2021年，我們認為會是中國腔鏡手術(shù)機器人元年，微創(chuàng)機器人作為腔鏡手術(shù)機器人第一股上市且產(chǎn)品已申報注冊，上海市把四種腔鏡機器人手術(shù)納入醫(yī)保，威高手術(shù)機器人作為國產(chǎn)第一家率先拿證，精鋒、康多、術(shù)銳手術(shù)機器人正在臨床試驗，中國進入國產(chǎn)手術(shù)機器人大時代。腔鏡手術(shù)機器人是技術(shù)含量最高的醫(yī)療器械之一，這一領(lǐng)域的國產(chǎn)化標志著本土醫(yī)療器械創(chuàng)新進入了全新階段。因此，我們在這一時間點發(fā)布行業(yè)報告，對中國腔鏡機器人行業(yè)的未來做出我們的判斷。
達芬奇手術(shù)機器人公司2000年以來漲幅高達175倍。美股Intuitive Surgical（ISRG）自2000年上市以來漲幅達175倍，其漲幅位列美股醫(yī)藥板塊第二位，2021年11月16日市值達1263億美元。達芬奇手術(shù)機器人是Intuitive Surgical的主要產(chǎn)品，目前全球裝機5989臺，年手術(shù)量124萬例，年收入43億美金，凈利潤10億美金。在手術(shù)機器人領(lǐng)域中，腔鏡手術(shù)機器人投資價值非常突出，大單品往往催生大市值公司，我們認為中國腔鏡機器人行業(yè)將產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的投資標的。
中國國產(chǎn)手術(shù)機器人市場空間高達487億元，開創(chuàng)適合中國國情的商業(yè)模式。達芬奇手術(shù)機器人在中國單臺售價達350萬美元左右，平均每臺手術(shù)費用3-5萬人民幣，高昂的手術(shù)費用讓許多患者望而卻步。在美國，由于醫(yī)保報銷額度高，機器人手術(shù)費可以作為普通腔鏡器械一起報銷。而在日本，由于醫(yī)保支付能力低，進口產(chǎn)品價格偏高，缺乏本土手術(shù)機器人廠家競爭，機器人手術(shù)發(fā)展顯著慢于美國。"中國模式"在于通過國產(chǎn)化，以價換量，以較低的單價換取較高的滲透率，我們預(yù)計理想情況下，腔鏡機器人將滲透到二甲醫(yī)院，即所有開展微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)院都有可能配置腔鏡機器人。
我們以設(shè)備+耗材+服務(wù)費的收入結(jié)構(gòu)預(yù)測腔鏡手術(shù)機器人的市場空間。樂觀估計下，我們預(yù)計5-10年之后國產(chǎn)機器人售價為600萬元人民幣，每臺手術(shù)平均耗材費用為1萬元。在這一價格水平下，我們假設(shè)三甲醫(yī)院平均將擁有2.5臺腔鏡機器人，其余三級醫(yī)院擁有1.5臺，二甲醫(yī)院平均擁有0.8臺，以2020年中國醫(yī)院數(shù)量計算，中國市場可容納9531臺機器人，以7年折舊計算，穩(wěn)態(tài)情況下每年新增1362臺設(shè)備，設(shè)備市場空間達82億元。在手術(shù)量方面，假設(shè)目標術(shù)式滲透率達到50%，則中國每年進行395.5萬例腔鏡機器人手術(shù)，即每臺機器人每年進行415例手術(shù)，耗材市場空間達396億元。我們預(yù)計每年每臺機器人服務(wù)費用約為10萬元，則服務(wù)費市場空間約為10億元。三者相加，中國國產(chǎn)手術(shù)機器人市場空間高達487億元人民幣。
