年10月5日，医院关节科利用“天玑”骨科机器人微创完成一例股骨颈骨折复位内固定术，手术非常成功。术中，在骨科机器人的智能辅助、精准定位下，手术医生将3枚空心螺钉准确打入骨折部位，顺利完成撬拨复位内固定术，精度达到亚毫米级，比起常规手术方式大大缩短了手术时间，并提高了手术效率和质量。
医疗机器人行业的市场规模潜力非常大，而在世界范围内，骨科机器人作为医疗机器人的细分行业却长期被美国的医疗器械龙头（如美敦力公司、史赛克公司、捷迈邦美公司）垄断，唯一一家来自于中国的骨科机器人公司是天智航，其主要产品正式“天玑”骨科机器人。
那么，国内骨科机器人的发展前景究竟如何？
请看，今天的
被美国企业垄断的骨科机器人，这个赛道前景如何？
一、骨科机器人行业研究综述
（一）骨科机器人定义及分类
1.定义
骨科手术机器人是指在骨科手术过程中，由经过严格培训的医生操控的、能够根据医生的方案执行手术的先进医疗器械。
骨科手术机器人系统主要包括：“大脑”——主控电脑系统；“眼睛”——光学跟踪系统；“手臂”——机械臂主机。
2.分类
（1）关节外科骨科机器人
对于骨关节的假体植入手术，假体对线、位置、关节显得精确性都是关节外科手术成功的关键。在传统手术中的假体摆放位置主要是由医生主观判断，其主观经验成为误差的主要来源。
为解决这一问题，催生了骨科机器人的关节外科骨科机器人。关节外科骨科机器人的研究最早始于年，其内容便是在髋关节置换术中运用机器人规划路线，确定位置。如今随着科技的发展，应用于关节外科方面的骨科机器人研究已逐渐完备。
（2）整骨骨科机器人
整蛊骨科机器人是运用中国传统中医的整复骨骼的方法，对患者骨组织进行修复治疗。它结合了现代X线影像技术和计算机处理技术，对患处进行特征分析，得出整复数据，然后通过对整骨机器人机械系统发送命令来完成治疗。整骨骨科机器人能减少患者辐射量，加快康复时间，缓解水肿，降低软组织萎缩和骨质疏松等骨折并发症的发病率。
（3）脊柱外科骨科机器人
对于脊柱外科手术来说，由于脊柱邻近重要的神经和血管，特别是对骨骼终板的磨削要求高，且患者存在个体差异，因而要求手术精确、安全、稳定，这样将十分依赖医师的经验。脊柱外科多为微创手术，对医护人员来说存在操作疲劳、辐射过多等问题，又因各地医疗水平的差距，医院可开展此类手术。
（4）创伤骨科机器人
在创伤骨科中，随着损伤的日益严重以及微创手术的运用，一方面顾着变得更复杂，复位和内固定的精确性越发重要，一方面又需尽量保护患处周围血运和软组织完整。因此更加需要闭合复位，微创固定。这是术中射线照射不可避免，尤其在髓内钉置入术方面，由此促进了带有射线照射模块和图像处理模块的创伤骨科机器人系统的研制，使其成为了一个热门课题。
（二）骨科机器人行业发展历程
年，医院的医生用工业式机器手臂Puma进行了人类历史上第一次机器人手术。这是首次将机器人技术运用于医疗外科手术中，是一个具有划时代意义的开端。但是当时生产该机器人的公司为了安全考虑，曾禁止使用该机器人被用于手术。
而90年代初期，以ROBODOC为代表的专门用于外科手术的手术机器人问世。ROBODOC是由IBM的研究中心和加利福尼亚大学共同研发，并因此于年成立了IntegratedSurgicalSystems公司。该机器人可完成全髋骨替换、髋骨置换及修复和膝关节置换等手术，髋关节置换过程中，它对股骨的调整精确度达到96%，而医生的手工精确度只有75%。
