27亿元接近10年20倍的潜力。

  腔镜手术机器人:是商业化最成功的手术机器人代表,凭借微创、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,因此在泌尿外科、妇科、普外科拥有很好的运用前景。复盘直觉外科公司(ISRG.O),通过其系统四代更迭和术式演变,为腔镜手术机器人的发展已经参考,2000-2020年ISRG收入从0.27亿美元增长至43.6亿美元,复合增速29%,净利润从0.23亿美元增长到10.7亿美元,复合增速26.9%,达芬奇装机量、耗材产出、服务收入稳健增长,其中耗材占比逐渐提升。目前达芬奇系统销售单价约150万美元左右,2020年全球装机保有量5989台,其中美国3720台,2007~2020年单系统年手术量从125提升至205台,2020年单手术平均耗材收入1976美元,近年来基本维持1800-2000美元之间,单系统年耗材产出从28万美元增至40万美元左右,利用度逐渐提升。从手术费用看,国外RAS比MIS手术成本高2000-3000美元,基本都有医保覆盖,国内RAS比传统腹腔镜手术贵2-4万元,目前医保报销有望逐步打开。2020年国内腔镜手术机器人保有量189台,相比美国还有极大的空间,2013年以前国内年装机量基本低于5台,2014~2018年新增在10台左右,2019、2020年增加值50台以上,后续有望呈现爆发式增长。根据Frost&Sullivan数据,预计2026年全球腔镜手术机器人市场规模约180亿美元,国内市场有望从2020年的20亿元增长到2026年的150亿元,潜力巨大。

  骨科手术机器人:有望成为下一个广泛使用的RAS领域。从类型看,目前脊柱手术机器人主要为共享操作型,关节置换手术机器人主要是半自动机器人;从技术看,骨科手术机器人关键技术主要在控制系统、定位导航装置、机械臂装置三个部分,其中控制系统的比较难以量化,定位导航系统和机械臂装置则可根据技术路线做出一定比较;中国近年来骨科手术机器人领域技术积累较快,专利量仅次于美国,国产龙头具备较大商业化潜力。从市场看,脊柱手术机器人功能以导航定位为主,当前局限性较多,未来仍有提升的潜力;关节手术机器人则属于应用最广泛、难度最大的一类,当前主流产品在THA、TKA、UKA适应症领域已证明由于人工关节置换手术的结果,市场放量最为确定,预计2026年国内关节手术机器人市场增长至3.3亿美元(约21.5亿元),渗透率3%。

  其他手术机器人:1)泛血管手术机器人:能够减少辐射、提高精度,在血管介入手术中逐渐渗透,预计2026年全球16亿美元,国内11.7亿元(渗透率3%);2)经自然腔道手术机器人:具备更好的视野和灵巧操作能力,有望应用于自然腔道腔镜手术,如支气管镜检查、结肠镜检查及胃镜检查,预计2026年全球17.9亿美元,国内8.4亿元(渗透率0.01%);3)经皮穿刺手术机器人:凭稳定性和精度适用于经皮穿刺组织活检和治疗手术(如肾取石),预计2026年全球14.9亿美元,国内17.1亿元(渗透率9.5%);

  投资建议。国内手术机器人行业具备10年500亿潜力,国内企业布局广泛,按腔镜、骨科手术机器人领域优先筛选优先企业。从标的看,1)腔镜手术机器人领域建议关注微创医疗机器人(即将上市)、威高机器人、康多机器人;2)骨科手术机器人领域建议关注微创医疗机器人(即将上市)、天智航(688277)、键嘉、元化智能、鑫君特等。3)此外微创医疗机器人在泛血管手术机器人、经自然腔道手术机器人、经皮穿刺手术机器人等领域均有布局。

