English
 您当前所在位置:首页 » 视点动态 » 研究成果 » 产业洞见
医生的另一双“眼睛”:内窥镜行业初探 —— 中恒星光产业洞见系列(47)
 中恒星光股权投资          2018-05-28


内窥镜作为临床上常见的检查设备,为医务人员提供了一双能够直接观察人体内病变的
“眼睛”,发挥着至关重要的作用。但自上世纪60年代内窥镜进入中国以来,数十年的时间里,庞大的内窥镜市场却一直被国外品牌所垄断,国产公司迟迟未能与国外品牌抗衡。可喜的是,近年来国产产品出现多项突破,在多项技术上追上世界一流标准,也诞生了许多优秀的创业者和公司,未来值得期待。本文将简单介绍内窥镜的基本概念,并尝试讨论国产内窥镜未来的机遇与挑战。

内窥镜概述
1. 内窥镜概念
内窥镜可简单分为工业用内窥镜与医用内窥镜,本文主要介绍医用内窥镜,其是一种常见的临床检查用医疗器械,用于观察人体体内的组织情况。内窥镜由镜体、图像处理模块、光源系统等多个重要部分组成,其中镜体经人体的天然孔道或手术形成的小切口进入人体内,通过镜体上的镜头、图像传感器、光源照明等部件采集人体组织图像情况,再借由外部成像,为医护人员提供可供临床实时检测、治疗使用的清晰图像。

内窥镜主要部件


资料来源:公开资料、中恒星光整理

内窥镜整机示意图

 

资料来源:开立医疗招股书、中恒星光整理

 
2. 内窥镜分类
内窥镜有多种分类方式,一般按照其形态的不同分为硬式内窥镜和软式内窥镜两大类。硬式内镜的镜身主体不可弯曲或扭转,进入人体的深度较小;而软式内镜的镜身柔软可弯曲,长度长,进入人体深度也较大。由于形态的不同,两类镜体在临床上的使用方向也有所不同。当然,近年来也出现了如胶囊内窥镜这种与传统内窥镜形态完全不同的新产品。

不同内窥镜适用场景


 
资料来源:公开资料、中恒星光整理


软式内窥镜                         硬式内窥镜

资料来源:公开资料、中恒星光整理

    
3. 内窥镜技术沿革
1853年法国医生Desormeaux将内窥镜用于医疗检查以来,内窥镜经历了4次大的技术变革,在成像系统的原理和软、硬程度两个标准上不断进步,从最初的硬管式内窥镜(1806年-1932年)、半曲式内窥镜(1932年-1957年)、纤维式内窥镜(1957年以后),逐步发展至如今的电子内窥镜(1983年以后)以及近年出现的胶囊内窥镜。

硬管式内窥镜
硬管式内窥镜的发展经历了两个阶段,即开放式硬式内窥镜和有光源系统的硬式内窥镜。早期内窥镜使用烛光作为光源,后来随着电灯泡的发明,逐渐出现了以小电珠作为光源,利用透镜、棱镜、反光镜等作为光学元件,以金属管为外壳的硬管式内窥镜,现代内窥镜的构造初步成型。但是,这类内窥镜的缺陷在于,其以小电珠或钨丝灯作为光源的照明度很低,盲区明显;同时硬直的金属外壳不能插入到弯曲的管道,且舒适度较差,因此实用性受到很大的局限。

半可曲式内窥镜
1932年,Wolf和内窥镜学者Schindler共同研发了一种半可曲式内窥镜,它是由近端的硬性部和远端的软管构成,这也是现代软式内窥镜的雏形。软管由20-30mm的金属管连接而成,外面有薄橡皮包覆,末端有棱镜和橡皮头,软管部装有26块短焦距透镜,可以在弯曲30度的情况下将图像传到目镜。由于远端软管可以上下弯曲,在一定程度上减少了观察盲区,同时也使得内窥镜的适用范围变得更为广阔。

光纤内窥镜
随着光学系统发展的逐渐成熟,玻璃光纤的出现取代了过去传统的透镜、棱镜等导光传像元件,光纤内窥镜诞生并逐步发展成熟。玻璃光纤由于细而软的形态,便于弯曲操作,可以减少甚至消灭盲点,并且病人舒适度高。另一方面,利用光纤传光就可以利用强冷光源,使光量大大增强,更易获得清晰图像。

电子内窥镜
1983年,美国Welch Allyn公司利用微型传感器(CCD)代替了光纤传像,宣告了电子内窥镜诞生。电子内窥镜用电子器件代替了纤维导像束和目镜,通过先端部的电荷耦合器件CCD将光学图像转为电子图像,经电缆传递至图像处理器,经视频处理后先显示器上重现逼真图像,分辨率远高于原有手段,并且更为便捷、易操作,大大降低了内窥镜检测的操作门槛。时至今日,电子内窥镜已经成为内窥镜技术的主流。

胶囊内窥镜
胶囊内窥镜是近年新出现的技术,完全改变了传统内窥镜的形态和操作方式,由以色列一名导弹专家根据智能导弹上的遥控摄像装置技术研制而成,主要用于消化道内的检查。该类内窥镜的镜体和传输装置集成在一个1-2厘米长度的胶囊状设备中,患者口服含有图像采集和传输功能的胶囊状镜体,镜体在消化道内借助肠胃蠕动进行运动,同时拍摄下消化道内情况并远程传输到体外监控系统。全程无需医生操作,并且患者舒适度远高过传统内窥镜。

内窥镜技术沿革

 

