骨科手术机器人技术的崛起：创新及未来方向

目录展望缩写 10方法论 10引言骨科机器人当前状态市场概述机器人技术在大关节置换手术中的渗透竞争格局机器人骨科手术的利与弊机器人技术在骨科领域的未来骨科手术进展的专家预测未来创新经济价值参考文献关于作者 1214 12233677789 iqviamedtech.com | 1在过去的二十年里，医疗科技行业在重大技术突破的推动下经历了变革性发展。这一进步促进了具有半自主至全自主辅助功能的各类机器人设备的开发，旨在提升患者护理水平和改善外科医生的操作精度。骨科护理领域——处理一系列骨骼肌肉疾病的领域——尤其受益于这些进展。人体解剖学的复杂性以及骨骼和关节的脆弱性使骨科疾病一直难以治疗。然而，机器人技术现已成为重塑这些疾病治疗和康复方式的关键力量。在基于这些进展的基础上，将机器人技术与骨科护理相结合，彻底改变了该领域，为提高精确性和有效性提供了解决方案。这种不断发展的合作关系预示着更精确、更快的恢复期和更佳的整体结果。其中一项最重要的创新是创建了机器人辅助手术和导航系统。这些系统能够增强外科医生的能力，实现更精确的骨骼切割和定位——这对于膝关节和髋关节置换手术等操作至关重要。自1985年首次尝试以来，机器人辅助手术（RAS）已取得重大进展。2在过去的四十年间，该领域取得了显著的进步和技术创新。尽管“机器人”和“机器人辅助”这两个术语经常被互换使用，但它们确实具有不同的含义。机器人辅助手术使用由外科医生控制的系统，允许从电脑控制台精确操作机器人。相比之下，机器人手术是指一种更自主的系统，其中机器人可以独立执行缝合等简单任务，而无需医生的直接控制。为简便起见，本文将这两个术语视为等同 。 (2025-2030)~$>10%~34.0%~10.0%骨科机器人当前状态市场概览2 | 机器人技术在骨科领域的崛起：创新与未来方向图1：全球骨科机器人市场概览CAGR1.9 Bn全球骨科机器人市场2024年的规模机器人渗透率，US (2024)膝程序Hip程序膝关节拥有最高的机器人技术渗透率，with脊柱机器人emerging作为一个不断增长的细分领域，随后是hip。肩部机器人即将到来的技术。全球骨科机器人市场长期以来由大型跨国公司主导。emerging economies are迅速占据市场份额份额，尤其是在美国以外地区全球机器人骨科市场正在经历快速增长。本文估计，2024年全球骨科机器人市场的价值超过19亿美元，预计到2030年将超过35亿美元，复合年均增长率将超过10%。这一扩张受到骨科疾病日益普遍、人口老龄化和对机器人辅助手术偏好增加的推动。虽然美国在联合机器人需求方面领先，预计在亚太地区国家如日本、澳大利亚、中国、韩国和印度将实现显著增长。由既有企业及区域参与者拓展至这些高增长市场驱动 •~$2,400~$2,000200620132015BENEFITSTOP 2 PLAYERS大型联合机器人制造商(Knee, Hip, Shoulder)StrykerZimmerBiomet骨科机器人在导管室中机器人成本美国程序机器人技术进入大型关节并超越(such as trauma and sports膝advancementssuch as smallerHip开放式平台• 增强准确性和更快的复苏时期精密植入定位• 改进工作流• 提供人体工程学效益MAKO Robot– 一个突出的正交机器人平台启动byMAKO Corp已收购by Stryker已收FDA审批TKA和THA骨科机器人应用不仅限于关节置换，还包括脊柱手术、创伤病例和运动医学。这些系统助力于复杂脊柱对齐和骨折固定，相较于传统方法能提供更精确的控制和更高的精准度。研究表明，机器人辅助脊柱手术能提升准确性、减少术中辐射暴露并降低并发症发生率。3 •关键趋势• 重点关注• 扩张(rehabilitation)持续技术在OR领域的足迹• 介绍允许外科医生从广泛的植入系统然而，来自 0%2024竞争格局234 K认识到机器人系统在骨科植入物领域抢占市场份额的潜力，多家公司已进入该领域。