  风险提示:手术机器人装机不及预期、政策配置证限制、医保报销不及预期、竞争加剧、医疗事故。

中心思想

本报告的核心观点是:手术机器人行业正经历从单一巨头主导到百花齐放的转变,市场潜力巨大,预计未来十年国内市场规模将达到500亿元。这一增长潜力源于手术机器人技术本身的优势(精准、微创、高效等),以及“设备+耗材+服务”的商业模式带来的高壁垒。虽然国产手术机器人企业在技术和临床数据方面与国际龙头仍存在差距,但随着5G、AR、人工智能等技术的融合,以及国家政策的支持,国产龙头企业未来前景可期。报告重点分析了腔镜手术机器人、骨科手术机器人以及其他类型手术机器人的市场现状、发展趋势及投资机会。

手术机器人行业发展趋势:从“一马当先”到“万马奔腾”

手术机器人作为第三代外科手术形式,相比传统开放手术和微创手术,在精准度、微创性、效率等方面具有显著优势,应用场景不断拓展。过去二十年,以达芬奇机器人为代表的腔镜手术机器人市场“一马当先”,发展迅猛。近年来,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等新兴领域不断涌现,行业呈现“万马奔腾”之势。预计2020年至2026年,全球手术机器人市场规模将从83.2亿美元增长到335.9亿美元,复合年增长率达26.2%。

国内手术机器人市场潜力:十年20倍增长

国内手术机器人市场正处于快速发展阶段。Frost & Sullivan数据显示,预计2026年国内市场规模将达到250亿元,复合年增长率为44.3%。根据西南证券的模型测算,预计到2030年,国内腔镜手术机器人和关节手术机器人渗透率分别达到8.2%和12%,市场规模将分别达到260亿元和65亿元,整个手术机器人行业市场规模将达到495亿元,较目前27亿元的市场规模增长近20倍。

主要内容

1. 手术机器人行业概览

1.1 手术机器人时代的来临

本节介绍了手术机器人的定义、分类以及应用场景。手术机器人集医学、机械学、生物力学及计算机科学等多学科于一体,通过微创手术和相关底层技术,为医生提供视觉、听觉和触觉支持,实现对手术器械的精准控制。根据临床应用,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等;根据操控方式,可分为被动支撑、协同操作、主动驱动和主从遥控等类型。目前,手术机器人主要应用于普外科、妇科、泌尿外科和骨科等领域。

1.2 如何看待手术机器人的潜力

本节分析了手术机器人的优缺点,以及影响其渗透率提升的因素。手术机器人具有灵活精准、抗疲劳辐射、视野清晰、创口小恢复快等优势,但同时也存在缺乏触觉反馈、费用高等缺点。手术机器人的渗透率提升受到手术费用、设备投资回报周期等负面因素的影响,但也受到手术效果好、效率高、减少医患矛盾等正面因素的驱动。国家政策对机器人产业的支持也为手术机器人市场发展提供了有利条件。

1.3 国内外手术机器人市场规模

本节对国内外手术机器人市场规模进行了分析,并阐述了手术机器人的商业模式。全球手术机器人市场高速发展,腔镜手术机器人和骨科手术机器人占据主要市场份额。中国手术机器人市场规模快速增长,但与发达国家相比仍有较大差距,未来增长潜力巨大。“设备+耗材+服务”的商业模式构筑了手术机器人行业的高壁垒,设备保有量和单设备产出的增加将带来收入的稳健增长。

1.4 如何看待手术机器人的壁垒

本节分析了手术机器人行业的壁垒,并探讨了未来发展方向。临床比较优势是手术机器人商业化竞争的关键,而技术基础决定了临床比较的结果。手术机器人的关键技术包括控制系统、视觉临场感主从控制、机械臂设计(包括从操作手臂构型、远心机构、手术器械等)。国产手术机器人企业在技术积累、临床数据等方面与国际龙头企业存在差距,但未来随着5G、AR、人工智能等技术的融合,国产企业有望实现弯道超车。

2. 腔镜手术机器人和直觉外科公司复盘

2.1 腔镜手术机器人概览

本节介绍了腔镜手术机器人的定义、特点以及市场规模。腔镜手术机器人是目前商业化最成功的手术机器人类型,其微创、精细、灵活等优势使其在泌尿外科、妇科、普外科等领域得到广泛应用。预计2026年全球腔镜手术机器人市场规模将达到180亿美元。

