内窥镜系列深度报告一：软镜

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250017 软镜助力消化道疾病早筛早诊 4 HYPERLINK l _TOC_250016 国内软镜市场前景广阔 6 HYPERLINK l _TOC_250015 消化道癌症高发，患者基数大 6 HYPERLINK l _TOC_250014 国内软镜渗透率低，有较大提升潜力 7 HYPERLINK l _TOC_250013 奥林巴斯一家独大，多方面领先优势明显 9 HYPERLINK l _TOC_250012 软镜未来的发展趋势 14 HYPERLINK l _TOC_250011 3D 和 4K 15 HYPERLINK l _TOC_250

2、010 AI 辅助诊断/手术 15 HYPERLINK l _TOC_250009 多影像中心会诊 17 HYPERLINK l _TOC_250008 国内企业有发展空间 18 HYPERLINK l _TOC_250007 CMOS 技术进步提供选择 18 HYPERLINK l _TOC_250006 软镜在基层医疗机构的渗透率有较大提升空间 19 HYPERLINK l _TOC_250005 国内软镜市场主要参与者 20 HYPERLINK l _TOC_250004 奥林巴斯 20 HYPERLINK l _TOC_250003 富士胶片 21 HYPERLINK l _TOC_2

3、50002 宾得 23 HYPERLINK l _TOC_250001 上海澳华 24 HYPERLINK l _TOC_250000 开立医疗 24图表目录图 1：内窥镜的发展历史 5图 2：日本胃癌发病率和死亡率呈现下降趋势 5图 3：中、美、日三国消化道癌症诊断阶段对比 6图 4：各国或地区胃癌五年生存率对比 6图 5：不同国家胃镜开展情况对比（单位：例/每 10 万人口） 7图 6：不同国家肠镜开展情况对比（单位：例/每 10 万人口） 8图 7：不同国家 ERCP 开展情况对比（单位：例/每 10 万人口） 8图 8：2018 年不同国家内镜医师数量对比（单位：人/每 100 万人口

4、） 9图 9：2017 年各国体检人次占总人口比例 9图 10：全球软镜市场规模 10图 11：2018 年全球软镜市场竞争格局 10图 12：2018 年中国软镜市场竞争格局 10图 13：1971-2012 年主要企业在内窥镜领域专利数量对比（单位：项） 11图 14：NBI 能充分显示浅表层黏膜的血管分布状况 11图 15：AFI 准确获取粘膜病变信息 12图 16：奥林巴斯的工厂布局 12图 17：奥林巴斯培训中心 13图 18：培训中心的建设推动奥林巴斯在新兴国家提升收入规模 13图 19：奥林巴斯全球约有 200 个维修和服务中心 14图 20：奥林巴斯主要产品迭代 14图 21：

5、奥林巴斯 3D 和 4K 内窥镜产品 15图 22：AI 辅助诊断系统“EndoBRAIN” 17图 23：多医学影像会诊中心 17图 24：全球图像传感器出货量结构 19图 25：医疗用 CMOS 全球出货量（单位：百万个） 19图 26：中国基层消化内镜渗透率低（2012 年） 20图 27：奥林巴斯在中国的发展战略 20图 28：奥林巴斯医疗事业部门收入及增速 21图 29：富士胶片医疗健康部门收入及增速 22图 30：豪雅集团医疗部门收入及增速 23图 32：开立医疗内窥镜业务收入及增速 25表 1：软镜和硬镜的主要区别 4表 2：2015 年中国恶性肿瘤发病人数和死亡人数 7表 3：

6、2017 年下半年以来消化内镜相关的 AI 领域动作频繁 15表 4：CCD 和 CMOS 的区别 18表 5：奥林巴斯软镜发展历史 21表 6：富士胶片软镜发展历史 22表 7：宾得软镜发展历史 23表 8：上海澳华软镜发展历史 24表 9：开立医疗软镜发展历史 24软镜助力消化道疾病早筛早诊内窥镜按照管道是否可弯曲，可以分为硬管式内窥镜（简称：硬镜）和软管式内窥镜（简称：软镜）。硬镜不可弯曲或扭转，主要进入人体无菌组织、器官或者经外科切口进入人体无菌腔室，如腹腔镜、胸腔镜、关节镜、椎间盘镜、脑室镜等。软镜镜身柔软可弯曲，主要通过人体的自然腔道来完成检查、诊断和治疗，如胃镜、肠镜等。表 1：

