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行业深度:国内康复机器人投资机会优于手术机器人

发布时间:2015-08-31作者:机械吕娟团队

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1.核心投资逻辑

结论:国内康复机器人投资机会优于手术机器人。①我国康复机器人供需缺口巨大,多种政策推动百亿级市场;②国内残疾人家庭收入和消费水平,决定本土高性价比康复机器人将占据更大市场份额。③手术机器人虽然绝对空间更大,但外资份额过高,竞争格局短期不利于国内企业。维持服务机器人行业增持评级,给予医疗机器人子行业增持评级。受益标的金明精机(300281.SZ)、机器人(300024.SZ)、楚天科技(300358.SZ)、迪马股份(600565.SH)、美的集团(000333.SZ)等。

       医疗机器人蓬勃发展,成长空间巨大。①由于病患需求不同,医疗机器人细分市场众多,主要由康复机器人、手术机器人及护理机器人等构成。②根据WinterGreen Research预测,康复机器人和手术机器人行业规模将分别由2014年的2.2、32亿美元增长到2021年的32、200亿美元,年均复合增速分别为46.6%、29.9%,前者增速更快,后者绝对量更大。

       康复机器人存在巨大供需缺口,多种支持政策推动百亿级市场空间,消费群体收入特征决定国产康复机器人大有可为。①我国肢体残疾基数庞大,加之老龄化进程,国内康复科室和康复设备供给严重不足,与临床需求存在巨大缺口。②残疾人医疗即将纳入医保,将推动医疗康复需求,医疗康复器械有望迎来春天。同时国内康复机器人政策频出,预计还将在“十三五”规划中迎来利好。③假设未来二级以上医院康复医学科数量近1万所,即便一所医院配一台康复设备,单价在数十万至数百万元之间,则市场空间在百亿级规模。④残疾人家庭在医疗康复上面临着更为严重的经济约束,结合我国残疾人家庭收入和消费结构现状,与国外进口的康复机器人相比,本土康复机器人具备高性价比优势,将占据更高市场份额。

      手术机器人虽然绝对空间巨大,但国产化路途漫漫。手术机器人行业规模庞大,同时国外手术机器人如达芬奇等市场份额很高,技术壁垒相对较高,且通过医疗器械认证周期较长,考虑到我国手术机器人发展现状,竞争格局处于相对不利位置,国产化路途漫漫。

风险因素:产业化进程可能会较慢。

2.医疗机器人蓬勃发展,成长空间巨大2.1.医疗机器人是专业服务机器人重要分支,细分行业众多

      服务型机器人分为专业和家用/个人两大类,根据IFR统计口径,专业服务机器人应用领域广泛,其中国防、农业、物流、医疗是前4大应用,2013年销量占比分别为45%、28%、9%、6%。2013年全球医疗机器人销量数量达到1300台,销售额达到14.5亿美元,大抵同比持平。

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      医疗机器人集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、人工智能、数学分析、机器人等多学科为一体的新型交叉研究领域,主要应用于伤病员的手术、救援、转运和康复。根据用途划分,医疗机器人大致可以分为手术机器人、康复机器人、护理机器人、救援机器人和转运机器人。

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       按照《上海康复机器人路线图研究报告》的分类,康复机器人按功能康复方式分类,可以分为功能替代型、功能辅助型、功能恢复型、以及功能恢复与辅助复合型等4种类别。康复机器人每一个细分领域下,都有不同的康复机器人此类,功能、外形存在一定差异。

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      相对其他服务机器人,医疗机器人有如下特点:(1)作业环境一般在医院、街道、家庭及非特定的多种场合,具有移动、导航、识别及规避能力,以及智能化的人机交互界面,甚至具备远程控制能力。(2)以人为作业对象的医疗机器人,性能必须满足对状况变化的适应性、对作业的柔软性,对危险的安全性以及对人体和精神的适应性等。随着机械设计与制造、传感器应用、自动控制、人机交互等技术的进步,以及人均可支配收入提高导致人们对疼痛、不便的忍耐下降和对健康重视程度的愈益加深,人们对于医疗机器人的需求在不远的将来将有明显改善。

2.2.康复机器人增速更快,手术机器人绝对量更大

        美国市场调研机构WinterGreen Research在2015年3月份发表报告称,康复机器人行业(这里把康复机器人和外骨骼机器人区别划分)规模将由2014年的2.03亿美元增长到2021年11亿美元,预期年均复合增长率为27.3%;而体外骨骼机器人行业规模将由2014年的1650万美元暴增到2021年21亿美元,预期年均复合增长率为99.8%,几乎年规模翻翻。体外骨骼细分市场增长更快主要自于技术进步带来的康复有效性,相对较为固定的临床康复设备,体外骨骼能直接帮助残疾人或老年人直立行走,体验之前几乎不可能完成的动作,还可以帮助健康人(如士兵)移动速度更快,负载更多,如同漫威动画中的钢铁侠。

      如果将康复机器人和外骨骼机器人统一作为康复机器人,则广义的康复机器人市场规模则由2014年的2.2亿美元增长到2021年的32亿美元,预期年均复合增长率为46.6%。同样来自WinterGreen Research在2015年3月份发表报告称,手术机器人行业规模将由2014年的32亿美元,增长到2021年200亿美元,预期年均复合增长率为29.9%。

