人工智能在医疗机器人的应用不可阻挡！

2024-08-02

2023年，技术发展和政治变革使时间和空间发生了弯曲。到2030年前，这将是人工智能的黄金时间窗口！

人工智能在医疗中的应用是皓越资本2024年的主题。我们花了近7个月深入研究这一领域，与圈内朋友交流甚多，发现对于未来前景的看法不一。一部分人很乐观，认为现阶段是更好的机会；也有人对未来充满迷茫，尤其是那些背后有机构股东支持的创业企业，由于投资周期被拉长，股东的风险压力增大。好消息是越来越多的创始人开始回归企业本质，专注研发和销售，将企业的自我造血能力提到了关乎生死存亡的高度，特别是已经商业化的中后期项目，更加谨慎对待资本运作。这对于投资者来说是好事，市场的磨练才能孕育出更优秀的企业。

手术机器人市场概况

2022年，北美是手术机器人市场最大的地区。中国手术机器人市场发展较晚，目前仍以进口手术机器人为主。中国有着患者众多、机器人使用频次高的特点，随着手术机器人的普及以及各类国产手术机器人的出现，中国手术机器人市场规模将持续增长；

根据ReportLinker发布的“2023年手术机器人全球市场报告”数据，全球手术机器人市场预计将从2022年的56.8亿美元增长到2023年的66.8亿美元，复合年增长率（CAGR）为17.8%。预计到2027年，手术机器人市场将达到127.3亿美元，复合年增长率为17.5%。

人工智能与手术机器人的结合

在应用腔镜手术机器人的过程中，集成机器视觉、增强智能和深度学习技术至关重要。这些技术能够向外科医生提供手术过程中的关键信息，辅助他们做出更精准的决策，并提高手术的预测性。同时，人工智能系统也能通过观察和分析人类医生的手术操作来学习和提升，进而优化手术技巧。“从演示中学习”（Learning from Demonstration，简称LfD）是训练人工智能的有效方法之一。LfD的过程分为任务分解和模拟执行两个阶段。

人工智能能够与人类医生协同工作，共同提升手术质量和安全性。骨科机器人领域包括关节置换和脊柱外科，机器人可以使假体安装更加精准，辅助经验不足的医生，缩短学习曲线。尽管目前手术机器人智能化程度较低，未来在人工智能进一步发展下，自动化完成手术值得期待。

在脊柱外科方面，机器人通过精准导航定位改善“结构复杂、位置深在、视野差、风险高”的问题。术前、术中的影像处理尤为关键，人工智能在图像处理中的应用将更多。人工智能与机器人辅助系统的整合可以做到实时数据分析和预测建模，为外科骨科医师提供决策支持和术中指导。

影像领域与人工智能密切相关，术中影像是手术的关键环节之一。未来，随着人工智能在大多数治疗领域的应用成熟，一次医学影像检查实现多种治疗适应症的同步诊断成为可能。人工智能、影像和手术机器人的结合是未来发展的趋势。

人工智能在医疗机器人的未来应用

美国加州大学Michael Yip等人（2023）在《Science Robotics》上发表了题为“Artificial intelligence meets medical robotics”的文章，论述了人工智能在医疗机器人技术中的应用、展望和挑战。人工智能在这一领域的应用涵盖了计算机视觉、医学图像分析、触觉、导航、精确操作和机器学习，能够让自主机器人执行诊断成像、远程手术，甚至整个外科手术。

一般而言，手术机器人系统由医生操作台、机器人手术臂系统以及三维成像系统三大组成部分。外科医生可以通过三维成像系统在离开手术台的同时观察病变情况，并操纵操控杆驱动手术台上的模拟机械臂进行精细的手术操作。此项技术的应用，不仅成功解决了传统开放式手术中的定位不精确、手术时长过长及三维高清图像视野缺失等问题，而且其手术效果更优、术后创伤更小、出血量更少且康复速度更快。

资料来源：未来智库

目前，手术机器人的研究和应用已经非常广泛。在临床上，用机器人开展手术基本已经覆盖了全部外科领域，如普通外科、心脏外科、泌尿外科、妇科、耳鼻喉科、整形外科、神经外科和骨科等都有很好的应用案例。