7、软镜和硬镜的主要区别对比项目软镜硬镜外观形态镜身柔软，可弯曲的一类腔镜。主要通过人体的自然腔道来完成检查、诊断和治疗，如胃镜、肠镜、喉镜、支应用方式气管镜等主要通过人体的消化道、呼吸道及泌尿道进入人体。一般包括以下基本构造：前端部，弯曲部，插入管，操纵部，接目部以及成像接口部。1）前端部是硬性部分，端面有多个腔道和窗面，分别为送水送气出口孔，活检钳出口孔，物镜以及导光窗。送水送气为共同出口，注气时，气体由此孔进入人体腔内使腔体扩张；注水时，水从此孔出来冲洗物镜镜面及手术野，使视野保持清晰。负压吸引及活检钳出口孔为同一管口，当腔内有过多液体妨碍观察镜身主体不可弯曲或扭转，硬式内镜进入机体的深度和

8、距离都远远低于软式内镜。主要进入人体无菌组织、器官或者经外科切口进入人体无菌腔室，如腹腔镜、胸腔镜、关节镜、椎间盘镜、脑室镜等。各类硬管内镜结构一般包括外镜管（或鞘套）、镜体、光导束接口、目端接管以及成像接口部分。与软式内镜均有操作孔道不同，部分硬式内镜内部结构时，按压吸引按钮，液体可由此孔吸入吸引瓶内；活检钳和其他治疗器械也从此孔进入体腔内。弯曲部位于前端和插入管之间，由许多环状零件组成蛇管，每对相邻的环状零件之间均可作各个方向的活动。插入管又叫镜身或软管部，内部为各类管道和钢丝。操纵部包括角度控制旋钮，吸引阀按钮，送水送气按钮以及活检管开口，术者可以在此操作各种按钮已完成内镜检查和治疗。镜

9、身无器械及水气孔道，如腹腔镜、胸腔镜、纵膈镜、关节镜等；各类操作器械需通过另辟切口来进入体腔内，在硬式内镜的监视和配合下完成手术操作。图例资料来源：奥林巴斯年报，CNKI， 软镜的发展经历了从半可屈式到纤维式到电子式的技术进步。纤维式内窥镜较半可屈式内窥镜照明效果好，但产品寿命短，图像在传输中较容易出现黑点。电子内窥镜较纤维内窥镜的图像更清晰、色彩更逼真、分辨率更高，可供多人同时观察。图 1：内窥镜的发展历史资料来源：CNKI， 软镜用于对人体自然腔道进行的检查诊断及腔道内的微创手术，如各种消化道疾病的早期诊断与治疗。软镜技术的发展以及软镜应用的普及能够有效降低消化道疾病的发病率和死亡率。以日

10、本为例，日本软镜技术发展领先，也是全球较早开展消化道疾病早筛早诊的国家。早在 20 世纪 60 年代，日本就已经在其东北部的宫城县开始进行胃癌早期诊断。到 1983年，日本胃癌的早期诊断已普及到 40 岁以上的成年人。得益于胃癌早筛早诊的普及，日本胃癌发病率和死亡率下降明显。图 2：日本胃癌发病率和死亡率呈现下降趋势资料来源：NCBI， 对比软镜普及率偏低的美国和中国，日本胃癌、结直肠癌、食管癌等消化道癌症的确诊患者中早期患者的比例更大，癌症患者 5 年生存率更高。日本软镜的普及有效提高了早期消化道癌症的检出率和患者的生存质量。图 3：中、美、日三国消化道癌症诊断阶段对比33%15%47%5%

11、4%35%49%12%8%37%34%21%24%28%33%15%19%39%31%11%5%25%41%29%41%18%35%6%30%23%37%10%13%22%29%36%日本2015食管美国2006癌中国2017结日本2017直肠美国2016癌中国2013日本2015胃癌美国2000中国20160%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100 %I期II期III期IV期资料来源：NCBI，China Oncology， 图 4：各国或地区胃癌五年生存率对比资料来源：NCBI， 国内软镜市场前景广阔消化道癌症高发，患者基数大2015 年，我国新发恶性肿瘤病例数为 3