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3.康复机器人:百亿空间,国内企业更有作为

3.1.国内肢体残疾基数高及老龄化,康复机器人供需缺口巨大

      肢体残疾主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成。大量存在的骨关节疾病,其疼痛和功能障碍会导致行走能力、劳动力丧失,甚至致残,60岁以上的老年人55%的人患有该病。脊髓损伤主要是由交通事故造成,轻者使损伤者行走能力减弱,重则瘫痪。脑血管疾病是神经系统疾病的常见病,其中以脑卒中患者居多。脑卒中是死亡率最高的三大疾病之一,85%的脑卒中患者会出现侧肢体运动功能障碍。据专家估计每年我国脑血病新发患者超过200万人。

      我国肢体残疾基数庞大,且人数仍在递增。相较于1987年第一次全国残疾人抽样调查数据,2006年第二次抽样调查数据表示,残疾类别结构发生改变,肢体残疾人数大幅增加,肢体残疾人数从1987年的755万上升到2006年的2412万,占残疾总人口比重为29.07%,是残疾的最主要类型。另外,由于我国残疾标准较为严格,与发达国家相比,残疾人比例相对较低,国际社会公认的全球残疾人比例约为全球总人口的10%,2006年我国的残疾人口比例约为6.34%,因此我国目前的残疾人数可能存在一定的低估。根据第六次全国人口普查的总人数,以及第二次全国残疾人抽样调查残疾人占比,推算2010年末我国残疾人总人数8502万人中,肢体残疾2472万人。


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       人口老龄化增加了致残几率和残疾人的数量,残疾人年龄结构呈倒金字塔型,年龄越大,比重越高。老年人由于生理机能衰退,脑血管疾病、骨关节病、痴呆等发病率和致残几率增高。

       我国已步入老龄化进程,老年人口占比不断攀升。2014年我国65岁以上老年人口数达到1.38亿,所占人口比重不断攀升,达到10.1%;老年人抚养比在2014年达到13.7%,维持不断增加的趋势;少儿抚养比下降伴随着因计划生育和经济增长带来的人口出生率下降。伴随着老龄化过程中的生理衰退是老年人四肢的灵活性下降,并且,在老年人群体中存在大量的心脑血管疾病或神经系统疾病患者,且多数患者存在偏瘫症状。

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       残疾人比重随年龄增加而增加,年龄越大,残疾人比重越高。二次调查中60岁及以上的残疾人约有4416万人,比1987年调查时该年龄段残疾人数增加了2365万,占全国残疾人新增总数的75.5%。2011年全国残疾人状况监测表示,残疾人的年龄结构不同于全社会人口的年龄结构特征,呈现倒金字塔型,残疾人比重随年龄增加而增加。

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      肢体残疾的庞大基数以及老龄化趋势,使得我国康复装备供应和康复临床的需求存在巨大缺口。一方面,医院康复医学科数量不足,康复科室供给和康复装备供应不足。根据卫计委数据,截止2015年5月底,全国医院2.6万个,其中,二级以上的医院有8973个(三级医院2002个,二级医院6971个)。2011年卫生部下发《综合医院康复医学科建设与管理指南》通知,要求所有二级以上综合医院必须建设康复医学科,截止到2012年底,实际拥有康复科的综合医院3288家,与要求相去甚远。

       另一方面,肢体残疾者接受康复训练服务供给不足,服务供给和残疾者需求存在巨大缺口。根据残联统计,截至2014年底,全国共有康复机构6914个,开展肢体残疾康复训练服务机构达2181个,全国共对36.7万肢体残疾者实施康复训练,而我国肢体残疾者有2400多万人,因此,康复装备供应与临床需求存在巨大缺口。

3.2.国内多种政策频出,利好康复机器人发展3.2.1.残疾人医疗纳入医保,康复器械有望迎来春天

        国务院法制办2015年7月20日发布《残疾预防和残疾人康复条例(草案)(征求意见稿)》,意见稿包含残疾预防、残疾人康复和保障措施三个方面。意见稿明确规定,各级政府应将残疾人纳入基本医疗保险的保障范围支付医疗费用,不能通过基本医疗保险支付费用的残疾人需按照规定给予医疗救助。0岁至6岁视力、听力等残疾儿童等特殊残疾群体将获得免费手术、辅助器具配置和康复训练等服务;国家将多渠道筹集残疾人康复资金,鼓励、引导社会力量通过慈善捐赠等方式帮助残疾人接受康复服务。

      2012年9月,镇江人力资源和社会保障网发表“残疾人医疗康复项目纳入医保政策解答”,针对特定对象,将符合规定的部分医疗康复项目如运动疗法、偏瘫肢体综合训练、脑瘫肢体综合训练、截瘫肢体综合训练,以及肢体、视力残疾人和0-6岁听力残疾儿童适配辅助器具等,纳入医保政策。

      我们认为,将残疾人纳入医保,将在医疗康复需求端提供支持,这将提高残疾人对医疗康复器械的消费,医疗康复器械有望迎来春天。我们期待未来地方政府给予的政策配合,将进一步打开康复机器人的市场空间。

3.2.2.康复机器人政策频出,“十三五规划”还将迎来利好

       类似工业机器人,最近各地方政府亦陆续发布推广服务机器人应用的文件。北京市科委于2015年6月下发《意见》,部署智能机器人科技创新和成果转化工作,其中要求突破服务机器人尤其是医疗健康服务机器人的技术瓶颈,使相关技术达到国际先进水平。届时,机器人技术将着力突破仿生材料、智能人机交互、多模式识别等关键技术。手术机器人、康复机器人、辅助机器人等将在临床应用技术研究中得到大幅推进。类似工业机器人在国内的发展路径,我们认为服务机器人将得到全社会越来越多的关注,预计未来各地方政府将会陆续推出更多的扶持机器人政策,利好频出。

