康复机器人属于医疗机器人领域的分支,产品系列及应用领域日益广阔
康复机器作为机器人技术与医工技术结合的产物,目标是实现替代/辅助康复治疗师, 简化传统”一对一”的繁重的治疗过程,帮助病患重塑中枢神经系统。目前康复机构配备主要是功能较多、自动化程度较高的、多自由度的牵引式/悬挂式康复机器人,但近年来在此基础上技术升级的穿戴式康复机器人即外骨骼机器人异军崛起。机器人在康复及疗养领域上有着巨大的潜力,这类系统不仅能够对行动障碍进行治疗(如由中 风、创伤性脑损伤及其它损伤引起的行动障碍),也能够作为社会与行为障碍的干预与治疗工具,包括自闭症类群、多动症等,未来还将朝着促进原居安老、推迟老年痴呆症的发生,通过陪护缓解老年人孤独的方向上进一步发展。
全球康复机器人市场呈高速增长态势,四大因素导致国内外行业发展差距大
2015 年全球康复机器人销售额(行业规模)为 5.77 亿美元,保守预计到 2020 年, 市场规模将达到 17.3 亿美元,复合年均增长率达 24.51%。其中北美市场约 9.3 亿美元,发展中国家约 1.5 亿美元,造成康复机器人市场在发达国家和发展中国家的市场规模及增速不同的主要原因是产品接受度及厂商研发投入、政府支持力度、医疗保健支出及饮食种族导致的中风发病率。
国外康复机器人行业迎来外骨骼时代,市场爆发点在于个人用户
欧美等发达国家康复机器人产业起步较早,适合康复机构使用的牵引式/悬挂式机器 人厂商众多,经过 10 多年的发展,竞争格局趋于稳定且市场趋于饱和。近年来兴起 的外骨骼式机器人,基于仿生学和人体工程学设计,在患者的后期康复和残疾人辅助 方面治疗效果和用户体验更加卓越。据测算,美国就有约 189 亿美元的市场空间。 外骨骼不仅适合康复中心等机构用户,而且在个人用户普及方面显示出巨大潜力:1) Rewalk 与 EKSO 先后通过了 FDA for person 的认证;2)机械外骨骼在康复领域的应用已经获得美国军方的权威认可,有望纳入退伍军人保险;3)美国首家保险公司 公布将外骨骼机械人纳入保险范围,外骨骼有望全面纳入医疗保险。
国内康复机器人行业尚处于幼稚期,百亿市场亟待开发
国内尚处于机构用户普及阶段,进入到临床应用的只有牵引式/悬挂式康复机器人。 保守潜在市场空间约 180 亿,三大因素助力市场增长:1)国民收入的增长和居民医 疗保健意识的提高,而目前我国康复医师占比例仅 1.7 人/10 万人,康复机器人是解 决我国康复医疗行业现有专业人才供需矛盾的必然选择;2)国内各知名高研院所及 企业加大研究,康复机器人专利申请数量呈上升趋势,陆续有新产品上市,在中低端 市场有一定保有量;3)在医保覆盖范围及保险比例不断提高,医疗器械国产化趋势, 以及国家卫生部颁布的标准中明确要求三级康复医院配备等利好政策不断催化。
未来康复机构特别是民营性质大量兴建,为国产化创造巨大的发展契机
近年来,国家政策对社会资本办医的扶持力度不断加大,同时康复医院以其人才要求 低、盈利周期短、易复制扩张的优点极易受到社会资本的青睐,截止目前康复医院中 民营占比已经达到 58.1%。我们认为,未来民营医院将成为采购康复机器人主力,相 较于公立医疗机构渠道壁垒高且建设费用高,更加注重设备的功能性、可靠性、对价 格不敏感的特点,民营医疗机构采购周期短且规模化,更看重性价比,国产康复机器 人以其高性价且合作方式灵活将率先切入民营康复机构市场。
康复医疗机器人是未来几年投资大机遇,推荐科远股份
我们认为,国内康复机器人行业市场空间广阔,是未来几年投资大机遇。目前行业处于导入期,行业内各企业纷纷跑马圈地,产业格局还没有形成。那些具备技术和制造 先发优势,同时积极搭建民营销售渠道(不论是与代理商长期合作,还是直销网络建 设),合作模式灵活的公司将率先受益行业爆发,成为国产化进程中的龙头标的。A 股纯正标的不多,推荐潜力巨大的科远股份。
风险提示:康复机器人行业技术推进缓慢,民营康复机构建设进度低于预期。报告全文
康复机器人行业近况:品系丰富,应用领域日益宽广
康复机器人属于医疗机器人领域的分支,是机器人技术与医工技术结合的产物。中枢神经系统具有高度的可塑性是近 30 多年在神经康复领域的最主要的成果之一,这也是康复医学和机器人技术结合的最重要的医学依据。其总的目标是替代/辅助康复治疗师,对行动障碍进行治疗(如由中风、创伤性脑损伤及其它损伤引起的行动障碍),简化传统康复治疗“一对一”的繁重的治疗过程。
从Handy1开始至今已有近30年的发展历史。最早实现商业化的康复机器人是由英国Mike Topping公司1987年研制的Handy1。早期研发的康复机器人均以单自由度为主,代表性的产品有美国的NUSTEP康复器、德国的THERA-Vital 智能康复训练器、以色列的 APT系列智能康复训练器、意大利的 Fisiotek下肢被动运动训练器。上述设备运动模式单一,而价格也便宜,所以被医疗单位广泛应用。
目前国外的康复机构配备的主要是功能更多、自动化程度较高的、多自由度的牵引式/悬挂式康复机器人。牵引式/悬挂式康复机器人的分类尚未有通用的标准。按照针对的肢体部分不同,主要可分为牵引式上肢康复机器人、牵引式下肢康复机器人和悬挂式下肢康复机器人。
Ø 牵引式上肢康复机器人系统:是一种以普通连杆机构或串联机器人机构为主体机构,使机器人末端与患者手臂连接,通过机器人运动带动患者上肢运动来达到康复训练目的的机械系统。机器人系统与患者相对独立,仅通过患者手部与机器人末端相连.其结构简单、易于控制,系统可靠性高,但自由度低导致引入不需要的康复运动,或需要的康复运动无法完全实现。代表性产品有瑞士的Armeo,意大利的TechnoBody。
Ø 牵引式下肢康复机器人:牵引式下肢机器人又称为坐卧式康复机器人,多用于适用于运动功能完全丧失的瘫痪患者和中风患者的康复训练前期。其优势在于在运动训练过程中, 患者处于坐立、斜躺或平躺的姿态,无需下肢为身体提供支撑。但是对于已经能够部分自主控制下肢肌肉收缩的患者而言, 坐卧的身体姿势不利于患肢步行功能的恢复。
牵引式下肢康复机器人有两种,一种是末端牵引式康复机器人,属于下肢康复机器人中的低端设备:采用一对脚踏板与患者的双足相接触,除此之外机构和患者之间再无其他的相互作用点。这类机器人成本较低,易于操作使用,但只能实现相对简单的训练策略和末端运动轨迹,多用于缓解瘫痪带来的关节僵硬、肌肉萎缩等并发症,康复效果非常有限。另一种是多关节牵引式下肢康复机器人,属于下肢康复机器人中的中高端设备。此类下肢康复机器人既可以方便地实现单关节的运动,也能够完成多关节协调的训练,运动轨迹在工作空间内自由可编程,并具备多种主被动康复训练策略。代表性产品有土耳其耶尔德兹技术大学设计Physiotherabot,瑞士公司Swortec的MotionMaker。
Ø 悬挂式下肢康复机器人:悬挂式下肢机器人又称为直立式康复机器人,不适用于下肢运动功能完全丧失的病人,多用患者中后期康复。患者在使用直立式下肢康复机器人进行康复运动时采用站立的姿态。作用介质主要分为三种,分别是脚踏板、跑步机和地面。但患者躯干被束缚悬挂,舒适性差,对后期康复患者的适应性差,且价格昂贵,售价几百万元。代表性的产品有瑞士的Lokomat ,德国的LokoHelp ,美国的Robomedica。图1: 牵引式/悬挂式康复机器人

