毫无疑问，DeepSeek R1这枚“数字核弹”让我们切实感受到中国的创新力量正深度渗透进各个领域，改写着产业发展的轨迹。医疗行业也不例外，国产手术机器人也正在逐步打破曾经被国外技术主导的局面。
我国发展机器人产业的土壤养分充足、空间广阔，但随着患者需求的不断增加，优质医疗资源的短缺问题也日益凸显。一方面，骨关节疾病患者数量庞大，已超过1.4亿人，占人口总数10%以上1；另一方面，国内骨科执业医生数量相对匮乏，且一名成熟的关节外科医生需要经历5-7年、近500台2手术的培养周期。
关节置换术是终末期骨关节病的主要治疗方式，但传统关节置换术的临床疗效已到达瓶颈期和平台期。技术和工具的迭代是解决这一矛盾的最主要手段。骨科关节手术机器人的诞生，标志着外科手术从传统的“手工”操作向精准化、微创化、智能化的方向发展，为关节置换带来全新视角与更高维度的认知，已成为关节外科领域的前沿热点，机器人辅助技术在关节外科手术中的应用已成为必然趋势。
为了凝聚行业共识，国家骨科与运动康复临床医学研究中心、中国人民解放军总医院骨科医学部，联合动脉网、蛋壳研究院，共同发布国内首份针对关节手术机器人的全景式洞悉及创新洞察报告——《骨科关节手术机器人产业发展白皮书》。
在过去近一年时间里，我们通过临床、产业、科研、资本的多方走访，调研了40余位国内外骨科领域的权威专家以及10余家创新企业代表，精心打磨出一份包含四大篇章、八万字篇幅的深度报告。本文从中精选出十大核心内容，为行业内外的专家学者、政策制定者、企业家以及投资者提供参考与洞见。
01
应用最广泛、累计数据最多、使用前景最广阔的
智能化手术工具
相较于腔镜外科机器人，骨科手术机器人能显著降低对术者操作技能的要求，更有助于在基层医院等医疗资源匮乏的地区实现广泛覆盖，促进手术均质化。
此外，与其他骨科手术机器人进行对比，关节置换术的操作流程和技术规范最为标准，这使得机器人辅助术式更易于在关节置换领域普及。作为使用前景最为广阔的智能化手术工具，关节手术机器人的核心优势分为四点：1）术前规划与术中精准操作，减少手术变异和误差；2）缩短学习曲线，快速提升手术技能；3）量化经验及质量，形成良性循环；4）解决关节翻修等复杂病例，提升远期疗效。
图：三类手术机器人的核心临床价值
数据来源：蛋壳研究院
02
Co-operate！
关节手术机器人的本质是高效智能化辅助工具
关节手术机器人主要应用于三种术式：全髋关节置换术（THA）、全膝关节置换术（TKA）和膝关节单髁置换术（UKA）。这三大术式的手术量正呈现迅速上升的趋势。其中，TKA年手术量与THA相当，约60万-70万例；UKA年手术量不到10万例，但预计未来增速将迅速上升3。
但是，机器人辅助手术并不是简单地操作（Operate）机器人，而是与机器人合作（Co-operate）完成手术。经广泛调研，多数医生认为，关节手术机器人作为高效智能化辅助工具，应用前景广阔。但在未来较长时期内，它无法完全替代医生，而是成为医生“眼”“脑”“手”的延伸，辅助其完成术前规划、设备注册匹配、术中实时导航、机械臂运行控制和术后评估。最终，通过医生与机器人的深度协作，为患者提供更优质的治疗体验与疗效。
图：三类关节手术机器人
数据来源：公开资料
03
前劲不足，后起发力，
2018年后中国企业加速追赶，竞争激烈
骨科关节手术机器人发展至今已有三十余年，大致可划分为三个阶段：技术萌芽期（20世纪80年代—2000年）、技术发展期（2001年—2018年）以及技术趋于成熟期（2019年至今）。我国多数国内企业在第三阶段才进入，早期技术积累与市场准备相对不足，因此与海外市场相比，产业发展也较为滞后。