     “十三五”规划将使得服务机器人迎来重大利好。根据上海证券报2015年7月28日报道,《机器人产业“十三五”发展规划》已经完成初稿,有望在年底前发布。《规划》对服务机器人行业发展进行了顶层设计。工信部人士透露,《规划》提出了市场主导、质量为先、强化基础、创新驱动的发展原则,实现在助老助残领域、消费服务领域、医疗领域等重点领域的示范应用,并开展核心零部件攻关、前沿共性技术研发、医疗康复机器人应用等重点工作。

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3.3.国内康复机器人百亿级市场空间可期

      传统的人工或简单的医疗设备已经不能满足患者的康复需求,这也使得人们对于四肢康复设备如康复机器人的需求增大。康复机器人可以减少人员陪护,而且更有成效地帮助病患实现康复。更重要的是,患者、老年人,以及幼儿,即所谓“老弱病残”,对于医疗康复机器人的需求较为刚性,这一片市场需求未来开拓可期。

       未来我国康复市场规模达百亿,成长空间巨大。假设未来我国二级以上综合医院的康复医学科建设完全,预测未来二级以上医院康复医学科数量近1万所,这里还不包括社区等康复机构,考虑到康复设备单价在数十万至数百万元之间,即使一所康复医学科配一台设备,市场空间将达到数百亿元,成长空间巨大。

3.4.消费群体收入特征决定国产康复机器人大有可为

      肢体残疾的主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成,而且随着年龄的增长,老年人由于骨关节、脑卒中等患病风险加大,因此,康复机器人的主要目标群体定位于肢体残疾和老年人。

       一方面,根据中国残联《2013年度残疾人状况及小康进程检测报告》的调查,我国城镇残疾人家庭年人均可支配收入为1.6万元,相当于城镇普通居民人均可支配收入的58.8%,而农村残疾人家庭人均可支配收入为7830元,相当于农村普通居民人均可支配收入的88.0%。这说明残疾人家庭,由于缺乏工作能力,使得家庭收入要低于普通家庭。

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      另一方面,城镇残疾人和农村残疾人家庭人均消费性年支出占比中,占比较大的首先是食品支出比重,恩格尔系数分别为48.4%、48.5%;城镇和农村普通家庭恩格尔系数分别为35.0%、37.7%,残疾人家庭人均年收入低,恩格尔系数较高。其次,城镇和农村残疾人家庭医疗保健人均消费性年支出分别为1789元、1033元,占总消费支出的比重分别为18.5%、17.8%;而城镇和农村普通家庭医疗保健人均消费年支出分别为1118元、614元,占总消费支出的比重分别为6.20%、9.27%。这表明残疾人家庭负担的医疗保健费用要高于普通家庭,而且占消费总支出比例也高出几乎10%。

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      可以看到,残疾人家庭人均可支配年收入低于普通家庭,同时,人均医疗保健支出占比也高于普通家庭,因此,残疾人家庭在医疗康复上面临着更为严重的经济约束,收入限制了残疾人或老年人对医疗康复的需求,这也可以表明,结合我国目前残疾人家庭收入和消费结构情况,高性价比的康复机器人更适合当前国情。

      我国康复机器人的高校研究起步早,国内公司也在康复机器人产品上实现了样机或者产业化推广。与国外进口的康复机器人相比,我国本土的康复机器人具备高性价比优势,将占据较高市场份额。

3.5.国外康复机器人:外骨骼迅猛发展,其他领域各领风骚

3.5.1.ReWalk Robotics:深耕民用领域的外骨骼机器人龙头

       以色列外骨骼系统提供商ReWalk Robotics于2014年9月在纳斯达克上市,股票发行量达300万,筹集了3600万美元。ReWalk致力于设计和制造可穿戴外骨骼动力设备,帮助腰部以下瘫痪者重获行动能力。ReWalk于2012年获得欧盟认证,进入欧洲市场,2014年6月ReWalk的外骨骼产品通过了美国药物与食品管理局(FDA)的审批,是首款也是唯一一款获得FDA批准的外骨骼产品。根据Ofwwk机器人网报道,安川电机于2013年9月25日开始与ReWalkRobotics公司展开战略性合作,自2015年6月1日起开始销售。

       ReWalk Robotics营业收入增速较快,但目前增收不增利,公司亏损有扩大趋势。2014年公司营收3.95百万美元,同比增长近1.5倍;净利润为-21.7百万美元,亏损同比扩大78%。公司因业务拓展期间费用翻倍,且研发费用同比增长2.5倍,达到8.56百万美元,研发强度(以研发费用/营业收入计算,考虑了企业间个体差异,衡量了企业的研发投入水平)自2014年上市以来保持在200%以上的高水平,当下的研发是为了若干年后的产品投放,高研发强度意味着公司对未来产品的市场容量和销售推广充满信心。

