2022年4月21日，直觉外科Intuitive宣布了截至2022年3月31日的季度财务业绩。与2021年第一季度相比，全球达芬奇手术增长了约19%。2021年第一季度反映了COVID-19大流行造成的中断，2022年第一季度反映了COVID-19的又一次复苏。2019年第一季度至2022年第一季度的复合年增长率约为15%。
在装机量上，一季度安装311台达芬奇手术系统，与2021年第一季度的298台相比增长了4%。截至2022年3月31日，公司将其达芬奇手术系统安装基数增长至6920套，与截至2021年第一季度末的6142套相比增长了13%。
2022年第一季度营收为14.9亿美元（约合人民币96.8亿元），较2021年第一季度的12.9亿美元增长15%。2019年第一季度至2022年第一季度的复合年增长率为15%。
目前手术机器人发展迅猛，已覆盖多学科领域应用。而直觉外科一直是手术机器人行业先驱，其一季度收入更是接近百亿元人民币，那么其对应的整个手术机器人领域又如何呢？下面我们一起来看看。
01
手术机器人是什么？
手术机器人是一种先进的医疗设备，借助微创伤手术及相关底层技术的发展而发明。手术机器人是医疗机器人的一种细分领域。手术机器人，即外科医生能够通过远程控制，并通过微小切口精密操作进入患者体内的手术器械，从而辅助外科医生进行微创手术的精密操作型机器人。
手术机器人被用于在高于人类能力的微创伤手术领域中实现高于人类能力的对手术器械的精准操控。手术机器人通常由手术控制台、配备机械臂的手术车及视像系统组成。外科医生坐在手术控制台，观看由放置在患者体内腔镜传输的手术区域三维影像，并操控机械臂的移动，以及该机械臂附带的手术器械及腔镜。机械臂模拟人类的手臂，为外科医生提供一系列模拟人体手腕的动作，同时过滤人手本身的震颤。
机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体，其用途广泛，在临床上外科上有大量的应用。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。
市场分析
当前，随着人工智能、物联网等新科技的快速渗透，医疗健康正在与机器人全面融合，引领外科技术大变革。手术机器人行业迎来快速发展，赛道火热，备受资本青睐。
2020 年全球机器人手术市场规模为 61 亿美元，预计从 2021 年到 2028 年将以 17.60% 的复合年增长率增长，到 2028 年将达到 222.7 亿美元（折合人民币约为1414亿元）。
我国手术机器人市场发展迅猛，市场规模由2016年的人民币853.6百万元增至2020年的人民币2,934.5百万元，年复合增长率达36.2%，预计2030年中国手术机器人的市场规模将达至人民币58,425.9百万元，年复合增长率为34.9%。
专利分析
02
腔镜手术机器人
达芬奇手术机器人
达芬奇（da Vinci）手术机器人由美国直观医疗公司制造生产。美国直观医疗公司创立于1995年，总部设在美国加州，是开发革命性微创手术仪器和技术的先驱。
1999年，第一台达芬奇手术机器人面世。2000年，达芬奇手术机器人正式成为第一个受FDA批准用于临床手术的机器人辅助腹腔镜手术系统。
20 多年来，达芬奇平台开创了手术室的新功能，改变了微创手术领域。通过超过 500 万次手术，Intuitive已成为手术机器人领域公认的领导者。
系统主要由三部分组成：医生操控台、床旁机械臂系统以及影像处理平台。主刀医生坐在控制台前控制器械和镜头；床旁机械臂系统是达芬奇手术机器人的操作部分，它放置在患者身旁为器械和镜头提供支撑，并实现医生的操作；影像处理系统，为患者身边的手术团队提供图像信息。
第四代达芬奇手术机器人示意图
达芬奇系列手术机器人共经历的四代进化。
达芬奇机器人1996年推出了第一代，2006年推出的第二代机器人机械手臂活动范围更大了，允许医生在不离开控制台的情况下进行多图观察。