12、92.9 万人，其中胃癌、结直肠癌、食管癌发病人数位列第二、三、六位；我国恶性肿瘤死亡病例为 233.8 万人，胃癌、食管癌、结直肠癌死亡人数位列第三、四、五位。表 2：2015 年中国恶性肿瘤发病人数和死亡人数排序癌症类型2015年发病人数（万人）占比排序癌症类型2015年死亡人数（万人）占比1肺癌78.720.03%1肺癌63.126.99%2胃癌40.310.26%2肝癌32.613.94%3结直肠癌38.89.88%3胃癌29.112.45%4肝癌37.09.42%4食管癌18.88.04%5乳腺癌30.47.74%5结直肠癌18.78.00%6食管癌24.66.26%6胰腺癌8.53

13、.64%7甲状腺癌20.15.12%7乳腺癌7.02.99%8子宫内膜癌11.12.83%8脑癌5.62.40%9脑癌10.72.72%9白血病5.42.31%10胰腺癌9.52.42%10淋巴癌5.02.14%其他91.623.32%其他40.017.10%合计392.9100.00%合计233.8100.00%资料来源：国家癌症中心， 国内软镜渗透率低，有较大提升潜力对比主要发达国家来看，我国胃镜、肠镜、ERCP 等内镜诊断与治疗手段的渗透率都处于较低水平：胃镜：胃癌的早期表现非常隐秘，胃镜是能最直观发现早期胃癌的检查方法。专家建议 40 岁以上的高危人群每年做一次胃镜检查。高危人群主要指

14、，一是幽门螺旋杆菌感染者，二是既往患有慢性萎缩性胃炎、胃溃疡、胃息肉等疾病的患者。2012 年我国每 10 万人口开展胃镜仅 1664 例，2011 年日本每 10 万人口开展胃镜就达到 8571 例。图 5：不同国家胃镜开展情况对比（单位：例/每 10 万人口）日本20118571美国20092235德国20061797中国20121664西班牙20077320100 0200 0300 0400 0500 0600 0700 0800 0900 0资料来源：2012 年度中国消化内镜技术应用普查， 肠镜：从息肉到腺瘤，进而发展至肠癌，大约需要 10 年至 15 年。专家建议，40 岁以上、

15、有大肠癌家族病史的人群应坚持每年进行一次肠镜检查；正常人群 45 岁以上做肠镜筛查，如果没有问题就间隔 3 至 5 年做一次肠镜。2012 年我国每 10 万人口开展肠镜仅 436 例，而 2009 年美国每 10 万人口开展肠镜就达到 3725 例。图 6：不同国家肠镜开展情况对比（单位：例/每 10 万人口）372529322148202016021316535488436美国2009日本2011澳大利亚2005爱尔兰2008德国2006加拿大2003西班牙2007英国2006中国20120500100 0150 0200 0250 0300 0350 0400 0资料来源：2012 年度

16、中国消化内镜技术应用普查， 经内镜逆行性胰胆管造影术(ERCP)：ERCP 是指将十二指肠镜插至十二指肠降部，找到十二指肠主乳头，由活检管道内插入导管至乳头开口部，注入造影剂后 X 线摄片，以显示胰胆管。目前 ERCP 已成为胆胰管疾病诊断的金标准和胆胰管疾病治疗的首选方法。在 ERCP 的基础上，可以进行十二指肠乳头括约肌切开取石术(EST)、内镜下鼻胆汁引流术(ENBD)、内镜下胆汁内引流术(ERBD)等介入治疗。2012 年我国每 10 万人口开展 ERCP 仅 15 例，而 2006 年澳大利亚每 10 万人口开展 ERCP 就达到 181 例。图 7：不同国家 ERCP 开展情况对比

17、（单位：例/每 10 万人口）1818578757035155澳大利亚2006挪威2008英国2004美国2009瑞典2008西班牙2007中国2012中国2006020406080100120140160180200资料来源：2012 年度中国消化内镜技术应用普查， 我国软镜普及率低的主要原因之一是内镜医师不足。当前我国有约 3 万名内镜医师，每百万人口拥有的内镜医师数量仅有约 22 人。软镜普及率高的日本和韩国每百万人口拥有的内镜医师数量分别达到 250 人和 120 人。图 8：2018 年不同国家内镜医师数量对比（单位：人/每 100 万人口）250120282230025020015

18、0100500日本韩国新加坡中国资料来源：奥林巴斯年报， 我国正加快推进内镜医师的培养。2017 年 5 月，中国医师协会内镜医师培训学院在海军军医大学长海医院正式成立，目标就是全面开展内镜医师规范化培养，尽快培训更多合格的内镜医师，解决我国内镜医师数量不足的问题。奥林巴斯等内镜企业也在中国成立了自己的培训中心。协会和企业的共同努力有望加速推进国内内镜医师队伍的建设。我国软镜普及率低的原因还有体检普及率低。2017 年，我国体检人数占总人口的比例仅有 35.8%，而同期德国、美国、日本的体检普及率分别达到 96.9%、74.2%和 73.4%。居民健康意识和可支配收入的提升有望推动国内体检渗透