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      ReWalk Robotics旗下共有两款产品,分别是ReWalk Personal和ReWalk Rehabilitation,前者主要适合家庭、工作或社交环境中使用,通过传感器和监控器,使患者站立、行走和爬楼。后者则是用于临床修复,为瘫痪患者提供物理治疗方式,包括减缓瘫痪导致的肢体疼痛、肌肉痉挛、帮助肠道消化系统、加速新陈代谢等。个人版以销售,医院版以销售或出租的方式推出。在美国27.3万名瘫痪患者中,接近80%的人都遭受着脊髓损伤的痛苦;此外,还有约20万多发性硬化症患者,但ReWalk系列产品会改变他们的状况。中风和脑瘫患者也是ReWalk未来的目标人群。

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       ReWalk的售价在6.95万美元到8.5万美元之间,产品售价一定程度上影响了患者和老年人的接受力度和受众范围。未来随着规模效应带来的价格降低和政府补助及医疗保险的推广,ReWalk很可能得到患者和老年人更为广泛的接受。

3.5.2.Ekso Bionics:军工与民用齐飞的外骨骼机器人

      Ekso Bionics前身是BerkeleyBionics,涉足增进人类机能的外骨骼设计和制造领域,与军方合作十多年。在2012年,公司开始投身研究如何帮助下身瘫痪者。Ekso Bionics设计、开发及推广的外骨骼或可穿戴机械的应用领域广泛,包括医疗、军事及工业。Ekso的康复用仿生机器外骨骼针对脑卒中患者、脊椎损伤者和其他神经疾病患者。Ekso的设备售价超过10万美元,公司未来计划进一步降低价格。

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      公司营业收入近年来实现了快速增长,Ekso2015年半年报营业收入3.80百万美元,同比增长68.3%;与ReWalk相似,公司目前增收不增利,近年来一直处于亏损状态,2015年上半年净利润亏损9.76百万美元。公司2015年上半年研发费用2.73百万美元,目前研发强度较高,近年保持70%左右的高度。

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3.5.3.Rex Bionics :不需要拐杖的外骨骼机器人

      Union MedTech Plc是开发、制造和商业化推广REX产品的公司,于2014年5月收购Rex Bionics Ltd的全部股权,同时募集1000万英镑,用于REX技术的商业化推广,公司也更名为Rex Bionics Plc。Rex Bionics Ltd成立于新西兰奥克兰,两位创建者的母亲都是轮椅使用者,因此很能够体谅残障人士的不便以及康复需求。长期使用轮椅会产生许多并发症,比如皮肤感染和血液循环问题,针对脑卒中、脊椎损伤等患者,REX的体外骨骼能够使患者重新体验到站立、散步和锻炼等,改善健康。

       REX是不需要拐杖的体外骨骼产品,在英国一个独立的REX机器人的零售价在9万英镑左右。患者使用REX产品站立的同时,可以腾出手臂和双手去完成其他工作或娱乐活动。RexBionics提供两种主要产品,即REX Rehab和Rex P(Personal),二者的目标市场分别在专业康复诊所和个人家庭护理市场。二者的主要区别在于REX Rehab整合了调整机制,可以使REX在5分钟内迅速调整以适应患者不同的尺寸大小。对于康复诊疗中心而言,调整机制非常重要,因为它可以使得众多不同的患者在任意一天都能够接受治疗。而个人护理体外骨骼Rex P则被设定成患者的特定尺寸,不能被调整,但具有康复诊所中不需要的附加功能。

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      Rex Bionics至2015年3月共16个月(由于收购,英国会计调整)的营业收入为17.6万英镑,净利润亏损为5.255百万英镑。公司管理费用较高,达到5.65百万英镑,其中,研发费用为51.1万英镑,金额高于年营业收入。公司目前主要研发新产品Rex 3,以及对已有产品的进一步开发,同时也积极地对REX产品进行市场开拓。公司目前已经与香港、比利时和荷兰的合作伙伴签订了分销协议,而且未来将积极进入具有极大长期消费潜力的国家,如美国和中国。其中,Rex P产品目前并没有在美国FDA注册,因此还未能在美国市场销售。

3.5.4.Cyberdyne: 炫酷的HAL外骨骼产品有望盈亏平衡

       Cyberdyne由日本筑波大学教授三阶吉行于2004年6月成立,是一家旨在开发外骨骼机器人的公司,于2014年3月在东京证券交易所创业板上市,是日本首家生产医用及社会福利事业用机器人的公司上市。Cyberdyne开发的HAL(HybridAssistive Limb)可以让残疾人和老年人的日常行动更加便捷安全,在大脑打算移动肢体时,人体神经系统和肌肉会发出微弱电信号,外骨骼上的传感器会持续监测电信号,并作出相应动作。公司2013年接收到诊所使用的EC认证,积极推广在欧洲的市场,目前打算申请美国FDA认证。

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       HAL产品在日本已售出400多套,在欧洲也售出了约50套,价格大约在15万美元。其中,HAL 3仅提供腿部功能,而HAL 5能够提供手臂、腿和躯干等全方位外骨骼功能。未来,Cyberdyne还将开发只戴在肘部、膝盖等特定部位的机器人套装以及儿童可穿戴的机器人套装。Cyberdyne称自2010年以来,东京地区的150间医院累计租借了330套HAL。每年的租借费约为1950美元。

       Cyberdyne2015年财年营业收入5.8百万美元,同比增长26.6%,净利润与其他外骨骼开发公司相似,处于亏损状态。由于未来广阔市场需求以及技术进步,Cyberdyne的研发强度也处于高位,在150%的水平左右。相对来说,Cyberdyne公司的毛利率水平较高,而由于很多支出用在了标准认证等项目,营业费用较高的共性,使得公司盈利状况堪忧,随着认证的通过以及消费市场的扩大,公司未来有望达成盈亏平衡。

