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 西南证券研究发展中心 2021年8月 分析师：杜向阳 执业证号：S1250520030002 电话：021-68416017 邮箱：duxy@swsc.com.cn 联系人：周章庆 电话：021-68416017 邮箱：zzq@swsc.com.cn 核 心 观 点 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 1 核 心 观 点 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。 2 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。 目 录 3 1、手术机器人行业概览 2、腔镜手术机器人和直觉外科公司复盘 4、其他手术机器人发展概览 3、骨科手术机器人 5、投资建议和标的 外科手术形式变迁 机器人辅助手术（robot-assisted surgery，RAS）作为第三代外科手术形式，在强化传统微创手术（Minimally Invasive Surgery，MIS）的优势的同时，又克服了MIS的局限性，促进了更多的开放手术往微创转变。 1.1 手术机器人时代的来临 数据来源：西南证券整理 4 效果差、并发症多、时间长、恢复慢、甚至有很多禁忌 效果好、并发症少、时间短、恢复快、不断拓展难度边界 第一代：开放手术（19世纪初至今） 仍是主流手术形式； 创口大； 第二代：传统微创手术MIS（20世纪80年代至今） 创口小，逐渐取代开放手术； 但难以胜任高难度手术； 第三代：机器人手术RAS（2000s至今） 融合了开放手术和MIS的优点； 目前使用有限，未来潜力巨大； 微创化 精确化 智能化 远程化 手术发展方向 手术分类 外科 介入 开放手术 微创外科 硬镜 软镜 机器人手术 机器人的发展史 机器人手术真正走向商业化是2000年达芬奇手术机器人获批以后。 近年来手术机器人的运用场景不断多元化：1）腔镜手术机器机器人在泌尿科、妇科、普外科等领域不断拓展；2）骨科、泛血管等手术机器人逐渐走向商业化。 1.1 手术机器人时代的来临 数据来源：微创医疗机器人招股书，西南证券整理 5 手术机器人发展历程：运用场景不断突破 1.1 手术机器人时代的来临 手术机器人的定义：是集医学、机械学、生物力学及计算机科学等多学科于一体的医疗器械产品，借助微创手术和相关底层技术发展，能从视觉、听觉和触觉上为医生进行手术操作提供支持，被用于高于人类能力的微创手术领域实现对手术器械的精准控制。 常见分类： 1.从临床医学应用角度分类。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和其他手术机器人（如神经外科手术机器人）。 2.按操控方式分类。可分为被动支撑手术机器人、协同操作手术机器人、主动驱动手术机器人以及主从遥控操作手术机器人。其中主从遥控操作手术机器人为最常见的手术机器人，主端一般为主刀医生控制，从端为机械臂控制，主端通过从端进入人体体内进行手术操作，同时通过从端上的视频成像系统获得高清目标图像。 按临床运用 腔镜手术机器人 泛血管手术机器人 骨科手术机器人 经自然腔道手术机器人 经皮穿刺手术机器人 其他手术机器人 按操控方式 被动支撑手术机器人 主动驱动手术机器人 协同操作手术机器人 主从遥控操作手术机器人 手术机器人的常见分类 数据来源：李治非, 杨阳, 苏月,等. 我国外科手术机器人研究应用现状与思考[J]. 中国医学装备 2019年16卷11期, 177-181页, ISTIC, 2019.西南证券整理 6 1.1 手术机器人的场景和分类 科室 手术分类 手术量（万） 可用机器人类型 主要机器人产品（标红为已上市） 普外科 胆囊切除术 96 腔镜手术机器人 Zeus（Computer Motion，FDA，被直觉收购） da Vinci（Intuitive Surgical，FDA、CE、NMPA） Senhance（Asensus Surgical，FDA，CE） Revo-I（Meere company，MFDS） Versius（CMR Surgical，CE） Avatera（Avatera Medical，CE） RAVEN（华盛顿大学） Hugo RAS（美敦力） MiroSurge（德国宇航中心） Robin Heart（波浪罗兹理工大学） SPRINT（意大利圣安娜大学） 图迈（微创机器人） 妙手-S（威高-天津大学） 康多系统（康多） 华鹊-II（哈工大） 神刀华佗（上海交通大学） 在研（北京术锐、重庆博恩、重庆金山、杭州术创、深圳精锋、淄博科智星） 阑尾切除术 83.4 疝修补 86.6 减重手术 0.4 结直肠手术 98.5 胃肠手术 425.6 肝脏手术 54.5 胰腺手术 18.8 甲状腺手术及其他 216.9 妇科 阴道镜检查 45 开腹子宫切除术 116.4 开腹输卵管-卵巢切除术 86.1 开腹子宫肌瘤 149.9 妇科腔镜手术 392.9 泌尿外科 肾结石手术 37.1 前列腺增生手术 3.5 前列腺切除术 0.5 输精管切除手术 179.2 心外科 心脏搭桥手术 4.6 心脏瓣膜手术 7.9 先天性心脏病 15.8 其他 4.7 骨科 髋关节 31.3 骨科手术机器人 RIO（MAKO-Stryker，FDA、CE、NMPA) 天玑（天智航，NMPA） Mazor X（美敦力，FDA、CE） ROSA（捷迈邦美，FDA、CE） Tsolution One（Think Surgical，FDA、CE） 鸿浩（微创机器人）、ARTHROBOT（键嘉）、骨圣元化（元化智能）、HURWA（和华睿博） 膝关节 25.6 脊柱 57.2 其他 263.9 介入手术 PCI 75.3 泛血管手术机器人 R-ONE（Robocath，FDA、CE) CorPath（Siemens，FDA、CE） Genesis RMN（Stereotaxis，FDA、CE) Sensei Robotics（Hansen Medical，FDA、CE） Amigo（Catheter Precision） 在研（奥朋、爱博医疗等） 其他 137