19、率的提升。图 9：2017 年各国体检人次占总人口比例96.9%74.2%73.4%35.8%120 %100 %80%60%40%20%0%德国美国日本中国资料来源：中国卫生统计年鉴， ， 奥林巴斯一家独大，多方面领先优势明显2018 年全球软镜市场规模预计超过 100 亿美元，其中奥林巴斯占据 65%的市场份额，宾得和富士胶片均占据 14%的市场份额。三大软镜企业凭借其先发优势和成熟的技术优势，占据了全球软镜市场的绝大部分份额。118.5108.7100.291.483.476.27059.464.3图 10：全球软镜市场规模图 11：2018 年全球软镜市场竞争格局14012%12010

20、08060402010%7%14%14%65%8%6%4%2%00%201 1201 2201 3201 4201 5 201 6E 201 7E 201 8E 201 9E全球软镜市场规模（亿美元）增速奥林巴斯 宾得 富士 其他 资料来源：Frost & Sullivan， 资料来源：GBI Rerearch，前瞻网， 2018 年中国软镜市场规模预计为 45 亿元，奥林巴斯市占率超过 80%，三家海外企业市占率合计约为 95%。国内企业中，上海澳华市占率预计约为 2.5%，其他国内企业市占率合计约 2.5%。国内软镜企业起步较晚，技术上与国外先进企业存在一定差距，研发实力、销售能力、售后服

21、务能力较弱，因而所占有的市场份额仍较小。2.5% 2.5%3.0%11.5%80.5%图 12：2018 年中国软镜市场竞争格局奥林巴斯富士 宾得 上海澳华其他资料来源：奥林巴斯年报，中国医疗设备， 推算奥林巴斯能在全球软镜市场做到一家独大，我们认为主要有以下原因：日本光学技术发达，早期内窥镜核心部件 CCD 传感器的技术被日本厂商垄断。CCD传感器最好的产品供货日本，次一些的产品供货欧美和其他市场。奥林巴斯有强大的图像处理技术，包括双焦点放大技术、窄带光谱成像技术（NBI）、自体荧光技术（AFI）、近红外成像技术（IRI）等。从截至 2012 年的数据来看，在内窥镜领域，奥林巴斯拥有的专利数

22、远大于富士胶片、宾得等其他企业。图 13：1971-2012 年主要企业在内窥镜领域专利数量对比（单位：项）97033512249619421291596528501465407奥林巴斯富士胶片豪雅（宾得）强生柯惠医疗 卡尔史托斯飞利浦波士顿科学西门子INTUITIVE SURG ICAL0200 0400 0600 0800 0100 00120 00资料来源：日本专利厅，CNKI， NBI（Narrow Band Imaging）是一种利用窄波光的成像技术，能够强调血管和黏膜表面的细微变化。在普通观察中，内镜光源发出宽波光，能够展现黏膜的自然原色，但是对黏膜浅表血管或黏膜组织状态的细微变化

23、的强调效果并不明显。为加强对比，提高检出率，NBI 特别采用了符合黏膜组织及血色素光谱特性的窄波光。由于消化道内壁黏膜上毛细血管内的血色素拥有很强的吸收窄波光的能力，通过血色素的强吸收和黏膜表面的强反射形成的鲜明对比，血管形态和黏膜构造被清晰的展现出来。图 14：NBI 能充分显示浅表层黏膜的血管分布状况资料来源：奥林巴斯官网， AFI （Auto Fluorescence Imaging）即自体荧光成像。普通 CCD 对荧光的感知度较弱，无法获得足够信息。AFI 内镜配备高敏感度 CCD，能够在荧光下准确捕捉黏膜细微变化，发现常规观察下容易疏漏的病变。图 15：AFI 准确获取粘膜病变信息资