2.2 腔镜手术机器人的运用场景

本节详细分析了腔镜手术机器人在泌尿外科、妇科和普外科等领域的应用场景及临床优势。在泌尿外科,机器人辅助前列腺癌根治术已成为金标准;在妇科,子宫切除术是主要应用场景;在普外科,疝修补、结直肠手术等手术也得到越来越多的应用。

2.3 直觉外科公司的复盘

本节以直觉外科公司(ISRG.O)为例,分析了腔镜手术机器人龙头企业的成功经验。通过对ISRG公司发展历程、产品更迭、术式演变、收入及盈利能力的分析,总结了腔镜手术机器人市场发展的规律,为国产企业提供了借鉴。

2.4 腔镜手术机器人的成本考量

本节分析了腔镜手术机器人的成本构成,并比较了机器人手术与传统手术的成本差异。在国外,机器人手术比微创手术成本高2000-3000美元,但基本都有医保覆盖;在国内,机器人手术比传统腹腔镜手术贵2-4万元,医保报销有待进一步拓展。

2.5 腔镜手术机器人在中国的发展

本节分析了中国腔镜手术机器人市场的发展现状及未来趋势。国内腔镜手术机器人装机量近年来快速增长,但与美国相比仍有很大差距。国产龙头企业微创医疗机器人、威高机器人和康多机器人等有望受益于市场高速增长。

3. 骨科手术机器人

3.1 骨科手术机器人概览

本节介绍了骨科手术机器人的定义、分类、关键技术以及市场规模。骨科手术机器人主要应用于关节置换手术和脊柱手术,其精准、微创等优势使其成为手术机器人领域的重要组成部分。预计2026年全球骨科手术机器人市场规模将达到46.9亿美元。

3.2 脊柱手术机器人

本节分析了脊柱手术机器人的分类、竞争格局以及临床应用现状。目前脊柱手术机器人主要用于辅助椎弓根螺钉置入,但其应用场景有限,临床获益仍需进一步验证。

3.3 关节手术机器人

本节分析了关节置换手术机器人的应用场景、竞争格局以及临床证据。机器人辅助关节置换手术是骨科机器人应用最广泛的领域,其在THA、TKA、UKA等手术中均展现出良好的临床效果。

4. 其他手术机器人发展概览

4.1 泛血管手术机器人

本节介绍了泛血管手术机器人的定义、优势、竞争格局以及市场规模。泛血管手术机器人能够减少辐射、提高精度,在血管介入手术中逐渐渗透。

4.2 经自然腔道手术机器人

本节介绍了经自然腔道手术机器人的定义、优势、竞争格局以及市场规模。经自然腔道手术机器人能够提供更清晰的视野和更灵巧的操作能力。

4.3 经皮穿刺手术机器人

本节介绍了经皮穿刺手术机器人的定义、优势、竞争格局以及市场规模。经皮穿刺手术机器人能够提供更高的稳定性和精度。

5. 投资建议和标的

本节对国内手术机器人行业进行了投资建议,并推荐了部分重点企业。建议关注微创医疗机器人(腔镜、骨科、泛血管、经自然腔道、经皮穿刺)、天智航(骨科)、键嘉(骨科)、元化智能(骨科)、鑫君特(骨科)、威高机器人(腔镜)、康多机器人(腔镜)等企业。

总结

本报告对手术机器人行业进行了全面的市场分析,涵盖了市场规模、发展趋势、技术壁垒、商业模式、竞争格局以及投资机会等方面。报告指出,手术机器人行业潜力巨大,国内市场正处于快速发展阶段,国产龙头企业有望在未来十年获得快速发展。报告最后给出了具体的投资建议和标的,为投资者提供了参考。 需要注意的是,报告中提到的市场规模预测和投资建议均基于公开资料和分析师的判断,存在一定的风险。投资者应谨慎决策,并自行承担投资风险。

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