泌尿外科手術(shù)是腔鏡機器人經(jīng)典手術(shù)，微創(chuàng)機器人率先完成泌尿外科臨床試驗。我們認為前列腺根治術(shù)、腎部分切除術(shù)等泌尿外科術(shù)式是手術(shù)機器人的經(jīng)典術(shù)式，以此手術(shù)切入臨床容易獲得醫(yī)院及醫(yī)生認可，不同國產(chǎn)手術(shù)機器人開展了不同適應(yīng)癥的臨床試驗，微創(chuàng)機器人率先完成泌尿外科臨床試驗，并已開始婦科、胸外、普外科臨床入組，精鋒醫(yī)療已完成泌尿外科入組，并進入婦科臨床，術(shù)銳、康多已開展泌尿外科臨床試驗，威高機器人則獲批用于普外科的部分手術(shù)。
腔鏡手術(shù)機器人不僅是一個產(chǎn)品，更是一個標準化平臺，機器人+AI、VR、5G等打開平臺價值。達芬奇手術(shù)機器人系統(tǒng)被發(fā)明的初衷是為了解決前線受傷士兵的遠程手術(shù)難題，5G等先進通信技術(shù)將遠程手術(shù)變得可能。手術(shù)機器人把復(fù)雜的外科手術(shù)朝著標準化方向邁進了一步，對醫(yī)生技術(shù)的要求進一步降低，手術(shù)機器人+AI、VR等將會進一步降低對醫(yī)生技術(shù)的要求，降低高難度外科手術(shù)的門檻。我們可以想象未來或出現(xiàn)人工智能自動手術(shù)、或讓年輕醫(yī)生進行高難復(fù)雜手術(shù)，屆時手術(shù)機器人將迎來更高的滲透率和發(fā)展空間。因為目前手術(shù)機器人還需要配置證，手術(shù)機器人放量不會太快，但是腔鏡手術(shù)機器人作為一個標準化平臺，未來應(yīng)用空間廣，平臺價值高。
1、20年175倍，
腔鏡機器人成就美股醫(yī)藥傳奇
直覺外科自2000年上市以來漲幅達175倍，位居美股醫(yī)藥板塊第二名。直覺外科主要產(chǎn)品為腔鏡手術(shù)機器人——達芬奇系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2000年首次被FDA批準獨立完成手術(shù)，至今已更新至第四代，全球裝機量5989臺，年手術(shù)量124萬例，年收入43億美元，凈利潤10億美元。大單品往往催生大市值企業(yè)，我們認為中國腔鏡手術(shù)機器人行業(yè)將產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的投資標的。
微創(chuàng)外科手術(shù)的全面升級
機器人手術(shù)（Robot-assisted surgery，RAS）可視為微創(chuàng)手術(shù)的全面升級，是第三代外科手術(shù)形式。從第一代開放手術(shù)、第二代微創(chuàng)手術(shù)到第三代RAS手術(shù)，外科手術(shù)的發(fā)展不斷的強調(diào)患者預(yù)后，追求微創(chuàng)化、精細化、并發(fā)癥少、恢復(fù)快等優(yōu)點。第二代微創(chuàng)手術(shù)大幅度減小了創(chuàng)口，改善了預(yù)后，但該術(shù)式難以勝任難度較大的手術(shù)，尤其是需要在狹小空間內(nèi)進行精細解剖的術(shù)式，例如泌尿外科手術(shù)以及盆底手術(shù)。
達芬奇手術(shù)機器人主要有三個組成部分：控制臺、成像系統(tǒng)和機械臂。以最新的Da Vinci Xi系統(tǒng)為例，機器人主要分為3部分：
（2）成像系統(tǒng)：包括三維內(nèi)窺鏡、攝像機、處理器、顯示系統(tǒng)等，其中三維內(nèi)窺鏡位于機械臂的持鏡臂上，顯示屏幕位于醫(yī)生控制臺上。主要技術(shù)要點包括成像清晰度、定位系統(tǒng)、術(shù)中熒光顯影等。醫(yī)生團隊亦可通過成像系統(tǒng)實時觀察到手術(shù)進程，增加安全性。