24、料来源：奥林巴斯官网， 奥林巴斯软镜的核心制造工艺留在日本，且大部分零件是手工制造和组装的。奥林巴斯医疗产品虽然在全球设有多个生产基地，但公司软镜的核心制造工艺在日本，有效防止了技术外泄。图 16：奥林巴斯的工厂布局资料来源：奥林巴斯年报， 奥林巴斯较早就启动内镜医师培养计划，增强了医生对公司产品的使用粘性。奥林巴斯中国医疗技术培训中心（C-TEC）是奥林巴斯医疗事业本部在中国的技术培训基地，用于开展奥林巴斯内窥镜领域在中国的培训与教育工作。奥林巴斯 2008 年在上海张江、2010 年在北京石景山、2013 年在广东番禺建立了医疗技术培训中心，其中广东番禺培训中心是亚洲最大的内镜培训中心。图

25、 17：奥林巴斯培训中心资料来源：奥林巴斯官网， 十多年来，奥林巴斯所建立的北上广三个中心交互协作，已促成和卫生系统的多个合作项目，这些项目使每年至少 5000 名的基层医生得到专业培训。在 2018 中国内镜医师大会上，奥林巴斯中国医疗技术培训中心荣获“中国医师协会内镜医师培训学院合作培训基地”认证，成为当时唯一一家获得该认证的企业机构。图 18：培训中心的建设推动奥林巴斯在新兴国家提升收入规模资料来源：奥林巴斯年报， 完善的维修和售后服务体系。奥林巴斯在全球建有约 200 个维修和服务点，及时满足客户需求。其中大约有 50 个属于核心维修点，这些核心维修点通过与生产基地的合作来提高维修和服

26、务的水平。图 19：奥林巴斯全球约有 200 个维修和服务中心资料来源：奥林巴斯年报， 软镜未来的发展趋势软镜的发展经历了从 1932 年的半可屈式内镜到 1957 年的光纤内窥镜，再到 1983 年的电子内窥镜，整体技术迭代相对较慢。作为软镜行业领跑者，奥林巴斯的产品迭代基本反映了行业的技术迭代。奥林巴斯 1950 年推出全球第一款胃镜，1964 年推出纤维内窥镜，到 1985 年推出内镜系统，2002 年推出全球首台高清内窥镜，2006 年推出搭载公司独有 NBI 窄波成像技术的内窥镜，2012 年推出新一代高清内窥镜。可以看到，奥林巴斯的产品迭代也相对较慢。图 20：奥林巴斯主要产品迭代

27、资料来源：奥林巴斯年报， 3D 和 4K随着科技的发展，内窥镜技术经历了从黑白到彩色，从标清到高清，从平面到立体的三次革命性进展，使影像技术向着更直观更清晰的方向发展。3D 内窥镜技术是利用偏振光的原理，实时产生立体图像，使手术者操作器械时有立体方位的感觉。3D 内窥镜的优势体现在：1）有利于病变部位的辨识，进行精确地切除与重建，可以最大限度地减少血管神经损伤、出血等手术并发症；2）有助于提高手术速度，缩短手术时间，完成更为复杂的手术；3）有助于缩短内镜医师的学习曲线。而 4K能够更清晰地显示隐藏的病灶以及血管、淋巴、神经等细节，提高医师在手术中的效率，从而大大缩短微创手术时间，实现精准治疗患

28、者。3D 和 4K 已经应用在硬镜产品上。奥林巴斯将 3D 和 4K 用于腹腔镜影像解决方案，为腹腔镜微创手术开拓了全新的视野。未来 3D 和 4K 也有望应用在软镜产品上。图 21：奥林巴斯 3D 和 4K 内窥镜产品资料来源：奥林巴斯官网， AI 辅助诊断/手术AI 辅助消化内镜技术的意义在于：当通过消化道内镜检测发现息肉时，需要判断息肉是肿瘤性的息肉还是非肿瘤性的息肉。大概有 30%-40%的息肉是非肿瘤性的息肉，是不需要切除的。如果不能分辨肿瘤性息肉和非肿瘤性息肉，则所有息肉将被切除，会增加患者身体负担和经济负担。非内窥镜专家对肿瘤性与非肿瘤性息肉的判断准确率约为 70%-80%左右，

29、AI 技术则能够提高判断准确性，缩短判断时间。此外，AI 技术还能帮助医生在手术过程中对肿瘤的范围、安全切除方法等做出更准确的判断。2017 年下半年以来，消化内镜相关的 AI 领域动作频繁。表 3：2017 年下半年以来消化内镜相关的 AI 领域动作频繁时间事件2017年5月日本奥林巴斯和富士胶片公司宣布将合作开发适合胃和肠道的人工智能辅助诊断产品，来提消化道病变的检查效率并降低漏诊率，双方计划利用来自东京地区若干家医院的30万张胃和肠道的内镜图像，先进行标记然后进行深度学习训练和人工智能的开发。2017年7月日本癌症中心和NEC公司宣布开发出在结肠内窥镜中自动诊断息肉的人工智能，通过14万

