机器人康复未来可期

1.1行业概述医疗机器人是将机器人技术应用在医疗领域，根据医疗领域的特殊应用环境和医患之间的实际需求，编制特定流程、执行特定动作，然后把特定动作转换为操作机构运动的设备。根据国际机器人联合会（IFR）分类，医疗机器人可以分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、医疗服务机器人四大类。目前，在我国医疗机器人市场中，康复机器人占比最大，约为41%；医疗服务机器人、手术机器人占比相差不大，分别为17%、16%。

类型

用途

细分产品

手术机器人

由外科医生控制，可用于手术影像导引和微创手术末端执行

骨科手术机器人、神经外科手术机器人、腹腔手术机器人

康复机器人

辅助人体完成肢体动作，用于损伤后康复、提升老年人/残疾人运动能力

外骨骼康复机器人、护理机器人、其他康复机器人等

辅助机器人

在医疗过程中起到辅助帮助作用

远程医疗机器人、配药机器人、诊断机器人等

服务机器人

提供非治疗辅助服务，减轻医护人员重复性劳动

送药机器人、消毒机器人、导诊机器人

资料来源：中国产业信息网康复机器人作为医疗机器人中的一个重要分支，它的研究包含了康复医学、生物力学、机械学、计算机科学、材料学等多方面的领域，是典型的医工结合的领域。康复机器人的原理是辅助人体完成肢体动作，实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等，可有效促进神经系统的功能重组、代偿和再生，缓解肌肉萎缩和关节萎缩问题。主要应用于康复护理、假肢和康复治疗等领域。康复机器人的目标是实现替代/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。康复机器人目前主要有以下两大类用途：一是康复训练，医院，以神经可塑性为基础进行重复步训练，是一种治疗设备；二是辅助行走，通常为穿戴式外骨骼机器人，面向个人，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较好，能够帮助行动不便的患者站起来行走，为其生活提供便利。从是否可穿戴划分，康复机器人可分为牵引式/悬挂式康复机器人及外骨骼机器人两类：牵引式/悬挂式康复机器人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。牵引式机器人康复系统通过与患者的手臂或下肢相连，通过机器人运动带动患肢运动来达到康复训练目的，多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初期。此类康复系统结构简单、易于控制、可靠性强，给康复初期尚不能自主支撑身体的患者提供较为简单的康复运动训练。悬挂式康复机器人系统可以使患者在直立状态下，自主支撑身体，但同时对患者给予吊悬减重与保护，多用于中后期康复。相对于坐卧式训练，这更加贴近于日常生活中下肢的活动方式，有利于激发患者自主地为身体提供支撑，对于恢复患肢的步行功能有很大的帮助。外骨骼机器人近年来在牵引式/悬挂式机器人基础上技术升级的穿戴式康复机器人即外骨骼机器人开始异军突起。它基于仿生原理进行设计，结合人体工程学，可以穿戴于患肢。每个关节上都对应有单独的驱动装置，患者佩戴后可以确保机器人的运动模式和人体自由度同轴，可以实现更有效的康复训练。从功能上划分，外骨骼装置又可以分为2种：第一种是以辅助和康复治疗为主的外骨骼机器人，例如辅助残疾人或老年人行走的外骨骼机器人，还有辅助肢体受损或运动功能部分丧失的患者进行康复治疗和恢复性训练的外骨骼机器人；另一种是以增强正常人力量、速度、负重和耐力等人体机能的增力型外骨骼机器人。近年来，许多国家开展了外骨骼装备的研制，并逐步将其应用于军事作战装备、辅助医疗设备、助力设备等领域，其中美国和日本在外骨骼机器人的研制上取得的成果最为显著。代表性的有以色列公司ReWalkRobotics公司的ReWalk系列，日本Cyberdyne公司的HAL、美国BerkeleyBionics公司的eLEGS、新西兰RexBionics公司的REX。1.2关键技术与优势分析康复机器人的关键技术壁垒康复机器人的关键技术主要涉及：关节角度与力矩控制、肌电信息融合感知与控制、力反馈控制和空间运动监测控制等。其中，力反馈控制技术，即如何精确感知患者触觉反应，并根据人体动作力度准确做出响应，执行康复训练任务，是目前康复机器人技术的一大瓶颈。此外，对肌电信号的认识还不够明确；尽管单一动作的肌电信号识别率已达到95%以上,也很难进行准确地自动定位,从而难以实现多自由度机构的连续控制。