洞見|高清、智能、耗材化引領內窺鏡未來發展
內窺鏡是一種常用的醫療器械,可以通過人體自然腔道或人工建立的通道進入人體,輔助醫生更高效便捷地診斷或治療人體內局部病灶。內窺鏡自19世紀問世以來,不斷發展,如今已應用于消化內科、呼吸科、普外科、耳鼻喉科、骨科、泌尿外科、婦科等科室,成為重要的醫療診斷和治療設備。內窺鏡發展至今,已有硬管式內窺鏡、半可屈式內窺鏡、纖維內窺鏡和電子內窺鏡四代產品。電子內窺鏡由于更高的成像質量,已成為市場主流。
根據Evaluate MedTech公布的數據,2019年全球內窺鏡市場銷售規模達到209億美元,未來五年將以6.3%的年均復合增長率持續增長,并于2024年達到283億美元。盡管內窺鏡市場正蓬勃發展,但是國內內窺鏡企業仍面臨巨大困難。在中國市場,奧林巴斯、卡爾史托斯、史賽克等海外巨頭合計占據了內窺鏡90%的市場,國產品牌如何突破封鎖成了一大難點。綜合國內外內窺鏡企業的發展可以看出,內窺鏡正在向更高清、更智能、耗材化發展。
年復合增長率超18.23%,國產替代空間大
毫無疑問,中國經濟的發展、居民健康意識及消費水平的提升、配套生產工藝的進步、鼓勵創新的政策等眾多因素均利好醫療行業及相關行業。2013~2017年,內窺鏡市場規模由102億元增長至199億元,年復合增長率超18.23%,FROST&SULLIVAN預計內窺鏡行業2022年將達到320億元。
內窺鏡按照鏡身能否改變方向,可分為硬鏡和軟鏡。《中國醫療器械行業發展報告2019》顯示,海外巨頭占據的內窺鏡硬鏡市場份額超90%,卡爾史托斯、奧林巴斯、史賽克、狼牌分別占據我國內窺鏡硬鏡47%、23%、13%和9%的市場。相比于硬鏡,軟鏡的技術壁壘更高,奧林巴斯、富士膠片、賓得等海外巨頭分別占據我國內窺鏡軟鏡70.8%、15%、12.6%的市場。
可以很明顯地看出,我國內窺鏡市場的國產替代空間巨大,國產品牌有較大的發展機會。目前,中國在冠脈支架等多個高值耗材領域實現國產替代,國產企業占據其60%以上的市場份額。從這些領域的國產替代過程看,我國內窺鏡領域正處于國產替代初期,未來國產品牌必將占據內窺鏡市場的大半壁江山,行業內企業也將獲得豐厚回報。
海關數據顯示,我國內窺鏡進口、出口金額均呈現上升趨勢,但進口金額大于出口金額,貿易逆差逐年擴大(見表)。
表:我國內窺鏡行業進出口情況
根據上述數據分析,我國內窺鏡市場規模逐年擴大,內窺鏡滲透率穩步提高。隨著我國經濟水平及居民消費水平的提升,內窺鏡市場將進一步增長。另外,我國內窺鏡企業不斷升級技術、創新產品、加速推廣,使出口金額逐年提升,同時使國產替代的幾率提高。
內窺鏡巨頭的創新,軟件高于硬件
想要實現國產替代,國產企業必須在技術上趕超。那么,我們必須了解海外巨頭如今有哪些創新?又在向哪個方向發展?