2009年在第二代机器人的基础上增加了双控制台、模拟控制器、术中荧光显影技术等功能，进而推出了第三代达芬奇Si系统。
第四代达芬奇Xi系统在2014年推出，灵活度、精准度、成像清晰度等方面有了质的提高，公司在2014年下半年还开发了远程观察和指导系统。
从上文的技术脉络可以得知，对于达芬奇手术机器人而言，其总共经历的四次技术迭代，对这四代达芬奇手术机器人和配套器械的相关专利根据类别分别进行了整理和剖析，这里从众多专利中选择了若干进行了解析，相关相关结果如下：
第一代 达芬奇手术系统
第二代 达芬奇S手术系统
第三代 达芬奇Si手术系统
第四代 达芬奇Xi手术系统
达芬奇机器人配套器械
精锋手术机器人
精锋医疗成立于2017年，致力于设计、开发、制造和商业化手术机器人。以提升人类健康和推动外科手术进步为使命，研发机器人和人工智能技术，坚守工匠精神，力争成为世界范围内技术领先的医疗器械企业！据港交所4月19日披露，深圳市精锋医疗科技股份有限公司向港交所提交上市申请书，拟主板挂牌上市，市值预计超15亿美元。
产品方面，精锋医疗已完成核心产品精锋多孔腔镜手术机器人(MP1000)及精锋单孔腔镜手术机器人(SP1000)的设计及主要研发。其中，MP1000是公司的核心产品，SP1000是公司的关键产品。
目前，精锋医疗研发的国产腔镜手术机器人，解决了该领域的卡脖子技术，是国内首家同时掌握多孔手术机器人和单孔手术机器人技术的企业。精锋医疗已累计申请及授权专利超460余项，处于行业领先地位。
MP1000篇
精锋多孔腔镜手术机器人(MP1000)是一种机器人辅助设备，通过应用机器人技术、成像技术和数字技术进行微创手术。于MP1000的协助下，训练有素的外科医生可安坐于主控台，通过观看高分辨率三维图像手术术野，轻松地操纵通过小切口进入患者体内的机械臂，进行手术。MP1000在手术术野的运动类似于人类手腕的运动，但外科医生手部固有的颤动被过滤。MP1000帮助外科医生在狭窄的工作空间内精准地进行复杂手术。
MP1000被设计用于多种手术专科，包括泌尿外科手术、妇科手术、普外科及胸外科手术。
MP1000示意图
MP1000具有超高灵巧性、绝佳的主从控制体验、低延时沉浸式三维高清影像、丰富的专有扩展器械、安全可靠等特点和技术优势。
相关核心专利可参照如下：
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SP1000篇
精锋单孔腔镜手术机器人(SP1000)是一种用于单孔或自然腔道微创手术的机器人辅助设备。内部安装了所有器械的单个机械臂通过一个套管进行手术。SP1000预期将用于不同类型的妇科手术、泌尿外科手术、胸外科手术、普外科手术及头颈外科手术。
SP1000示意图
SP1000具有器械及摄像头均通过过单个套管显露，围绕目标解剖结构进行三角测量，使外科医生可在狭窄的手术范围内操作；且切口少，故能减少患者的手术伤口，对患者侵入性较小等特点和技术优势。
相关核心专利可参照如下：
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03
骨科手术机器人
史赛克-MAKO
Mako手术机器人于2006年在美国上市，能够协助医生完成全髋关节置换术、全膝关节置换术及单髁关节置换术。截止至2020年，全球范围内超过28个国家装机使用Mako机器人，14年内总计完成手术超过350,000台。
Mako机器人基于两大核心技术：智能手术规划技术和智能辅助截骨技术。智能手术规划技术基于CT进行3D的智能建模，为患者生成个性化的手术方案，同时提供术中动态调整，最大程度的将关节手术推向精准化、个性化。智能辅助截骨技术采用创新高效的截骨模块，能够实现高速磨钻、摆锯和动力手机的集成，同时在术中实现毫米级精确截骨控制和制动巡航截骨保护，为术者赋能，实现微创化、精细化的截骨控制。
下图给出了Mako手术机器人的产品实物示意。