资料来源:公司官网,华泰证券研究所
近年来一种可穿戴外骨骼康复机器人异军崛起。可穿戴外骨骼式康复机器人基于仿生原理进行设计,结合人体工程学,能舒适穿戴于患肢.患肢,每个自由度在机器人上都对应一个单独驱动装置。因此,可以确保其运动与人体自由度运动同轴.可以实现更自然有效的康复训练,但目前多用于后期康复训练和残疾人辅助 。代表性的有以色列公司ReWalk Robotics公司的ReWalk系列,日本Cyberdyne公司的HAL、美国Berkeley Bionics公司的eLEGS、新西兰 Rex Bionics 公司的REX。
图2: 外骨骼康复机器人、辅助起立康复机器人、多体位康复机器人

表格1: 康复机器人分类
下肢康复机器人
坐卧式康复
机器人
末端牵引式
康复机器人
末端式机器人通常采用一对脚踏板与患者的双足相接触,除此之外机构和患者之间再无其他的相互作用点,属于下肢康复机器人中的低端设备。电动踏车是目前最常使用的一种末端式下肢康复机器人,有很多家公司都生产了相类似的踏车设备,如北京宝达华的PT-2-AXG 型自动康复机、美国Restorative Therapies 的RT300 Leg和德国RECK-Technik GmbH & Co. KG 的MOTOmed等。
多关节牵引式
康复机器人
外骨骼式下肢康复机器人的执行机构一般由两条机械腿组成,其结构类似于人体下肢,各个关节也与下肢的某些运动自由度一一对应。代表性产品有土耳其耶尔德兹技术大学设计的Physiotherabot,瑞士公司Swortec的MotionMaker。
直立式康
复机器人
悬挂式
康复机器人
悬吊减重式步态训练机器人可以大幅降低理疗师的人员需求和体力消耗,同时确保与传统手段相当的康复效果。作用介质主要分为三种,分别是脚踏板、跑步机和地面。代表性产品有Hocoma公司的Lokomat,Woodway公司的LokoHelp。
可穿戴外骨骼康复机器人
在所有的下肢康复设备中,可穿戴外骨骼康复机器人最为灵活、先进。 它通过帮助患者完成日常生活活动来实现下肢的康复训练,例如直立行走、上下楼梯和上下坡等。代表性产品有ReWalk公司、Ekso公司、Cyberdyne公司的外骨骼机器人。辅助起立康复机器人
如其名称所示,辅助起立式下肢康复机器人主要是在患者起立或坐下的运动过程中提供支撑并保持平衡,训练下肢由坐到站或者由站到坐的运动功能。代表性产品有法国的巴黎第六大学MONIMAD。多体位康复机器人
多体位式下肢康复机器人可以为患者提供不同体位的运动训练,典型的以融合了坐卧式和直立式特点的机器人设备为例。代表性产品有上海璟和技创的Flexbot上肢康复机器人牵引式上肢康复机器人
是一种以普通连杆机构或串联机器人机构为主体机构,使机器人末端与患者手臂连接,通过机器人运动带动患者上肢运动来达到康复训练目的的机械系统。代表性产品有瑞士的Armeo,意大利的TechnoBody。
资料来源:华泰证券研究所
康复机器人系统设计可以划分为机械本体设计和运动控制策略两部分。
Ø 机械本体设计:应综合考虑患者的病情特点、实现功能、训练模式、安全舒适性等,提高训练动作的种类,增大动作幅度,积极探索新材料技术在康复机械中的应用,使机械更加简洁轻巧,穿戴起来更加舒适。
Ø 运动控制策略设计:是目前的一个难点,因为康复机器人是一个具有时变、强耦合和非线性的动力学特征的系统,加上患者在过程中因肌张力的变化、肌肉痉挛等造成的环境不确定性,其控制十分复杂。如果控制系统不稳定,会给病患部位造成二次损伤。康复机器人运动控制策略从控制手段主要分为:力控制策略、力场控制策略及生物电信号控制策略。运用力传感器是直接检测机器人同病患部位之间的相互作用力并对之进行控制的力控制策略,是机器人辅助康复运动控制中应用最广泛的一种控制策略,力位混合控制和阻抗控制又是其中最为常用的两种方法。
现在的康复机器人种类已经十分丰富,应用领域也不再限于康复训练。如今出现了很多种残疾人辅助康复机器人,例如智能轮椅、导盲手杖、机器人假肢以及各种外骨骼助力装置。康复机器人在社会行为障碍的干预与治疗方面也显示出巨大的潜力,包括自闭症类群、多动症以及其它目前相当普遍且数量不断上升的儿童行为障碍。随着人口老龄化趋势越来越明显,康复机器人技术还朝着促进原居安老、推迟老年痴呆症的发生,通过陪护缓解老年人孤独的方向上进一步发展。
全球康复机器人市场高速增长,发达国家进入外骨骼机器人时代
未来五年呈高速增长态势,发达国家与发展中国家差距明显
英国市场研究公司Technavio在2016年3月份发布报告称2015年全球康复机器人销售额(行业规模)为5.77亿美元,预计到2020年,市场规模将达到17.3亿美元,复合年均增长率达24.51%。康复机器人市场在美国欧洲等发达地区的市场份额及增速要明显高于发展中国家。


