(報告出品方/作者:東北證券,劉宇騰)
1.1. 手術機器人一級投融資火熱,2022 年多款手術機器人獲 NMPA
手術機器人一級融資火熱,多款國產手術機器人開啟商業化進程。由于研發時間久、 資金投入大、回報周期長的特點,手術機器人產業的發展需要資本市場的支持。2021 年國內手術機器人融資事件數量共 33 起,其中 20 起單筆融資金額在 1 億元以上;北京術銳、精鋒醫療、長木谷、梅奧心磁、潤邁德醫療、三壇醫療等 6 家企業年內 融資 2 起,柳葉刀機器人年內共融資 3 起;總融資規模方面,精鋒醫療 C 輪融資 2 億美元、B 輪融資約 6 億元,總融資規模最大。
批準上市的手術機器人數量增加迅猛,手術機器人市場潛力巨大。2022 年上半年, NMPA 批準上市手術機器人產品有九款,相比 2021 年全年六款的數量,有較大的 增長。目前,國內腔鏡手術機器人市場形成“1+3”格局,即 1 家外資+3 家國產,包 括美國達芬奇手術機器人以及國產的妙手 S 手術機器人、圖邁腔鏡手術機器人和 康多機器人。2022 年上半年 NMPA 批準上市的手術機器人共有 9 款,其中 3 款 膝關節置換手術機器人,腔鏡手術機器人、脊柱手術機器人各 2 款,髖關節置換手 術機器人、神經外科手術機器人各 1 款。
1.2. 百億藍海市場蓄勢待發
本報告嘗試不考慮配置證的限制條件下,從臨床適應癥角度測算國內腹腔鏡手術機 器人市場空間。各類手術機器人有不同的應用場景和臨床適應癥,且機器人輔助手 術量在總手術量中的占比不斷擴大。核心假設:1) 臨床適應證:手術機器人被各類科室廣泛使用,根據臨床適應證的類型,可以 分為包括冠心病等的良性疾病和包括癌癥等的惡性疾病。2) 新增發病人數:良性疾病:新增發病人數=發病率*特定人群總數 其中,特定人群人數使用 2022 年特定人群人數作為基數,假設特定人群總數增 長率與總人口增長率相同,國家統計局的數據顯示,過去 10 年間總人口年平均 增長率為 0.53%。惡性疾病:參照《Chinese Medical Journal》雜志披露的數據,將各類癌癥新增病 例數量作為年新增發病人數,并以 2016-2022 年各項癌癥新增發病人數的年復 合增長率推算 2026 年新增發病人數。
3) 年手術量:通常惡性疾病多采用手術治療,2018 年全球新增 1810 萬例癌癥病 例,其中 910 萬例需要手術治療;而良性疾病,特別是多發性疾病的治療相對 保守,手術率遠低于惡性疾病。本文假設除關節植入,輸卵管復通等必須進行手 術治療的疾病外,惡性疾病的手術量為新增發病人數的 50%,良性疾病的手術 量為新增發病人數的 1%,特別的,冠心病作為中老年人多發性疾病,其手術量 占比為 0.05%。4) 終端價格:以達芬奇手術機器人為參照,儀器終端價格為 250-350 萬美元左右, 每年維修保養費用為 150 萬元左右,一臺手術需要 3-4 把器械,每用 10 次就需 強制性更換,每把器械 5-6 萬元。本文假設手術機器人儀器/耗材/服務的終端價 格分別為每臺 2100 萬元/2 萬元/150 萬元。5) 經測算,手術機器人市場空間為 154.5 億元,其中儀器、耗材、服務的市場空間 分為為 122.4 億元,23.3 億元,8.7 億元。
1.3. 手術機器人發展歷程
手術機器人在過去四十年時間里有著突破式進展。1980 年代,人類通過改裝工業機 器人,最早把機器人運用到人體手術的領域。在上世紀九十年代,Probot 和 Robodoc 相繼使用機器人開始臨床手術,到 1999 年處于世界領先地位的美國直覺外科公司 推出最具代表性的醫療機器人——達芬奇手術機器人,逐漸開始在全世界范圍內的 整體布局。2010 年后,全球手術陸續進入機器人時代,眾多國產機器人項目開始陸 續進入臨床,國內具有代表性的天智航公司自主研發的骨科機器人導航定位系統獲 得首個國產機器人 NMPA 注冊許可證。2015 年后,國內各科室手術機器人的研發 進入百花齊放的狀態,行業發展愈發蓬勃,手術機器人更加走向專業化趨勢。
手術機器人由醫生控制臺、床旁機械臂系統、成像系統構成。達芬奇外科手術系統 是一種高級機器人平臺,通過微創來實施復雜的外科手術,主要由三部分組成:外 科醫生控制臺、床旁機械臂系統和成像系統。第一部分外科醫生控制臺:主刀醫生 坐在手術室無菌區之外控制臺中,通過操作兩個主控制器和腳踏板來控制器械和一 個三維高清內窺鏡。第二個部分是床旁機械臂系統:由一個機械臂和兩個器械臂組 成,由助理醫生操作更換器械和內窺鏡,協助主刀醫生完成手術。機械臂擁有七個 自由度,擁有人手無法達到的轉動能力,還裝有震動消除系統,可減少醫生手部顫 動。第三個部分是成像系統:由三維內窺鏡、攝像、處理器和觀察系統組成,能為 主刀醫生帶來患者體腔內三維立體高清影像,手術視野放大倍數為 10 倍以上,使主 刀醫生較普通腹腔鏡手術更能把握操作距離、更能辨認解剖結構,提升手術精確度。
手術機器人無論從臨床效果還是醫患體驗方面來說,都具備明顯的優勢:(1)三維視覺放大清晰患病部位,增加手術精確度。對比于傳統手術的二維圖像, 手術機器人的三維立體成像系統,使圖像更清晰,更好地識別和保護神經血管束。術者還可以通過數碼變焦功能改變視野,而無需改變相機的插入深度,在降低對患 者可能傷害的同時增加手術的精準度。(2)器械精細、創傷更小,可縮短手術時間、減少失血量及病患疼痛。機器人輔助 手術對于患者形成的創口較小,這有利于減少術后并發癥出現的概率并減輕患者的 疼痛,提升手術的安全性與手術結果的穩定性。(3)機械臂系統過濾顫動,減少醫生疲勞。控制臺可以將術者動作中的顫抖濾除后, 實時傳遞至手術器械,以減少手術中因外科醫生手部震顫而造成的操作失誤。同時, 外科醫生可以通過坐位完成手術,這有效地緩解了醫生術中疲勞,為術者節省體力, 延長醫者的工作年限。(4)可利用機械臂尖端的角度旋轉,創傷、高精度完成手術操作。手術機器人手臂 具有 7 個自由度,可旋轉角度為 540°,使得術者完成傳統手術中難以完成的動作, 更加靈活、高精度地完成手術操作。
從臨床應用、手術創口和手術器械三方面對比來看,發展趨勢由使用手工器械的傳 統開放式手術,到使用小型器械通過單個或多個微創創口介入到體內的微創手術, 再到機器人輔助微創手術,逐漸減少了病人手術風險。醫療手術機器人的微創化、 精準化、智能化和共享化等重大優勢使其可以通過微小創口進行遠程操控手術作業, 拓展和增強手術醫生的操作能力,使得手術創傷減小、作業精準度提高、并發癥風 險降低、術后恢復周期縮短。因此可以有效減少患者痛苦,改善手術醫生的疲勞作 業危險作業狀況,提升醫院平臺運行效率。