手术机器人种类

手术机器人主要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和经皮穿刺手术机器人。目前，全球范围内发展较为成熟的是腹腔镜和骨科手术机器人。腹腔镜手术机器人具有微创、精准、主从控制的优势，医生也逐渐接受这种技术。

手术机器人自主级别（LoA）

手术机器人的自主级别从纯远程操作到完全自主不等，LoA包括：

1. 远程操作

2. 部分自主

3. 全自主

全球最成功的手术机器人

直觉医疗（Intuitive Surgical）

直觉医疗是一家全球领先的机器人辅助微创手术技术公司，成立于1995年，总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔，致力于开发新的手术机器人技术。公司产品包括达芬奇手术系统和Ion微创肺癌活检系统。达芬奇外科机器人系统，是市场上最受欢迎和最广泛使用的外科机器人系统之一。该系统可以让外科医生通过微小的切口进行各种手术，提高手术效率和安全性，减少患者并发症和恢复时间。

2024年6月，直观复星公司（达芬奇中国）宣布其张江生产基地正式启用，包含研发、生产和培训功能。在中国，达芬奇手术机器人已经服务了超过54万名患者，安装量超过380台。随着国产化及Ion支气管导航操作控制系统的上市，直观复星将为更多患者带来先进的治疗方案。无论是哪类手术机器人，人工智能都可以为其赋能。达芬奇手术机器人开创了腹腔镜手术机器人的先河，将传统开放式手术转化为微创手术。尽管目前达芬奇仍然是全球范围内手术机器人创新技术之杰出代表，但它仍在为未来的机器人自动化和智能化做准备。

达芬奇全球装机量

2023年装机1370台达芬奇手术机器人，较2022年的1264台增加了8%。

手术量与收入

2023年，使用达芬奇手术机器人进行的手术量约为228.6万例，较2022年的约187.5万例手术量增长约22%。公司2023年总手术量的增长主要归因于美国普通外科手术量增长25%，以及美国以外地区总手术量增长27%（主要由癌症手术推动）。公司预计2024年全球达芬奇手术数量将增加约13%至16%。2023年初步营收约为71.2亿美元（约510亿人民币），较2022年62.2亿美元增长14%。

在中国，“达芬奇”的完成的手术量增速更快。2006年北京301医院引进第一台达芬奇手术机器人，2015年以后进入增量爆发期，年度手术量超过万例并持续增加，自2012至2019年“达芬奇”在我国完成的手术量逐年增加，年度复合增长率超过60%，2019年完成手术量约4万例，截至2019年年底，“达芬奇”在我国累计完成的手术量已经超过13万例。

史赛克（Stryker）

史赛克是一家总部位于美国密歇根州的医疗器械公司。Mako手术机器人是目前国内市场最主流的进口设备，于2013年被史赛克收购，旗下关节置换手术机器人全球装机量已超过1500台，手术总量已经超过100万例。拥有两大核心技术：智能手术规划技术和智能辅助截骨技术，同时正在推出新功能myMako APP，未来将应用于Apple Vision Pro和iPhone设备，提供更好的视觉体验、数字化解决方案。此方案将提高个性化与操作，为患者提供更好的术前教育和准备，并以此进行术后康复指导。2024年，将推出Mako Spine和Mako Shoulder。创伤管线即将推出Pangea。

至2023年底，根据史赛克集团公布，在美国境内有60%的膝关节手术和34%的髋关节手术使用了Mako。全球范围内，截至2023年底，使用Mako进行膝关节手术的比例超过40%，而使用Mako进行髋关节手术的比例接近20%。预计装机量在300台左右每年。

捷迈邦美（Zimmer Biomet）

捷迈邦美是一家总部位于美国的医疗器械公司，开发了用于膝关节置换手术的ROSA机器人技术。ROSA Robotics使用术前和术中收集的数据来告知外科医生有关特定患者解剖结构的基本细节。根据公开数据，2020年，ROSA手术机器人全球装机量约350台左右，国内装机量30台左右。2021年装机量不及预期，但达到2020年两倍销量，在2023年年报中公布数据显示，ROSA机器人业务收入下滑，部分销售转向租赁，具体数据未公布。