达芬奇手术机器人是目前全球最成功及应用最广泛的手术机器人。它由IntuitiveSurgical公司年研制成功，目前已推出四代产品。达芬奇代表着当今手术机器人最高水平，它主要由三部分构成：医生控制系统，三维成像视频影像平台，以及拥有机械臂，摄像臂和手术器械组成移动平台。然而达芬奇的使用成本高昂，导致其普及度并不是很高。
我国对骨科机器人的研究在整体上仍处于初期阶段，研究及使用单位医院、医院以及北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等科研机构。年，医院、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等单位“医工”联合，以创伤骨科为切入点，启动了我国骨科机器人研究。
目前，医院主导研制的“天玑”骨科手术机器人系统的定位精度达到了亚毫米级，其适应证广泛，特别适用于微创术式，实现了全脊柱节段手术（尤其是针对胸椎、上颈椎的适应证手术治疗手段）的突破，已覆盖骨科45%以上的手术适应证。
年，医院使用机器人辅助技术陆续完成了世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助脊柱胸腰段骨折的微创内固定手术、世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助寰枢椎经关节螺钉内固定术和世界首例基于术中实时三维影像的机器人辅助齿状突骨折内固定术，定位精度及临床适用范围达国际领先水平。目前已经使用“天玑”机器人系统完成骨科手术上百例，临床报道椎弓根置钉准确率高达97.1%，提高了复杂脊柱手术的安全性。
（三）骨科机器人行业市场规模
1.全球手术机器人市场规模
根据中商情报网统计，年全球手术机器人市场规模为53亿美元，且到年将增长至64亿美元，复合增长率达到9.8%。
来源：中商情报网、高禾投资研究中心
2.中国骨科医疗器械市场规模
（1）国内骨科医疗器械市场规模
国内骨科器械市场仍处于起步状态，骨科诊疗水平的提升和社会老龄化进程加速带来骨科器械需求的不断释放，国内骨科植入医疗器械市场由年的亿元增长至年的亿元，复合增长率为17.03%。
创伤仍是最大市场，脊柱和关节快速追赶：由于我国骨科诊疗及器械产品起步较晚，细分市场最大类别依然为创伤类产品，-年复合增长率为15.76%，随着国内骨科市场的逐渐成熟，脊柱类-年复合增长率为16.58%，和关节类-年复合增长率为20.65%，产品逐渐缩小与创伤类产品的差距。
骨科手术量持续提升：随着骨科诊疗水平和手术渗透率的不断提升，国内骨科手术量持续保持高速增长，由年的万例增加至年的万例，CAGR为13.8%，预计年将增加至万例，其中创伤类手术量预计将达到万例。
来源：锐观咨询、高禾投资研究中心
（2）国内手术机器人市场规模
年我国开始引入外科手术机器人，目前主要是一医院才引进。在我国服务机器人中，医疗服务机器人占的比重约为28%，年医疗机器人的市场规模约为5.1亿美元。
我国医疗机器人的应用需求逐渐增加，以康复机器人为主的手术机器人已得到较为广泛的应用。此外，在手术机器人、康复机器人的基础上，进一步涌现了物流、配药、采血、胶囊等多种类型的辅助机器人和服务机器人。整体来看，康复机器人占的比重约为41%，辅助机器人为17%，手术机器人为16%。
来源：高禾投资研究中心
（四）骨科机器人产业链分析
骨科手术机器人产业链上游为机器人零部件供应商，主要由伺服电机、传感器、控制器、减速机、系统集成构成；中游是骨科机器人生产商；下游主要供给于智慧医疗市场的需求端，主要应用于医疗的手术、康复、护理、移送病人、运输药品等领域。