（3）機械臂：可能是手術(shù)機器人最為重要的部分，由4個固定于可移動基座上的機械臂組成，通常為持鏡臂、左右手、以及能量器械臂組成。通過加裝不同的手術(shù)器械，例如抓持鉗（Endowrist系列），吻合器（sureform系列），以及能量平臺，可以完成幾乎所有的腔鏡手術(shù)操作。單孔機器人則使用一條高度集成的機械臂，機械臂上集成4個機械手，對應(yīng)多孔機器人的4臂設(shè)計。
腔鏡機器人是集醫(yī)學(xué)、機械學(xué)、生物力學(xué)以及計算機科學(xué)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，可解決微創(chuàng)手術(shù)解剖精度問題，做好傳統(tǒng)腔鏡難以完成的高難手術(shù)。腔鏡機器人手術(shù)可以通過主從遙控系統(tǒng)，將醫(yī)生手部較大的動作縮小成為機械臂末端精細微小的動作，同時消除醫(yī)生手部的自然顫動，輔以超10倍放大的3D腔鏡視野，可以完成非常精細的手術(shù)解剖。
3、國產(chǎn)手術(shù)機器人
空間高達487億元，
開創(chuàng)符合國情的商業(yè)模式
手術(shù)機器人市場主要分為三部分：設(shè)備、服務(wù)費、耗材。在產(chǎn)品引入階段，設(shè)備收入占市場的大部分；隨著機器人手術(shù)的普及和每臺手術(shù)量的上升，耗材收入成為盈利的主力，而服務(wù)費與設(shè)備數(shù)量掛鉤，每年固定數(shù)額，屬于比較穩(wěn)定的部分。2020年，耗材類收入占Intuitive Surgical總收入的56%，設(shè)備收入占27%，服務(wù)費占比17%。
美國Medicare對腔鏡手術(shù)報銷標準遠高于中日，無需調(diào)整即可承擔(dān)機器人手術(shù)費用。根據(jù)Intuitive Surgical整理，2021年美國Medicare保險對于腔鏡手術(shù)的平均報銷額度達到約2~3萬美金。高報銷水平給機器人手術(shù)帶來較大的發(fā)展空間。在美國，傳統(tǒng)腔鏡手術(shù)費用與達芬奇機器人手術(shù)相比相差不大，因此Medicare無需對機器人手術(shù)做額外的醫(yī)療保險設(shè)置，大大減輕了醫(yī)院和醫(yī)生使用機器人手術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)腔鏡的行政成本。
3.2 日本支付能力不及美國，機器人手術(shù)發(fā)展緩慢，納入醫(yī)保后則加速放量
從日本的經(jīng)驗看，納入醫(yī)保前機器人手術(shù)發(fā)展緩慢，納入醫(yī)保后則加速放量。日本在2012年才將前列腺根治術(shù)納入公共衛(wèi)生醫(yī)療保險中，2014年又添加了部分腎切除術(shù)，2018年4月，進一步將12種手術(shù)納入醫(yī)保，包括胃癌、肺癌等。納入醫(yī)保后，日本機器人手術(shù)價格約為200萬日元（11.3萬人民幣），醫(yī)保報銷70%，患者自付約3萬人民幣，低收入人群可依據(jù)日本特有的"高成本醫(yī)療系統(tǒng)"相關(guān)保險政策，根據(jù)患者收入情況進一步報銷至10萬日元（5600人民幣）。
在中國，腔鏡機器人有潛力滲透所有進行腔鏡微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)療機構(gòu)。作為第三代外科手術(shù)技術(shù)，腔鏡機器人手術(shù)可以對相當(dāng)大一部分的開放手術(shù)和腔鏡微創(chuàng)手術(shù)進行替代。