1.4. 醫保、商業保險報銷,有望降低患者負擔
國內手術機器人使用費用高,患者進行手術經濟壓力較大。以商業化水平最高的達 芬奇手術機器人為例,手術費用由設備采購費、維護費與專用耗材費用組成。對比 于傳統腔鏡手術費用,達芬奇手術機器人輔助地腹腔鏡手術費用貴 2-4 萬元,給患 者造成較大經濟壓力。京滬率先將手術機器人納入醫保報銷名單,患者費用負擔有望降低。上海市醫保局 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%, 醫保報銷范圍包括前列腺癌根治、腎部分切除、子宮全切、直腸癌根治;北京醫保 局發布文件,明確“機器人輔助骨科手術”作為輔助操作獲得政府定價,并與“一次性 機器人專用器械”共同納入北京醫保支付目錄,即患者可獲得 100%全額報銷。
國家多項政策助力,機器人輔助手術有望進一步普及。伴隨政府制定的一系列手術 機器人利好政策的出臺,中國手術機器人行業有望蓬勃發展。2012 年國務院印發《生 物產業發展規劃》中已提及要發展新一代微創、無創和全科診療設備與檢測設備、 外科手術器械和機器人。2015 年在《中國制造 2025》再次強調以發展醫用機器人等 高性能診療設備為重點。2022 年印發的《“十四五”醫藥工業發展規劃》推動人工智 能等信息技術在醫療器械領域的應用。
1.5. 手術機器人需求旺盛,產業鏈技術覆蓋范圍廣泛
中國人口情形帶動手術機器人應用需求快速增加。中國人口老齡化問題的加劇加大 居民多種疾病的發病率,也導致入院手術人次進而攀升,2020 年 60 歲以上人口占 比高達 18.70%,據觀研天下預測 2030 年占比將高升至 28.90%。同時,公立醫院的住院手術人次由 2015 年 3700 萬人次增加至 2019 年 5500 萬人次,2020 年疫情恢復 常態化之后手術人次有所下降,也高達 4800 萬人次。隨著醫療服務需求的增加,公 立醫院的人才儲備及醫療器械等醫用資源處于緊張階段,手術機器人的臨床應用不 僅可以緩解資源緊缺,還可以提高手術精度,提高醫生的作業效率和醫院整體的運 行效率。
手術機器人種類豐富,可以治療多種疾病。按照病種與科室分,醫療機器人分手術 機器人、輔助及服務機器人以及康復機器人。其中手術機器人占整體 60%左右,是 集多項現代高科技手段于一體的綜合體,包含了醫學、機械學、生物力學及計算機 學等多種學科,是輔助醫生進行臨床手術診斷的三類醫療器械,在世界微創外科領 域是當之無愧的革命性外科手術工具。手術機器人可以包括微創外科機器人、骨科 機器人、血管介入及神經外科機器人、口腔種植機器人和眼科機器人,其中骨科機 器人占據機器人中大部分。
手術機器人行業包含全產業鏈,國內手術機器人相關企業集中于中游制造環節。多 學科融合的手術機器人每套系統涉及超過 35000 個零件和 2700 余項專利,行業形 成了以上游零部件及軟件的供應商,中游各類手術機器人的生產制造商,下游以醫 院為主的共生產業鏈。目前,中國上游高端性能元器件主要依賴進口,醫療廠商大 多集中在中游環節,腔鏡及骨科類手術機器人企業最多,國內的系統集成和算法開 發處于世界先進水平。下游的應用領域受管理應用及使用成本等因素的影響,目前 服務于三甲醫院為主,未來手術機器人的普及及國家配置數額政策的推動會擴大其 應用領域,并帶動中上游廠商的發展。
1.6. 手術機器人“產、學、醫”高度融合
“產、學、醫”高質量融合,推動自主創新與臨床轉化。手術機器人技術門檻高, 操作復雜,從技術到產品,再到應用是一個長期的過程,需要不斷進行驗證、迭代 和完善,而產學研醫深度結合可有效推動這一進程,例如中南大學湘雅三醫院與天 津大學、威高集團等多家單位聯合申報的 “多孔腔鏡手術機器人定型設計與產品化 技術研究”專項等,極大助力了國產手術機器人自主創新和商業化的步伐。
全球手術機器人市場增長快速,腔鏡機器人占比最大。全球手術機器人市場規模從 2015 年 30.10 億美元快速長至 2020 年的 83.21 億美元,年復合增長率為 22.6%。其 中,腔鏡機器人占比較大,可用于多種手術包括泌尿外科、婦科、胸外科及普外科 手術等。據數據統計,其市場規模從 2015 年 23.84 億美元上升至 2020 年 52.55 億 美元,占比 63.15%。其他類型手術機器人中,骨科機器人這一市場規模增長也很迅 速,在 2015 年僅有 1.38 億美元,而經皮穿刺機器人市場規模有 1.58 億美元,到了 2020 年骨科機器人增長至 13.94 億美元超過經皮穿刺機器人 3.80 億美元規模,其需 求受人口老齡化和關節炎患病率的不斷提升帶動,發展潛力巨大。
美國骨科手術機器人滲透率較高,中國腔鏡手術體量更大。美國手術機器人市場起 步較早,在二十多年的歷程中市值從不過 10 億元發展至超過 100 倍,其中骨科手 術機器人的滲透率在 2020 年可達 7.6%,預測到 2026 年可增長至 19.40%。相比之 下,中國由于人口基數大,骨科滲透率 2020 年僅有 0.03%,據預測到 2026 年上升 3.10%。但中國手術機器人在近十年的發展迅猛,國內現有 100 多臺達芬奇手術機 器人,2020 年腔鏡手術中軟組織手術量、機器人目標式手術量分別達 2626 和 900 萬人次,相比之下美國手術量略少分別為 2000 和 600 萬人次,而 RAS 手術美國與 中國分別為 78 和 4.5 萬人次。隨著國內機器人公司的技術發展以及明顯的性價比等 優勢,中國手術機器人市場將迎來快速增長期。
中國手術機器人起步較晚但發展迅速,腔鏡手術機器人正處于起步階段。手術機器 人作為醫療器械行業中技術最復雜且最具有臨床和商業價值的細分市場之一,國內 市場整體規模從 2015 年的 0.93 億美元迅速增長至 2020 年 4.25 億美元,合計 37 億 人民幣,年均復合增長率為 35.5%。市場增長將來自于手術數量的增長和滲透率的 提高,從 2022 年開始將進入快速增長期,預計到 2025 年可以攀升至 30.06 億美元, 中國市場將成為全球最快速增長的市場。其中,國內腔鏡機器人的從 2015 年僅有 5.2 億元發展至 2020 年 20.7 億元,從 2006 年中國人民解放軍總醫院引進第一臺達 芬奇手術機器人,截止 2020 年底全國累計裝機 189 臺,2014-2018 年新增在 10 臺 左右,2019 及 2020 年兩年內呈現爆發式增長。然而,目前國內主要應用場景三甲 醫院的機器人使用比率不足 10%,隨著其推廣普及在未來十年將會有突破式增長。