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3.5.5.AlterG:专注反重力跑步机和仿生退康复机器人

      AlterG专注于运动调节、物理治疗设备、康复设备、运动损伤治疗,神经物理治疗等领域。公司主要产品为反重力跑步机和仿生腿。

       反重力跑步机采用NASA(美国国家航空航天局)研发的气压减重技术,获得FDA(美国食品药品管理局)认证并用于医疗康复领域,为康复医学专家、运动医学专家、教练员、运动员提供了更科学化的训练和康复设备及全新的解决方案。目前该产品已在国外开售,售价约35000美元。

AlterG也生产仿生腿,是一种可穿戴的,由患者行动意图控制的机器人教练,它被临床治疗师用于治疗机动性受损。

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3.5.6.Hocoma:专注功能性康复机器人

      瑞士Hocoma是一家开发、制造并销售功能性运动疗法机器人的医疗技术公司,由电气工程师Gery Colombo、生物医学工程师Matthias Jörg和经济学家Peter Hostettler于1996年成立,致力于提供临床神经康复和高质量的治疗方案。公司主要提供4种产品:

1.强化运动疗法(Lokomat)

Lokomat是用步态矫正法和机械驱动跑步机训练治疗神经运动障碍造成的患者中风、脊髓损伤、创伤性脑损伤,多发性硬化症或帕金森病的疗法。

2.上肢的功能疗法(Armeo)

Armeo是可持续的治疗因中风、创伤性脑损伤或神经系统疾病导致手臂障碍的疗法。

3.病人早期康复和动员(Erigo)

Erigo是一个集成的倾斜机器人系统,它能促进早期阶段长期卧床病人的神经恢复。

4.针对背部疼痛的功能性运动疗法(Valedo)

Valedo疗法的概念是最理想的背部疼痛的治疗,提供临床评估和功能锻炼。

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3.6.国内康复机器人:初见端倪,在路上

3.6.1.璟和技创:Flexbot已经开始批量临床应用

       璟和技创推出的多体位智能康复机器人系统(型号:Flexbot)针对脑卒中、颅脑损伤、脊髓损伤等患者辅助康复。Flexbot为患者提供了一个下肢康复训练的工作站,能准确模拟正常人步态,有效地应用于下肢康复临床训练,提高下肢步行功能训练的康复效果,目前公司产品已销售到各地医院。

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      璟和技创股东背景雄厚,在研发和销售渠道上有望得到有力支持。璟和技创由钱璟集团和章和电气合资成立,钱璟集团专业生产运动疗法、作业疗法、牵引系列、治疗用床系列、儿童系列等24个系列450多个品种的康复产品等。钱璟集团产品销往超过2000家医院,是国内康复器械研发、生产和销售领军企业。章和电气业务领域主要在于工业自动化控制、船舶电器、测试测量、康复医疗设备和汽车电子等。

3.6.2.广州一康:智能康复机器人已完成样机制造

      广州一康医疗设备实业有限公司成立于2000年,目前主要从事于医疗设备的研发、生产和销售。一康自主研发多个产品已申请了国家发明、实用新型、外观等十几项专利。一康公司在2004年已经建立全国的销售网络,于2007年形成集团规模,现在拓展长三角高端市场。2009年在无锡成立研发、制造、销售、服务的平台。

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      公司主要设备包括:全自动温热间歇牵引系统、自动温热间歇牵引系统、温热牵引系统、全自动起立床、九段位手法床、八段位手法床、反负重训练系统等。当前研发的“智能康复机器人”已经完成样机制造,成功申请国家发明、实用新型、外观等多项专利。

3.6.3.安阳神方:上肢康复机器人研发、制造先行者

       安阳神方康复机器人有限公司的上肢康复机器人主要由计算机、底座、座椅、升降柱、机械臂、电气控制系统和应用管理软件组成,是国内康复机器人行业首家应用于临床、首家取得医疗器械注册证的二类医疗器械产品。

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      神方上肢康复机器人主要针对上肢运动功能障碍的患者,通过机器人的机械本体和控制系统,帮助患者进行科学有效的康复治疗,有效促进神经系统的功能重组、代偿和再生,有效延缓肌肉萎缩和关节挛缩,同时提高患者的上肢运动能力,改善患者的生活质量。它同时也解放了康复治疗师的部分体力,优化了医护资源,让治疗师更加专注于病人,能够更好地利用他们的临床技能来为病人提供更优质的医护。

3.6.4.深圳迈康信:全球首创医用实时监测康复机器人

      深圳市迈康信医用机器人有限公司,成立于2014年11月,注册资金3000万人民币,是一家致力于Ⅰ类、Ⅱ类及Ⅲ类医疗器械产品研发、生产、销售的民营科技企业,下设院士专家工作站。由中国工程院院士、哈工大教授蔡鹤皋、哈工大机器人研究所副所长杜志江博导、人体生命体征监测专家汪欣教授、哈工大应用技术研究所副所长李北光研究员、蔺胜照博士后、张凤民博导、周广刚主任医师、张学海博士等组成的研发管理骨干的核心团队。