资料来源:Technavio,华泰证券研究所
资料来源:Technavio,华泰证券研究所
四大因素致使康复机器人市场全球发展不均衡
产品知晓度、政府支持力度、医疗保健支出及中风发病率等因素是康复机器人市场在发达国家和发展中国家的市场规模及增速不同的主要原因 。
表格2: 发达国家与发展中国家康复机器人行业影响因素比较中风发病率发病率高相对于发达国家发病率低厂商研发及推广力度康复机器人在民众中知晓度高主要厂商集中在发达国家康复机器人知晓度低民众偏好传统治疗医疗保健支出医疗保健支出高医疗保险健全医疗保健支出低医疗保险不健全政府支持力度政府资助研究项目政府参与程度低
资料来源:Technvio,华泰证券研究所
饮食种族引发的中风高发病率
中风是一种以脑部缺血及出血性损伤症状为主要临床表现的疾病,又称脑卒中,具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高以及并发症多的“四高一多”特点。
中风已经成为当今世界对人类危害最大的3种疾病之一,并且在发达国家的发病率远高于发展中国家。世界卫生组织发布的全球疾病负担报告显示2013年全球新发脑卒中人数达2800万人,发展中国家中风发病率为670人/10万人,而发达国家为990人/10万人。
巨额研发投入是市场增长的重要推动力
在发达国家,近年来由于诊疗水平的提高,中风的死亡率有所降低,但致残率仍居高不下,约80%的存活者尚有不同程度的功能障碍,即中风后遗症,康复治疗需求严峻。传统的康复疗法是由康复治疗师对患者进行一对一的康复治疗,存在效率低下、效果难以控制等问题,并且发达国家的技术人才的人力成本很高。康复机器人的出现极大的降低了康复师的工作量,提高了康复师的治疗效率,并能促进患者的主动参与、客观评价康复训练的强度、时间和效果,使康复治疗更加系统化和规范化。发达国家的广阔市场前景催生了众多康复机器人厂商,它们投入了巨额的研发及推广资金,大大提高了康复机器人的技术体验和在治疗师及民众间的知晓度,进一步促进了康复机器人的普及。图5: 康复机器人厂商保持巨额的研发投入

资料来源:Bloomberg,华泰证券研究所
医疗保健支出与康复机器人市场规模是线性相关的
高医疗保健支出的国家为使用康复机器人之类的先进设备来缩短康复的时间并且提高效果创造了有利条件。2015年,北美地区是康复机器人市场最大的贡献者,约合2.82亿美元并且未来五年将保持27%的高复合增长率,该地区有着世界上最高的医疗保健支出,二者的相关系数高达99%。图6: 北美地区医疗保健支出与康复机器人市场规模相关性分析

资料来源:Technavio,华泰证券研究所
康复机器人行业发展与政府的引导与扶持密不可分
发达国家在康复机器人领域引领整个产业的研发方向,近年来众多外骨骼机器人厂商涌现,这与发达国家对于该产业的引导与扶持是密不可分的。以美国与日本为例,美国的外骨骼机器人厂商EKSO从公司创立到产品的研发推广都得到了美国军方与国防部的大力支持,日本方面,外骨骼机器人厂商CYBERDYNE则 列为“日本Life Innovation大国战略发展计划”的重要环节,所在地区将被纳入筑波国家战略特区。
表格3: 发达国家政府对于康复机器人行业的支持美国 Ekso公司诞生于美国国防部先进研究项目局资助的科研项目,并一直都在与国防承包商洛克希德马丁共享技术。日本日本政府将外骨骼机器人厂商CYBERDYNE则列为“日本Life Innovation大国战略发展计划”的重要环节,公司所在地区将被纳入筑波国家战略特区。图7: 国外市场已经进入外骨骼机器人时代