在过去十年中，包括Zimmer Biomet、DePuy Synthes和Smith+Nephew在内的几家主要跨国公司已加入市场，以利用手术机器人的增长需求。这一涌入加剧了竞争，预计将推动该行业进一步发展。史赛克和美敦力分别是机器人大型关节置换和机器人脊柱融合市场的领导者。截至2024年底，美国2/3的史赛克膝关节手术和1/3的史赛克髋关节手术采用了Mako机器人系统。5在麦肯科手术公司被史赛克收购之前，以及 Mazor Robotics 在被美敦力收购之前，它们是骨科手术机器人在这些细分市场商业化的先驱。它们早期的市场进入使其能够在众多设施中建立显著的机器人安装基础，并得到了其大型跨国母公司的支持。图2：美国机器人肩部手术渗透率，2024-2030 15%64%202020211.3 Mn0.7 Mn2025E2030E总体膝关节手术机器人膝关节渗透本文预测，在未来几年中，肩部手术采用机器人技术的应用将大幅增加，这主要受到几个关键因素的影响。首先，CMS已批准从2024年开始，在门诊手术中心（ASCs）进行肩部置换手术。4其次，像Zimmer Biomet和Stryker这样的成熟市场领导者，凭借与大型医疗机构的稳固关系，能够很好地利用这些优势，促进肩部机器人技术的无缝过渡。预计肩部机器人的采用率将快于膝部和髋部机器人（图2），因为这些公司现在能够比其早期骨科机器人市场发展工作更加顺畅地应对行政和物流挑战。在膝关节手术中，机器人技术的应用持续增长，这得益于膝关节疾病患病率的上升，而这些疾病需要膝关节置换。鉴于史赛克MAKO膝关节智能机器人近年来成功的渗透，本文预测其他竞争对手将经历相似甚至加速的渗透率（图表1）。图1：美国机器人膝盖手术渗透率，2020-2030年机器人技术在大关节置换手术中的渗透 31%2025iqviamedtech.com | 3396 K2027E2030E整体肩部手术机器人肩部渗透 ®®®®®®®iqviamedtech.com | 5EVENT已获得新阿波罗™的FDA 510(k)认证应用，ApolloHipX™：宣布了Medacta的GMK Sphere首次使用。植入with the TMINI微型机器人系统已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的510(k)认证，可使用Freedom全膝关节，Freedom Titan膝部和自由主要PCK系统带TMINI的植入物微型机器人系统美敦力与西门子医疗合作脊柱业务外科手术Medacta Group SA和THINK Surgical合作了介绍一种全膝关节置换机器人系统。美国FDA批准了Think Surgical的TMINI 510(k) clearance手术机器人，配备Zimmer Biomet Robotics的Persona系统启动了其首款主动脊椎机器人和导航系统平台Zimmer Biomet收购了AI手术导航公司OrthoGrid Systems获得FDA批准的髋关节系统与Cori手术兼容robot完成了世界上首次使用eCential Open的手术脊柱机器人平台已获得FDA对TMINI系统的批准获得Spine Guidance 5的FDA 510(k)批准。带有Copilot功能的软件获得印度药品控制组织（CDSCO）对Misso的批准：推出手术机器人术前规划技术。获得FDA批准的ExcelsiusFlex骨科机器人收到FDA 510(k)许可的VELYS™机器人适用于单髁膝关节的辅助解决方案关节置换术完成了阿波罗™机器人辅助的首个临床应用。手术平台Innovative Medical Products & Curexo Inc. announce战略合作FDA通过ROSA肩部机器人手术系统MAKO肩部机器人获得FDA批准在骨科领域，IQVIA MedTech将开放型机器人系统定义为能够与任何植入物交互的系统，前提是相关方之间存在合同协议。