Mako示意图
2006年，第一代Mako骨科机器人于美国佛罗里达州诞生，并成功实施了首例单髁膝关节置换手术。2015年推出了第三代Mako智能骨科机器人系统，成功将Accolade及Trident系类假体结合在全髋关节置换应用。2016年成功的实施了Triathlon全膝关节置换手术后，标志着Mako智能骨科机器人系统在关节置换领域的应用的成熟，并充分显示出机器人手术的优势。下图给出了Mako骨科机器人的技术发展路线。
重要专利解析
从Mako手术机器人涉及的相关专利中择机选择了相对重要的专利进行了解析，相关结果如下：
美敦力-MAZOR
8月29日，美敦力宣布旗下脊柱外科智能导航机器人MAZOR X在中国正式上市，这款脊柱外科智能导航机器人在精准、安全、高效三大维度均实现了突破，立刻引起了业内的广泛关注，有望打造国内骨科新格局。
MAZOR系列手术机器人共经历的三代进化，其中MAZOR X手术机器人为最新一代产品，其首次实现了脊柱手术的全程可视化操作，医生可以借此看到此前无法触及的细节。术前基于解剖识别引擎的全局术前规划功能，在术前轻松完成手术方案设计，让术者对手术胸有成竹。术中借助MAZORX机械臂精准定位及零导丝高效置钉流程，让原本复杂费力的手术过程变得游刃有余，举重若轻。借助MAZOR X全程可视化导航，让术者摆脱辐射暴露的风险和繁琐的透视操作，置钉结果一目了然，确保手术全程可视。
Mazor示意图
Mazor机器人的发展已逾20年，总共经历了三次技术更新迭代，分别如下：
第一代：为诞生于2004年的SpineAssist，第一代MAZOR脊柱机器人SpineAssit于2004年获得CE&FDA认证，标志着机器人脊柱手术的开端。SpineAssist率先提出利用术前CT影像规划的机器人脊柱手术流程。即采用超前的解剖洞察引擎技术，利用术前CT影像进行手术规划，并于术中通过跨模态影像融合技术将术前手术计划与实际病人体位的骨性结构匹配，以机械臂精准执行手术。这项MAZOR核心科技显著地提升了手术的预见性与精准性，并一直沿用在之后推出的MAZOR机器人上。
第二代：为诞生于2011年的Renaissance，进一步完善了术前智能手术规划功能，全局化规划脊柱手术各个关键步骤。在硬件上，Renaissance首次推出一体式患者随动平台技术，将机械臂与患者骨性结构刚性连接，提升了操作与定位的双重精确性。在适应症上，丰富的操作平台选择覆盖全脊柱手术应用。截止2018年统计，第二代MAZOR 机器人共服务超过40.000台脊柱手术，完成植入250,000枚以上脊柱螺钉。
第三代：为诞生于2017年的MAZOR X，其在术前智能手术规划功能上实现全面突破，具体包括如下方面：置钉设计、置棒设计、皮肤切口设计、脊柱立线测量、M侧弯分型、植入物选择、截骨矫形、融合计划、术前手术报告等，MAZOR X将以上各个步骤进行全局化手术方案设计。同时在硬件上搭载第三代亚毫米级手术机械臂系统，真正实现脊柱手术的“所思即所见，所见即所得”。
重要专利解析
同样的，从Mazor手术机器人涉及的相关专利中择机选择了相对重要的专利进行了解析，相关结果如下：
捷迈邦美-ROSA
ROSA（Robot of Stereotactic Assistant，ROSA）手术机器人是一种新的无框架立体定向手术机器人。
ROSA是由法国Medtech公司研发的新一代多功能手术机器人，自诞生以来就受到众多外科医生的青睐。在2016年时，Zimmer Biomet（捷迈邦美）以不低于1.32亿美元的价格收购了法国手术机器人公司Medtech，拥有了ROSA Brain和ROSA Spine机器人辅助手术平台的所有权。2019年1月，Zimmer Biomet获得FDA批准用于膝关节手术应用的ROSA平台和ROSA One Spine平台，并宣布计划在2019年中期ROSA Knee将正式进入膝关节市场。这一举措使得Zimmer Biomet成为第一个获得脑、脊柱、膝关节三大领域的FDA批准的公司。