来源：高禾投资研究中心
1.上游：电子零部件供应商
上游核心零部件主要由伺服电机、传感器、控制器、减速机、系统集成构成，其中最核心的减速器、伺服电机和控制器，三者成本合计约占机器人总成本的70%，目前国内主要依赖进口。减速器的技术壁垒最高，主要包括RV减速器和谐波减速器两种。国内RV减速器主要被日本纳博、住友和SPINEA等垄断；谐波减速器方面，由于其结构相对简单，叠加日本哈默纳科公司的专利到期，国产跟国外差距不大。国内伺服电机以日系、欧美系等品牌为主导，国产率约占15%，主要集中在中低端。控制器的技术难度相对较低，国产控制器产品已经可以满足大部分功能要求，与国外产品的差距主要在算法和兼容性方面。
2.中游：骨科机器人生产商
中游是骨科机器人整机生产企业。在中国的骨科机器人行业中，目前有具体产品的公司有天智航以及威高集团。天智航的“天玑”骨科手术机器人是天智航与北京航空航天大学合作开发出来的，而威高集团的“妙手S”微创手术机器人和“玛特I”骨科手术机器人是与天津大学合作研发的。两家企业在业内都有非常重要的地位。
3.下游：医院及其他医疗机构
医院及其他的医疗机构。国际市场目前装机量近千台，国内市场刚过百台，其中天智航市占率约75%，机器销量的70%医院。年8月7日，医院完成世界首例人工智能磁导航机器人引导的骶髂关节分离闭合复位空心钉内固定手术。
二、骨科机器人行业驱动因素分析
（一）人口老龄化以及人均寿命增长将带动整个行业的市场规模
随着社会的发展、经济水平的提高和生活水平的改善，我国平均寿命呈现明显的提高趋势，人口老龄化是医疗需求增长的重要因素。我国年平均寿命将达到79岁的目标。随着平均寿命的显著提高，我国人口结构已呈现老龄化趋势。根据国家统计局数据显示，年我国65岁以上人口数达1.50亿，占13.83亿总人口的10.8%。我国是世界上人口老龄化程度比较高的国家之一，与人口老龄化相关的重要问题之一是慢性病负担随之增加，大大增加了老年人入院几率和手术治疗几率，老年人因年龄、体质等原因比较脆弱，需要更加精准的医疗服务，同时术后恢复时间较长。骨科机器人的应用能更好的提供精准手术服务，缩短术后恢复时间，实现快速康复。
（二）政策推动优化医疗资源配置，完善分级诊疗制度
我国优质医疗资源存在总量相对不足，分布不均衡等问题，从而导致医疗服务体系格局和人民群众看病就医的需求之间出现了不匹配的情况。国家卫健委等部门通过改革和完善分级诊疗制度建设，进一步优化服务体系，放大优势医疗资源效应，促进优质资源下沉、重心下移，解决“看病难”问题。
在骨科机器人领域，机器人能辅助外科医生完成高难度手术，对于偏远地区等医疗资源匮乏的地区，可以借助“遥规划”远程技术实现对病患的治疗，有助于解决我国医疗资源结构不合理、分布不均匀的矛盾，有助于推动分级诊疗制度改革，建立合理有效地就医秩序，切实保障人民群众的健康问题。
（三）跟上时代节奏，微创是骨科临床治疗的发展趋势
微创骨科是21世纪骨科手术发展的主旋律，微创已成为骨科临床治疗的发展趋势。微创手术通过合理的手术规划、准确的手术定位与操作、最小的手术创伤，为骨科治疗提供最有效的方案，为患者提供最佳的治疗效果。
骨科机器人是推动骨科微创手术发展和普及的核心智能化装备。骨科机器人技术涉及医学图像处理、机器人、传感器、医疗大数据、手术规划、虚拟现实以及遥操作等多学科内容，能够从视觉、触觉和听觉上为医生决策和操作提供充分的支持，扩展医生的操作技能，有效提高手术诊断与评估、靶点定位、精密操作和手术训练的质量，缩短患者康复周期，已成为现代骨科未来发展的必然趋势。