资料来源:华泰证券研究所
外骨骼机器人以其独特的优势在残疾人辅助及后期康复细分替代传统康复机器人潜力巨大。欧美等发达国家的康复医疗行业较为发达,康复机器人产业起步较早,适合康复机构使用的牵引式/悬挂式机器人厂商众多,经过10多年的发展,竞争格局趋于稳定且市场趋于饱和。近年来兴起的外骨骼式机器人在患者的后期康复和残疾人辅助方面效果更加卓越,外骨骼机器人基于仿生学和人体工程学的设计使其拥有末端牵引式康复机器人无法比拟的治疗效果与用户体验,不仅适合康复中心等机构用户,而且在个人用户普及方面显示出巨大潜力。
外骨骼机器人本身的技术及用户体验在不断升级,各家厂商的研发费用与销售推广费用保持高速增长。外骨骼机器人的更新换代十分迅速,电池容量更大,更加轻质便携,步态控制能力和可定制性也不断提升。
Rewalk与EKSO先后通过了FDA for person的认证,该认证敲开了美国潜在个人用户的大门。厂商的不断加入能够逐渐普及大众的认识以及促使不断升级技术体验,规模化后外骨骼价格降低。
机械外骨骼在康复领域的应用已经获得美国军方的权威认可,有望纳入退伍军人保险。2015年12月中旬,美国退伍军人事务部宣布,同意为符合条件的瘫痪老兵提供Rewalk外骨骼机器人的评估、训练和配备。
今年5月份,美国首家保险公司公布将外骨骼机械人纳入保险范围,个人版未来很有可能普遍加入欧美国家的医保计划。因为每年全球由于脊髓损伤后遗症而再次住院的费用超过100亿美元,每年还在迅速增加中。使用外骨骼机器人系统后,将能大大减少再次住院的总体费用,未来可能会获得保险公司的认同而进入医保。
ReWalk Robotics:民用外骨骼机器人龙头,个人版放量可期
以色列的科技公司 ReWalk是全球民用外骨骼系统龙头。目前,ReWalk Robotics旗下共有两款产品,分别是ReWalk Personal和ReWalk Rehabilitation,前者主要针对个人用户,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。后者则是针对机构用户,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。
ReWalk 2012年获得欧盟的认证,2014 年取得美国食品和药物管理局(FDA)批准,成为首家取得这项批准的机械外骨骼系统。这项进展使 ReWalk Robotics的前景备受看好,并在2014年9月于美国纳斯达克股票交易所(NASDAQ)公开上市,募到超过 5000万美元,首日股价即从13.6美元飙升至25.6美元,涨幅达到113.33%,公司市值也一路攀升至2亿美元,一举成为当周美股市场中的亮点。图8: ReWalk外骨骼机器人产品

资料来源:Rewalk,华泰证券研究所
从营收增速上看,外骨骼康复机器人市场大有前景。ReWalk 2013年营收158.8万美元,2014年营收暴增至395.1万美元,2015年营收达374.6万美元,2016年上半年营收287.8.1万美元,根据往年数据,下半年营收有望大幅超过上半年。但是ReWalk自成立以来一直处于亏损状态,主要原因即产品迟迟未能达到大量销售的规模,ReWalk Personal目前7万多美元的售价对于普通民众来说还是非常高的,截至2014年8月1日,公司只销售了62台ReWalk Rehabilitation及19台ReWalk Personal。但随着公司产品体验的升级以及销售渠道的建立,加上公司个人版产品通过了FDA认证并在纳入军人保险和医疗保险方面取得实质性突破,产品放量或可期。


资料来源:Wind,华泰证券研究所
资料来源:Wind,华泰证券研究所
图11: ReWalk的研发费用与销售费用持续保持极高水平
图12: ReWalk培训中心及经销商网络覆盖北美、西欧


资料来源:Wind,华泰证券研究所
资料来源:Rewalk,华泰证券研究所
Cyberdyne:意念控制,超级炫酷
Cyberdyne株式会社是以筑波大学信息工程学院、Cybernics研究中心山海嘉之教授的研究成果而在2004年6月成立的,并于2014年在东京证券交易所创业板上市。Cyberdyne开发的HAL系列目前只有机构版,已在日本与欧洲市场上市,同时也在积极申请美国的FDA认证。
HAL是通过生物电感应器,更强调与人体的整合度。他们认为HAL系统应当更像人体的自然延伸而不仅仅是一种助力工具。HAL是通过生物电感应器,采集皮肤上的生物电驱动外骨骼系统做相应的动作的,并设计有“机体探测节点”的功能,外骨骼可以通过这套系统探测人体肌肉的发力点从而介入工作,以增强人体的肌肉力量来协助完成工作。
工伤保险+租赁方式组合拳,广受医疗机构欢迎。HAL产品在日本已售出400多套,在欧洲也售出了约50套。在德国,使用机器人套装HAL的治疗已经可以使用工伤保险,已有13家医院决定采用。HAL以灵活的租赁方式受到了医疗机构的欢迎,使用者支付5200美元左右的初期导入费(相当于初装费用的概念)后,就能够以每月大约1700美元的价格(租赁时间如果超过一年将获得更低廉得月租费用)进行租赁使用。图13: Cyberdyne外骨骼机器人

资料来源:Cyberdyne,华泰证券研究所
Cyberdyne 2015财年实现营收527万美元,同比增长113.7%,但净利润与其他外骨骼公司一样处于亏损状态,这是由于公司研发强度一直处于高位。值得一提的是,日本政府已将其列入“日本Life Innovation大国战略发展计划”,可以显示公司和日本政府对未来市场前景的信心。图14: Cyberdyne公司2015开始营收大幅上涨
图15: Cyberdyne研发费用一直处于高位


资料来源:Bloomberg,华泰证券研究所
资料来源:Bloomberg,华泰证券研究所
Ekso Bionics:军事、民用、救援、医疗等领域“多栖”发展
EKSO是美国的一家企业,创立于2005年,2014年上市(OTC),2012年就拿到FDA医院使用许可,今年拿到FDA for person的认证。截止2014年上半年,EKSO对65家治疗中心销售了80台设备。从产品线上,ESKO因为有美国国防部背景,所以在军事、民用、救援、医疗进行了多方位的尝试。
ESKO已有两款医疗外机械骨骼在2012年上市,关键的部位大量采用了铝合金、钛合金、碳纤维等金属和复合材料,系统还内建了高精度的感应器、微型驱动马达、拟人关节,还有速度极快的中央处理器和强大的软件系统。它提供了 3种模式供用户根据自身的情况和康复进度来选择,包括了FirstStep(康复治疗师辅助进行)、ActiveStep(用户自主控制模式) 和ProStep(自动感应用户身体动作触发每一步)。另外,它同时还能统计并上传相关数据,以便医疗人员进行分析。图16: EKSO外骨骼机器人产品