在国际科技格局持续动态演变的大背景下，中国在人工智能、机械制造、高性能材料、图像识别、机械制备以及电子电器等领域迅速发展，逐步成长为科技体系最为完备的国家之一。
当下，中国骨科关节手术机器人产业发展势头强劲，追赶态势显著。获批产品数量从2016-2018年的1款，跃升至2024年8月底前的18款。未来，在DeepSeek等国产AI大模型的赋能下，骨科关节手术机器人也将进一步提升技术水平并拓宽应用前景。与此同时，随着全球越来越多的企业拿到“入场券”，竞争也势必愈演愈烈。
图：国际和国内关节手术机器人发展历程
数据来源：公开资料，蛋壳研究院整理
04
多数中国企业已进入B轮商业化验证阶段，
国内市场独特优势显现
投融资方面，全球手术机器人产业的投融资市场在2021年达到历史峰值。此后，多数中国企业于2022年后相继进入B轮商业化验证阶段。市场格局方面，海外手术机器人市场经过多年发展，格局相对稳定。而国内市场凭借庞大的医疗需求、完善的供应链体系以及政策支持等独特优势，已成为培育新型机器人的理想“沃土”。
尽管当前产业在底层技术和基础设备、医工联合创新模式、政策支持（评审、认证、医保等）方面仍存在不足或阻力，且全球资本市场处于低迷状态，但从长远来看，中国产业链协同能力以及在人工智能和5G技术领域的独特优势，将为骨科手术机器人的发展提供有力支撑。这一发展趋势不可阻挡。一旦行业探索出稳定且可持续的商业模式，有望再度吸引资本的高度关注，迎来新一轮的发展黄金期。
图：关节手术机器人利好/利空的政策/因素总结
数据来源：公开资料，蛋壳研究院整理
05
中国关节手术机器人市场加速膨胀，
有望五年破十亿，远期破百亿
2023年，国内关节手术机器人整体新增装机量约45台，机器人辅助关节手术量超1.5万台，按出厂价核算，整体市场规模约3.2亿元。若手术机器人价格保持稳定，预计2028年整体市场规模将突破10亿元4。
从长远视角分析，关节机器人必将走出大型医学中心，逐步在地市医院和专科医院普及。在考虑到机器人手术渗透率、设备折旧年限、设备价格下降等参数后，我们测算出，未来中国关节手术机器人市场规模将接近130亿元。
图：2018—2028F国内关节手术机器人未来市场规模
数据来源：蛋壳研究院测算
06
近三年国内产品获批加速，
新增装机量与海外持平，替代趋势明显
据不完全统计，截止文章发布，国内参与关节手术机器人市场竞争的企业已达19家。自2022年起，中国企业相关产品进入加速获批阶段，其中15家企业的产品已获NMPA上市批准，其余4家公司产品研发进度也在不断加快。2023年，国产品牌新增装机量已基本与海外品牌持平，商业化进程快速推进。
然而，2023年市场新增装机量仍以史赛克MAKO为主导，占比超50%5。由于海外产品售价较高，仍占据超六成市场份额。但市场正发生变化，MAKO因定价过高（入院价格超2000万）和封闭式系统设计（史赛克假体在国内占比不到10%），在推广上受到一定阻碍。
相较而言，国产品牌大多采用开放式系统，为医生和患者提供更多选择，且价格更具亲和力，契合院方财政缩紧趋势，更受青睐。预计到2028年，国产产品累计装机量将与进口产品基本持平。
图：国内市场中主要参与企业及其产品竞争情况
07
模式各具特色，
海外龙头通过并购壮大，国内企业聚焦智能化创新
在企业发展层面，海外企业在骨科手术机器人领域发展中，通过投资并购获取核心技术，以此不断巩固和扩大市场优势。而国内企业的发展则高度依赖医疗、科研、政府、企业与资本的协同合作。在医院端，中国人民解放军总医院骨科医学部、国家骨科与运动康复临床医学研究中心作为核心代表与中坚力量，在关节手术机器人的临床研究、应用推广、自主研发、行业培训以及市场教育等方面持续深耕。