三、骨科机器人行业制约因素分析
（一）医患接受程度不高
机器人手术尽管没有对医生手术程序产生重大改变，但我国手术机器人进入临床手术应用的时间较短，机器人辅助手术尚处于起步期，医生对于新技术的使用存在学习和接受的过程，而患者对机器人辅助手术效果信心的建立也需要一个过程，进而导致一些医生、患者不愿意尝试机器人辅助手术，对发行人的产品推广造成了一定的困难。
（二）医院采购流程复杂
根据《大型医用设备配置与使用管理办法（试行）》等法律法规，国家主管机构对于大型医用设备的配置许可主要采取产品目录式管理。若发行人骨科手术导航定位机器人或后续新研发产品因产品类型被明确列明在目录管理的甲类或乙类范围之内，则需要向省级卫生健康行政部门甚至国家卫生健康委员会提出配置许可申请。
此外，医院配置骨科手术导航定位机器人环节多，流程相对复杂，医院配置骨科手术导航定位机器人所需周期较长，给发行人产品的销售进度和销售规模带来一定影响。
（三）机器人辅助手术尚未纳入医保范围内
骨科手术机器人的收费项目是新增医疗服务价格项目，目前仅在广东省江门市纳入医保范围，一次性无菌定位工具包尚未单独纳入医保范围，因此患者选择使用骨科手术导航定位机器人及一次性无菌定位工具包，将增加经济负担。
骨科手术导航定位机器人目前正处于产品的导入期，发行人的手术导航定位机器人已经在北京、天津、吉林、安徽、河北、山东地区纳入临床收费目录，这是纳入医保申请流程的必要步骤。纳入医保之后，患者对于机器人辅助骨科手术的需求将会有较大规模的提升，进而带动发行人骨科手术导航定位机器人市场规模的增长。
四、骨科机器人行业政策分析
国家政策和行业政策鼓励发展医用机器人等高端医疗器械，医疗器械市场竞争环境改善，创新医疗器械审批加速，工信部和卫健委支持骨科手术机器人开展创新应用示范，提升精准医疗服务。
来源：高禾投资研究中心
五、骨科机器人行业发展趋势分析
（一）全球骨科疾病发病率逐步提高，精准治疗是骨科手术未来方向
随着社会现代化发展、现代交通工具的广泛应用，以及全球老龄化趋势的加剧，世界范围内脊柱疾病、关节损伤、骨科创伤的发病率逐年增加。创伤已位居全球人类死因第四位，且中国每年骨创伤病例高达万个，其中79.35%需要进行手术治疗。骨创伤已成为严重影响人类生命和健康的突出问题。
（二）传统骨科手术痛点亟待解决，骨科手术机器人应用处于推广期
针对骨科疾患，手术是主要的治疗手段，而国内骨科手术多采用传统的“徒手操作”模式，存在“结构复杂、位置深、创伤大、判断难”的痛点，手术风险高；手术效果严重依赖于医生经验，而由于学习曲线较长，具有丰富临床经验的外科医生数量较少，无法满足市场需求；骨科医生在传统骨科手术中遭受辐射损伤也较大，患癌风险高。
（三）中国骨科手术市场需求大，迫切需要引入机器人辅助技术
中国人口基数大，患病人数多，骨科疾病已经成为现代社会的常见病和多发病。其中，创伤导致的骨科疾病属于急性病，需要就地快速处理。基层医疗机构由于医疗资源参差不齐，往往无法实施复杂的骨科手术，而异地就医难度较大，导致患者不能得到及时救治。针对脊柱和关节这类慢性病，随着我国人民生活质量改善和对治疗效果的更高追求，患者对完成高效、安全的骨科手术的需求更大，因此迫切需要引入机器人辅助技术，为患者提供更满意的治疗方案。
六、骨科机器人行业市场竞争格局
（一）全球手术机器人市场竞争格局分析
在医疗机器人的应用上，北美市场已渐入成熟期，欧洲因各国发展而异，亚太地区发展较晚，处于低水平的起步阶段。根据前瞻产业研究院数据显示，亚洲手术机器人市场规模增长最快。