资料来源:EKSO,华泰证券研究所
从营收增速上看,2012年到2015年复合年均增长率达31.7%,但是公司同样未能实现盈利,主要原因也是市场没有完全打开,但随着个人版在今年拿到FDA认证,产品销量有望提升。图17: Ekso公司营收保持高增长
图18: Ekso公司净利润

Hocoma:与高校合作紧密,Lokomat垄断我国高端市场
HOCOMA公司成立于1996年,与欧美多国高校合作研发高端康复治疗与训练产品。作为国际知名的医疗康复机器人公司,其医疗康复机器人在人体工程学、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等众多方面具备先进技术。
公司主要提供四款康复机器人产品:
Ø Lokomat:是一款能够提供即时反馈与评估的步态训练机器人,对中风、脊髓损伤 、创伤性脑损伤、多发性硬化症等神经系统疾病患者有良好的康复效果。目前,Lokomat几乎垄断中国高端康复机器人市场。
Ø Armeo:是一款能够提供即时反馈与评估的上肢康复机器人,支持从肩膀到手指的完整的运动链治疗,能够根据患者的情况自动提供协助。即时是症状严重的患者,也能用此款设备进行高强度的早期康复治疗。
Ø Erigo:是一款集成的倾斜机器人系统,用于长期卧床病人的早期神经康复训练。
Ø Valedo系列:用于背部疼痛治疗,包括Valedoshape、Valedomotion和Valedo三款产品,分别用于脊柱评估、诊所治疗和家庭治疗。图19: Hocoma康复机器人产品

资料来源:Hocoma,华泰证券研究所
WOODWAY:产品系列丰富,扎根我国中端市场
美国WOODWAY公司成立于1975年,一直专注于研制设计独特、性能卓越、可靠耐用的竞技训练、商业健身及医疗康复专业跑台。该公司的康复机器人主要两款:
Ø LokoHelp:是一款用于康复运动的步态训练机器人,除了可以减轻康复治疗师的工作强度外,还能提高康复治疗的效果。
Ø KineAssist,是一款能够模拟实际生活环境的康复训练机器人,可以提供包括平地走,爬坡,站立平衡 ,动态平衡等运动疗法。除康复训练机器人外,该公司还有多款康复评定智能设备。图20: WOODWAY康复机器人产品

资料来源:Woodway,华泰证券研究所
国内康复机器人行业尚处于幼稚期,百亿市场亟待开发
我国处于机构普及阶段,牵引式/悬挂式康复机器人大有可为
我们认为康复机器人的普及是一个由机构用户普及向个人用户普及的过程,而国内尚处于机构用户普及阶段,目前国内进入到临床应用的只有牵引式/悬挂式康复机器人。具体表现为康复机构数量不足,现有机构的康复机器人普及率不高,只有少量三甲医院有配备。中高端市场被欧美品牌垄断,例如Hocoma公司的Lokomat,WOODWAY公司的Lokohelp,国内厂商在中低端市场有一定市占率。图21: 国内康复机器人市场尚处于机构普及阶段

资料来源:华泰证券研究所
随着我国康复医疗行业春天的来临,我国医疗机构对康复机器人认可度在提高,而且国内医院开始关注外骨骼机器人并尝试引进。据我们的不完全统计,在全国34个省、自治区及直辖市中,已经有17个地区的三甲,三乙、康复专科、老年专科及军队疗养医院开展了康复机器人临床效果研究,其中不乏一些地级市、县级市医院。
我国康复机器人的行业属性:市场刚需,先发壁垒高,对资金链要求高
在我国,康复机器人属于医疗器械,具有医疗器械行业的共有属性:
Ø 市场刚性需求,行业抗经济风险的能力高。
Ø 大型医疗器械采购按采购主体性质分为民营医疗机构采购和公立医疗机构采购。民营医疗机构采购周期短,采购相对简单。公立医疗机构大多以公开招标的方式采购,涉及的人员、科室、部门较多,环节复杂。
Ø 医疗器械的销售存在直销与代理商销售两种渠道,渠道建设费用高,全国性的医疗器械经销商非常少,市场集中度很低。
Ø 先发壁垒高,先进入某一区域的医械企业容易形成渠道壁垒,对后进入的企业进行挤压。一是用户粘性较高,一旦设备进入某家医院,那么此后的售后服务、维修以及升级,对生产商来说都是源源不断的利润,并且企业可以利用这个渠道打入其他产品,其他企业很难插足。二是在一个区域内,窗口医院(一般是该区域排前3的医院)属于稀缺资源,先占先得,它的辐射作用巨大,接下来无论后续客户的考察,使用者的培训,都要依托这个窗口医院。
Ø 对厂家的资金链要求较高,医院压款的趋势越来越明显。
Ø 国外厂商垄断高端医疗设备市场,并且开始向低端市场渗透,学术推广是进入到高端市场的重要途径。国内中高端市场被欧美品牌垄断,其中德国产的Lokohelp与瑞士产的Lokomat较为先进且认可度最高,保有量在百台左右。
表格4: LokoHelp与Lokomat对照表原理步态矫正器引导足、膝、髋关节运动训练时膝、髋达最大伸展范围,股四头肌得最大刺激训练方式被动、向前主动、被动,向前、后退,侧步系统操作性复杂,需专人简单,不需专人准备时间>40min5~7min价格200-300万300-500万侧重类型脊髓损伤的下位瘫痪脑损伤的肢体瘫痪通用性同一设备不能同时服务儿童跟成人能,更换步行器即可
资料来源:华泰证券研究所
注:主动运动有助于步行姿势在大脑皮质下的形成记忆。
潜在市场空间已达百亿,人口老龄化刺激市场进一步扩大
我国脑中风发病率高速增长并呈现低龄化趋势,形势极其严峻。据统计,中国每年脑卒中新发病例约 270万,且发病率以每年13%的速度增长,据世界银行预测,到2030年,中国将有3177万名脑卒中患者。过去中风患者的年龄多在60岁或以上,而目前已呈低龄化趋势,事实上40岁及以下患者已经占到10%-15%,40岁以上脑卒中患者人群中,40-46岁劳动力人群占50%,且7成为男性。
我国脑卒中致残率高达 75%,而西方国家只有30%,造成我国中风残障率如此之高的主要原因就是缺少康复治疗。中风致残的根本原因不是肢体的本身受到伤害而是人的中枢神经系统受到损伤,无法形成对肢体运动的有效控制,造成肢体行为障碍症状,严重时出现偏瘫。行之有效的方法是治疗后立即转为康复训练,通过康复重新建立肢体与脑部损伤中枢神经间的联系,逐步刺激促使脑部损伤部位康复,达到对肢体行为的有效控制。而目前国内中风患者的典型康复过程为:住院(不超过10天)-出院针灸(一个月左右)-康复(医保限制半年内)-带有肢体障碍勉强生活。按每台康复机器人单价80万元,覆盖90个患者来算,目前潜在的市场空间已达180亿。
人口老龄化加速市场空间增长。国家统计局发布的2014年国民经济和社会发展统计公报数据显示,2014年年末我国65周岁及以上人口数为13755万人,占比10.1%,首次突破10%,按照国际共识,这意味着我国已经步入老龄化社会,老年人口占比会不断加重,人口老龄化增加了中风及其他脑血管疾病的患病几率、致残几率,可以预见市场空间会呈持续增长态势。