众所周知的，ROSA家族共有三兄弟：ROSA Knee、ROSA One Brain、ROSA One Spine。
ROSA Knee是一个机器人平台，旨在协助矫形外科医生进行骨切除，并评估软组织状态，以便在全膝关节置换术中定位植入物。外科医生可以在术前使用手术计划软件来计划植入物的定位和大小。外科医生也可使用 ROSA 膝关节系统内的无图像选项，以实现与基于图像的病例相同的目标。该设备由两个单元组成，分别位于手术台的两侧，分别为：由紧凑的机械臂和触摸屏组成的机器人单元和光学单元和触摸屏。
ROSA Knee示意图
ROSA One Spine是一个机器人和手术导航系统，旨在帮助外科医生进行微创胸腰椎手术。ROSA One Spine旨在适应手术流程，利用机器人和导航来支持手术。除了导航技术套件之外，该平台还配备了3D术中计划软件，旨在提高植入物以及器械放置的准确性和可预测性。ROSA One Spine拥有六个自由度，能够灵活灵活地进入手术部位。一旦设定了轨迹，机械臂的刚性就提供了姿态稳定性。独特的“动态跟踪”功能允许机器人实时移动，与患者的运动同步。
ROSA One Spine 示意图
重要专利解析
同样的，从ROSA手术机器人涉及的相关专利中择机选择了相对重要的专利进行了解析，相关结果如下：
天智航-天玑
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，智慧骨科手术未来可期。
目前，天玑2.0骨科手术机器人备受关注，其适用症覆盖颈椎、胸椎、腰椎、骶椎全节段脊柱外科手术和骨盆、髋臼、四肢等部位的创伤手术。
天玑示意图
重要专利解析
同样的，从天玑手术机器人涉及的相关专利中择机选择了相对重要的专利进行了解析，相关结果如下：
鑫君特-ORTHBOT
深圳市鑫君特智能医疗器械有限公司于2015年创立于深圳，为国家高新技术企业，是国内首家自主研发导航+智能辅助手术的高科技医疗器械公司。
ORTHBOT的智能术前规划采用了可见光定位的技术手段，即计算机通过双目摄像头捕捉到图像后，对图像进行处理、分析和理解，识别出图像中与视觉定位图像模板相匹配的部分，通过特征点的坐标位置计算出坐标定位板在视觉定位系统中的位置信息，它与传统的红外定位方式相比，具有抗干扰能力强，容错性好的优点。
在自动操作上，ORTHBOT的设备设计了一个自动操作装置（智能骨钻），在设备到达导航位置以后，医生通过工作站发出操作指令，手术机器人根据术前规划的参数进行自动置针。另外，与导航定位后的人工置针相比，ORTHBOT的置针更加平稳，能够有效地降低人为因素引起的误差，精度控制能力更高；且具有智能触觉功能，通过压力传感器模仿人的触觉，进一步把手术过程中的阻力进行量化，更能保证手术安全。
ORTHBOT示意图
重要专利解析
同样的，从ORTHBOT手术机器人涉及的相关专利中择机选择了相对重要的专利进行了解析，相关结果如下：
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血管介入手术机器人
西门子 途灵
Corindus途灵介入手术机器人技术起源于以色列，以色列海法医院成功研制出用于心血管介入的手术机器人Remote navigation system(RNS)，该系统采用多组摩擦轮分别递送导引导丝和球囊支架导管，并首次开展了临床实验。2012年美国医疗机器人公司Corindus Vascular Robotics使用RNS技术开发的初代产品Corpath200获得了FDA批准上市用于PCI，又于2016年第四季度Corindus的二代产品CorPath®获得了FDA批准上市用于PCI。
值得注意的是，2019年8月8日，西门子医疗宣布以11亿美元收购Corindus Vascular Robotics，Corindus途灵介入手术机器人至此纳入西门子医疗旗下。