在产品创新层面，海外关节手术机器人在机械臂硬件技术和光学导航系统领域起步较早，在产业化进程中占据显著的领先与垄断地位。国内关节手术机器人则在术前规划方面展现出独特优势，不仅效率、智能化程度更高，还能根据国内临床医生的反馈迅速进行产品迭代更新。在DeepSeek等AI模型的加持下，国产关节手术机器人有望进一步提升智能化水平、决策能力、交互能力，降低手术机器人成本和维护难度。这种快速响应市场需求的能力，使国内产品在更新换代和适应本土市场方面更具竞争力。
图：解放军总医院在骨科关节手术机器人领域做的贡献
数据来源：公开资料，蛋壳研究院整理
08
四大产品创新趋势，
揭示未来关节手术机器人的核心发展方向
核心技术无法依靠“购买”与“讨要”，唯有创新才能实现自立自强。通过手术机器人的使用、研发、迭代、创新实现超越，是时代要求，也是临床医生、工程师、企业的共同目标。当下，国内手术机器人产品及技术正呈现多维度创新趋势。
智能化和人机交互：AI技术的加持将为骨科手术机器人带来新突破，未来相关研究将重点围绕多感知信息融合、AI辅助决策、自适应学习、模块化与可定制设计以及精确控制与反馈机制展开，实现更全面、高效的人机交互，提升手术流程的便捷性与安全性，使机器人成为骨科医生的得力助手。
小型化和便携化：未来将通过开发紧凑模块化机械臂、整合台车功能，实现设备小型化；同时，简化装台拆台流程、减少跟台人员，提升设备的便捷性，并推动高端智能手术室的建设，优化手术环境。
集成化与多功能化：骨科领域产品正朝着集成化与多功能化方向迈进。例如，“一机多术式”产品的出现，有效打通了关节置换、脊柱外科和创伤骨科等细分领域，提高了设备的使用效率和临床应用范围。
假体定制化：核心发展方向主要体现在两个方面。一是利用3D打印技术，对手术机器人使用的假体进行定制化设计；二是持续推进假体材料的迭代更新，提高假体的性能和使用寿命。
图：NABRAI智能手术室系统
数据来源：公开资料
09
深耕两大发展路径，
收费模式逐渐清晰，服务类收费占比提升
从企业发展模式来看，可将骨科关节手术机器人企业分为资源驱动型和技术驱动型。
资源驱动型企业依托在骨科耗材领域的深厚积累，推动“耗材+手术机器人”的协同发展。这类企业不仅研发多样化的关节假体，还发展3D打印与个性化定制技术，通过构建闭环系统提升竞争力。同时，借助强大的供应链，与其他领域的技术力量合作，推动产品的快速迭代与创新。纳通医疗是资源驱动型企业的典型代表，其在骨科植入物与假体领域的积累，帮助其构建了涵盖人工关节、手术机器人及相关服务的一体化解决方案。
技术驱动型企业则侧重在核心技术突破。以元化为代表的国产企业，一方面在精准导航、专用手术机械臂、术中数据分析和人工智能辅助决策等方面持续创新，以推动手术机器人向智能化、精准化发展；另一方面，也通常会继续采用开放式系统，为医院和患者提供更多选择，与海外产品如MAKO，形成差异化竞争，加速市场拓展。
在商业模式上，关节手术机器人可参考达芬奇及MAKO的海外发展路径。当前，国内厂商核心收入源于设备销售。随着市场成熟，机器人普及率提升，“设备+耗材+维保服务”有望成为企业核心收费模式。并且，随着市场持续发展，服务类收费在企业总收入中的占比预计将进一步提高。
图：直觉外科经常性收入占比
数据来源：直觉外科2023年年报
10
原始创新动力不足，审评审批机制有待完善，
收费仍是核心卡点
在产业加速追赶的进程中，我们注意到，国内关节手术机器人技术与产品存在明显的“同质化”现象，这一问题与企业底层技术创新动力不足、市场审评审批政策不够完善，以及商业化路径不够多元等因素密切相关。