资料来源:中国卫生和计划生育统计年鉴,华泰证券研究所
资料来源:产业信息网,华泰证券研究所
因素一:居民需求日益增长+现有水平严重滞后,机器人革命呼之欲出
随着国民收入的增长和居民医疗保健意识的提高,现有康复治疗水平已经不能满足民众需求。经济快速发展和人民收入水平的提高,促进居民医疗保健支出不断增长。同时,社会对康复医疗的认知水平不断提高,民众必然对康复治疗的效果和效率提出更高的要求。然而一直以来,中国医疗领域实际是重抢救治疗、轻康复,造成目前康复医疗资源总量不足,分布不均,人才匮乏,服务能力较低,康复医疗体系尚不完善,远不能满足市场需求。随着我国医疗卫生体系改革的不断深化,在政策、资本、技术的合力推动下,我国康复医疗行业拉开了发展的大幕,我们认为这为康复机器人行业的发展带来了巨大能量源,康复医疗行业的机器人革命呼之欲出。图24: 我国居民可支配收入及医疗保健支持续增长 资料来源:国家统计局,华泰证券研究所
康复机器人是解决我国康复医疗行业现有专业人才供需矛盾的必然选择。目前我国康复医师占基本人群的比例约1.7人/10万人,而发达国家该数据则达到30-70人/10万人,两者相差近30倍。如果按照卫生部要求,我国二、三级医院共需要康复医师5.8万人,治疗师11.6万人,社区综合康复人员需要90.2万人,是现有康复人专业人才的25倍以上,存在巨大的人才缺口。
考虑到社会择业观念转变的缓慢性,以及劳动力成本的上升及我国老龄化进程的加快,此缺口难以在短期内修补,康复机器人打破了医患之间一对一的局限。不仅将医师从繁重、反复的训练任务中解脱出来使其更加专注于治疗方案的改进,而且使得集中康复医疗和远程康复医疗成为可能,从而大大提高康复医疗资源的覆盖能力,缓解供需矛盾。而且国外大量研究表明,康复机器人可以缩短康复的时间并且提高康复效果。康复机器人可对处于不同康复期的患者提供不同强度、不同模式的训练,激励患者的主动运动意识,增强患者的康复信心,利用康复机器人提供的各类传感器测量人体运动学、生理学数据,为医师改进和优化康复方案提供了客观依据,从而使康复锻炼过程定量化、科学化。


资料来源:国家统计局,华泰证券研究所
资料来源:中国卫生与计划生育统计年鉴,华泰证券研究所
因素二:我国自主研发的康复机器人暂露头角,国内厂商开始发力
康复机器人专利申请数量总体呈上升趋势。目前,国内在康复机器人领域进行研究的主要包括清华大学,哈尔滨工业大学,上海交通大学,浙江大学等高校,中科院下属研究所,以及国内医院和机器人企业等。近几年来,陆续有康复机器人产品上市,在中低端市场有一定保有量。图27: 国内康复机器人专利申请呈上升趋势

资料来源:国家知识产权局,华泰证券研究所
安阳神方
安阳神方机器人公司开发了两款康复机器人产品:上肢康复机器和下肢康复机器人。
Ø 上肢康复机器人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,打破了国内上肢康复机器人依靠进口的局面。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,延缓肌肉萎缩和关节挛缩,同时提高患者的上肢运动能力,产品已经于 2013 年上市。
Ø 下肢康复机器人“灵跃”(Lingle)能够实现人体下肢在矢平面的康复训练,运动控制模式可实现单关节和多关节的被动运动,助力运动,阻抗运动,主从运动等多种训练模式。在患者进行一段康复治疗后,系统可以通过采集运动相关数据,对康复的效果进行定量评估,并给出康复建议。
璟和技创
上海璟和技创机器人有限公司推出的Flexbot,主要是针对因脑卒中、颅脑损伤、脊髓损伤等疾病引起的下肢运动功能障碍患者,用机器人辅助其进行步态训练,重塑患者大脑运动功能,使患者重新掌握步行运动技能。主要面向医疗机构、康复中心和残联。目前已有30多台来自璟和的康复机器人已在全国范围内使用。
璟和技创由钱璟集团与章和电气合资成立,钱璟集团为中国康复器械研发、生产及销售领军企业,产品销往2000多家医院。章和电气2000年成立于香港,全球前50的工厂有85%使用章和电气的产品。
台湾上银
上银科技是台湾最大的机械厂商,也是全球线性传动领导品牌, 2009年在台湾证券交易所挂牌上市。自行研发的产品从大型到微型的滚珠螺杆、线性滑轨、工业机器人等,广泛使用在生技医疗、半导体、光电、3C、自动化、精密工具机、节能、交通等产业,打破日、德长年垄断的精密机械市场。
上银科技以“下肢康复训练机”作为跨足医疗用机器人的试金石,定位高端市场。目前已通过台湾TFDA认证、欧盟医疗器材CE认证、与大陆CFDA认证,第1批10台下肢复康复训练机预计今年4月正式在大陆开卖。上银“下肢康复训练机”在全球已与多个医学中心合作,在大陆就有10多家医疗机构感兴趣并有意与上银合作,医疗经销体系也布建完成。在临床上已经超过 4000 位病人体验过 HIWIN下肢康复训练机,具备早期介入治疗能力,可以快速帮助病人恢复体力与基本之运动控制能力。在使用6周后,有超过 85% 病人在平衡感与肌耐力都有明显进步。图28: 国产康复机器人