我們認為，在不考慮價格因素以及配置證限制的情況下，機器人手術(shù)對所有開展微創(chuàng)腔鏡手術(shù)的醫(yī)院和醫(yī)生都具有吸引力。我們對醫(yī)院、醫(yī)生、患者、政府四方選擇腔鏡機器人手術(shù)的動力與阻力進行了總結(jié)：降價是大多數(shù)問題的解決方案。假設(shè)國產(chǎn)腔鏡手術(shù)機器人設(shè)備降價到600萬/臺，則其價格和CT等醫(yī)院常見大型設(shè)備相當(dāng)，而后者已基本成為中國醫(yī)院的標配。在耗材方面，我們估計目前一臺普通腔鏡手術(shù)的耗材費用大概在數(shù)千元至萬元左右，若腔鏡機器人手術(shù)耗材降價到1萬元，則其普及率應(yīng)當(dāng)與普通腔鏡手術(shù)相當(dāng)。由此我們認為，在理想情況下，配置證完全放開，腔鏡機器人手術(shù)應(yīng)該滲透到縣級，而三甲醫(yī)院則配置多臺。
我們以設(shè)備+耗材+服務(wù)費的收入結(jié)構(gòu)預(yù)測腔鏡手術(shù)機器人的市場空間。醫(yī)院數(shù)量與目標術(shù)式年手術(shù)量數(shù)據(jù)來源如下：
1）根據(jù)2020年我國衛(wèi)生健康事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，全國有2996家三級醫(yī)院，其中有1580家三甲醫(yī)院。
2）根據(jù)2020中國衛(wèi)生健康統(tǒng)計年鑒，我國共有4321家二級甲等醫(yī)院。
3）根據(jù)Life Science Intelligence 2017年對中國各類手術(shù)數(shù)量的測算，我們認為近期可能使用腔鏡機器人手術(shù)進行的目標術(shù)式共有至少每年791萬例
樂觀估計下，我們預(yù)計5-10年后國產(chǎn)機器人售價為600萬元人民幣，每臺手術(shù)平均耗材費用為1萬元。在這一價格水平下，我們認為三甲醫(yī)院平均將擁有2.5臺腔鏡機器人，其余三級醫(yī)院擁有1.5臺，二甲醫(yī)院擁有0.8臺，以2020年中國醫(yī)院數(shù)量計算，中國市場可容納9531臺機器人，以7年折舊計算，穩(wěn)態(tài)情況下每年新增1362臺設(shè)備，設(shè)備市場空間達82億元。在手術(shù)量方面，假設(shè)目標術(shù)式滲透率達到50%，則中國每年進行395.5萬例腔鏡機器人手術(shù)，即每臺機器人每年進行415例手術(shù)，耗材市場空間達396億元。我們預(yù)計每年每臺機器人服務(wù)費用約為10萬元，則服務(wù)費市場空間約為10億元？。三者相加，中國國產(chǎn)手術(shù)機器人市場空間高達487億元人民幣。
悲觀情況下，我們預(yù)計國產(chǎn)機器人售價為1400萬元，單臺手術(shù)平均耗材費用為2萬元，全國三甲醫(yī)院平均保有量為1臺，其余三級醫(yī)院平均保有量為0.1臺，而三級以下醫(yī)院不做配置，同樣以7年折舊，穩(wěn)態(tài)每年新增246臺設(shè)備。腔鏡機器人手術(shù)目標術(shù)式的滲透率約為10%，即每年進行79萬例腔鏡機器人手術(shù)，平均每臺設(shè)備每年做459例。耗材市場空間達158億人民幣?？傮w市場空間為194億人民幣。
我們以每臺機器人每年手術(shù)量作為檢驗?zāi)Ｐ秃侠硇缘闹笜?，三種情況下，每臺每年手術(shù)量穩(wěn)定在400-500臺左右。根據(jù)微創(chuàng)機器人招股書數(shù)據(jù)測算，疫情前（2018年）中國腔鏡機器人每臺每年手術(shù)量為435例。