機器人輔助手術應用領域廣闊,手術量占比迅速提升。手術機器人現主要用于五個 快速增長的主要外科領域,包括腔鏡手術機器人、骨科手術機器人、泛血管手術機 器人、經自然腔道手術機器人、經皮穿刺手術機器人。廣闊的應用場景及手術機器 人顯著的臨床效益拉動機器人輔助手術量提升,2020 年全球機器人輔助手術量占全 球手術量的比例為 2.8%,市場潛力巨大,預計于 2030 年增長至 14.0%,隨著人工 智能、人機交互技術及 5G 通訊的進步,手術機器人有望擴展到更多的外科專業, 并以更高的手術精準度、靈敏度及智能遠程控制技術占據更大的市場空間。
美國目前為全球最大的手術機器人市場。2020 年,美國的手術機器人市場規模為 46 億美元,占全球市場的 55.1%。歐盟為手術機器人的第二大市場,于 2020 年的市場 規模為 18 億美元,占全球市場的 21.4%。盡管中國的患者人數龐大且可能需要使用 手術機器人進行的常規微創傷手術數量眾多,但中國 2020 年的手術機器人市場規 模僅為 4 億美元,占全球市場的 5.1%,明顯低于美國及歐盟市場。
中國手術機器人產業尚處發展初期,技術創新追趕先進者步伐。中國手術機器人市 場起步晚,規模相對較小。2010 年,中國首臺擁有自主知識產權的骨科導航機器人 面世,該機器人為脊柱微創手術量身打造,標志著中國手術機器人產業發展進入自 主創新的新階段。2010 年后,在國家政策支持下,中國的各家研究所及醫療器械企 業均將更多精力投入于手術機器人行業的研發活動。受各項利好因素,包括持續投 資及政府政策支持等因素的推動下,中國手術機器人行業將從依賴進口手術機器人 轉向基于國內參與者的技術創新。由國內公司開發的手術機器人預計將占據更多的 中國市場份額,并逐步超越國際公司生產的手術機器人所占市場份額。中國手術機 器人的市場規模由 2016 年 8.53 億元增至 2020 年的人民幣 29.35 億元,年復合增長 率達 36.2%,預計 2030 年中國手術機器人的市場規模將達 584.26 億元,年復合增 長率為 34.9%。
2.1. 腔鏡機器人:最大細分市場,達芬奇獨占鰲頭
腔鏡手術機器人是為完成各種復雜的微創傷手術而設計。腔鏡手術機器人通常包括 外科醫生的控制臺、一臺患者側手術車及一套影像系統。患者側手術車涵蓋持有腔 鏡和配套手術器械的機械臂。腔鏡將外科醫生的視線延伸至患者體內,而機械臂模 擬其雙手,并持有及指揮腔鏡及手術器械。
達芬奇手術系統是全球腔鏡手術機器人市場的主要產品。截至 2021 年 9 月 30 日, 美國作為最大的腔鏡手術機器人市場,達芬奇手術系統的安裝臺數為 4,005 臺,占 全球安裝臺數的 61.4%。盡管中國的患者人口眾多且潛在可使用手術機器人進行的 傳統微創手術數量龐大,但中國的腔鏡手術機器人市場滲透率相較美國市場明顯偏 低。中國達芬奇手術系統安裝臺數僅為約 240 臺,占全球安裝臺數的 3.7%,僅有 10% 不到的三甲醫院采用了達芬奇手術系統。
中國腔鏡手術機器人市場滲透率偏低。2020 年,美國多孔及單孔機器人輔助腔鏡手 術的數量為 877,450 臺,機器人輔助腔鏡手術的滲透率為 13.3%。而 2020 年中國機 器人輔助腔鏡手術的數量為 47,379 臺,機器人輔助腔鏡手術的滲透率僅為 0.5%, 預計于 2030 年達到 5.1%。利好政策推動中國腔鏡手術機器人市場發展。中國政府于近年來頒布了一系列法規 以促進手術機器人等創新醫療器械的發展。原國家衛生健康委員會于 2018 年 3 月 印發《關于印發《大型醫用設備配置許可管理目錄(2018 年)》的通知》,腔鏡手術 器械控制系統(即手術機器人)屬乙類醫療器械,即由省級政府部門負責配置管理, 使地方醫院及手術機器人公司更有彈性。2021 年 4 月,達芬奇手術系統被納入上海 醫保報銷清單,顯示政府對腔鏡手術機器人重要性的認可,更多腔鏡手術機器人產品亦可能被納入醫保報銷清單,進一步打開了中國腔鏡手術機器人市場。
各國腔鏡機器人應用手術類型有所差異。在中國,腔鏡手術機器人最常用于泌尿外 科手術。由于機器人輔助手術可提高復雜手術的精準度并降低發生手術并發癥的機 率,故腔鏡手術機器人在中國適合并廣泛應用于泌尿外科、普通外科及婦科手術。腔鏡手術機器人在美國則廣泛應用于普通外科(包括胃、腸及肝膽)手術、婦科手 術、泌尿外科等相關微創手術。
全球多孔及單孔腔鏡手術機器市場體量龐大,穩健增長。受技術進步、機器人輔助 對外科醫生及患者帶來的益處及利好政府政策等多重因素的推動,全球多孔及單孔 腔鏡手術機器人的市場規模由 2016 年 180 億元迅速增長至 2020 年的 363 億元,年 復合增長率為 19.2%。預計全球多孔及單孔腔鏡手術機器人的市場規模將持續增長 至 2030 年的人民幣 1830 億元,2020 年至 2030 年的年復合增長率 17.6%。
中國多孔腔鏡機器人增速高于全球平均增速。多孔腔鏡手術機器人市場規模由 2016 年的 6.81 億元增至 2020 年的 21.97 億元,年復合增長率為 34.0%,預計于 2030 年 前將達到 151.19 億元,2020 年至 2030 年的年復合增長率將為 21.3%。無論從現有 增速或是預期增速角度看來,中國多孔腔鏡手術機器人的增長均更為迅速。中國首批單孔腔鏡手術機器人即將實現商業化,市場潛力巨大。首批單孔腔鏡手術 機器人預計于 2022 年在中國實現商業化,市場規模預計于 2022 年達 2.38 億元,并 于 2030 年進一步增至 144.75 百萬元,年復合增長率為 67.1%。隨著中國患者群體 對微創手術的優點認識有所增加,以及對較好的愈后、較少的術后并發癥及疼痛、 較小的傷口及較短的住院時間的期望,單孔腔鏡手術機器人市場潛力巨大。國產多孔腔鏡手術機器人迎來重大突破,打破進口壟斷。達芬奇 Si 及達芬奇 Xi 手 術系統早在 2011 年及 2018 年便獲得中國國家藥監局批準, 是唯一的無手術類別使 用限定的腔鏡手術機器人,在過去很長時間內獨占中國市場,2021 年威高集團的妙 手拿到國產腔鏡手術機器人第一證,2022 年 1 月圖邁腹腔鏡手術機器人獲批上市, 是首款由中國企業研發并獲準上市的四臂腔鏡手術機器人,標志著國產手術機器人 在腔鏡手術機器人商業化進入新的階段。