资料来源:公司网站,华泰证券研究所
因素三:利好政策催化,国产康复机器人迎发展新机遇
国家政策对国内康复机器人行业的导向作用巨大。一方面康复机器人属于高新技术产业,具有高投资、高风险、高附加值的特点,并具有部分公共产品的属性,需要政府的引导与扶持,以在一定程度上纠正和弥补市场失灵。另一方面,康复机器人属于大型医疗器械。这本身就是一个受国家政策导向影响明显的行业,特别是十三五期间,医疗改革进入全面深化阶段,将对康复机器人行业产生深远影响。
Ø 产业规划政策长期利好,2020年或将实现小批量生产及应用。
工业和信息化部、发展改革委、财政部联合印发 《机器人产业发展规划(2016-2020年)》,提出了我国机器人产业“十三五”总体发展目标,即形成较为完善的机器人产业体系,其中,要求在2020年,在产业规模上,助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用,在技术水平上,医疗健康、家庭服务、反恐防暴、救灾救援、科学研究等领域的服务机器人接近国际水平。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政策,利好频出可期待。
表格5: 政府推进康复机器人产业相关政策部门时间发展规划主要内容工业和信息化部、发展改革委、财政部2016年4月《机器人产业发展规划(2016-2020年)》在2020年,在产业规模上,助老助残、医疗康复等领域实现小批量生产及应用,在技术水平上,医疗健康等领域的服务机器人接近国际水平。国务院办公厅2016年3月《关于促进医药产业健康发展的指导意见》加快医疗器械转型升级。发展康复辅助器具中高端产品。
北京市科委
2015年6月
《北京市科学技术委员会关于促进北京市智能机器人科技创新与成果转化工作的意见》
机器人将在物流、救援、监护以及医疗、养老康复等领域“上岗”,并逐步形成3到5个机器人行业应用示范基地,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国务院办公厅2015年5月《中国制造2025》提出要提高医疗器械的创新能力和产业化水平,重点发展医用机器人等高性能诊疗设备等,此为中国版“工业4.0”规划的重点内容之一,积极鼓励国内医疗器械的创新
资料来源:政府网站,华泰证券研究所
Ø 医保覆盖范围及保险比例不断提高,康复机器人相关治疗费用纳入值得期待。
按照人社部、国家卫计委等多部门联合印发的《关于新增部分医疗康复项目纳入基本医疗保障支付范围的通知》,从2016年6月30日开始,纳入医保的康复项目由此前的9项增加至29项,并且各地原已纳入支付范围的医疗康复项目继续保留。可以看到有关医疗康复项目的医保改革的大方向是:1)增加可报销的康复种类;2)提高在康复专科医院接受治疗的患者的实报比例;3)不断把符合规范的民营医院纳入医保支付体系。
从经济性的角度来看,以中风病人为例,目前我国中风病人每年住院次数3-4次,如果第一次中风后及时接受康复治疗,84%的病人可以恢复正常生活,但如果没有接受及时治疗,往往会因肢体障碍再次入院,会使医保基金花费更多的钱。从社会效益的角度看,美国的一项研究表明,残疾人康复的投入产出比介于1:4-1:10之间,也就是说如果以单位1来代表在一名残疾人康复上的总投入,那么他对社会的产出将达到4倍甚至10倍。我们有充分的理由相信,康复机器人相关治疗费用在不久的将来将纳入医保政策。
Ø 医疗器械国产化是是医疗改革的一大受力点,康复机器人国产化是大势所趋。
政府鼓励公立医院采购国产设备。2014年5月,受国家卫计委委托,中国医学装备学会在开展了一场“优秀国产医疗设备产品遴选”活动,遴选出一批“符合临床需要、产品质量优良、具有市场竞争力和发展潜力的国产医疗设备”,形成一份优秀产品目录。 同年8月,国家卫计委和工信部联合提出要推动三甲医院应用国产医疗设备。可以预见,未来将有更多促进医疗器械国产化的政策推出,国内康复机器人厂商将因此受益。
未来康复机构特别是民营性质大量兴建,为国产化创造了巨大的发展契机
我国康复机构现状
2011年颁布的《关于开展建立完善康复医疗服务体系试点工作的通知》,明确提出我国要学习发达国家,建立完善的三级康复医疗体系:(1)急性期:综合医院(2)康复期:康复医院(3)长期随访期:社区医院。我国目前情况是:
Ø 我国综合性医院康复科室不受重视,康复设备缺乏并且落后。可以预见,一波升级、兴建综合医院康复科室的浪潮就要来临,在医疗设备智能化的大趋势下,医院采购中低端的康复机器人可预期。
Ø 康复医院数量缺口在6000所以上,康复医院采购康复机器人几乎将成为刚需。
Ø 民营康复医院已经占据主导,民营康复医院将成为采购康复机器人的主力。另一方面,不同于各要素要求极高的综合医院,康复医院以其人才要求低、盈利周期短、易复制扩张的优点极易受到社会资本的青睐。图29: 近年来康复科室建设保持高增长但仍远不能满足需求
图30: 现有康复医院数量不足,民营资本优势显现