北美市场中，由被史赛克收购的MakoSurgical占领市场；欧洲市场中，最大的手术机器人厂商就是Medtech，来自法国；亚洲市场中，有以色列的医疗机器人生产商MazorRobotics以及中国的天智航占据市场主导地位。
来源：前瞻产业研究院、高禾投资研究中心
（二）骨科机器人行业内主要玩家
骨科手术机器人行业类似的企业主要有7家，其中取得骨科手术机器人医疗器械注册证的企业主要有MazorRobotics公司、MEDTECH公司和MAKOSurgical公司；尚未取得骨科手术机器人医疗器械注册证的有上海锋算、微创医疗机器人及国内已经取得神经外科手术机器人医疗器械注册证的柏惠维康和华科精准。
来源：天智航招股说明书、高禾投资研究中心
1.国外骨科机器人行业主要玩家
（1）Medtronic（MDT.NYSE）
i.公司概况
美国美敦力公司（MDT.NYSE）成立于年，总部位于美国明尼苏达州明尼阿波利斯市，是全球领先的医疗科技公司，致力于为慢性疾病患者提供终身的治疗方案。
美敦力还在成都设立了全资子公司，负责生产、产品注册和市场拓展。目前产品的设计和开发正由美敦力透析项目全球研发团队全面推进，预计于年基本完成，并于年投产。
MazorRobotics创立于年，总部位于以色列Caesarea，是一家医疗机器人公司，致力于开发、生产和销售用于支持骨科和神经外科领域的外科手术医疗器械。年12月29日，美敦力宣布以17亿美元收购MazorRobotics及其机器人辅助手术平台。
ii.主要产品
美敦力主要产品覆盖心律失常、心衰、血管疾病、心脏瓣膜置换、体外心脏支持、微创心脏手术、恶性及非恶性疼痛、运动失调、糖尿病、胃肠疾病、泌尿系统疾病、脊椎疾病、神经系统疾病及五官科手术治疗等领域。
MazorRobotics主要产品为MazorX制导系统和Renaissance机器人辅助脊柱手术设备。年，美敦力开始与MazorRobotics合作，将美敦力的脊柱植入物、导航和术中成像技术与Mazor机器人手术系统相集成。
iii.业绩情况
财年营业收入到.57亿美元，同比增长5.5%，净利润46.31亿美元。公司以起搏器业务起家，通过多年的“内研+外延”公司已拓展成为集心血管、微创治疗、恢复性疗法、糖尿病四大业务集团于一体的系统布局，财年四大板块分别实现收入.05亿、84.78亿、81.83亿和23.91亿美元，业务和渠道的多元化优势持续加深。
（2）Stryker（SYK.NYSE）
i.公司概况
史赛克（Stryker.NYSE）公司是全球最大的骨科及医疗科技公司之一，总部设于美国密歇根州的卡拉马祖市，在全球有14个生产研发及销售分部，员工超过一万六千多人。由于业绩良好，史赛克公司分别被美国著名的《财富》杂志及《BusinessWeek》评为财富强公司及全美50大医疗公司之一。美国史赛克公司在纽约股票交易所上市。
MakoSurgical总部位于佛罗里达州的劳德戴尔堡，其产品包括Rio机械臂互动矫形系统，以及Restoris骨科植入物系列等，年还推出了Makoplasty全髋关节置换系统，同年，史赛克以14.1亿美元收购MakoSurgical。
ii.主要产品
产品涉及关节置换、创伤、颅面、脊柱、手术设备、神经外科、耳鼻喉、介入性疼痛管理、微创手术、导航手术、智能化手术室及网络通讯、生物科技、医用床、急救推床等。
iii.业绩情况