相反，专有型机器人系统在其集成设置中仅与特定公司的植入物系统(s)进行接口连接。 注意：并非详尽无遗的列表MONTH-YEAR事件类型制造商2025年1月批准Corin Group2025年1月首次使用THINK Surgical, MedactaGroup SANov 2024THINK Surgical批准 /指示扩张Sept 2024合作夥伴關係Medtronic, SiemensHealthineersSept 2024合作夥伴關係Medacta Group SA,THINK surgicalSept 2024批准THINK Surgical, ZimmerBiomet2024年8月产品启动2024年8月收购强生公司MedTech (DePuySynthes)Zimmer Biomet,OrthoGrid Systems2024年7月批准Smith+Nephew2024年7月eCential Robotics2024年7月首程序批准THINK Surgical2024年7月批准Stryker2024年6月Meril Lifesciences2024年6月Smith+Nephew2024年6月批准产品启动批准Globus Medical2024年6月批准强生公司医疗科技2024年5月首次使用Corin Group2024年4月合作夥伴關係2024年2月2024年12月批准批准创新医疗Products, Curexo IncZimmer BiometStryker这些产品强调了骨科手术中机器人系统的快速发展及其日益增长的应用，为未来的创新奠定了基础。表3. 近期机器人骨科手术领域的事件7-26 — 骨科医生，欧洲—骨科医生，美国纽约特种外科医院（HSS）的一项研究表明，在进行全膝关节置换术（TKA）期间使用手术机器人可减少麻醉下操作（MUA）的需求。MUA通常在术后物理治疗（PT）因疤痕组织引发的关节僵硬导致疼痛加剧时必需。通常情况下，3.5%的膝关节置换患者会在手术后的90天内进行MUA。由塞思·A·杰拉贝克博士（Dr. Seth A. Jerabek）合著的研究回顾了2008年4月至2022年12月间进行的21,893例膝关节置换手术。结果显示，机器人辅助手术或计算机导航显著降低了MUA的需求（使用机器人辅助手术的患者为2.7%，使用计算机导正交机器人系统使我避免在预规划区域之外进行切割，从而降低了人为误差的风险。由于减少了不必要的暴露骨面，通常出血量也较少。作为一名骨科医生，我必须说，机器人关节置换技术非常令人惊叹。它让我能够制定个性化的手术计划，从而精确地定位植入物。置换关节完美契合患者解剖结构，大大减少了因不匹配引起的疼痛。手术过程中，系统会绘制出患者自然关节的运动轨迹，有助于减少对软组织和韧带的压力。这意味着植入物放置后，他们可以更自然地运动。我观察到术后假体并发症减少、康复时间缩短以及植入物失败率降低，这意味着对后续手术的需求减少。 6 | 机器人技术在骨科领域的兴起：创新与未来方向HSS的最新研究表明机器人辅助关节的优势。替代性手术根据IQVIA MedTech面板的数据，机器人骨科手术具有诸多优势，例如先进的手术规划和更高的准确性，从而减少软组织损伤并实现更精确的植入物定位。此外，机器人手术通过提供更高的灵巧度和更优的人体工程学设计（例如允许外科医生在长时间手术中坐姿操作）来优化工作流程。这有助于提升控制力，减少复杂手术过程中的身体疲劳，并改善手术室的整体体验。然而，需要考虑一些挑战。机器人系统的成本高昂，限制了其被资金充足的医院和手术中心所采用。研究人员发现，与传统的手术相比，机器人膝关节置换术平均贵2,400美元。28这包括将整体机器人购置成本分配到每例手术中。同样，机器人髋关节置换手术的成本平均比传统手术高出2000美元。29航的患者为2.8%，未使用任何技术的患者为3.7%）。IQVIA MedTech 面板