底层技术研发：当前企业知识产权保护意识薄弱，基础研究投入不足。同时，相关手术评价体系缺失，无法精准反馈患者生存质量，限制了手术机器人的推广应用。
审评审批：我国尚未严格区分“优效性”和“非劣性”临床试验，采取优效性检验的关节手术机器人产品，在获批速度和注册证类型上，未与“等效性”“非劣性”检验产品区分，导致国内产品同质化严重，引发市场推广的低效竞争，打击了企业创新积极性。
市场推广：全国范围内关节手术机器人未形成统一收费模式，产品性价比争议大，“收费”问题是当前最大挑战。目前仅北京、江西、湖南等地明确收费标准，医院难以评估设备采购的投入产出比，付费意愿低。此外，海外企业在国内建立先发优势，国内企业市场拓展困难。
以上为报告节选，报告整体框架如下：
第一章 骨科关节手术机器人概述
1.1 骨科手术机器人
1.1.1 核心构成：控制系统、定位导航系统和机械臂
1.1.2 主要类型：脊柱、创伤骨科和关节手术机器人
1.2 骨科关节手术机器人
1.2.1 工作原理
1.2.2 三大术式
1.2.3 不同分类
1.3 发展历程
1.4 行业环境
1.4.1 国家政策方面
1.4.2 卫生经济方面
1.4.3 社会趋势方面
1.4.4 技术因素方面
第二章 骨科关节手术机器人的竞争态势与商业前景
2.1 市场驱动因素
2.1.1 产品价值：海外市场已通过大量数据验证产品可行性
2.1.2 患者基数：亟待解决手术量激增与医生短缺的矛盾
2.1.3 发展阶段：渗透率仍有极大提升空间
2.1.4 创新研究：国内相关领域研究热度处于全球前列
2.2 投融资现状
2.2.1 手术机器人：2021年全球一级市场迎来历史融资高峰
2.2.2 骨科手术机器人：深受资本青睐，是手术机器人领域中融资事件最多的赛道
2.2.3 骨科关节手术机器人：融资火热，当前多数企业已进入B轮商业化验证阶段
2.3 市场规模及未来空间
2.3.1 短期市场预测：未来五年关节手术机器人市场规模突破10亿元
2.3.2 理想市场空间：市场仍处早期发展阶段，未来空间有望突破百亿元
2.4 竞争格局及演变趋势
2.4.1 产品获批进展：MAKO率先入局，近年来国内产品加速获批
2.4.2 海内外对比：装机量及销售额上，海外企业暂时领跑
2.4.3 演进趋势：国家政策加持，国产替代趋势可期
第三章 骨科关节手术机器人创新趋势洞察
3.1 核心技术创新
3.1.1“大脑”术前规划
3.1.2“眼睛”定位导航
3.1.3“手臂”机械臂
3.2 企业发展模式创新
3.2.1 资源驱动型企业发展案例
3.2.2 技术驱动型企业发展案例
3.3 骨科关节手术机器人
3.3.1 海内外机器人企业及产品的发展各具特色
3.3.2 国内产品及技术创新趋势
3.3.3 国内企业商业模式发展趋势
第四章 骨科关节手术机器人未来的挑战与期待
4.1国内关节手术机器人的发展挑战
4.1.1 底层技术及产品研发面临的挑战
4.1.2 产品审评审批面临的挑战
4.1.3 产品市场推广面临的挑战
4.2 未来关节手术机器人的发展建议
4.2.1 建设融合创新生态，支撑新质生产力加快发展
4.2.2 完善审评审批流程，鼓励并保护原始创新
4.2.3 强化市场教育，加速市场推广
序 言
柴伟 | 中国人民解放军总医院骨科医学部关节外科主任
科学技术是第一生产力，亦是医疗变革的核心驱动力。
近年来，随着人工智能、机械制造等科技的飞速发展，医疗领域也正经历着一场深刻的智能化变革。骨科手术机器人集成了算法控制系统、光学导航系统和力反馈等技术，成为推动骨科手术迈向精准化、微创化、智能化的关键力量，引领外科手术告别传统“手工”操作模式。
