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内窥镜行业深度报告:窥探新机遇,内镜国产化拉开序幕.docx
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内窥镜行业深度报告:窥探新机遇,内镜国产化拉开序
幕
一、结合光电算多领域技术,内镜助力微创诊疗时代
医用内窥镜是一个带有光源的管道,通过人体自然腔道或微创手术
的小切口进入人体,帮助医生进行疾病诊断或协助手术的 进行。
目前的医用内窥镜系统由内窥镜镜体、图像处理中心和监视器三大
模块组成,是结合了传统光学、现代电子、软件算 法、人体工程
学、精密机械等多学科知识于一身的精密检测仪器。步入微创诊疗
时代,内窥镜作为最重要的发展方向之一,无论在技术发展、临床
需求、政策引导上,都值得市场持续关注。
1.1 发展历程:硬镜至软镜,应用更广泛;光学转电子,图像更清
晰
内窥镜有多种分类方式:按产品结构可分为硬镜和软镜;按成像原
理可分为光学镜、光纤镜和电子镜;按使用次数可分为复 用式内
镜和一次性内镜;按临床应用又可分为消化内镜、呼吸内镜、腹腔
镜、关节镜等。随着行业的发展,内窥镜种类在不 断创新和更迭。
内窥镜广泛应用于临床诊疗,在不同科室的应用和侧重不尽相同:
在消化科,消化内镜是进行消化系统肿瘤筛查的金标准;在多个外
科科室,腹腔镜等内镜是辅助微创手术的重要医疗器械。
在内窥镜 200 多年的发展历程中,出现了几次重大技术突破,将
内窥镜带入了不同的发展阶段:
第一阶段:光学硬镜、半屈式内镜(1806 年起)
1806 年,德国医生 Philip Bozzini 在病人的肛门内插入一根硬管,
借助于蜡烛的光亮,观察膀胱和直肠内部病变,这被认为 是内窥
镜发展史的开端。1932 年,德国人 Schindler 与 Wolf 成功研制
出一种半屈式内镜,前端部分可在不同水平面弯曲 34°。这种内镜
由 48 个透镜 组成光学系统,灯泡光亮度强,医生能清晰地观察
图像。
1960 年,卡尔史托斯公司成功研发冷光源;1965 年,卡尔史托斯
公司研发推广 HOPKINS 柱状透镜技术,直至今天,硬性 光学镜
仍使用这一结构。
第二阶段:光纤内镜(1957 年起)
1954 年,光导纤维技术被发明,内窥镜实现了一大历史性突破,
应用光纤传像的内镜登上舞台。1964 年,奥林巴斯将光纤内镜应
用在胃照相机中,实时观察胃内状况。随着附属装置的不断改进,
如手术器械、摄影系统的发展,内镜不但可用于诊断,且可用于手
术治疗,这意味着微创手术 时代的到来。
第三阶段:CCD 电子内镜(1983 年起)
1983 年,美国 Welch Allyn 公司成功研制微型图像传感器
(charge coupled device, CCD)并应用在内窥镜中,宣告了电子
内镜的诞生。随后,日本的富士、奥林巴斯等企业相继宣告电子内
镜的成功研制。从像素数量上看,光纤内镜的分辨率一般为 2 万
像素,而应用 CCD 的电子镜分辨率一般是光纤内镜的 20 倍,这
使得电子 内镜的图像质量、细节信息、清晰程度都有了极大提升,
基于内窥镜的诊疗技术开启了新的篇章。上世纪 70~90 年代,全
球超过半数的半导体在日本生产,全球前 10 大半导体公司中,日
本一度独占 6 家,这使得日本的内 镜企业极具发展优势。
第四阶段:CMOS 电子内镜(1995 年起)
1995 年,几位华人留学生在硅谷创立豪威,这家企业实现了此后
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor, 互补
金属氧化物半导体,一种集成电路的设计工艺)技术对图像传感器
市场的破局。在当时的工艺条件下,CMOS 的成像 质量相较 CCD
稍差,但却可以做到功耗和成本的极大降低。随着索尼、三星等传
统半导体巨头的加入和 CMOS 生产工艺的 精进,CMOS 图像传
感器的性能逐渐提高,在内窥镜中的应用研究也逐渐展开。与 CCD
相比,CMOS 传感器具有成本低、 集成度高、耗电量小等优点。
2019 年,豪威被中国半导体企业韦尔股份收购。中国半导体行业
紧抓 CMOS 的发展趋势,逐步扩大国产 CMOS 芯片在各 细分
市场的应用。CMOS 技术的发展与成熟,不仅推动了内窥镜又一次
的技术变革,也给了国产内窥镜企业良好的发展机 遇。
目前,市场上的软镜主要使用电子镜方案,CMOS 摄像头在镜体前
端,镜体可弯曲,镜体后端连接图像处理装置;硬镜中 电子镜与
光学镜两种方案并存,电子硬镜的优势是不像光学镜易损坏、不需
手动调焦,而光学硬镜的优势是透镜组传像的保 真度高,CMOS
安装在镜体后端不受镜体直径限制。
1.2 临床应用:临床价值明确,渗透率亟待提高
内窥镜的临床应用广泛,临床价值明确。软镜中至少 65%以上的
市场份额属于消化内镜,主要用于消化系统疾病的诊断和 治疗,
呼吸科、耳鼻喉科、泌尿科等科室也会使用软镜进行相关疾病的诊
断与治疗。硬镜的代表产品是腹腔镜,此外还有胸 腔镜、关节镜、
宫腔镜等;硬镜主要用于微创手术中,在我国,90%的硬镜在普外
科、泌尿科、胸外科、妇科、骨科这五个 科室使用。我国内镜渗
透率仍待提高。尽管经过多年发展,我国拥有各类内镜的医院数量
和掌握内镜诊疗技术的医生数量都有增长,但 是对比日本或美国
等发达国家,我国内镜的基础建设和诊疗渗透率都有明显差距,未
来仍有较大提高空间。
1.2.1 消化内镜筛查可显著降低消化系统癌症死亡率,我国渗透率
较低
消化内镜是软镜中市场占比最大的产品品类,主要应用于消化系统
疾病诊断和体检项目中,也可以在发现息肉等病变后直接 进行镜
下切除。我国消化系统恶性肿瘤高发。以胃癌为例,2020 年我国
胃癌新发病例 47.9 万例,死亡病例 37.4 万例,分别占全球胃癌
新 发和死亡病例的 44.0%和 48.6%。对于消化系统恶性肿瘤患者,
若能在早期发现,其 5 年生存率可达到 90%以上,而一旦 病情
进展到中晚期,患者的 5 年生存率将下降至不到 30%。早发现、
早诊断、早治疗是降低消化系统癌症死亡率的关键手 段,消化内
镜和病理切片正是进行早期消化系统癌症筛查的指南标准。
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jane9872
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