國產單孔腔鏡手術機器人已進入臨床試驗階段,推出市場指日可待。精鋒醫療已啟 動多孔及單孔腔鏡手術機器人的關鍵性臨床試驗,是中國首家、全球僅有的兩家公 司之一。與達芬奇 SP 手術系統類似,精鋒醫療的 SP1000 讓外科醫生能夠通過一個 微創切口進行手術,且一個內窺鏡攝像頭及三個器械被整合至一個機械臂。國內除 精鋒醫療外,術銳及微創機器人也在從事單孔腔鏡手術機器人的開發。
2.2. 骨科手術機器人:需求持續擴張,關節置換機器人賽道布局加速
骨科手術機器人用于輔助骨科手術,其帶來的好處包括精準、定制三維術前方案、 手術部位更清楚、減少震顫和提高手術精準度。使用骨科手術機器人亦有助減少對 健康骨骼及組織的損傷、減少失血、縮短住院時間及加快康復。骨科手術機器人輔助關節置換手術應用最廣泛且最復雜。骨科手術機器人主要應用 于三類手術,即關節置換手術、脊柱手術及骨科創傷手術。機器人輔助關節置換手 術在這三個手術中屬于應用最廣泛且最復雜的一類。根據弗若斯特沙利文的資料, 關節置換手術機器人于 2020 年的全球市場規模為 7.25 億美元,占全球骨科手術機 器人市場約 52.0%。
在所有類型的關節置換 RAS 中,TKA 屬于最復雜的機器人手術。外科醫生首先根 據電腦斷層掃描產生的三維虛擬骨骼模型制定手術前規劃,該模型進一步界定最佳 植入物,以于膝關節骨骼修整后將植入物固定于骨骼末端。表面置換是在機器人導 航系統的指引下進行,有助提高精準度及校準下肢的角度。在 TKA 中應用手術機 器人可盡量減少在切骨及植入時出現不準確的情況,從而進一步降低患者的不適并 延長植入物的壽命。機器人輔助脊柱手術是骨科手術機器人的另一項重要應用。在過去,外科醫生以人 手或在手術中大量拍攝的 X 光照片的協助下,在脊柱骨中放置螺絲以進行復雜的脊 柱手術,這可能會使患者及外科醫生暴露于大量輻射之中。此外,將螺絲放置于錯 誤或并非最理想的位置的風險雖小但一旦出現后果嚴重。在脊柱 RAS 中,機器人提 供基于計算機化術前規劃的指引系統,能提高準確度及降低錯置螺絲的風險。
中國關節置換手術機器人引進時間晚,市場規模相對較小。中國在 2016 年首次進 行機器人輔助關節置換手術。自此,機器人輔助關節置換手術因其植入物定位的準 確度及一致性提高、令術后疼痛減少及功能較早恢復而日益受到關注。2020 年,中 國關節置換手術機器人的市場規模為 0.15 億美元,由于在近年才被引進中國,故市 場規模相對較小,預期于 2026 年達到 3.32 億美元。中國機器人輔助關節置換手術滲透率較低,具有強勁的增長潛力。中國的機器人輔助關節置換手術于 2020 年的滲透率為低于 0.1%,但基于機器人輔助關節置換手術 在中國的迅速普及,并獲廣泛接受,預計于 2026 年將達 3.1%。每年在中國完成的 機器人輔助關節置換手術數量由 2015 年的零增至 2020 年的 243 例,并預期自 2020 年起按 162.8%的復合年增長率進一步增至 2026 年的 79,964 例,增長潛力強勁。
多款國產關節置換機器人將于 2022 年獲批上市。MAKO Surgical Corporation (其 后被 Stryker Corporation 收購)開發的 RIO 手術機器人在 2021 年及之前為僅有的獲 國家藥監局批準注冊的關節置換手術機器人。2022 年多款國產關節置換機器人獲批上市,包括鴻鵠骨科手術機器人、HURWA 關節手術機器人、骨圣元化全膝關節置 換手術機器人,進一步打破進口產品在國內骨科手術機器人市場的壟斷。
2.3. 自然腔道手術機器人:增長最快的細分市場,“螺螄殼里做道場”輔 助 NOTES
自然腔道手術機器人全球市場規模近年持續快速增長,中國自然腔道手術機器人預 期于 2023 年實現商業化。由 2016 年的人民幣 0.21 億元增 2020 年的人民幣 5.21 億 元,年復合增長率為 122.2%,預期 2030 年將進一步增至 257.41 億元,年復合增長 率為 47.7%。中國首批自然腔道手術機器人預計于 2023 年實現商業化,屆時市場規 模可達人 0.51 億元,并于 2030 年繼續增長至 35.53 億元,年復合增長率為 83.6%。
NOTES 是指通過人體口腔、肛門、支氣管、尿道等自然腔體進行的手術。主要包 括支氣管鏡檢查、胃腸鏡及尿道鏡檢查與治療等。NOTES 不僅具有微創手術的優 點,還具有使疤痕減至最輕、麻醉要求較低、減輕疼痛、恢復時間較短以及減低發 生傷口相關并發癥的機率等潛在優勢。然而,該類手術亦受到器械技術發展水平的 限制,其中包括缺乏導航技術、手術器械不夠靈活以及柔性器械末端難以控制等。自然腔道手術機器人輔助 NOTES 為新興的手術技術,打破器械技術發展水平的限 制。自然腔道手術機器人可通過將可控柔性內窺鏡置于人體的呼吸道及消化道等自 然腔道進行診斷及手術的手術機器人。自然腔道手術機器人可用于肺、腸及胃的檢查或手術。機器人輔助 NOTES 手術數量爆發式增長。全球進行的機器人輔助 NOTES 手術數 量由 2016 年的 1000 臺增至 2020 年的 1.51 萬臺,年復合增長率為 99.3%,預期于 2030 年將達 110.98 萬臺,年復合增長率為 53.6%。隨著首批自然腔道手術機器人 2023 年在中國實現商業化,預計機器人輔助 NOTES 會推向市場,2023 年中國的機 器人輔助 NOTES 手術量會達到 100 臺以上,至 2030 年將快速增至 153,500 臺,年 復合增長率為 184.5%。
支氣管鏡機器人顯著提高支氣管鏡覆蓋范圍及活檢準確率。支氣管鏡機器人是自然 腔道手術機器人的主要產品。受限于現有支氣管鏡的控制精度及靈活度,并且缺乏 導航技術,現有支氣管鏡僅能覆蓋 50%左右的支氣管范圍,并且活檢準確率較低。支氣管鏡機器人通過引入機器人導航技術及遠程控制技術,可以實現術前支氣管樹 三維模型重建及軌跡規劃,術中實現虛擬影像和實時影像導航結合,醫生通過操作 手柄遠程實時控制柔性支氣管鏡末端運動,可到達 90%以上六級支氣管范圍,并實 時精準的活檢檢查或者消融手術,顯著提高肺結節檢查準確率和早期治療效果。支 氣管鏡機器人極具臨床價值和市場價值,未來有望實現普遍應用。全球僅有四個自然腔道手術機器人獲美國 FDA 批準或取得歐洲 CE 標志認證,包 括直覺外科的外周肺結核活組織檢查離子內窺鏡系統 Ion、強生的肺部活組織檢查 機器人 Monarch、Memic 用于陰道機器人手術的機器人 Hominis 以及 MedRobotics 用于肛門、直腸和遠端結腸的顯象及手術部位的機器人 Flex,其中前兩個產品是支 氣管手術機器人。在中國,國家藥監局暫無批準任何于美國或歐盟推出的現有自然 腔道手術機器人產品,目前精鋒醫療是國內第一家正在研發雙臂支氣管鏡機器人的 公司。