      公司的康复机器人,是全球首创的医用实时监测康复机器人,主要针对残疾人、老年人等行动不便的人群,希望能为他们提供安全可靠的代步工具,目前核心技术均由公司团队研发,已获5项实用国际新型专利

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      据深圳商报2014年4月11日报道,医用实时监测康复机器人其特点一是可实时采集心率、血压等各项数据,一旦出现紧急情况,后台就会报警;二是可以进行相关的辅助治疗,包括颈椎理疗、下肢体康复等,并跟医生互动;三是独创性地解决了机器人“爬楼”的业界难题,通过履带及自动平衡装置调节座位与地面平行。此外,还可以根据客户要求自主增减智能模块,实现“私人定制”,功能最简单的款式价格或只需2万多元。

3.6.5.清华大学:国内康复机器人的先驱之一

      清华大学是我国最早涉足康复工程领域的高等学校,从20 世纪80 年代就开始了康复工程的研究工作,并且承担了大量康复工程方面的研究课题。2000年,清华大学季林红及其同仁抓住科技部“863”机器人主题的契机,全力展开对神经康复机器人关键技术的研究。作为国内第一套具有自主知识产权的神经康复临床训练系列机器人系统,其提供的治疗训练是十分全面的,整套系统包括:单关节(肩、肘关节)康复辅助训练机器人、上肢复合运动神经康复机器人、腕手部神经康复机器人。系统细分的好处是可以有针对性地对患者进行辅助训练,促进患者的康复。与国外的同类技术相比,季林红教授及其团队研制的神经康复机器人已具备国际领先水平,尤其在将反馈控制技术应用于临床的训练模式以及对缓解痉挛等康复治疗等技术方面。

3.6.6.中科院深圳先进技术研究院:下肢外骨骼进展快速

      根据深圳先进技术研究院2014年7月16日报道,经过近两年的研发,中国科学院深圳先进技术研究院下肢外骨骼机器人项目取得新突破,日前成功实现截瘫病人穿戴机器人站立行走,向产业化应用迈出关键一步。

      可穿戴式下肢康复用外骨骼机器人,采用小型化的动力系统及欠驱动机械结构,运用安全可靠的柔性控制来实现外骨骼机器人稳定的步态,从而实现一位看护照看多个病人、同步记录病人生理状态、穿戴简便省时省力、训练可因地制宜等多个优势。与国内外同类型机器人相比,深圳先进院外骨骼机器人具有结构紧凑、多控制模式、智能步态规划、康复训练与残障人士助力行走兼顾的特色。

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       该项目团队在两年时间里先后研制出两代机器人样机:第一代样机能够较好地根据实际环境要求调整步态,但还无法很好地实现病患的穿戴行走,其原因在于病患与正常人行走步态的区别以及缺乏临床实验。在第二代样机中,为了能够解决这些问题,项目组成员通过大量的临床实验进行了多方面改进,基于康复机理设计出科学的步态规划。

3.6.7.天津大学:“神工一号”产业化应用临近

      2014年6月14日,纯意念控制人工神经康复机器人“神工一号”系统新闻发布会在天津市人民医院举行,“神工一号”是全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制人工神经机器人系统”。据天津日报报道,在“神工一号”演示会上,因中风导致偏瘫11年的患者参与了试验。人工神经机器人系统通过电脑屏幕提示患者做出曲肘、展臂、耸肩、伸膝等动作,患者依照指令集中意念做动作,此时机器人通过安装在患者头皮上的电极来读取脑电信息,解码其中的意念特征,再编码去刺激相应的肢体肌群,患者原本因中风无法运动的肢体在这种刺激下完成了相应动作


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  “神工一号”不同于外骨骼机器人。机械外骨骼本质上是把患者嵌在机器里面,人体被动接受机械牵引,并非肌肉主动收缩激活。而“神工一号”与人体自主运动原理一样——利用脑控神经肌肉电刺激,解码大脑的运动意图,模拟神经冲动的电刺激,促使肌肉产生主动收缩,带动骨骼和关节产生自主动作。

     目前,“神工一号”已经顺利通过了国家食品药品监督管理局的检测,进入医疗器械注册证申请阶段。包括山东、天津等多家三甲医院甚至已经开始通过科研合作的形式预订了样机。“神工一号”也引起了国内外多家公司和投资人的关注,很多高技术园区都希望“神工一号”能落户其间,培育产业。

4.手术机器人:产业化进程较慢,市场格局相对稳定

4.1.达芬奇机器人一枝独秀,垄断格局不易打破

4.1.1.达芬奇,手术机器人中的战斗机

   近20年来,伴随着技术的突破和医疗水平的前进,手术机器人已完成了三次升级,从单臂机器人伊索到三臂机器人宙斯,直至最先进的四臂机器人达芬奇。达芬奇系统由美国Intuitive Surgical(ISRG)公司开发和制造,1999年获得欧洲CE市场认,次年被FDA正式批准投入使用。此手术系统最初主要用于泌尿外科的微创手术,例如前列腺切除手术,现在被越来越多地应用于心外科,妇科以及小儿外科等外科微创手术。

   根据IFR发布的统计数据, 2013年全球外科手术辅助机器人总销售额达14.95亿美元,其中达芬奇机器人全球销售额达 6.33亿美元,占比42.43%。截至2014年底,全球共装机达芬奇机器人3266台,其中美国2223台,欧洲549台,亚洲350台,我国内地共29台,其中9台在北京。

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4.1.2.Stryker,刚刚进入手术机器人的老牌医疗公司

