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走进机器人:医疗机器人是干什么的?

2018-07-23 11:54 次阅读

摘要:目前的医疗机器人市场中,欧美企业占据了主要的市场份额。中国医疗机器人仍处于研发或临床试验阶段,还未实现医疗机器人产品规模化,在医疗机构的普及率也较低,但正努力赶上。

“手术时间一长,医生难免会手抖。手术机器人能够过滤抖动,避免给患者带来的威胁。”北京和睦家医院医生朱刚坐在电脑边,回放自己操作达芬奇机器人完成的手术:两只微型机械臂从腹部小孔进入患者腹腔内,切除肿瘤。

自1996年问世以来,在过去20年的时间里,达芬奇经过几代更迭,一度成为医疗机器人的代名词。如今,更多类型的机器人开始出现,在各个医疗环节辅助医护人员更好地完成工作。点击蓝字查看医疗机器人精彩表演:开一次机就 3 万费用的手术机器人到底有多牛!

目前的医疗机器人市场中,欧美企业占据了主要的市场份额。中国医疗机器人仍处于研发或临床试验阶段,还未实现医疗机器人产品规模化,在医疗机构的普及率也较低,但正努力赶上。

走进机器人:医疗机器人是干什么的?

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。

那么医疗机器人则是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人,是一种智能型服务机器人,它能独自编制操作计划,依据实际情况确定动作程序,然后把动作变为操作机构的运动。医疗机器人是机器人,更是医疗器械。

医用机器人分类

根据国际机器人联合会(IFR)分类,医用机器人可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服务机器人四大类。

手术机器人

• 操作精细,伤口小,出血量少,用时短

• 增加医生视野,减少手部颤动

• 减少参加手术医护人员,降低成本

康复机器人

• 有效促进精神系统的功能重组,代偿和再生

• 有效缓解肌肉萎缩和关节萎缩

• 优化了医护资源

辅助机器人

• 可以感觉并且可以处理感官信息后给予用户反馈操作的设备

• 可以满足患者、行动不便或老年群体对医护的需求

服务机器人

• 常见的医疗服务机器人有医用运输机器人以及消毒和杀菌机器人

• 帮助医护人员分担一些沉重繁琐的运输工作,提高医护人员的工作效率

▼医疗机器人上下游产业链

政策推动,医疗机器人应用被广泛关注

自2015年以来,国家相继发布一系列重要政策文件以推动中国制造的转型升级,医疗领域作为重要的民生领域,对医疗机器人研发生产的支持也一直是各大政策文件关注的重点。

2015年5月

2015年5月,国务院发布《中国制造2025》重点发展医用机器人等高性能诊疗设备,积极鼓励国内医疗器械创新。

2015年12月

2015年12月,国务院发布《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》开展生物医学工程、新型医用材料、高性能医疗仪器设备、医用机器人、家用健康监护诊疗器械等诊疗设备领域的标准化工作。

2016年4月

2016年4月,工业和信息化部4部委发布《机器人产业发展规划(2016-2020年)》实现在助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用。

2021年,全球医疗机器人市场规模达207亿美元

全球的医疗机器人市场规模增长迅速,其中手术机器人规模最大,康复机器人增速最快,分支中外骨骼机器人将迎来爆发式的增长,训练机器人和仿生假肢机器人等也将已较高的增速增长。

▼全球行业市场规模 (单位:亿美元)

▼不同分支市场规模(亿美元)

美国在全球医疗机器人行业布局处于领先地位,亚太地区处于快速发展阶段。

▼全球医疗机器人市场份额分布图

自1985年Kwoh等采用PUMA500机器人作为辅助定位装置完成首例脑部手术以来,医疗机器人已经经历了29年的发展历史。目前,全世界已有33个国家、800多家医院成功开展了60多万例机器人手术,手术种类涵盖泌尿外科、妇产科、心脏外科、胸外科、肝胆外科、胃肠外科、耳鼻喉科等学科。