奧林巴斯早在上世紀70年代就已進入中國市場,如今已占據中國內窺鏡硬鏡市場的23%,軟鏡市場的70.8%。2019年,奧林巴斯的內窺鏡業務實現營收約263億元人民幣。目前,奧林巴斯的內窺鏡產品包括消化內鏡、膽道鏡、腹腔鏡等,主要以軟式內窺鏡為主,并占據全球大部分軟鏡市場份額。
2005年,奧林巴斯推出窄帶成像技術。該技術可使早期癌癥的病變特征在特殊藍光照射下更明顯,使醫生更方便發現早期癌癥。此后,窄帶成像技術逐漸成為內窺鏡檢查的最常用光學數字方法。而奧林巴斯基于先發優勢,在窄帶成像技術方面保持領先。2017年,奧林巴斯將3D技術應用于內窺鏡,使內窺鏡圖像更立體,更易于定位。2018年,奧林巴斯在中國推出4K超高清內鏡系統,使內窺鏡圖像更清晰。2020年,奧林巴斯將3D技術、4K技術融合應用于內窺鏡,輔助醫生更好地開展微創手術。2020年,奧林巴斯宣布將在內窺鏡檢查中應用AI技術,以提升診斷時間及診斷效率。2021年,奧林巴斯宣布將以6070萬美元收購荷蘭光子設備公司Quest,這項交易旨在加強其在外科內窺鏡檢查能力。Quest公司能夠提供熒光成像等技術,最成熟的產品是Quest光譜熒光成像系統,該系統可以為開放式和微創手術提供熒光成像引導。
另外,奧林巴斯長期發展醫療技術培訓中心,培養內窺鏡醫生,推動內窺鏡普及應用。
富士膠片自2001年進入中國市場。與奧林巴斯不同,富士膠片提供超聲內鏡、激光內鏡、電子胃腸鏡、雙氣囊小腸鏡等系列產品。超聲內鏡、激光內鏡等產品由超聲、激光分別與內窺鏡結合,可為醫生提供更豐富的影像信息。
與奧林巴斯研發的窄帶成像技術不同,富士膠片研發的聯動成像技術可強化黏膜和血管的顏色并進行色彩對比,色彩對比有助于精準診斷病變;研發的藍光成像技術通過集中和強化特定波長的光線,能夠提升表面微血管和黏膜表面結構的辨識度,從而更有效地診斷早期癌癥。除了研發更高清晰度的內窺鏡,富士膠片于2020年12月推出SYNAPSE VNA醫學影像數據平臺、“富醫睿影”互聯網云膠片服務及SYNAPSE 3D三維影像后處理系統。SYNAPSE VNA可幫助醫療結構簡化數據管理、規范數據安全、豐富數據應用,并提供打通數據壁壘、實現人機交互等功能;“富醫睿影”互聯網云膠片服務可應用于數據采集、自助取片、遠程閱片、AI分析等場景,為在線醫療提供診療依據。而SYNAPSE 3D三維影像后處理系統則可將二維醫療影像重建成三維影像,實現多角度立體化視角。同時,該系統搭載富士膠片專有識別引擎技術,能夠識別和處理各類器官。另外,該系統還擁有手術模擬功能,醫生可在3D模式下即時演示病灶切除方案。
除此之外,富士膠片早已設立內鏡培訓中心,與奧林巴斯一樣致力于培訓內鏡醫生,普及內鏡應用。
通過盤點發現,奧林巴斯、富士膠片等內窺鏡巨頭正更多的將3D、4K、AI、大數據等技術應用于內窺鏡,在硬件方面較少推出新產品。另外,奧林巴斯等企業正大力培養內窺鏡醫生,普及內窺鏡的臨床應用。而這些變化給國產企業帶來了機會的同時,也將使國產企業未來遇到醫生教育等難題。
國產內窺鏡的發展良機,核心部件齊創新
內窺鏡是集光學、電子、結構、材料等多學科技術為一體的器械,技術壁壘極高。對于國內企業而言,人才、技術、專利、生產工藝、品牌等因素均是痛點:海外巨頭不在國內設立研發中心,使國內缺乏相關人才;提前布局專利壁壘,使國內企業突破專利的困難加大;我國多數內窺鏡企業規模較小,在生產工藝、光學技術等方面存在短板。可以發現,諸多因素限制了國產內窺鏡企業的發展。
資料顯示,內窺鏡的核心部件包括鏡頭、圖像傳感器、圖像處理器、光源。目前,國內企業在核心部件方面已實現突破,后續需提升產品性能,輔助國產內窺鏡產品向高端內窺鏡邁進。例如,通過關鍵詞“冷光源”在國家藥品監督管理局官網搜索,發現已有116款獲批產品;通過關鍵詞“圖像處理器”搜索,已有47款獲批產品。