康复机器人相比传统人工康复训练的优势分析传统的康复治疗手段通常依靠康复理疗师手动带动患者患肢进行被动康复训练，训练策略比较单一；同时，在训练过程中，施加在患肢上的力度与患肢的训练轨迹都难以保持良好的一致性；而且，这种康复手段需要理疗师进行较强的体力劳动，因此患者通常难以得到足够强度与频次的康复训练。相对于传统的人工康复训练模式，康复机器人带动患者进行康复运动训练具有很多优点：1）机器人更适合执行长时间简单重复的运动任务，能够保证康复训练的强度、效果与精度，且具有良好的运动一致性；2）通常康复机器人具备可编程能力，可针对患者的损伤程度和康复程度，提供不同强度和模式的个性化训练，増强患者的主动参与意识；3）康复机器人通常集成了多种传感器，并且具有强大的信息处理能力，可以有效监测和记录整个康复训练过程中人体运动学与生理学等数据，对患者的康复进度给予实时反馈，并可对患者的康复进展作出量化评价，为医生改进康复治疗方案提供依据。康复机器人相比传统康复辅具的优势分析康复机器人的核心在于人机交互，即通过感应使用者力量变化，给予相应反馈。利用传感器实时检测使用者的发力方向和力量大小，结合力反馈技术，给予使用者适当的助力。传统的非智能设备只有两种模式，要么是一点力都不给的主动设备，要么是给予位置控制的纯被动训练，而有了力反馈技术，就可以根据患者的具体情况，用户力量足够的时候不加助力，力量不够的时候把缺失的力量补足。这一切都依赖感知与算法，对传感器的性能与算法的精准程度要求较高，因此不同厂商、不同产品性能上会有较大的差异。1.3产业政策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年1月发布《残疾预防和残疾人康复条例》，《条例》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。康复机器人政策频出年，卫生部下发了《医院康复医学科建设与管理指南》，医院建设康复医疗学科，配备康复训练设备；年3月，国家卫计委联合5部门印发《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》，在原已纳入支付范围的9项医疗康复项目基础上，将“康复综合评定”等20项新增康复项目纳入医保支付范围；同年4月，工业和信息化部4部委发布《机器人产业发展规划（-年）》，提出了我国机器人产业“十三五”总体发展目标，其中，要求年，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。时间部门政策文件主要内容国务院关于深化医药卫生体系改革的意见医疗体系要预防、治疗、康复相结合卫生部关于将部分医疗康复项目纳入基本医疗保障范围的通知9种治疗性康复项目被纳入医保支付范围卫生部关于开展建立完善康复医疗服务体系试点工作的通知建立三级康复医疗分级诊疗体系；全国14省试点康复医疗服务体系国务院中国残疾人事业十二五发展纲要残疾人普遍加入基本医保，提高医疗和保障水平卫生部医院康复医学科建设与管理指南要求所有二级以上医院必须建设康复医学科卫生部十二五时期康复医疗工作指导意见对康复医疗机构、人员建设提出明确要求卫生部关于印发《医院》基本标准（）版》更新修订医院建设基本标准卫计委关于加快发展社会办医的若干意见鼓励社会资本直接投向资源稀缺领域，如医院等卫计委联合5部门印发《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》将康复综合评定等20项新增康复项目纳入医保支付范围工业和信息化部等四部委发布《机器人产业发展规划（~）》提出我国机器人产业十三五总体发展目标，要求年，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《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》将基本的治疗性康复辅助器具逐步纳入基本医疗保险支付范围，统筹推进康复辅助器具产业发展国务院《残疾预防和残疾人康复条例》加大了对残疾预防和残疾人康复事业的扶持力度，包括加强对残疾人的医疗保障，尤其是强化了对残疾儿童、城乡贫困残疾人、重度残疾人等特殊残疾群体的保障力度：明确政府要对从事残疾预防和残疾人康复服务的机构给予资金、物资方面的支持等国务院《国家积极应对人口老龄化中长期规划》

提倡打造高质量的为老服务和产品供给体系，积极推进健康中国建设，建立和完善包括健康教育、预防保健、疾病诊治、康复护理、长期照护、安宁疗护的综合、连续的老年健康服务体系。