2.4. 泛血管手術機器人:市場處于起步階段,蓄勢待發
泛血管手術機器人用于治療心臟、腦部或外周血管系統中的血管或相關器官疾病。在泛血管手術中,外科醫生穿刺患者的皮膚,將穿刺針和穿刺鞘依次插入大血管, 然后將長而細的導管輕輕引導至血管,最終到達心臟、腦部或外周血管系統的目標 部位。不同類型的儀器可放置于導管頂端作不同用途,例如放置植入物或收集樣本。
全球每年進行大量泛血管手術。根據弗若斯特沙利文的資料,全球進行的泛血管手 術數量由 2015 年的 1130 萬例增加至 2020 年的 1430 萬例,并預期將以 8.1%的復合 年增長率由 2020 年進一步增至 2026 的 2290 萬例。機器人輔助泛血管手術尚處于相對早期的發展階段,有望實現高景氣增長。受冠狀動脈血管疾病的患病率日益廣泛及泛血管手術機器人的可用性逐步提高,預 期市場將實現快速增長。在中國,2026 年市場規模估計將上升至 1.80 億美元。每年 進行的機器人輔助泛血管手術的數量預計于 2026 年增加至 139,041 例,自 2022 年 起的復合年增長率為 231.2%,2026 年的滲透率達 3.0%。隨著機器人輔助泛血管手 術的不斷滲透,新安裝的泛血管手術機器人有待放量。
2.5. 經皮穿刺手術機器人:預計保持高景氣增長
經皮穿刺手術機器人適用于經皮穿刺手術,其主要為收集組織樣本作診斷用途的程 序,如檢測早期肺癌、乳腺癌及前列腺癌。在活檢程序中,組織樣本從疑似目標解 剖結構中移除,以便進一步進行病理檢查。傳統活檢法依賴放射科醫生人手插入針 頭,而機器人輔助法通過較人手更穩定的機械臂提供更高的剛度及精準度。其使針 頭連同組織樣本的回路更準確。應用磁力共振(MRI)、超聲波及 CT 等成像技術將目 解剖結構定位,并使用影像反饋引導針頭到達目標解剖結構。
作為常用的診斷及治療程序,經皮穿刺手術于全球流行,且估計未來幾年將穩定增 長。全球經皮穿刺手術數量由 2015 年的 570 萬例增加至 2020 年的 830 萬例,并預 期將以 6.6%的復合年增長率由 2020 年進一步增至 2026 年的 1210 萬例。機器人輔助技術進步及中國經皮穿刺手術機器人的預期可用性不斷提高,拉動市場 高景氣增長。預計 2026 年中國經皮穿刺手術機器人的市場規模預計將增長至 2.64 億美元,自 2020 年起的復合年增長率為 52.7%。機器人輔助經皮穿刺手術數量將達 至 2026 年的 246,501 例,自 2020 年起的復合年增長率為 48.9%,預期 2026 年滲透 率達 9.5%。且鑒于有關手術機器人不斷發展及商業化,新安裝經皮穿刺手術機器人 的裝機量將持續增長。
中國經皮穿刺手術機器人市場有 4 名主要玩家,共 5 款已獲批推出市場的產品,包 括 Perfint Healthcare 開發的 Robio EX 及 MAXIO V2 以及 Veran 開發的 ig4 等。由 Biobot 開發的 iSR’obot Mona Lisa 機器人前列腺穿刺活檢系統及由 NDR 開發的自 動針頭瞄準機器人系統以及 Perfint Healthcare、iSYS Medizintechnik GmbH 及 XACT Robotics 開發的多款其他機器人已于歐盟或美國獲批準推出。
自 2000 年首款達芬奇手術機器人獲批以來,直覺外科在手術機器人市場的龍頭地 位便逐漸鞏固,截止 2021 年末,全球達芬奇手術機器人累計裝機量 6730 臺,美國 地區增長穩定,其他地區尤其是亞洲也強勢發力。憑借手術機器人本身具有的微創 化、精準化、智能化的優勢以及達芬奇手術系統 Endo Wrist 可轉腕手術器械專利、 3D 高清影像技術、主控臺的人機交互設計的核心技術優勢,直覺外科的寡頭壟斷地 位牢不可破,贏得醫生的廣泛青睞,并通過固定醫生的操作流程和使用習慣,進一 步增強客戶粘性。
我們認為:手術機器人具有高技術壁壘、高準入門檻、高附加值的特點。直覺外科能夠保持 20 年的增長,依靠專利保護壁壘掌握市場主導權,配套耗材服務持續拉高盈利空間。近其在①產品與技術②商業模式③銷售模式均具備出眾水平,占據領先優勢:①產品與技術:達芬奇手術系統擁有包括多自由度手術機械臂、前端手術器械、三 維立體視覺定位、人機交互等的 4000 多項相關專利,幾乎覆蓋了現有同類手術機器 人的所有技術保護點,且目前尚未出現更好的替代技術,并通過加大研發投入實現 產品不斷升級換代。直覺外科依靠核心技術專利構筑的壁壘,牢牢把握市場主導權。②商業模式:“儀器+耗材+服務”剃須刀模式,高值耗材機器臂單條價格約為 10 萬 元,最多只能使用 10 次,使用次數超過上限就必須更換新的機械臂才能重啟,同時為客戶提供機器人的日常維護和培訓服務,并通過 OS 軟件的創新升級,優化提升 客戶體驗。耗材和服務為直覺外科帶來了可持續的營業收入,2021 年,直覺外科總 收入達 57.1 億美元,其中儀器收入僅占 29.64%,耗材和服務收入分別占 54.29%和 16.04%。③銷售模式:直銷和分銷并行,銷售與租賃共舉。直覺外科分區域采用不同銷售渠 道,通過直銷機構向美國、歐洲、中國、日本、韓國和印度提供產品;在全球其他 市場,通過分銷商提供達芬奇產品,形成以美國為中心向海外滲透的全球化布局。系統銷售與系統租賃相結合的方式則有效提高了客戶的使用靈活性和系統投放量, 系統租賃占比從 2015 年的 12.8%增長至 2021 年的 49.59%,經營租賃作為主要租賃 形式更是促進了裝機量和手術量的顯著提升,得到了基層市場大力支持,未來達芬 奇手術機器人有望進一步拓展至基層醫療市場。
3.1. 直覺外科瞄準手術機器人市場,系列產品迭代穩中有新