▼2010-2017年国际医疗机器人销售情况(单位:台,亿美元)

随着达芬奇机器人的火爆,带动了国内医疗机器人行业的发展,新成立的公司增长明显。但从整体上看,中国医疗机器人产业布局尚处于早期阶段,上市公司多为跨界进入医疗机器人领域。

世界市场:美国医疗机器人企业独领风骚

▼美国各领域医疗机器人代表性企业分析

应用领域 国家 企业名称 发展介绍
手术机器人 美国 Intuitive Surgical 代表产品达芬奇外科手术系统。2000年7月11日,FDA批准了达芬奇手术系统,时期陈伟美国第一个可在手术室使用的机器人系统,目前已在全球安装超过3600套系统。
Verb Surgical 成立于2015年12月,由谷歌母公司Alphabet生命科学部门Verily与制药巨头强生联手创办,该新公司将致力于开发机器人外科手术平台。
Medtronic 公司成立与1949年,总部位于美国明尼苏达洲明尼阿波利斯市,是全球领先的医疗器械公司,致力于为慢性疾病患者提供终身的治疗方案。
Medrobotics 成立于2005年,总部位于马萨诸塞州,独家授权的Flex机器人系统,此系统与2015年7月通过了FDA的审批。
Auris Surgical Robotics&Hansen Medical 创立于2011年,目前总部在硅谷,之前主要专注于眼科手术(白内障)的微型手术机器人系统,目前更多专注于腔内手术。
制药机器人 美国 Aethon 成立于2004年,总部在宾夕法尼亚州匹兹堡。自主移动输送机器人,能够携带大量的行李架、手推车、重达453公斤的药物、实验室标本或其他敏感材料。
德国 Omnicell&Aesynt 创立于1992年,Omnicell被KLAS评为2015年最佳药房自动化设备供应商。2015年,Omnicell同时收购了另外两家药房自动化供应商。
Innovation Associates 1972成立的工程/技术服务制造公司,20多年以后,它的主营业务完全转移到了药房自动化。如今,它已经成为药房自动化领域的龙头企业之一。
外骨骼康复机器人 美国 Ekso Bionics 成立于2005年,总部位于加州伯克利,是骨骼康复医疗机器人市场的领导者。
Barrett Medical MIT下属公司拆分出,拳头产品WAM是一款轻型高度灵活的带反向力驱动机器人手臂。
德国 RewalkRobotics 成立于2001,总部位于柏林,公司前身是Argo Medical Technologies医疗科技公司,该公司致力于制造可穿戴外骨骼动力设备,帮助腰部以下瘫患者重获行动能力。
英国 Rex Bionics Limited&美安医药 关注于研发、生产和商业化针对下肢功能障碍病人的外骨骼机器人的创新型公司。
日本 Cyberdyne 2004年,日本筑波大学教授创立,产品HAL于2013年成为全球首个获得安全认证的机器人外骨骼产品。是日本首家生产医用及社会福利事业用机器人上市公司。
瑞士 Hocoma&蝶和科技 2000年成立,总部位于瑞士苏黎世。专注于智能康复机器人的研发,积极改善由于脑疾病、脊髓损伤和退行性病变引发的功能障碍
医院消毒机器人 美国 Xenex 公司成立于2009年,总部位于德克萨斯州。通过摧毁可能导致医院获得性感染(HAI)的致命微生物来拯救生命并减少痛苦。
远程医疗机器人 Intouch Health 公司于2002年成立,总部位于加州。其开发的远程医疗机器人可以给偏远地区的病人或无法远行的人提供高质量的卒中、心血管和烧伤方面的紧急咨询。
VGo Communications&Vecn a Technologies 成立于2007年,提供视频通信解决方案。
陪伴机器人 Luvozo PBC 成立于2013年,总部位于马里兰州,公司专注于为提供高老年人和残疾人的生活质量开发陪伴机器人。
日本 Honda Robotics 本田公司研发,后续可以协助老人或卧病在床或轮椅的人料理生活。