资料来源：网络收集整理1.4行业发展现状康复机器人在我国起步较晚，还缺乏成熟的、市场普遍认可的产品。主要基于以下几点原因：康复机器人还不能完全替代治疗师，只能作为治疗师的辅助从目前的智能化发展程度来看，康复机器人提供了一种可以量化、标准化的康复训练途径。其他任务比如发现康复过程中患者存在的问题，制定康复训练计划，监督、跟踪训练的效果都还要依赖治疗师。以中风为例，中风后遗症康复是一个循序渐进的过程。早期有按摩、推拿、被动运动等锻炼方法，中期需要翻身、起坐，后期还有走路以及手指精准动作等。康复机器人的训练只能作为一种补充，而不能取代这些训练。此外，根据一些医生的反馈，由于功能稳定性、易用性等方面的问题，病人用康复机医院配备医疗师陪伴保护。机器人的自主性和适应性还比较弱，智能化水平不足目前许多康复机器人公司的AI算法仅停留在单一的康复训练阶段，康复模式单一，不能做全康复周期的管理，难以满足各阶段康复患者的需求。另外，缺乏一体化的康复评定系统及康复信息化联通平台，难以实现对康复训练有效评价以及康复科室之间的信息互通，这些问题导致不少医生对康复机器人的兴趣不高。多平台之间缺乏协同控制，数据未实现共享患者在疾病过程中会经历急病期、稳定期、恢复期、追踪期四个阶段。医院的临床治疗阶段；进入稳定期后，会进入康医院进行康复治疗；恢复期可以在患者家附近的社区康复中心；跟踪期可能在患者家中治疗。几个环节在不同的场所，所用的设备可能也不一样，数据难以实现共享，影响了康复机器人的推广应用。高昂的价格进一步限制了医院在考虑是否购买康复机器人时会综合考虑性价比。只有设备价格低于使用年限内治疗师的雇佣成本，医院才会考虑购买。目前市场上较为成熟的进口医用康复机器人成交价在—万/套，对于康复机构回报周期超过5年，医院。国产康复机器人售价在20-60万之间，但是在品牌、易用性等方面较进口设备有一定的差距。此外，康复机器人的主要目标群体定位于肢体残疾和老年人，而残疾人及老年人家庭在医疗康复上的负担更重，高昂的价格限制了残疾及老年人对康复机器人的使用。外骨骼机器人应用受限，医疗机构仍以被动康复设备为主目前，美国、日本、以色列、中国等国都有外骨骼机器人产品商业应用，但实际市场与医疗应用非常受限。主要是使用设备的风险过高，医院与医生不太敢用也不愿用。一次病人跌倒或其它意外事故，都可能发生让医护医院面临巨额赔偿的风险。目前下肢康复，还是以固定、坐卧式、被动康复设备为主。设备简单可靠、安全可控，无需专人随护，使用操作、消毒清洁与维护保养简单等，医院与医护人员基本上敢放心使用。医院、大学或研究所等出于职称论文、研究项目或教学等需求考虑，才会买1套外骨骼机器人。其次，医疗康复用途的外骨骼机器人需要获得医疗器械注册证与医疗器械生产许可证才可批量生产与销售。这2个证的门槛都比较高，申报认证及审批过程与时间都比较复杂而漫长，快的2-3年、慢点的4-5年。并且医疗康复外骨骼机器人一经医疗器械申报审批认证后，企业是无法合规的修改该产品的结构、性能、部件与材料，这导致外骨骼机器人很难去做产品迭代与升级更新。如果必须改进产品、升级性能，又将面临漫长而昂贵的重新申报与审批过程。

1.5

行业发展趋势

康复机器人将更加精准简便，突出人机合一人机交互技术/感知技术是影响康复机器人水平最为关键的因素之一，其主要包括物理型、感知型人机交互法两种。目前，物理型人机交互法所采用的力传感器、角度传感器等目前已基本成熟，并成为市场上的主流产品。但由于感知型人机交互法是以对人体肌肉和脑部信号的识别，实现人机交互的，交互程度更高，用户体验更好，更为灵活；随着脑电信号在人机交互领域的不断突破，其将推进康复机器人真正实现人机合一。家庭化趋势愈发明显，下沉速度加快患者康复训练不是一次性工程，而是具有持久性、随时的特点，其最终目的在于帮助患者完成各种运动功能恢复或好转，进而改善患者的日常生活。医院和康复机构来说，数量有限且较为昂贵的机器远不能满足需求，因而经济有效的家用康复机器人更易被人们所接受，预计在5~10年内家用医疗康复机器人将会逐渐走进家庭。康复机器人更加小型化、便携化虽然现在手部等其他部分的康复机器人已从刚性外骨骼慢慢转为柔性穿戴式，其重量已大大减少，但因其驱动仍然用到电机或气泵，导致其不便于长期携带，限制了康复机器人的使用范围。随着康复机器人走进家庭、社区，更好地服务人类，便携的、小型化的康复机器人必是未来发展主流。