特别指出的是，西门子医疗的Corindus途灵最新一代CorPath GRX介入手术机器人还通过国家药监局器审中心的创新医疗器械特别审查申请，获准进入特别审查程序。
下图给出了Corindus途灵手术机器人（CorPath GRX）的产品实物示意。
CorPath GRX产品实物示意
部分重要专利可参照如下：
微创 R-One
2020年10月29日，微创（上海）医疗机器人有限公司与法国战略合作伙伴Robocath公司签署协议，成立在华血管介入医疗机器人合资公司。微创医疗机器人将持有该合资企业51%的股份，Robocath持有49%股份。
Robocath成立于2009年，其主营业务包括设计、开发以及销售用于治疗血管类疾病的医疗机器人解决方案。R-One是Robocath开发的第一款机器人系统，该系统旨在通过提供辅助现有手术操作的精密技术，协助心血管介入医师进行支架植入术（血管成形术）。R-One体系结构开放，与目前市面上主流的介入器械及导管室兼容。
下图给出了R-One手术机器人的产品实物示意。
部分重要专利可参照如下：
唯迈医疗
唯迈医疗的ETcath在技术上，该介入手术机器人实现了高精度导管导丝仿生学推送、导丝触觉感知、多类型导管控制、3s无菌盒快拆等血管介入手术机器人的全球领先关键技术突破。ETcath血管介入机器人从临床视角主导设计，实用性强，自由度高，通过精准的操纵导丝的前进和后退，同时对导丝旋转的角度更精确的操控。并且不仅可以精准操控普通导丝，也可以精准操控IVUS导管。
目前，唯迈医疗在国际机器人领域首创发明专利数全球第二，取得国际国内百余项专利，占据了血管介入机器人的技术高地，奠定了其在世界范围内机器人行业的领先地位，唯迈医疗已成为国际血管介入手术机器人领域重要的中国力量。
图源：唯迈医疗
部分重要专利可参照如下：
奥朋医疗
奥朋医疗ALLVAS血管腔内介入机器人是一款包含高端制造、人工智能、自动手术等自主研发的创新型产品。核心技术涵盖机器人架构设计、机械臂和执行手的工艺设计、力反馈机制、软件算法及自动化手术、系统集成等领域。奥朋血管腔内介入机器人系统架构采用仿多人机械手的设计，能够模拟主刀及助手的操作，相对于单机械臂血管腔内介入手术机器人能够实现更稳定、更复杂的操作。并且，奥朋医疗的机械手采用悬挂式结构设计、各个部件可以通过拆卸、组装便于在DSA手术室使用，空间占有率较低，使得应用更加灵活、机动。同时，设计的遥控操作手柄，模拟医生实际手术中的手法动作，更贴合医生的手术习惯，使医生更快的适应机器人手术。
图源：奥朋医疗
部分重要专利可参照如下：
爱博医疗
血管介入手术机器人系统是爱博医疗的核心产品，适用于经皮冠状动脉介入手术（PCI）、外周血管介入手术（PVI）和神经介入手术（NVI）三类手术，并且能够匹配市场上各类标准化的导丝导管。爱博医疗研发的核心产品 心脑血管介入手术机器人 和 虚拟现实介入手术训练系统，相比于传统介入式手术，可以：让手术更精准安全，独创力反馈安全预警算法，为手术保驾护航；明显缩短手术时间，智能化精准影像导航，提升医生手术效率；大幅减少医生辐射，主从式遥操作系统，让医生脱离辐射环境；缩短医生培养周期，虚拟现实手术训练系统，真实模拟手术过程。
图源：爱博医疗
部分重要专利可参照如下：
诚如领域内人士共同认识的那样，手术机器人逐渐赢得市场追捧，站上了智能精细化发展、医保政策利好的快车道，全球以及国内各大手术机器人厂商也必会将达芬奇等先进机器人作为重要的标杆和对照，联动产学研医生多方力量，不断创新，推动中国手术机器人行业更智能化、精准化、微创化的发展，相关知识产权问题也必将会成为各大手术机器人厂商的研究重点课题，后续相关产品的的研发和专利事务值得持续关注。
当前，知识产权尤其是专利工作在医疗器械领域的作用越来越重要，从事医疗器械领域的相关企业和机构对于专利方面的认识程度也逐渐增强，尤其是在医疗器械产品的研发角度，在相当一部分器械赛道领域已经成为研发过程中必须要考量的因素之一。