直覺外科發展經歷初創期、市場導入期、全球擴張期與快速發展期。1)1995-1999 初創時期:手術機器人技術最早來源于美國斯坦福研究院(SRI),1995 年弗雷德里 克·莫爾(Frederic Moll)成立直覺外科(Intuitive Surgical)公司,通過引入投資購 買 SRI 手術機器人專利,并組建工程師團隊。1999 年,直覺外科公司成功研制出第 一代達芬奇機器人外科手術系統。2)2000-2004 市場導入期:2000 年,公司在納斯 達克交易所成功上市獲得公募基金 4600 萬美元,多種手術產品獲得 FDA 批準。另 外直覺外科與競爭對手 Computer Motion 進行多年的專利訴訟,于 2003 年收購 Computer Motion,初步奠定手術機器人領域的龍頭地位。3)2005-2014 全球擴張期:公司分別推出達芬奇第二代 S、第三代 Si、第四代 Xi 手術系統,其手術機器人系統 逐步走向全球。隨著全球外科醫生對機器人輔助手術接受程度的提高,公司儀器配 件、系統服務隨之快速創新。4)2015 至今快速發展期:深入了解客戶體驗、完善 整體生態系統支持,堅持產品創新升級和收購布局。
快速增長市場的領導者,直覺外科股價最高漲幅超 100 倍。直覺外科公司成立于 1995 年,2000 年 6 月登陸納斯達克,是機器人輔助微創手術領域的全球技術領導 者,成為華爾街青睞的高科技股票。公司上市期初股價僅為 9 美元,市值 4600 萬美 元。截至目前公司股價為 194 美元,市值超 700 億美元。公司上市 22 年間,股價最 低為 3 美元,最高超 350 美元,股價最高漲幅超 100 倍。
直覺外科堅持創新更迭,提升系統性能與用戶體驗。1999 年,直覺外科成功推出公 司核心產品:第一代達芬奇機器人外科手術系統。2000 年獲得美國 FDA(食品藥品 監督管理局)臨床許可,成為世界第一個機器人腹腔鏡手術系統。公司注重結合實際 手術過程中的具體問題對產品進行迭代,研發力度強,更新速度快。2006 年研發出 第二代產品 Da Vinci S;2009 年研發出第三代產品 Da Vinci Si;2014 年推出第四代 產品 Da Vinci Xi;2017 年推出第四代產品 Da Vinci X;2018 年推出第四代產品 Da Vinci SP。2019 年,公司開發 lon 系統,用于肺部活檢,改進傳統活檢的不足。
開發整合吻合、儀器、動力系統和視覺系統核心技術,領跑手術機器人行業。在吻 合器方面,直覺外科首創全腕式腹腔鏡吻合器,圍繞重要結構定位并進入狹窄的深 空間來實現橫斷和切除;在儀器方面,達芬奇采用 EndoWrist 技術模擬人體手腕獲 得全腕式儀器,提高指尖控制和手術精度;在可視化方面,達芬奇外科醫生控制臺 和內窺鏡光學系統共同提供身臨其境的手術體驗,憑借高度放大的 3D HD 視覺和 真實的深度感知,有助于識別結構并在解剖結構中保持定向。
公司構建“醫護-產品技術-教育培訓-信息反饋”生態系統,形成具有凝聚力的生態圈。最核心的圈層是手術實施接受方:醫護雙方和醫院系統;其外圈層是公司的一體化 的產品和技術革新,這個部分為手術提供器材支撐;再外圈層是醫護人員和技術研 發人員的教育和培訓,這個部分為系統器材的正常運轉提供保證;最外圈層是醫護 人員對設備更新提供的信息反饋和支持,有助于進一步更新手術機器人的系統。“醫 護-產品技術-教育培訓-信息反饋”四者形成良性循環,構成達芬奇生態圈生態圈。
3.2. 手術機器人技術壁壘高,直覺外科專利筑起護城河
傳統開放式-腹腔鏡手術-機器人輔助式微創手術,減少病人手術風險。腹 腔手術發展趨勢由使用手工器械的傳統開放式手術,到使用小型器械通過 單個或多個微創創口介入到體內的微創手術,再到機器人輔助微創手術, 從臨床應用、手術創口和手術器械三方面逐漸減少病人手術風險。醫療手 術機器人的微創化、精準化、智能化和共享化等重大優勢使其可以通過微小創口進行遠程操控,拓展和增強手術醫生的操作能力,使得手術創傷減 小,失血、感染及并發癥風險降低,術后恢復周期縮短。
達芬奇擁有三個關鍵核心技術:Endo Wrist 可轉腕手術器械專利、3D 高 清影像技術、主控臺的人機交互設計。達芬奇手術機器人代表著當今手術 機器人的最高水平。與傳統開放手術、腹腔鏡手術相比,達芬奇手術機器 人在手術控制、成像技術、靈活性和精準度、穩定性和醫生姿勢等方面具 有明顯優勢,讓復雜的微創手術變得更加簡單,能夠達到更接近理想的手 術效果、更小的創傷和更大的患者適用范圍。
手術機器人行業存在技術壁壘,專利授權為達芬奇筑起護城河。直覺外科 手術公司目前在全球范圍內對手術機器人技術領域形了較強的壟斷,其專 利申請時間早、布局區域廣、布局技術點多,利從數量和質量上,都遠超 同領域的競爭者,形成了較強的專利保護壁壘。截至 2021 年 12 月 31 日, 直覺外科公司擁有 4000 多項美國和外國專利的所有權或獨家使用許可, 并已提交了 2000 多項美國和外國專利申請。按系統專利分布來看,直覺外 科主要在患者平臺、圖像系統和醫生平臺三個方面進行布局,其中 56%的 專利集中在患者平臺開發與改進上,這三方面的專利布局包括了達芬奇手 術機器人產品的完整系統架構。按專利技術分布來看,各技術布局較為均 勻,其中控制裝置專利占比最高為30%,末端執行器和機械臂分別占比24% 和 20%。
達芬奇手術機器人儀器的重點技術主要分布在末端執行器、運動控制和視 覺感知部分。根據專利被引用次數、技術代表性和布局區域范圍等多個角 度進行篩選核心專利,直覺外科手術公司在末端執行器的腕關節發展自己 的技術,首先開發 Endowrist 系列的腕部結構,并在后續針對腕關節做了改進。運動控制中,直覺外科手術公司的主要發展方向在于主從控制技術、 力控制和主手部震顫濾波等。視覺感知中,達芬奇手術機器人提出力反饋 視覺和圖像捕獲等技術。公司早期針對本體結構和運動控制相關的技術, 進行了核心專利的布局,但人際交互和視覺感知方向是達芬奇今后和未來 一段方向的發展重點。
3.3. 直覺外科裝機量增長強勢,多臨床應用推動全球手術量
美國為達芬奇裝機量第一大市場,亞洲市場份額增長前景廣闊。截止 2021 年末,全 球達芬奇手術機器人累計裝機量 6730 臺,相比于 2020 年裝機量增加約 12%,其中 從達芬奇系統裝機量全球區域發布情況來看,美國 4139 臺,歐洲 1199 臺,亞洲 1050 臺,美國為達芬奇手術機器人的最大銷售市場。2013-2021 年間,美國、歐洲和亞洲 達芬奇裝機量的復合增長率分別為 8.96%、12.24%和 26.61%,亞洲達芬奇裝機量增 長速度最快。從美國、歐洲、亞洲裝機量占比變化趨勢來看,美國達芬奇裝機量占 比從 70.23%下降至 61.5%,亞洲達芬奇裝機量從 5.36%增長至 15.6%。綜合來看, 亞洲達芬奇市場份額增速和占比變化均穩中向好,未來有望成為新的增長動力。