至于圖像傳感器,國內企業也已有了解決方案。內窺鏡圖像傳感器可分為電荷耦合元件(CCD)和金屬氧化物半導體元件(CMOS),其中,CCD技術被國外少數企業壟斷,CMOS技術則在全球范圍內興起。從技術上看,CMOS有體積小、耗電量低、成本低、系統整合度高的優點,有望成為傳感器主流技術。目前,已有多家企業(包括國內企業及海外巨頭)將CMOS技術應用于醫用內窺鏡,并推出多款新產品。另外,國內企業在CMOS技術方面進展迅速,與海外技術差距較小,因此有較大機會憑借CMOS圖像傳感器實現技術突圍。
綜上所述,我國內窺鏡企業有較大機會通過內窺鏡各核心部件的創新實現“跨代發展”,并通過高性能產品實現國產替代。
內窺鏡的未來:高清、智能、耗材化
綜合國內外企業的發展,我們可以看到:內窺鏡正在向更高清、更智能、耗材化發展。
目前,奧林巴斯、開立醫療等企業已推出4K內窺鏡系統,其他企業正加速研發。4K內鏡系統需要升級迭代現階段的信息采集器、圖像處理系統等核心部件,存在一定的技術壁壘。內窺鏡企業之所以推出4K內窺鏡系統,是因為其看到了超高清內窺鏡巨大的應用價值:
隨著微創手術的滲透率逐步提升,內窺鏡市場也迅速擴大。同時,醫生對內窺鏡圖像也提出更高的要求,以便更精準地開展微創手術。另外,臨床醫生基于內窺鏡系統不斷創新術式,推動微創手術多樣化。例如,目前基于內窺鏡的微創手術已涉及腹腔異物去除、食管狹窄擴張、支架植入、消化道早癌切除等多種術式。未來,超高清內窺鏡將促進醫生創新更多微創手術。
也有部分企業進行差異化創新,通過結合超聲、光學相干、熒光、共聚焦等其他成像技術,推出新型的復合內窺鏡產品,如超聲內鏡、光學相干斷層內窺鏡、熒光內鏡、共聚焦內窺鏡。多種成像技術結合,能夠為醫生提供更豐富的影像信息,便于醫生精準診斷、定位病灶并進行精準治療。
值得一提的是,熒光內窺鏡由于寬光譜成像優勢,市場規模正迅速擴張,眾多企業正加速布局。例如,2021年,奧林巴斯以6070萬美元收購熒光內鏡企業Quest,加強其熒光內鏡研發生產能力。2016年,熒光內窺鏡開始被廣泛應用,此前,內窺鏡主要以白光內窺鏡為主。白光內窺鏡的圖像基于400nm-700nm光譜展現人體組織表層圖像;熒光內窺鏡的圖像則基于400nm-900nm光譜展現人體組織表層圖像及表層以下組織的熒光顯影。
軟件方面,內窺鏡企業正將AI技術應用于圖像處理系統,以提高診斷效率及準確率。例如,富士膠片推出的互聯網云膠片服務便具備AI分析功能,金山科技也通過AI技術去除冗余圖片。內窺鏡企業重點研發AI技術,是因為內窺鏡醫生數量少,讀圖水平參差不齊,通過AI技術輔助,醫生可提高診斷效率及準確率。
內窺鏡由于復雜、精細的結構,消毒和清洗存在困難。而這也導致內窺鏡存在較高的交叉感染風險。針對這一痛點,許多企業開始了內窺鏡耗材化探索。例如,萊恩瑟特研發出一次性使用逆行膽胰管造影術電子內窺鏡,沈大內窺鏡推出全球首款軟性內窺鏡一次性防護系統,廣州瑞派的兩款一次性內窺鏡已完成臨床試驗。事實上,基于內窺鏡交叉感染等痛點,內窺鏡耗材化已成行業共識。內窺鏡企業需要解決的,便是技術性難點及成本控制問題。
目前,膠囊內鏡已實現內窺鏡耗材化,且已成功商業化。安翰科技、金山科技、資福醫療、尚賢微創醫療均已推出膠囊內鏡產品,并銷往全球各地。膠囊內鏡不僅避免了交叉感染問題,還對于傳統內窺鏡檢查的盲點
- 標簽:動漫作品
- 編輯:李娜
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