1.6

行业驱动力

不断增长的下游需求驱动行业发展肢体残疾主要由骨关节病、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。国内肢体残疾基数高带来大量的康复需求。肢体残疾主要由骨关节病、脊髓损伤和脑血管疾病等造成。康复机器人面向的康复患者主要为：脑卒中(50%)，脊髓损伤(10%)，骨折后遗症(40%)。我国肢体残疾基数庞大，且人数仍在递增。据中国残疾人联合会发布的数据显示，目前我国残疾人总数超过8万，其中肢体残疾人数近2万。人口老龄化加剧推动康复服务需求持续增长。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。我国已步入老龄化进程，老年人口占比不断攀升。年我国65岁以上老年人口数达到1.67亿，所占人口比重不断攀升，达到11.9%。作为世界上老年人口最多的国家，老龄化的加剧势必导致失能老人的增加，推动康复服务需求持续增长。我国康复装备和康复临床需求存在巨大缺口。医院康复科室供给严重不足。根据国家卫健委发布的《中国卫生健康统计年鉴》，年我国共有医院家，这意味着全国个城市平均每个城市拥有医院。医院之外，医院由于设备、理念、人才不足的原因，也无法满足康复的需求。此外，国内康复专业人才缺口巨大，中国康复医学会年公布的数据显示，我国目前从事康复服务的只有多人，平均每10万人口仅“分摊”0.4名康复治疗师。与此同时，美国每10万人口有60名康复治疗师，日本70名，北欧个别国家可以达到名。技术突破推动康复机器人行业快速发展中国康复机器人技术的进步，使国产康复机器人的产业化和临床应用成为可能。中国产康复机器人的陆续上市促进其在机构用户和个人用户中的普及，国产康复机器人的市场占有率逐渐扩大。康复机器人控制系统的核心算法一直处于保密状态，中国康复机器人厂商不断开发算法和系统并取得技术突破。在人工智能技术发展的背景下，中国康复机器人的技术不断创新，产品会具备更高的安全性和价格性价比，进一步满足使用者的需求，从而推动行业快速发展。不断增加的纳入医保的康复项目医保覆盖的康复治疗项目不断增多，将对康复机器人行业的发展产生深远影响。医疗改革在十四五期间进入全面深化阶段，未来频出的利好政策将对行业产生深远影响。2产业链分析康复机器人产业链的上游为机器人零部件，主要由伺服电机、传感器、控制器、减速器、系统集成构成；中上游为康复机器人整机的生产制造；中游为康复机器人经销商和代理商等流通商；下游包括公立医院康复科、医院、民营连锁康复中心和各类养老机构。图：康复机器人产业链康复机器人生产制造企业通过直销或者经销的方式，医院康复科或社会康复机构。近年来，医院预算的收紧，简单医院变得更加困难。部分企业通过融资租赁等多种手段，将康复机器人销往连锁康复中心和养老机构，以拓宽盈利途径。

3

行业规模

弗若斯特沙利文研究显示，中国的康复机器人康复治疗器械自年起步以来，年市场规模已达到2.1亿元，预计将以57.5%的年复合增长率增长至年的20.4亿元。表：中国康复机器人康复医疗器械市场，-（预计）资料来源：弗若斯特沙利文康复机器人潜在市场空间巨大。根据信达证券的预测，医院的康复科、医院以及每家肢体残疾康复服务机构至少配置一台上肢康复训练机器人和下肢康复训练机器人，则未来我国对于康复机器人的需求将达到台。假设单台康复训练机器人的价格约为50万元，则我国康复训练中心对于康复机器人的需求量将达到94亿元。表：我国康复机器人市场规模测算资料来源：卫生部、中残联、信达证券从康复机器人细分行业市场空间来看，目前国内的康复机器人市场基本上被牵引式/悬挂式康复机器人占据，外骨骼机器人市场份额很低。预计相当长一段时间内康复机器人仍会以牵引式/悬挂式康复机器人为主。医疗康复外骨骼技术上可行（虽然目前还不成熟），但实际应用与市场还不确定或还没得到正面验证。外骨骼机器人在医疗康复方面的应用，目前仍处于艰难探索出路的阶段，这点也可通过国外已上市多年的医疗康复外骨骼公司的惨淡业绩与股价得到验证。

4

竞争格局

全球知名的康复机器人生产企业主要包括Ekso、Rewalk、Cyberdyne、Ho