国内市场:医疗机器人市场份额占全球5%

随着国内智慧医疗建设的发展和普及,初步估算2017年医疗机器人市场规模将达到1.13亿美元,在全球市场份额占到5%左右。

▼ 2014-2017年中国医疗机器人市场规模(单位:亿美元,%)

▼2008-2017年中国各地区医院医疗机器人引进明细(单位:台)

机器人应用 医院名称 具体应用
导诊机器人 合肥市第一人民医院 能够清晰对医院所有科室的位置、门诊大楼地图、219个常见病和症状对应的科室信息,以及51个常见问询知识进行回答。
达芬奇手术机器人 南京鼓楼医院 截止2017年1月末,达芬奇机器人手术突破1000例
上海交通大学医学院附属瑞金医院 截止2017年2月末,胰腺中心完成了第1000例达芬奇机器人辅助手术。
中南大学湘雅三医院 截止2017年1月初,达芬奇机器人手术完成了602台
配药机器人 上海交通大学医学院附属仁济医院 配药失误率为零,短短20秒左右就能把药品送到10楼病房
北京大学深圳医院 配药时间短,智能输液监测器、可穿戴设备等智能化设备
康复训练机器人 襄阳市中心医院 借助机器人对病人进行科学、高效的康复训练
可穿戴智能康复机器人 上海德济医院神经康复专科 用于截瘫或偏瘫患者康复训练
下肢康复机器人 西安仁济医院 帮助脑卒中、颅脑损伤、脊髓损伤幸存者解决步行功能障碍问题。
肺癌识别机器人 安徽省立医院医学人工智能实验室 通过研读肺部CT片识别是否有炎症或癌症,准确率超过95%。

我国医疗机器人代表企业共36家

截止目前,国内有36家医疗机器人的代表性企业,其中上市企业两家,楚天科技和新松机器人。共12家企业获得融资,融资总额大约在80140万人民币(由于机器人是实体行业,有18家企业未公布其融资情况,所以真实融资额会远远大于8亿人民币)。

01、全国28%医疗机器人创始人来自哈工大

▼国内医疗机器人企业概况盘点

▼超过28%的科研团队和创始人来自哈工大

当然除了哈工大,创始人来自清华有2家,来自上海交大的有3家,来自北京航空航天大学的有3家,但是这些与哈工大相比差距不小,于是我们带着好奇,去探寻哈尔滨工业大学在机器人领域为何如此厉害?

哈工大机器人实力

哈尔滨工业大学有一个机器人技术与系统国家重点实验室,是我国最早开展机器人技术研究的单位之一,其前身主体是1986年成立的哈尔滨工业大学机器人研究所。早在上个世纪80年代,即研制出我国第一台弧焊机器人和第一台点焊机器人。

其他院校实力

当然除了哈工大,北京航空航天的实力也不同凡响,北航有一个机器人研究所,于1987年由张启先院士创建,是一个集教学、科研、开发为一体的研究实体。目前其医疗与服务机器人产品包括:小型模块化骨科机器人系统、脊柱磨削导航及机器人系统、幕墙清洗机器人、数字化手术床、床椅一体化系统以及脑立体定向机器人。

02、全国辅助机器人占三分之一

以上36家医疗机器人企业中,手术机器人有7家,康复机器人有11家,辅助机器人有12家,服务机器人6家。

手术机器人

手术机器人大类包括腹腔镜手术机器人系、统矫形外科机器人系统、神经外科机器人系统、可操纵的机器人导管、及其他临床手术机器人。

根据《2016-2020年中国医疗机器人产业深度调研及投资前景预测报告》数据显示,手术机器人占全球医疗机器人份额60%以上,占比最重。

康复机器人

在此次报告中,康复机器人企业占比较高,在31%左右。康复机器人企业的发展与人口结构与疾病模式的改变、利好政策、市场产品匮乏,急需借助智能康复产品有重大关系。

目前世界上主要的康复机器人企业有Hocoma、Lokomat、Armeo、Erigo等,国内的企业,如广州一康,他们的产品已经在市场上销售了,产品主要包括上、下肢智能反馈训练系统,通过实时模拟人体手指与手腕运动规律开发而成,具有手指屈肌肌力信号与伸肌肌力信号评估功能,同时既可以训练手,也可以训练腕部。