30、张结肠内镜的图像训练人工智2017年8月2017年8月2017年10月2017年12月2018年5月2018年12月2019年3月2019年10月2020年1月能，测试5000张结肠内镜图像，获得了高达98%的精确度。腾讯公司发布觅影产品，着力于食道癌早期人工智能筛查，并在广西自治区人民医院上线使用。根据腾讯觅影网站公布的数据，该系统可以实现90%的识别准确率、87%的敏感度和99%的特异度。华西医院与四川希氏异构公司成立华西-希氏医学人工智能中心，并发布了人工智能消化内镜产品，该产品能够在胃镜下对息肉、肿瘤和静脉曲张进行准确识别，准确率分别达到92.7%、93.9%和96.8%。四川省人民医

31、院在世界胃肠病学大会（WCOG）上发表了对消化内镜AI辅助诊断的大型前瞻临床实验的主旨演讲。其中验证了上海忤合公司研发的实时监测系统对癌前病变的检出率达到100%，逐帧特异性敏感性均高于94%，AUC值高达0.991，每秒可检测25帧画面。该成果获得北美胃肠病学会（ACG）颁发的唯一国际大奖。这是消化内科临床界权威第一次认可 AI辅助诊断产品的临床价值。随后，哈佛医学院也加入了对该产品的临床实验。日本公布了一项人工智能成果，利用人工智能技术，应用放大500倍的内窥镜深入患者肠胃，人工智能系统就可以在0.3秒内识别出内窥镜中的大肠息肉是否存在癌变。这套人工智能大肠癌诊断系统目前已在日本六家医院展

32、开临床试验。奥林巴斯宣布与人工智能合资企业Ai4gi签署共同开发协议，该协议将赋予奥林巴斯专有的权利，为结肠镜检查和监视程序中的临床决策支持提供Ai4gi的AI解决方案。日本昭和大学横滨市北部医院消化器官中心的工藤进英教授等人开发的人工智能（AI）内窥镜图像诊断支援软件 EndoBRAIN，在日本的五所设施经过临床性能试验后，于12月6日作为高度管制医疗器械通过了日本政府的相关审批。 EndoBRAIN是一款能辅助医生诊断预测病变的软件，可以对奥林巴斯高倍放大内窥镜Endocyto拍摄的大肠内窥镜图像信息进行计算机处理，并根据图像输出肿瘤和非肿瘤的可能性数值。该软件通过机器学习方法学习了约6万

33、张内窥镜图像。在临床性能试验中，以98的诊断正确率和97的灵敏度精准识别了肿瘤性息肉和非肿瘤性息肉，诊断正确率堪比专业医生，超过了非专业医生。奥林巴斯发布日本国内首款获批上市的AI辅助诊断系统“EndoBRAIN”。Cybernet负责“EndoBRAIN”的制造开发/商业化，奥林巴斯拥有日本独家销售权。使用该辅助诊断系统可以减轻检查医生的工作量，避免实施切除非恶性息肉的不必要手术，减轻患者的负担。人工智能实时辅助内镜早期诊断上消化道肿瘤：一项多中心、病例对照、诊断性研究正式在线发表于全球顶尖学术期刊柳叶刀肿瘤学。这项研究在中国的6家不同级别的医院（中山大学肿瘤防治中心、粤北人民医院、梧州红十

34、字医院、江西肿瘤医院、普宁人民医院、揭阳人民医院）进行，来自84424个人的1036496张内窥镜图像被用来开发和测试GRAIDS（一套上消化道癌内镜AI辅助诊断系统）。结果表明：GRAIDS能够对上消化道癌症进行高准确度的诊断，其灵敏度接近内镜专家医师，优于内镜普通医师。GRAIDS可以辅助内镜非专家医师，将其诊断准确度提高到与专家接近的水平。柳叶刀消化子刊上刊出了四川省人民医院和哈佛医学院的关于Wision A.I.肠道癌前病变检测产品EndoScreener的双盲随机对照试验，这成为了医疗AI界的全球首个双盲RCT。结果显示，无论从ADR值（腺癌检出率）还是从PDR值（息肉检出率）上看，