中国医疗器械产业的发展

中国经济发展模式已经从高速增长转变为在确保一定增长速度的同时保证高质量发展。现阶段医疗器械产业面临的挑战是产业发展转型的必然结果，节省医保开支是当前医疗政策的直接原因。但在顶层设计的逻辑下，集采和医疗反腐也是历史阶段的必然。这一环境有助于厘清产业氛围，让真正有实力的创业企业崭露头角，但这一过程不会短暂，且对于缺乏研发能力的企业来说充满痛苦。对于长期价值投资来说，这是个好机会。

中国人口总数近14.12亿，随着健康意识增强、健康开支增长、人均寿命延长，对先进医疗手段的需求愈加迫切，整体医疗产业具备广阔的市场空间。在医疗基础设施日益完善、医疗效率快速提升的背景下，中国已经成为世界高端医疗器械市场不可忽视的重要版图。中国工程师红利才刚开启，白热化的市场竞争有助于培养高端医疗器械工程师队伍，预计未来会有显著增长。

医疗器械关键原材料、核心元器件/零部件、关键设备等自主研发突破，是中国医疗器械长期健康发展的关键，影响各细分领域展开原始创新、前沿探索研究。专注于差异化、真正解决临床痛点的创业团队有很大的机会。

欧美、日本等国家的医疗器械发展路径显示，产业职能分工明确。在国内二级市场，每个细分赛道通常存在三四家头部上市公司，让其成为体量足够大龙头，统筹产业发展，与跨国巨头竞争。中小企业的主流命运是被龙头企业吸收，实现多方共赢。

行业前景

手术机器人行业的前景展示了多元化和技术创新的可能性。以下是行业未来可能的发展方向：

· 技术演进：随着人工智能（AI）和机器学习（ML）的进步，手术机器人在精确度、灵活性和智能化方面将有所提升。未来的手术机器人将具备完成更复杂、更精细手术的能力，并且能够自我适应手术环境的变化。

· 应用领域拓宽：手术机器人的应用领域将进一步拓宽，涵盖心脏外科、神经外科、胸外科、儿科手术以及更复杂的微创手术和介入治疗等多个领域。

· 市场扩容：全球手术机器人市场将维持快速增长的态势。随着人口老龄化和手术需求的增加，以及对医疗服务质量和效果的期望提升，手术机器人的市场需求将继续增长。

· 法规与政策环境：全球各地的政府和卫生监管机构将持续关注手术机器人的安全性、有效性以及经济性，以及其对医疗服务质量和结果的影响。未来将出台更多的法规和政策，以规范手术机器人的研发、生产、销售和使用，保护患者权益，推动行业的健康发展。

· 商业模式与服务模式创新：随着手术机器人的普及和应用，其相关的商业模式和服务模式将不断创新和发展。可能会出现更多的手术机器人租赁和共享服务，以降低医疗机构的初始投资成本；可能会有更多的远程手术服务，让顶级医生可以为地理位置偏远的患者进行手术；可能会有更多的手术机器人培训和认证服务，提高医生的技能和能力。

· 患者参与度提升：随着信息技术的发展和医疗服务模式的变化，患者在手术决策和过程中的参与度将进一步提高。例如，手术机器人可以提供更清晰和直观的手术过程显示，帮助患者更好地理解手术过程和结果；患者也可以通过远程控制和反馈系统，更积极地参与到手术过程中。

为什么手术机器人依然值得投资？

手术机器人的投资价值仍然非常显著。根据最新的市场分析，手术机器人市场预计将在未来十年内显著增长。目前市场估值超过30亿美元，并预计将持续增长。技术进步使得手术机器人在改善手术精度和效率方面越来越受到医疗机构的青睐。尽管高昂成本是主要挑战之一，但随着技术进步和成本的降低，手术机器人系统将变得更加普及。此外，手术机器人在神经外科等高度专业化的手术领域展现出巨大潜力。总的来说，手术机器人市场的扩展和多个积极的市场驱动因素表明，对该领域的投资仍具有高度的战略价值。

总结

回归长期本质，手术机器人仍旧是值得长期投资布局的优质赛道！坚持做难且值得拥有的事！

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