资料来源:公开资料、中恒星光整理


内窥镜行业概况
1. 市场现状
时至今日,随着内窥镜技术的不断进步与产品的普及教育,已经覆盖了消化内科、呼吸科、普外科、耳鼻喉科、骨科、泌尿外科、妇科等众多科室,是临床诊断不可或缺的产品。根据 Frost & Sulliva 的咨询报告,2017年全球内窥镜市场超过350 亿美元

2011-2019年全球医用内窥镜市场规模(亿美元)

 

数据来源:Frost & Sulliva、中恒星光整理

 
从产品形态上进行分类,内窥镜市场主要分为硬镜、软镜、设备和附件四部分组成,各占四分之一左右市场,其中软镜市场约占28%,其所占市场份额最大软性内窥镜领域由于涉及到光导纤维制造工艺以及CCD传像技术因此壁垒很高,由于日本企业在光学领域的技术积累和领先水平,全球范围的市场基本被奥林巴斯、宾得、富士等日企瓜分市场集中度非常高。其中奥林巴斯有绝对垄断的市场地位,在全球软式内窥镜领域有超过65%市场份额

全球软式内窥镜市场竞争格局

  

数据来源:GBI Research、中恒星光整理

 
在我国,内窥镜同样是个超过150亿人民币的庞大市场。但与超声等同样市场庞大的诊断设备市场相比,我国内窥镜市场国产化率太过低下,被卡尔史托斯、奥林巴斯等企业强势垄断,国产化率不足10%。在硬镜领域,由于产品技术门槛较低,我国发展时间较长,还诞生了沈大内窥镜这样的公司,占了一定的市场份额;但在软镜领域,我国迟迟未能掌握CCD技术,导致市场长期被日本公司所垄断,直到近年来CMOS技术的出现为技术提供另外一条解决路径,才逐步有软镜公司崛起,但总体对比巨头们的市场份额,其影响力仍微乎其微。

中国医用内窥镜市场规模(亿元)

 

数据来源:中国医疗器械行业协会、中恒星光整理

2015年中国软式内窥镜市场份额

 

数据来源: 2016中国医疗设备行业数据发布大会、中恒星光整理

2015年中国硬式内窥镜市场份额

 

数据来源: 2016中国医疗设备行业数据发布大会、中恒星光整理

 
2. 国产发展契机
国产内窥镜发展有数十年,有大量历史悠久的企业出现,甚至出现了桐庐这样的产业聚集地。但是从数据上可以非常明显看出,虽然企业数量众多,但大多规模太小,难以对外资品牌形成竞争,国产份额非常小。
最核心的原因在于国产产品技术难题一直未能攻克,特别是针对软镜产品,核心的图像传感技术CCD被以奥林巴斯代表的日本内窥镜生产企业所垄断,国产软式内镜只能限于标清领域,其图像清晰度低,分辨率差,难以同日本品牌进行竞争。时至今日,国内厂商想在CCD技术上追赶领先者可能性依然不大,但CMOS技术的出现使得追赶并弯道超车成为可能。虽然CMOS传感器在灵敏度、分辨率等方面与CCD有所差距,但在成本、功耗、集成难度上却显示出强大的优势。临床医疗设备,不能仅仅拘泥于追求技术的极致性,而需要综合考虑成本、效率,毫无疑问CMOS在综合权衡下必然是未来内窥镜图像传感器的首选。中国这几年在CMOS领域取得了瞩目的成果,出现了思比科、格科微、比亚迪等具备全球竞争力的厂商,甚至顶级大厂豪威也被中国财团收购,为CMOS技术在内窥镜上的应用奠定了良好的工业基础。
除了软式内窥镜,国产硬式内窥镜的核心技术问题是光学镜片的材料以及制作工艺。相比软镜,国产硬镜的生产技术整体上较为成熟,杭州桐庐是硬镜的产业聚集地几家桐庐知名内窥镜厂商以及沈大内窥镜的产品设备都具有较高的知名度,生产工艺跟国外品牌的风格比较类似,临床反馈较好。问题在于国产品牌镜片的耐用性较差,使用寿命短。这很大原因是由产业历史积淀所造成的,与国外厂商数十年的光学产业基础相比,国产厂商基础薄弱,特别是内窥镜镜体涉及光学冷加工,自动化程度不高,但又对加工精度要求非常高,国产厂商的经验和沉淀还是稍显不足,也未培养出足够的人才。相信随着时间的积累,未来必然会有所改进。
除了技术问题之外,如何对市场进行教育,扭转临床医生对国产内窥镜较差的印象,以及如何对产品定位以对国外品牌形成竞争优势,都是国产厂商下一步急需解决的问题。

小结
随着技术问题的逐步解决,国产内窥镜正处于市场爆发的前夕,也吸引了众多资本和产业巨头的目光。例如,启明创投投资了上海澳华、迈瑞并购桐庐光典、开立医疗自主研发进军等多个事件均标志着市场对国产内窥镜未来发展的乐观态度。除此之外,也出现了安翰医疗这样全球技术顶尖的胶囊内窥镜公司,证明中国国产内窥镜技术的快速发展,开始有和外资厂商一较高下的资本。相信不久的未来,我国内窥镜市场也能逐步独立自主,实现国产化的成就。


(注:张籍元对本文做出重大贡献。)

上一篇:教育资本化热点:民办高等教育行业 —— 中恒星光产业洞见系列(46)
下一篇:等待扬帆起航的中国财富管理行业 —— 中恒星光WMAM系列(2)
其他动态
More Views & News