35、Wision A.I.的肠道癌前病变检测产品EndoScreener参与的结肠镜检查能够显著提升内镜医师的检出率。资料来源：奥林巴斯官网，动脉网，The Lancet，AMED， 2019 年3 月，奥林巴斯发布了日本国内首款获批上市的AI 辅助诊断系统“EndoBRAIN”，诊断准确率为 98%。目前奥林巴斯正与日本国立癌症研究中心合作，着手研发使用内窥镜的手术辅助机器人。图 22：AI 辅助诊断系统“EndoBRAIN”资料来源：奥林巴斯官网， 美国 Allied Market Research 预测，全球手术辅助机器人市场到 2024 年将达到 11 万亿日元左右（约为 7236 亿人民

36、币）。目前美国直觉外科（Intuitive Surgical）公司的“达芬奇”占据了一半的市场。2018 年全球约进行了 100 万例达芬奇手术。达芬奇机器人的主要专利将在 2019 年开始到期，给其他企业发展带来了机会。多影像中心会诊多影像中心会诊综合多方医师建议，有利于提高诊疗的准确性。当前在 5G 技术的助力下，医生可以更快调取图像信息、开展远程会诊及开展远程手术。基层以及偏远地区的医院可以与高等级医院进行实时视频，有助于推动基层市场软镜的渗透率。图 23：多医学影像会诊中心资料来源：CNKI， 国内企业有发展空间CMOS 技术进步提供选择图像传感芯片也叫图像传感器，目前常见的有 CCD

37、（Charge-coupled Device，电荷耦合元件）和 CMOS（Compementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）。虽然 CCD 在影像质量等方面均优于 CMOS，但 CMOS 具有成本低、体积小、耗电低、整合度高等优点。表 4：CCD 和 CMOS 的区别对比项目CCDCMOS信息读取方式复杂。CCD电荷耦合器存储的电荷信息，需在同步信号控制下一位一位地实施转移后读取，电荷信息转移和读取输 简单。CMOS光电传感器经光电转换后直接产生电流(或电压)信出需要有时钟控制电路和三组不同的电源相配合，整个电 号，信号读取十分简单。路较为复杂

38、。一位一位地输出信息，速度较慢。能同时处理各单元的图像信息，速度比CCD电荷耦合器快很多。低。由于CMOS每个像素包含了放大器与A/D转换电路，过多的ISO感光度高。额外设备压缩单一像素的感光区域的表面积，因此相同像素下，同样大小之感光器尺寸，CMOS的感光度会低于CCD。低。CMOS每个像素的结构比CCD复杂，比较相同尺寸的CCD感光器时，其感光开口不及CCD大。不过，如果跳脱尺寸限制，解析度高。目前业界的CMOS感光原件已经可达到1400万像素/全片幅的设计，CMOS技术在良率上的优势可以克服大尺寸感光原件制造上的困难。体积大。小。速度慢。CCD电荷耦合器需在同步时钟的控制下，以行为单位

39、快。CMOS光电传感器采集光信号的同时就可以取出电信号，还噪点少。CCD只有单一一个放大器。多。CMOS每个感光二极体旁都搭配一个ADC放大器，每个放大器或多或少都有微小的差异存在，很难达到放大同步的效果。大。CCD必须外加电压让每个像素中的电荷移动至传输通 小。CMOS的影像电荷驱动方式为主动式，感光二极体所产生的耗电量道，而外加电压通常需要12伏特（V）以上的水平，因此 电荷会直接由旁边的电晶体做放大输出。CMOS光电传感器在节CCD还必须要有更精密的电源线路设计和耐压强度。高驱 能方面具有很大优势。动电压使CCD的耗电量大约是CMOS的3到10倍。成像质量低。由于CMOS光电传感器集成度

40、高，各光电传感元件、电路之高。CCD电荷耦合器制作技术起步早，技术成熟，采用PN 间距离很近，相互之间的光、电、磁干扰较严重，噪声对图像质结或二氧化硅(SiO2) 隔离层隔离噪声， 成像质量相对 量影响很大，使CMOS光电传感器很长一段时间无法进入实用领CMOS光电传感器有一定优势。高。CCD采用电荷传递的方式输出资讯，必须另辟传输通域。近年，随着CMOS电路消噪技术的不断发展，为生产高密度优质的CMOS图像传感器提供了良好的条件。制造成本道，如果通道中有一个像素故障（Fail），就会导致一整排 低。CMOS应用半导体工业常用的MOS制程，可以一次整合全部的讯号壅塞，无法传递，因此CCD的良率