微創(chuàng)機器人率先完成泌尿外科臨床試驗，
威高已拿證
863計劃加速了國產(chǎn)手術(shù)機器人的發(fā)展。863計劃智能機器人主題，資助了天大和哈工大等手術(shù)機器人項目。2013年12月，哈工大宣布完成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的腹腔鏡手術(shù)機器人，并隨后轉(zhuǎn)化為康多機器人項目。天大王樹新教授機器人項目則轉(zhuǎn)化為威高股份的妙手系列機器人，天大電子機械工程何超博士后來創(chuàng)立微創(chuàng)機器人，王建辰博士（天大、MIT）與高元倩博士（天大、哈佛）則是深圳精鋒醫(yī)療的創(chuàng)始人，公司布局有單孔，多孔機器人。除此之外，北京術(shù)銳創(chuàng)始人徐凱博士通過連續(xù)對偶體設(shè)計制造了國產(chǎn)單、多孔兼容腔鏡機器人。
目前受價格和配置證限制
我們認為腔鏡機器人在中國大范圍應(yīng)用是大勢所趨，但近期放量速度不會太快。從獲批到全球裝機5989臺，直覺外科用了20年時間。腔鏡機器人產(chǎn)品作為最復(fù)雜的醫(yī)療器械之一，其生產(chǎn)、售后、市場教育、政策出臺、醫(yī)保準入都需要較長的時間。我們認為未來3-5年內(nèi)配置證不會完全放開，配置量可能在300-500臺左右。我們認為阻礙腔鏡機器人近期放量的因素如下：
1）在絕大大多數(shù)地區(qū)和省份，腔鏡機器人手術(shù)尚未納入醫(yī)保。
2）腔鏡機器人價格昂貴，購買仍需省級配置證許可。
長期來看，國產(chǎn)化帶來的價格下降將有效的解決以上問題，而短期內(nèi)市場或仍處于磨合和探索階段。
5.1 機器人手術(shù)價格顯著高于腔鏡手術(shù)
根據(jù)醫(yī)學(xué)經(jīng)濟學(xué)測算，機器人手術(shù)主要貴在設(shè)備折舊和耗材。美國一項全國性住院患者數(shù)據(jù)研究表明，機器人手術(shù)在住院費用、輸血費用方面可以節(jié)省一定的開支，但在機器設(shè)備和耗材費用上顯著高于腔鏡手術(shù)和開放手術(shù)。
5.2國產(chǎn)化將加速機器人手術(shù)納入醫(yī)保，并進一步釋放需求
上海已經(jīng)率先將腔鏡手術(shù)機器人納入醫(yī)保報銷。2021年4月6日，上海市醫(yī)保局出臺《關(guān)于部分新增醫(yī)療服務(wù)項目納入本市基本醫(yī)療保險支付范圍有關(guān)事項的通知》，將腔鏡機器人手術(shù)以"人工智能輔助治療技術(shù)"的名稱納入乙類醫(yī)保，患者自付20%。報銷范圍包括："前列腺癌根治術(shù)、腎部分切除術(shù)、子宮全切術(shù)、直腸癌根治術(shù)"。第一批納入報銷的四個術(shù)式均為國外多年臨床驗證下，機器人手術(shù)具有明顯優(yōu)勢的手術(shù)。我們認為后續(xù)擴大適應(yīng)癥的順序?qū)⒁詸C器人手術(shù)臨床優(yōu)勢為參考，接下來有可能納入醫(yī)保的手術(shù)包括："疝氣修復(fù)術(shù)、膽囊切除術(shù)、二尖瓣修補術(shù)"等。
5.3配置證與價格阻礙醫(yī)院購買腔鏡機器人