辅助机器人

本次报告的辅助医疗机器人企业占比33%,其实目前并没有辅助医疗机器人准确的定义,此次盘点将胶囊机器人、输液药物配置机器人、辅助手术的机器人、虚拟助理、导诊机器人等都归纳为辅助机器人。

辅助手术的机器人:为确保手术精准,新松机器人可以实现人体上身多位置多角度的定位功能,并在磁定位传感器的导引下避让人体骨骼对进针的影响。在工艺设计上,医疗辅助机器人将机械人本体、热消融设备、导航系统、诊疗床集成一体。机器人的研究是多学科交融的结果。

输液药物配置机器人:随着医疗技术发展,静脉用危害药物调配模式已经逐步从普通治疗室调配模式发展到生物安全柜集中调配模式,到目前自动化设备替代人工的调配模式。卫邦科技自主研发的WEINAS智能静脉用药调配机器人主要针对危害药物调配,她立足于解决临床需求,用独特的智能化技术平台解决了目前临床90%以上西林瓶、安瓿瓶调配,并支持多种溶媒及输注模式调配。

胶囊机器人:安翰自主研发的磁控胶囊胃镜机器人对传统的胃镜检查术进行了革命性的“不插管”创新,受检者只需吞服一粒胶囊大小的胃镜机器人,即可在15分钟内完成无痛无创无交叉感染的胃镜检查,全程无需麻醉,检查后胶囊机器人随消化道排泄,一次性使用不回收。

虚拟助理:基于云计算、IOE和Web3.0语义等先进技术,万物语联研发了具备自我认知学习能力、能够像人脑一样理解复杂数据并形成结构化知识的SEMIOE生物元引擎等一套认知技术,创建了领先世界同行业的完整的人工智能系统,专注为医疗智能设备连接、个人数据集管理以及健康知识运营领域提供产品、服务和解决方案。

服务机器人

在此次划分中,服务机器人主要包括帮助护士进行输液服务、配药服务、体检服务、情绪抚慰的企业和家庭看护、服务、陪护机器人。

陪护机器人主要是辅助老年人、儿童生活。具有服务、安全监护、人机交互以及多媒体娱乐四大功能。

中国的医疗机器人市场,从需求方看,医疗机器人行业需求空间大;从支付方看,支付主体目前是自费为主,保险支付占比在逐步提升;从供给方来看,医疗机器人有一定的技术壁垒,行业整体处在一起做大蛋糕的阶段;从资本方看,投资界大热,值得持续关注。

因为需求方需要培育,支付方医保支付较少,医疗机器人投资回收期较长,但是随着销售扩大规模效应等影响利润率预计会逐步提升,我们也希望中国机器人能得到长远的发展,尽快出现像“达芬奇”一样的企业,这需要院校科研机构、资本、企业、政府多方的努力。

原文标题:2021年全球医疗机器人市场规模达207亿美元,中国仅占5%(附36家中国企业名单)

文章出处:【微信号:AItists,微信公众号:人工智能学家】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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工业AI平台阿丘科技宣布完成B+轮融资

之后,阿丘科技推出面向工业的AI视觉平台AIDI,为企业提供缺陷检测、字符识别、复杂分类、目标定位等....
的头像 高工机器人 发表于 04-15 11:18 267次 阅读
工业AI平台阿丘科技宣布完成B+轮融资