在售達芬奇為第四代手術機器人,單控制臺 Xi 系統成市場明星產品。當前市場所 售達芬奇系統大多為第四代最新產品,包括 Xi 系統、X 系統和 SP 系統。達芬奇 手術業務大致分為兩類:癌癥手術和良性疾病手術,癌癥及其他高難度手術比良 性疾病手術有更高報銷比率,良性疾病手術價格敏感性更高。Xi 手術系統為 X 系 統高配版,功能齊全,配備先進儀器,主要針對高難度復雜的手術領域;達芬奇 X 手術系統性價比高,主要針對價格敏感的良性疾病手術;SP 手術系統增加單孔 技術,使外科醫生能夠訪問狹窄的空間。2021 年達芬奇出貨量總計 1347 臺,其中 單控制臺 Xi 系統投放 824 臺,占比 61%,成為達芬奇手術機器人銷量最高產品。
達芬奇臨床適用范圍廣泛,擴大微創手術需求。達芬奇手術機器人是目前世界范圍應用廣泛的一種智能化手術平臺,迄今有將近 70 種的達芬奇臨床應用,跨域多個臨 床專業領域:普外科、泌尿科、心血管外科、胸外科、婦科、五官科、小兒外科等 進行微創手術。數十年來,微創手術技術的發展給外科手術的發展帶來了革命性的 變化,而以達芬奇手術機器人為主的內窺鏡型外科手術機器人進一步拓寬了微創手 術的范疇,引領著微創手術的高新技術和前沿水平。達芬奇手術機器人是當今全球 唯一獲得 FDA(美國食品與藥品監督管理局)批準應用于外科臨床治療的智能內窺 鏡微創手術系統。
全球手術量美國占比七成,美國境外手術量保持高速增長。截至 2021 年 12 月,達 芬奇手術系統已完成超過 1000 萬臺的機器人輔助手術。2021 年全球使用達芬奇手 術系統進行了 159.4 萬例手術,相較于 2020 年增加 28.24%,主要是受到美國普通 外科以及全球泌尿外科手術量增長推動。從手術量增長率來看:2011-2021 年間,美 國境外達芬奇全球手術量增長速度高于美國手術量增長速度。由手術量區域構成來 看,2011-2021 年美國境外達芬奇手術量占比從 19%增長至 30%,美國市場仍是達 芬奇系統的第一大市場,但美國境外手術量增速可觀且占比持續擴大,該市場有望 成為未來新的增長動力。
泌尿外科是美國境外最大規模手術類型,但增速低于普通外科手術。從手術類型占 比來看:2021 年泌尿外科手術占比 54.43%,普通外科手術占比 20.82%,泌尿外科 是美國境外最大規模手術類型,這是由于達芬奇第四代產品進入美國境外國家時間 較晚。從增速來看:2021 年,泌尿外科手術量增長至 26.4 萬例,增長率為 23.36%;普通外科手術量增長至 10.1 萬例,增長率為 48.53%,近年來,普通外科手術量增長 率高于泌尿外科手術量增速,未來增長潛力可觀。
3.4. 商業模式持續創新,優化銷售和客戶支持
采用本地直銷與海外分銷渠道,形成以美國為中心向海外滲透的全球化布局。直覺 外科分區域采用不同銷售渠道,通過直銷機構向美國、歐洲、中國、日本、韓國和 印度提供產品;而在全球其他市場,通過分銷商提供達芬奇產品。2002-2021 年間, 直覺外科的全球布局以美國市場為銷售中心,美國本土的營業收入占比均在 70%左 右,并且逐漸向歐洲、亞洲地區輻射滲透,美國境外地區營業收入占比從 18%增長 至31%,美國境外的不斷拓展有望為營業收入提供新一輪的增長動力。2019年1月, 直覺外科與復星醫藥成立直觀復星合資企業,該合資企業直觀復星作為直覺外科代 理商,負責達芬奇手術機器人在中國大陸的獨家經銷。
儀器與配件收入占比過半,成為營收第一增長動力。直覺外科業務板塊分 為儀器與配件收入、系統收入和服務收入。達芬奇系統單價通常在 50 萬美 元到 250 萬美元之間;每例外科手術可獲取 600 至 3500 美元的儀器和配 件收入;系統出售或租賃時簽訂服務合同,年費在 80,000 美元至 190000 美元之間。從增長速度來看:2010-2021 年間,儀器及配件收入從 5.29 億 元增長至 31 億元,復合增長率 17.44%;系統收入從 6.6 億元增長至 16.9 億元,復合增長率為 8.9%;服務收入從 2.24 億元增長至 9.2 億元,復合增 長率為 13.67%,儀器與配件板塊收入增速快于另外兩大業務板塊。從占比 來看:儀器與配件業務收入占比在 50%以上,并呈現持續小幅增長趨勢, 由此可見,儀器與配件收入是直覺外科營收的第一增長動力。
系統銷售與系統租賃相結合,新型合同助力系統靈活銷售。系統租賃包括銷售型租 賃、經營型租賃和基于使用安排的租賃。從合同方式來看:直接銷售和銷售型租賃 均出讓系統所有權,區別在于直接銷售為交易時點全款支付交易,銷售型租賃為分 期付款;經營型租賃和基于使用安排租賃承租方擁有系統使用權而非所有權,兩者 區別在于經營型租賃按期付款,且在租賃期結束時有權收購系統,基于使用安排的 租賃按系統使用次數收費。從收入確認方式來看:直接銷售和銷售型租賃在交易時 點確認收入,經營型租賃和基于使用的租賃在租賃期內以直線方式確認收入。系統 租賃為客戶提供購買系統的靈活性。
租賃形式的系統投放增速可觀,持續拓展釋放市場需求。從投放量增速來看:2015- 2021 年間,租賃形式的每年系統投放量從 41 臺增長至 668 臺,復合增長率高達 49%;直接銷售形式的每年系統投放量從 390 臺增長至 679 臺,復合增長率為 8.24%,租 賃形式的系統投放增速遠高于直接銷售形式。從占比來看:同期,系統銷售占比從 2015 年的 87.2%下降至 2021 年的 50.41%,系統租賃占比從 2015 年的 12.8%增長至 2021 年的 49.59%,因此,系統租賃成為市場系統投放的重要方式,新型系統租賃合 同有助于為客戶提供系統使用的靈活性,提高達芬奇系統投放量,釋放市場需求, 為達芬奇銷售提供新的增長動力。
經營型租賃為系統租賃的主要形式,經營租賃收入增長速度整體快于銷售 租賃收入。2021 年系統量中,系統銷售占比 50.41%,經營型租賃(含基于 使用安排的租賃)占比 38.38%,遠高于銷售型租賃占比 11.21%,因此未來 經營型租賃將是系統租賃的主要形式,同時根據 2021 年系統銷售增長率 34.72%和經營租賃系統投放增長率 63.09%來看,經營租賃有望替代系統銷 售成為第一大銷售方式。2018-2021 年間,銷售租賃收入從 0.69 億元增長 至 2.2 億元,復合增長率為 33.63%,經營租賃收入從 0.51 億元增長至 2.77 億元,復合增長率達 52.6%,因此經營租賃收入增長速度高于銷售租賃收 入增長速度。