中國手術(shù)機器人需求旺盛，但進口高價阻礙行業(yè)發(fā)展。相比美國和日本，中國腔鏡手術(shù)機器人滲透率極低，但單機手術(shù)量較大。然而，從單機手術(shù)量來看，2020年全球共進行了124萬例達芬奇機器人手術(shù)，平均每年每臺機器人完成218例手術(shù)。而據(jù)微創(chuàng)機器人招股書數(shù)據(jù)計算，中國2018年腔鏡手術(shù)機器人單機手術(shù)量為435例。中國每臺機器人平均年手術(shù)量高于全球水平近2倍，我們認為這表示中國手術(shù)機器需求被壓抑，而這部分需求或?qū)⒂蓢a(chǎn)機器人填補。
應(yīng)用范圍廣
手術(shù)機器人雖無法自動進行手術(shù)，但為外科手術(shù)標準化邁出了第一步。醫(yī)療資源分配不均是中國醫(yī)療系統(tǒng)長久以來的問題，而醫(yī)生水平參差不齊是醫(yī)療資源分配不均的主要體現(xiàn)之一。2020年，中國三級醫(yī)院共有2996家，占醫(yī)院總數(shù)的8.5%，而三級醫(yī)院年接診量達18億人次，占醫(yī)院總接診量的54.2%，民眾對基層醫(yī)院醫(yī)生水平信心不足或成為這一現(xiàn)象的根源。對于開放手術(shù)及腔鏡手術(shù)，手術(shù)質(zhì)量取決于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗+手術(shù)操作能力，而對于RAS，機器人手術(shù)操作補足了部分醫(yī)生在手術(shù)操作能力的短板，醫(yī)院醫(yī)生在手術(shù)能力上的差距縮小。
AI+AR技術(shù)讓經(jīng)驗少的醫(yī)生也能準確識別解剖位置，大幅降低手術(shù)難度。Da Vinci Iris是一款基于CT掃描的3D建模軟件，醫(yī)生可根據(jù)解剖建模進行手術(shù)計劃。增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)的應(yīng)用可以將血管等解剖結(jié)構(gòu)實時反映到手術(shù)視野中，幫助醫(yī)生更好的定位和識別解剖位置。
國產(chǎn)首臺遠程前列腺根治術(shù)已完成，5G技術(shù)完善讓遠程手術(shù)成為可能。據(jù)中新網(wǎng)報道，2021年3月，上海長海醫(yī)院與嘉興市第一人民醫(yī)院利用術(shù)銳單孔腔鏡機器人完成國內(nèi)首臺遠程前列腺根治術(shù)。根據(jù)美國早期研究表明，醫(yī)生使用腔鏡機器人最多可在200ms延遲的情況下完成手術(shù)，通常情況下機器人主從控制系統(tǒng)存在一定延遲，而遠程手術(shù)又存在信號延遲，因此遠程手術(shù)對機器人本身要求更高。5G技術(shù)的完善大幅減少了信號延遲，提高了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，如果未來機器人本身延遲進一步降低，則遠程手術(shù)的距離將會進一步提升。上海與嘉興相距100公里，而國際空間站的高度為400公里，隨著技術(shù)進步，太空手術(shù)也將成為可能。
與傳統(tǒng)腔鏡手術(shù)相比，利用VR，機器人手術(shù)并不難學(xué)習(xí)。在VR技術(shù)的加持下，醫(yī)生可以在機器人平臺上進行多次手術(shù)模擬，其體驗相當(dāng)于"打游戲"。以前列腺根治術(shù)為例，研究表明腔鏡下前列腺根治術(shù)的學(xué)習(xí)曲線約為200-250例，而機器人手術(shù)學(xué)習(xí)曲線較短，通常30-40例之后即可熟練操作。根據(jù)UC San Diego 2005至2016年間的持續(xù)觀察，該中心2005年首次開展機器人手術(shù)平均每例手術(shù)時間約453分鐘，但到2007年就減少了46%，降至246分鐘，之后趨于平穩(wěn)。