相较于传统骨科术式，关节手术机器人的技术突破呈现出三重革命性价值：于临床维度，提高了手术的精准性和安全性，为患者带来了更为精准、个性化的治疗方案，改善了术后恢复质量，使患者生活质量得以提高；于教育维度，缩短了医生的学习曲线，加速了年轻医生的成长，进而带动行业整体技术水平的提升；于产业维度，其标准化手术流程为分级诊疗体系下的医疗资源下沉提供了有力的技术支撑。而由于关节置换手术相比骨科其他术式更加标准化、更加流程化，截至目前，关节手术机器人可以说是人工智能在骨科领域最完美的应用和体现。
关节手术机器人不仅是技术革命的产物，更是医疗体系现代化进程中的重要标志。对医疗工作者来说，它是提升手术安全与效率的智能伙伴；对医学研究者来说，它是多学科交叉创新的聚合平台；对相关政策制定者来说，它是医疗资源均衡配置的有力杠杆；对创新资本来说，它是万亿级健康产业的战略入口。当下，“医-研-政-企-资”各领域主体亟需紧密携手、协同共进，深度融合产、学、研、用各环节，突破壁垒，实现无缝对接，共同构建完善的健康生态体系。只有如此，方能在“精准医疗”的前沿探索与“普惠医疗”的广泛覆盖这两个关键维度，稳步推进并切实落地“健康中国”的宏伟战略构想，为全民健康福祉筑牢坚实根基。
基于以上背景，《骨科关节手术机器人产业发展白皮书》顺势而生。我们编写此书，旨在全面梳理、深入分析骨科关节手术机器人领域的发展历程、现状以及未来趋势，期望为行业内外的专家学者、政策制定者、企业家以及投资者提供极具价值的参考。作为一名临床工作者，我有三点感悟想与各位前辈、同仁以及同道们交流：其一，当前的关节手术机器人所处的发展阶段，恰似20世纪末的腔镜技术革命，技术领跑者将有机会重塑行业话语权体系；其二，国产手术机器人的精准度与稳定性正逐步提升，国产替代的趋势愈发明显；其三，未来十年，关节手术机器人将向“智能化、普惠化、集成化”三个方向深度演进。
但通向智能骨科的道路绝非坦途。硬核科技难题亟待突破，涉及多学科的交叉融合，需要汇聚各方科研力量，加大研发投入与合作；同时，需要构建并完善“临床问题-技术研发-应用反馈”的闭环，确保技术研发与临床实际紧密结合，让技术更好地服务于医疗实践；此外，设备成本高昂，让众多基层医院望而却步，后续或许可通过优化工艺、规模化发展、共享研发成果等方式，降低成本，促进技术下沉。
虽面临重重挑战，但我们坚信，在国家政策的大力支持、人口老龄化带来的需求驱动下，以及科研机构、创新企业和投资界的共同努力，骨科关节手术机器人产业必将迎来更为广阔的发展前景。
本白皮书凝聚了众多领域内专家的集体智慧。感谢他们无私分享宝贵经验、独到见解与深刻洞察。在此，向所有参与编写的特邀编委、编委会成员、研究团队以及给予支持的个人和企业致谢。
我们正站在智能骨科革命的临界点。期待这本白皮书能成为行业进化的催化剂，让更多创新力量汇聚于此，共同绘制人类骨关节健康守护的新蓝图。在可预见的未来，随着人工智能大模型赋能的持续加速，关节手术机器人将跨越单纯执行任务的阶段，迈向智能规划和决策，实现关节手术全面智能化。
期待更多临床专家与工程师、投资机构与创新企业携手并肩，齐心协力，共同推动骨科关节手术机器人技术的发展，为患者提供更优质的医疗服务，为社会创造更大的价值！
张浩 | 国家骨科与运动康复临床医学研究中心管理中心主任
近年来，医疗科技领域的变革浪潮中，关节手术机器人无疑是最耀眼的灯塔之一。从材料学的突破、生物力学的深化研究，到人工智能与机器人技术的深度融合，数智化医疗正在重塑外科手术的边界。这一变革不仅是技术的跃迁，更是医疗理念的革新——从“经验驱动”迈向“数据驱动”，从“个体化探索”转向“标准化实践”。