產品毛利率整體略高于服務毛利率,產品毛利潤為直覺外科毛利潤提供主要增長動 力。從產品和服務毛利率來看:2014-2021 年間,產品毛利率穩定在 70%左右,服務 毛利率穩定在 66%左右,因此產品毛利率略高于服務毛利率。從產品、服務毛利潤 數額和增長率來看:2014-2021 年間,產品和服務毛利潤整體變化穩定且趨勢一致。2021 年產品毛利潤增長 38%至 33 億元,較高的產品毛利主要由于較高的產品收入 和較高的產品毛利率推動;2021 年服務毛利潤增長 38%至 6.29 億元,服務毛利潤 的上升反映了達芬奇外科系統裝機量增加進而推動的服務收入。從產品和服務毛利 潤占比來看:2014-2021 年間,產品毛利潤占比從 80.12%增長至 84.03%,服務毛利 潤占比從 19.88%下降至 15.97%,由此來看,產品毛利潤占比呈現小幅增長趨勢, 產品毛利潤是推動直覺外科毛利潤增長的主要動力。
4.1. 微創機器人:五大“黃金賽道”業務全覆蓋,國產手術機器人先驅者
產品覆蓋五大“黃金賽道”,多款手術機器人獲批上市。微創機器人是目前全球唯一 一家業務覆蓋腔鏡、骨科、泛血管、經自然腔道和經皮穿刺五大“黃金賽道”的手術 機器人公司,產品組合包括 3 款已獲 NMPA 批準的產品及 7 款處于不同研發、臨 床、注冊階段的候選產品,其中,蜻蜓眼 DF Vision 三維電子腹腔內窺鏡、圖邁腔鏡 手術機器人及鴻鵠骨科手術機器人已分別于 2021 年 6 月、2022 年 1 月及 4 月獲得 NMPA 批準。核心產品圖作為唯一一款由中國企業自主研發并上市的四臂腔鏡手術 機器人,也是國產首個全面覆蓋胸腔、腹腔、盆腔領域臨床應用重要復雜術式的腔 鏡手術機器人,是我國在腔鏡手術機器人這一核心領域的前所未有的突破。微創作 為國產手術機器人中最為領先的公司,完備的產品布局有助于其在龐大、快速增長 及低滲透率的中國手術機器人行業中充分把握市場機遇,實現進口替代。
商業化輿圖已成,期待放量。2021 年公司實現營收 215 萬元,此為公司的 首次獲利,主要來自旗艦產品之一蜻蜓眼 DF Vision 三維電子腹腔內窺鏡 獲批后的推廣和銷售。2021 年銷售費用達 0.79 億元,同比增長 2840.5%, 物業廠房及設備達 3.61 億元,較 2020 年同期擴大 8 倍,存貨增加至 1.1 億 元,公司商業化進程不斷加速。2022 年圖邁和鴻鵠批準上市,商業化進程 邁入新的階段,預計將拉動營收進一步增長。由于蜻蜓眼與圖邁的手術應 用和客戶群體重合度較大,蜻蜓眼這塊“敲門磚”為圖邁手術機器人走向市 場奠定了良好的基礎,有望實現快速入院及放量增長。同時,通過降低我 國機器人手術成本,減輕患者經濟負擔與醫療支出,在未來實現我國機器 人手術的快速發展與普及,屆時,微創作為率先實現商業化的國產品牌有 望構筑先發優勢占據更多市場空間。
4.2. 精鋒醫療:深耕腔鏡手術機器人,商業化突圍在即
多孔及單孔腔鏡手術機器人的關鍵性臨床試驗啟動,產品組合協同效應顯著。公司布局 以機器人技術為中心的產品管線,包括多孔及單孔腔鏡手術機器人、自然腔道手術機器 人及高端微創手術器械產品,其中,核心產品多孔腔鏡手術機器人 MP1000 及關鍵產品 單孔腔鏡手術機器人 SP1000 已啟動關鍵性臨床試驗,且均具備通過綠色通道進行國家 藥監局有關創新醫療器械的快速審查資格,有望在不久后獲批上市。MP1000 及 SP1000 的設備兼容性可帶來顯著的商業化協同效應,透過共享相同的醫生主控臺及三維高清影 像系統,醫生可靈活切換 MP1000 與 SP1000,對于醫院而言,既降低了采購成本又提高 了手術室空間利用率,對于公司而言,交叉銷售及追加銷售的機會大大提升,用戶忠誠 度及市場占有率有望增強。
4.3. 天智航:營收與產品應用量雙增,創新驅動骨科手術機器人再突破
營收增長及機器人輔助手術量提升,市場拓展加速。2021 年實現營業收入 1.56 億 元,同比增長 14.80%,公司形成了以骨科機器人銷售為核心,配套手術耗材、手術 工具生產為輔的業務模式,以期滿足終端客戶的需求。其中,骨科機器人作為主要 業務,2021 年實現營收 1.15 億元,同比增長 2.79%,骨科手術機器人輔助醫生開展 骨科手術量超過 1 萬例,同比增長超過 60%。公司通過對不同層級醫療機構提供全 方位服務,包括打造培訓平臺培養客戶粘性等,不斷開拓國內外市場,目前公司第 三代骨科機器人產品已在國內 100 余家醫療機構進行了常規臨床應用,累計完成超 2 萬例手術,領先優勢有望繼續保持。
4.4. 威高股份:技術從追趕到超越,5G 遠程手術觸手可及
國內首家獲批上市的腔鏡手術機器人系統,填補國內空白。公司產品組合包括“妙手 S”手術機器人、三位腹腔鏡、3D 內窺鏡攝像系統、微創骨科手術機器人、磁導航手 術機器人等設備。2014 年至 2019 年間,威高手術機器人在中南大學湘雅三醫院開 展 103 例臨床研究;2019 年至 2020 年,威高“妙手 S”手術機器人在中南大學湘雅三 醫院和青島大學附屬醫院共完成 168 例臨床實驗,一路追趕國外先進技術。2021 年 10 月,威高腔鏡手術機器人正式通過 NMPA 審查,成為國內首家獲批的腔鏡手術 機器人,填補了國內空白,打破了國外技術壟斷,為降低機器人手術成本及國產手 術機器人臨床手術大規模的開展奠定了良好的基礎,威高手術機器人也期望借此機 會實現國產替代,以性價比優勢贏取更多的市場份額。
技術優勢突出,探索 5G 遠程手術的“中國模式”。威高手術機器人系統有三點突出 的技術優勢:一是運用了微創手術器械多自由度絲傳動解耦設計技術,更有利于精 度保持;二是實現了從操作手的可重構布局原理與實現技術,使機器人的“胳膊”更 輕,更適應手術的需要;三是運用系統異體同構控制模型構建技術,解決了立體視 覺環境下手-眼-器械運動的一致性,有效解決臨床的痛點和難點,適應中國市場。憑 借技術優勢,威高手術機器人成為世界上首臺完成 5G 遠程腹腔鏡手術的手術機器 人,目前為止共成功開展了 50 多例手術,也是完成 5G 遠程手術樣本量最多的手術 機器人。未來借助威高手術機器人開展的 5G 遠程手術有望拓展至全國范圍,在使 優質醫療資源下沉的同時拉動產品放量增長。
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