      Stryker公司是全球骨科356亿美元市场中最大的公司之一,自从Homer Stryker医生于1941年研制并生产第一台产品至今,已拥有30家现代化工厂。公司产品涉及关节置换、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。由于业绩良好,史赛克公司分别被美国著名的《财富》杂志及《Business Week》评为财富500强公司及全美50大医疗公司之一。

      2014年,公司营业收入96.75亿美元,同比增加7.25%;营业利润22.26亿元,同比增加5.50%。此外,公司研发投入稳步增加,占营业收入比重保持5%-6%。

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      2013年,Stryker以16.5亿美元收购Mako外科治疗公司及其相关核心技术。Mako总部位于佛罗里达州,其主打产品包括Makoplasty全髋关节置换系统等。MAKOplasty由具有高精确性的RIO® 机械臂系统和创新性的髋膝关节假体系统组成,二者突破了传统工具的限制,用微创的手术方式,精确植入假体,恢复自然的髋关节和膝关节。


      MAKOplasty膝关节系统针对早到中期膝关节骨性关节炎患者,可进行单间室或多间室的假体置换。允许医生术中实时调整膝关节力线和软组织平衡。并通过微创的手术方式保留更多骨质和组织,病人恢复更快。

MAKOplasty髋关节置换手术可以通过机械臂精确限定关节锉进入的深度并指导方向和角度,从而达到手术更加精确和安全的目的。

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4.1.3.达芬奇先发优势较为明显,新进入者细分领域较易突破

    目前,达芬奇系统广泛应用于泌尿外科、心外科、妇科以及心脏手术等科室,在这些领域具有独特的先发优势。先发优势与ISRG公司的商业模式有关,ISRG公司大部分来源于耗材。ISRG公司的营业收入构成包括器械等耗材、达芬奇系统以及服务,2014年ISRG公司营收贡献最大部分来自于器械等耗材,占50.2%,达芬奇系统仅占29.7%。而且近年来耗材营收平稳增长,营收占比持续扩大。

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  一方面,由于手术机器人价格高昂,已经采购达芬奇手术机器人的医院若要更换机器,成本太大,且医院必须采用达芬奇系统的配件及耗材,这使得同类竞争公司失去了可趁之机。另一方面,由于外科医生学习使用机器需要一定时间,在达芬奇操作系统得到大范围推广的情况下,换用另一公司的产品也存在较大的学习成本。因此,Intuitive Surgical公司在手术机器人市场中由于其商业模式具备先发优势,竞争对手难以抢占市场份额。

      目前,国际上一些公司已经开始把注意力集中在眼科、神经外科、骨科这些达芬奇系统还未占领的领域,例如CUREXO Technology的ROBODOC外科手术系统、英国Acrobot公司的外科医疗手术系统等。以上提到的手术机器人由于专攻市场小、设备昂贵等缺陷使他们未能在市场上受到特别关注,但也都是手术机器人商品化的成功案例。

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4.1.4.国产手术机器人多处于研发或临床试验阶段

      2013年11月,哈工大机器人研究所研制的“微创腹腔外科手术机器人系统”通过了国家“863”计划专家组的验收,它的出现撕开了达芬奇手术机器人技术垄断的一个小口。2014年3月,由妙手机器人科技集团和天津大学合作研发的“S妙手”机器人首次用于临床为3位患者进行了胃穿孔修补术和阑尾切除术。

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  据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国医疗器械行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》,2014年国内医疗器械市场总规模将近2556亿元,但进口医疗器械的进口金额占据中体市场份额40%,其中中高端市场上的医疗器械几乎被外国厂商包揽,占比超过70%。目前,国产手术机器人还大多处于研发或临床试验阶段,距离商业化推广还有一定的距离。

4.2.开发周期+潜在风险导致手术机器人推广受阻

4.2.1.从研发到临床,路漫漫其修远兮

       尽管世界市场对手术机器人持续认可,但是在中国,由于认证时间长、使用价格昂贵等原因,手术机器人的渗透率和普及率一直较低。

       从认证方面来看,国外的研究机构大多采用企业的管理模式,研发、市场、认证的各个环节都有专门的团队跟进,分工明确,效率较高。但在中国,研发团队大多兼担认证的任务,对于繁琐的认证过程显得有心无力。手术机器人属于甲类大型医用设备,需报国务院卫生行政部门审核,一款产品从研发成功到走上手台大约需要3-5年的时间。

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   从价格方面来看,以应用最广的达芬奇为例,最新一代系统国内价格在2500万左右。其中除了主机费用外,还包括税费、培训费、临床技术支持费等。如果将成本分摊到每台手术上,机器人手术的价格比传统手术的成本高出3万元左右。此外,依靠达芬奇机器人所做手术的费用,目前并未被纳入国家医保报销范围,导致机器人手术的应用也有一定的限制。

4.2.2.手术机器人并非万无一失,医疗纠纷难以避免

   虽然手术机器人提高了手术的精细度,但使用手术机器人做外科手术仍有一定的风险性。随着达芬奇手术机器人的普及,越来越多的专家学者开始担心这项技术的安全性和有效性。伊利诺斯大学香槟分校、MIT和Rush大学的研究人员在预印本网站公开的报告中显示,在2000年到2013年之间,手术机器人“杀死了”144名病人,导致1391名病人受伤,发生了8061次机械故障。