资料来源:中国卫生与计划生育统计年鉴,华泰证券研究所
民营成为采购主力,高性价比+合作方式灵活的国产康复机器人将大受青睐
康复机器人属于大型医疗器械,按采购主体性质分为民营医疗机构采购和公立医疗机构采购,按销售渠道分为直销和代理商销售。公立医疗机构大多以公开招标的方式采购,涉及的人员、科室、部门较多,环节复杂,渠道壁垒高且建设费用高,同时更加注重机械的功能性,对价格不敏感。而民营医疗机构采购周期短,采购相对简单,更看重性价比。因此,在国家政策对社会资本办医的扶持力度不断加大,相关政策频出的背景下,未来民营医院将成为采购康复机器人主力,以高性价且合作方式灵活为特征的康复机器人国产化或将率先从民营医院推进。
国产康复机器人率先进军民营康复机构具体分析如下:
Ø 首先,民营医疗机构重视采购产品的性价比,寻求与设备供应商建立灵活的合作方式,而国内厂商存在天然的产品价格低,性价比高以及本土市场优势,可以预见以中低端产品为市场切入点的国产康复机器人将迎来风口。
Ø 其次,政策对民营医院采购大型医疗设备的放宽给予了国产机器人厂商进入中高端市场的机会。2011年以前由于国家规定民营医院引进超过100万元以上的大型设备须经卫生部门审批,且每年有额度限制,所以民营医院现有的大型的医疗器械较少。但近年来,国家鼓励社会办医的力度不断加大,政策逐渐放宽甚至倾斜。2011年底,卫生部在《关于下达2011—2015年全国乙类大型医用设备配置规划的通知》中指出,在对医疗设备配置进行规划时,要“优先考虑政府投资装备和非公立医疗机构配置需求”。 通知还指出,按照《国务院办公厅转发发展改革委卫生部等部门关于进一步鼓励和引导社会资本举办医疗机构意见的通知》(国办发〔2010〕58号)要求,充分考虑非公立医疗机构的发展需要,合理预留规划配置空间,支持非公立医疗机构按照批准的执业范围、医院等级、服务人口数量等,合理配置大型医用设备。这一系列政策支持的实施,使得未来民营医院能够大型医疗设备进行大规模的集中采购。这为国产厂商开发中高端产品提供了广阔市场进入机会。
Ø 民营医院已呈现出规模化运营的趋势,大型医疗器械会由集团集中采购。
1)民营医院规模化运营主要表现为两种方式:一是专科连锁网络,如爱尔眼科在2003到2014年11年间在24个省(直辖市)布局共设立70余家眼科医院并运用“三级连锁”的商业模式为患者提供高水准、多层次的眼科医疗增值服务,是我国国内首家上市的医疗机构。另一种是综合性的医疗集团,如凤凰医疗通过收购和托管的方式目前旗下已有12家医院和28家社区医疗机构,在北京形成了从社区卫生、基本预防保健、重症诊疗等服务为一体的综合医疗服务体系。通过集团式的管理提升医院运营效率同时发挥集团的规模效应,通过二次议价降低医疗药品、耗材方面的成本。
2)同时,医疗器械代理商是民营医院的采购渠道,主要采取分期付款的采购方式。在规模化运营的民营医院中,康复机器人这种大型医疗器械会由集团集中采购,避免了公立医院分散、复杂招投标,渠道建设更便捷,这给国内康复机器人厂商创造了良好的市场进入契机。
相关公司
我们认为,国内康复机器人行业市场空间广阔,是未来几年投资大机遇。目前行业处于导入期,行业内各企业纷纷跑马圈地,产业格局还没有形成。那些具备技术和制造先发优势,同时积极搭建民营销售渠道(不论是与代理商长期合作,还是直销网络建设),合作模式灵活的公司将率先受益行业爆发,成为国产化进程中的龙头标的。A股纯正标的不多,推荐潜力巨大的科远股份。
科远股份
科远股份是国内领先的工业自动化与信息化技术、产品与解决方案供应商,扎根过程自动化、工业信息化、智能制造与机器人、传感技术与测控装置四大产业领域。图31: 科远2011-2015营收、净利润及各自增速
图32: 科远2015年各业务收入占比


美的集团
美的集团是一家以家电制造业为主的大型综合性企业集团,于2013年在深交所上市,旗下拥有小天鹅、威灵控股两家子上市公司。美的拥有中国最完整的空调产业链、冰箱产业链、洗衣机产业链、微波炉产业链和洗碗机产业链,拥有中国最完整的小家电产品群和厨房家电产品群。图33: 美的股份2011-2015年营收、净利润及各自增速
图34: 美的股份各业务收入占比


迪马股份
迪马股份是国家级高新技术企业,主营从事房地产开发与防弹运钞车、警用车在内的专用汽车的制造、销售及汽车售后业务。2014年公司进行重大资产重组后,房地产开发收入占总收入比例达90%。图35: 迪马股份2011-2015年营收、净利润及各自增速
图36: 迪马股份各业务收入占比


机器人
机器人是一家以机器人独有技术为核心,致力于数字化高端装备制造的高科技企业。机器人产品线涵盖工业机器人、洁净(真空)机器人、移动机器人、特种机器人和智能服务机器人五大系列,在高端智能装备方面已形成智能物流、自动化成套装备、洁净装备、激光技术装备、轨道交通、节能环保装备、能源装备、特种装备产业群组化发展。机器人是国际上机器人产品线最全厂商之一,也是国内机器人产业的领导企业。图37: 机器人2011-2015年营收、净利润及各自增速
图38: 机器人各业务收入占比

资料来源:Wind,华泰证券研究所
Larry Luo
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