■ 产业蓬勃：技术与市场的双重共振
全球范围内，关节手术机器人行业已形成“产学研医”协同创新的生态格局。以Intuitive Surgical、Stryker、Zimmer Biomet为代表的国际巨头持续引领技术前沿，而国内企业如元化智能、纳通医疗等亦在核心算法、精密机械臂、导航系统等领域实现突破，逐步打破进口垄断。产业链上下游的协同效应日益显著：高精度传感器、智能控制模块供应商为硬件奠定基础；AI算法团队与临床专家合作优化决策模型；医疗机构通过真实世界数据、临床研究反哺技术迭代。与此同时，政策红利为行业注入强劲动能——国家药监局创新医疗器械“绿色通道”加速产品上市，医保支付试点逐步覆盖机器人辅助手术，资本市场对医疗科技企业的青睐更是为研发提供了充足“燃料”。
■ 攻坚克难：技术周期中的沉淀与突破
任何颠覆性技术的成熟都需经历“萌芽—狂热—低谷—复苏—成熟”的周期律，关节手术机器人亦不例外。同时，技术周期与经济周期的结构性错位会让行业形势更加难以预测。行业早期，高昂的成本、复杂的操作流程、有限的临床验证数据曾让部分医疗机构望而却步；技术层面，机械臂的力控精度、多模态影像的实时融合、人机协作的安全性等问题一度成为瓶颈。然而，这些现实的挑战恰恰是技术深化的契机。近年来，随着5G网络的低延迟传输、边缘计算能力的提升，手术机器人的远程协作与实时响应能力大幅增强；深度学习算法的优化使术前规划从“经验依赖、人工思考”升级为“数据驱动、数智赋能”；模块化设计理念的普及则降低了设备的维护成本与学习门槛。更值得关注的是，行业已从单一技术竞争转向“生态构建”——头部企业已经更加积极参与到国家临床医学研究中心等全国性智能骨科基地的建设中，以规模化、体系化、高效化的行业教育为抓手，正在加速关节手术机器人技术的普惠化落地，实现“企业教育成本外部化”，着力打造市场闭环。
■ 未来已至：趋势与信心的双重锚点
展望未来，关节手术机器人的发展将呈现三大趋势：一是技术集成化，AI、物联网、数字孪生等技术的融合将实现“术前模拟—术中导航—术后评估”的全流程闭环；二是应用场景下沉，随着机器人手术理念普及、国产设备成本下降与手术操作简化，基层医疗机构将逐步普及机器人辅助手术，接棒成为市场主力；三是医疗均质化，通过标准化手术流程与远程协作，优质医疗资源得以突破地域限制，助力解决“看病难、看病贵”的民生痛点。
当前，我国正面临人口老龄化加速、关节疾病患者激增的严峻挑战。据统计，2030年膝关节置换手术需求量将突破百万例，传统手术模式已难以满足需求。而关节手术机器人以其“精准、安全、可复制”的优势，将成为破局的关键。行业的短期波动不改长期向好的基本面、激烈的市场竞争加速促进行业成本优化和效率提升——这是技术发展的必然规律，更是医疗升级的刚性需求。
数智化医疗的浪潮中，没有旁观者。无论是临床医生、工程师，还是政策制定者、投资者，皆需以“躬身入局”的姿态拥抱变革。《骨科关节手术机器人产业发展白皮书》不仅是一份产业图谱，更是一份信心宣言。它记录着技术的跬步千里，剖析着行业的起伏脉络，更昭示着一个更具效率、更富温度的医疗未来。
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* 参考资料：
1. GlobalHealthDataExchange（GHDx）研究数据
2. 2021年国家卫健委统计数据
3. 蛋壳研究院据专家访谈内容测算
4. 蛋壳研究院经调研后测算
5. 蛋壳研究院据专家访谈内容测算
*封面图片来源：神笔pro
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