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       在美国,45岁的西纳·威尔逊由于其主刀达芬奇机器人在手术中漏电,导致她受到了严重伤害,最终起诉了Intuitive Surgical公司。这场官司的判决我们不得而知,但可以确定的是,类似的医疗纠纷是手术机器人的发展普及道路中一块不可忽视的绊脚石。未来对于生产商、医院、医生各方的权责关系,希望能有更好的界定和细分。

5.相关标的分析

     A股目前医疗机器人公司有金明精机(300281.SZ)、机器人(300024.SZ)、楚天科技(300358.SZ)、迪马股份(600565.SH)、美的集团(000333.SZ)、博实股份(002698.SZ)等,除了博实股份(002698.SZ)瞄准手术机器人外,其他都瞄准康复机器人,所有相关公司目前均处于研发阶段。国内康复机器人投资机会优于手术机器人,受益标的金明精机(300281.SZ)、机器人(300024.SZ)、楚天科技(300358.SZ)、迪马股份(600565.SH)、美的集团(000333.SZ)等。

5.1.金明精机(300281.SZ)

     2015年7月15日,金明精机与清华大学正式签署合作协议书,旨在与清华大学联合设立智能康复机器人联合研究中心。针对我国临床医院、社区、家庭等康复资源短缺和技术落后等问题,联合研究中心的建设目标是构建智能康复机器人相关技术研究平台,研发高端康复机器人相关技术,并在此基础上研发数字化和基于网络化的智能康复系统。公司向联合研究中心三年累计提供经费不少于人民币1500万元。此举措意味着公司正式进入服务机器人和医疗健康行业,未来对公司主营业务将会较大的影响。

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5.2.机器人(300024.SZ)

   根据公司2014年年报,研发的骨科牵引机器人为骨科医疗领域的首创性产品,目前公司正在申请医疗器械产品、医疗器械生产许可证及医疗器械质量管理体系认证。

      2014年度公司从事的主要研发项目中,包括陪护机器人和骨科牵引辅助机械手。其中,陪护机器人重点突破了机器人语音识别与交互算法、网络传感与多传感器的数据融合、机器人辅助老人心理康复、无线网络远程监控与控制等多项关键技术,机器人具有声纹识别、智能聊天、健康检查、远程看病生等多项实用功能,填补国内老人陪护机器人产品的空白。家用陪护机器人为人口老龄化等带来的重大社会服务问题提供解决方案。骨科牵引辅助机械手针对医疗行业中对辅助机器人的需求,完成用于正骨治疗辅助机器人的开发与研制,并形成系列化产品。

5.3.楚天科技(300358.SZ)

   楚天科技于2015年3月12日表示,公司目前的机器人研究有两个方向,第一个是医药机器人,主要用于提高制药过程的智能化,医用机器人项目已报科技部批准并立项,与华中科技大学合作,预计于2015年年底之前会出一个机型的样机。其中,医药机器人可分为两个子方向,一是做集成系统,即通过采购外部的机器人,通过自己整合修改集成系统,然后投入生产线;另一个是应用在关键岗位和工序的机器人,比如产生有毒有害物质和其他的地方,由于制药装备的专用性和特殊性,公司将采用产学研的方式自主研发。

       第二个是医疗机器人,方向是骨骼机器人,主要用于老年人和残疾人的助力,与国防科大合作,但技术难度较高,进展较慢。

5.4.迪马股份(600565.SH)

   迪马股份于2015年4月1日,与电子科技大学签订了《产学研合作协议》,双方将在基于外骨骼技术的个人作业平台、人机耦合技术及助力型外骨骼、康复医疗外骨骼等方面进行研发合作。

5.5.美的集团(000333.SZ)

   美的集团于2015年8月5日,公告与安川电机计划共同出资4亿元人民币设立合资公司,其中,各出资2亿元设立合资公司安川美的工业机器人和美的安川服务机器人有限公司,二者注册资本都为1亿元。美的安川服务机器人公司将首先聚焦刚需的助老助残机器人、康复护理机器人等商业领域,这表明在老龄化加剧和消费能力提升的背景下,公司试图作为先行者把握未来康复机器人的市场机会。

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5.6.博实股份(002698.SZ)

     2015年5月12日,博实股份发布公告,拟投资1亿元设立医疗装备领域全资子公司。同时,公司与哈尔滨思哲睿智能医疗设备有限公司(以下简称“思哲睿医疗”)、苏州康多机器人有限公司(以下简称“康多机器人”)、杜志江先生等共同签订《微创外科手术机器人及智能器械项目投资协议书》,拟以博实股份或上述子公司资人民币2,000万元认购思哲睿医疗新增注册资本275万元,拟占思哲睿医疗整合及增资后注册资本1,375万元的20%。

   思哲睿医疗的领军人为杜志江先生,他的团队长期从事微创外科手术机器人、系列化机器人手术器械的研发,处于国内领先的技术水平。目前,公司已研发出两款具有自有知识产权的微创外科手术机器人和系列化机器人手术器械,第一代产品已完成多批次动物实验。第二代产品已完成产品定型,即将进入型式检验,在申请临床实验许可证后,将开展临床实验。如进展顺利,需要2-3年时间才能取得医疗器械产品注册。

早在2013年底,博实股份即起步开展对智能医疗服务装备个别关键技术的研究。此次成立子公司并认购思哲睿医疗20%股份,是公司进军高端医疗装备领域战略的具体实施。

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