财年，史赛克营业收入.84亿美元，同比增长9.43%；毛利98.01亿美元，同比增长9.13%。史赛克高层认为，该公司整合了K2M，从而巩固了其在脊椎市场的地位，该公司于年11月以约14亿美元收购了K2M。Stryker的Mako系统对机器人辅助膝关节和髋关节手术的需求也仍然很高。
（3）ZimmerBiomet（ZBH.NYSE）
i.公司概况
捷迈邦美公司（ZBH.NYSE）是全球肌肉骨骼保健的领导者。他们设计、制造和销售整形修复产品；运动医学、生物制品、四肢及创伤制品；办公室的基础技术;脊柱、颅颌面和胸产品；牙科植入物；及相关手术用品。捷迈邦美与世界各地的医疗保健专业人员合作，以推进创新的步伐。他们的产品和解决方案帮助治疗患有骨骼、关节或支撑性软组织疾病或损伤的患者。捷迈邦美和医疗专业人员一起帮助了数百万人。
捷迈邦美是老牌的骨科器械公司，也是进入中国市场最早的骨科公司之一；医院对于捷迈公司产品认可度非常高。中国总部在上海，在北京、成都、广州有办事处，在浙江（原邦美）、常州（原邦美）、北京（原蒙太因）有工厂。
MedtechSA成立于年，总部设在法国南部蒙彼利埃，是一家全球领先的手术辅助机器人系统研发商。该公司致力于开发高精度的辅助型机器人系统帮助医生更安全、更高效、侵入性更小地对患者进行手术治疗。年，MedtechSA被捷迈邦美以13.2亿美元收购。
ii.主要产品
捷迈邦美关节类产品包括膝关节、髋关节、肩关节、肘关节产品，其中膝关节产品市场占有率达25%。除此之外，捷迈邦美创伤类产品以及脊柱类产品也有着非常高的市场占比。
公司的旗舰产品包括脑部手术机器人（ROSAbrain’）和脊柱微创手术机器人（ROSASpine’）。两款产品均已获CEMark认证与美国FDA的批准，且在全球上市。其脑部手术机器人于年获得中国药监局的批准，并已销入数家国内顶尖医院。
iii.业绩情况
受到疫情影响，捷迈邦美全球收入的80%因疫情期间因为疫情期间亿元手术延期而导致营收下降。从其公布的第一季度业绩报告来看，净亏损为5.09亿美元，而去年同期为亏损2.46亿美元。髋关节的全球业务收入下降了10.5％，最热门的膝关节业务下降了9.3％。对包括运动医学，外科，四肢和创伤销售在内的部门影响不太明显，下降了6.5％；牙科、脊柱以及颅颌面和胸部业务的销售额，下降了12.4％。
2.国内骨科机器人行业主要玩家
天智航（.SH）
i.公司概况
北京天智航医疗科技股份有限公司（以下简称“天智航”）15年来专注于骨科领域，始终以持之以恒的原研精神，将创新意识融入设计、研发到制造的每一环节，致力于为精准智能骨科医学的发展提供更多可能。
天智航作为中国医疗机器人开拓者，获得余项专利、20余项国家级和省部级科研重点项目、是医疗机器人国家地方联合工程研究中心依托单位，拥有博士后科研工作站,属于国家机器人标准化总体组成员单位、同时是中国生物医学工程学会医用机器人分会副主任委员单位、北京智能机器人产业联盟副理事长单位以及中关村医疗器械产业联盟理事长单位。
ii.主要产品
天玑骨科手术机器人能够辅助开展脊柱外科手术以及创伤骨科手术，以机械臂辅助完成这些手术中的手术器械或植入物的定位。
产品兼容2D与3D模式，独有入钉点及钉道计算智能算法，机械臂精准运动到规划位置，借助骨科引导器，为医生提供精准稳定的导针置入路径。按照术中规划，医生可以精准设计并置入内植入物。
天玑另辟蹊径，使常规手术精准微创化、复杂手术标准化、关键操作智能化、医疗资源均等化，临床优势显著，智慧骨科的未来可期
iii.核心竞争力
先发优势
天智航