石头科技创始人兼CEO昌敬宣布亲自操盘

据了解,石头科技是小米生态链公司,主营业务为扫地机器人等智能清洁硬件,其主要产品为小米定制品牌米家智....
的头像 高工机器人 发表于 04-15 10:21 341次 阅读
石头科技创始人兼CEO昌敬宣布亲自操盘

自动化助推燃料电池制备技术变革

“现阶段,国内膜电极企业对MEA设备在提高产品质量、提升效率和良率的要求越来越高。”隆深机器人氢能装....
的头像 高工机器人 发表于 04-15 10:05 217次 阅读
自动化助推燃料电池制备技术变革

极智嘉成为货箱到人机器人领域拥有CE及ETL安全认证的“双料王”

今年2月,C200M及C200S已双双斩获该业界符合UL3100标准的ETL认证证书。此次再添CE认....
的头像 高工机器人 发表于 04-15 10:00 235次 阅读
极智嘉成为货箱到人机器人领域拥有CE及ETL安全认证的“双料王”

3月机器人行业共有超20家企业发布新品

据高工机器人不完全统计,3月机器人行业共有超20家企业发布新品,涵盖末端执行器、机器视觉、协作机器人....
的头像 高工机器人 发表于 04-15 09:55 425次 阅读
3月机器人行业共有超20家企业发布新品

采用DM642设计的机器人双目视觉系统

基于DM642的机器人双目视觉系统设计
发表于 04-02 07:20 0次 阅读
采用DM642设计的机器人双目视觉系统

【电路设计】基于51单片机变形搜救机器人电路方案设计(原理图+程序+论文)

51单片机变形搜救机器人电路设计方案
发表于 03-30 15:13 0次 阅读
【电路设计】基于51单片机变形搜救机器人电路方案设计(原理图+程序+论文)

机器人应用中的毫米波雷达传感器详解

机器人传感器技术 使用毫米波传感器测量对地速度 使用毫米波传感器映射和导航 ...
发表于 03-18 07:00 101次 阅读
机器人应用中的毫米波雷达传感器详解

喷涂机器人的发展趋势

喷涂机器人的发展趋势喷涂机器人喷涂机器人是一种主要用于表面涂覆工作的特殊机器人,是机器人技术和表面喷涂工艺相结合的产物。喷...
发表于 03-10 09:23 202次 阅读
喷涂机器人的发展趋势

无人机事故飞行员失去控制的原因是什么?

无人机事故 中 飞行员失去控制是常有的事情,导致飞行员失去控制的原因是什么?...
发表于 03-07 08:08 101次 阅读
无人机事故飞行员失去控制的原因是什么?

码垛机器人都有哪些特点

  1.部分控制可在控制柜屏幕上操作即可,操作非常简单。   2.结构简单、零部件少。因此零部件的性能可靠、保养维修简单、故...
发表于 02-23 17:10 2323次 阅读
码垛机器人都有哪些特点

牛年开工大礼包:100+套机器人资料专辑,你想找的尽在这里!

首先管理员代表电子发烧友恭祝各位工程师朋友们牛年大吉!相信不少朋友已经返岗开工了,新的一年要有新的目标,来来来,管理员给...
发表于 02-20 16:13 6911次 阅读
牛年开工大礼包:100+套机器人资料专辑,你想找的尽在这里!

惯性传感器如何促进移动机器人自主工作

机器人导航概述 Adept MobileRobots Seekur机器人 MEMS 角速率检测 ...
发表于 01-27 06:32 101次 阅读
惯性传感器如何促进移动机器人自主工作

基于XE162FN的多功能智能机器人的硬件和软件设计

这里介绍了基于英飞凌16 位单片机XE162FN的多功能智能机器人的硬件和软件设计。该设计的创新之处在于将智能机器人的娱乐功能...
发表于 01-21 07:08 101次 阅读
基于XE162FN的多功能智能机器人的硬件和软件设计