41、比CMOS低，加 周边设施于单晶片中，节省加工晶片所需负担的成本和良率的损上另辟传输通道和外加ADC等周边，CCD的制造成本相对 失。高于CMOS。资料来源：KIA 半导体， 基于以上优点，CMOS 已经在移动设备、照相机中广泛应用。全球传感器出货量中， CMOS 的占比从 2007 年的 63%提升到 2012 年的 64%再提升到 2017 年的 81%，近年来占比提升呈现加速态势。19%81%36%64%37%63%图 24：全球图像传感器出货量结构201 7201 2200 70%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100 % CCDCMOS资料来源：IC Insig

42、ht， CMOS 在医疗领域的应用有望快速增长。2017 年全球医疗用 CMOS 出货量约为 210万个，KINGPAK 预计 2018-2023 年全球医疗用 CMOS 出货量将实现约 13%的复合增速，到 2023 年出货量达到约 430 万个。图 25：医疗用 CMOS 全球出货量（单位：百万个）4.33.83.53.12.82.42.11.71.41.20.80.91.05.04.54.03.53.02.52.01.51.00.50.0201 1201 2201 3201 4201 5201 6201 7201 8E 201 9E 202 0E 202 1E 202 2E 202 3E

43、资料来源：KINGPAK， 在软镜行业，少数企业把持了基于 CCD 图像传感器技术的内窥镜技术从而形成了长年的市场垄断。奥林巴斯等国际知名内窥镜企业凭借其技术垄断、先进的加工能力、领先的工艺水平获得了绝大部分市场份额。CMOS 图像传感器技术的进步给国内软镜企业提供了选择，推动了国产软镜的发展。软镜在基层医疗机构的渗透率有较大提升空间2012 年中国消化内镜技术应用普查结果显示，2012 年我国共有消化内镜主机 12472台，主要分布于东部地区和三级、二级医院，基层医院消化主机拥有量较少。我国开展消化内镜的医院共有 6128 家，以二级及以上医院为主，合计占比超过 85%，一级医院占比仅有 1

44、2%。而 2012 年全国共有约 2.3 万家医院，二级及以上医院占比仅有 35%，一级医院占比达到 39%。对比分析来看，消化内镜在国内基层医院的渗透率还有较大提升空间。图 26：中国基层消化内镜渗透率低（2012 年）4%1%16%8%26%18%7%45%14%12%5%45%所有医院开展消化内镜的医院0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100 %三甲三乙二甲二乙一级其他资料来源：2012 年中国消化内镜技术应用普查，Wind， 奥林巴斯在其 2019 年报提到，中国软镜市场是公司亚洲区业务增长的主要推动力，而中国市场收入的增长主要来自二级医院。在二级医院及以下市场

45、，由于经费限制和鼓励国产政策的推行，国产软镜或将有较大发展空间。图 27：奥林巴斯在中国的发展战略资料来源：奥林巴斯年报， 国内软镜市场主要参与者奥林巴斯奥林巴斯创立于 1919 年，是日本乃至世界精密、光学技术的代表企业之一。1950 年开发了胃镜后正式步入内窥镜市场，并逐步成长为内窥镜领域龙头企业。公司业务分为三大板块，医疗（分为内窥镜和治疗设备两个业务部门）、科学、影像。2019 财年，医疗业务占公司整体收入的 80%左右。软镜业务是公司医疗板块的核心业务之一。表 5：奥林巴斯软镜发展历史时间事件1950年开发出世界上第一台具有实用性的胃内照相机，标志着奥林巴斯成功进入内窥镜市场1952

46、年推出GT-1胃镜照相机1964年推出带有纤维镜的GTF胃内照相机1966年推出GFS纤维胃镜，其顶端不带摄像装置1980年开发出超声内窥镜系统1985年推出内窥镜视频信息系统1987年在北京设立奥林巴斯办事处，负责在中国销售内窥镜和显微镜1989年推出EVIS 100内窥镜视频信息系统1990年推出EVIS 200内窥镜视频信息系统2000年推出EVIS EXERA系列内窥镜视频系统2002年推出全球首款高清内窥镜视频系统EVIS LUCERA推出采用EVIS EXERA II 和 EVIS LUCERA SPECTRUM内窥镜视频系统，搭2006年载了奥林巴斯首创的NBI窄带成像技术201

47、2年推出EVIS EXERA III和EVIS LUCERA ELITE工作平台资料来源：奥林巴斯官网， 20 世纪 80 年代，奥林巴斯进入中国市场。如今中国市场已成为公司亚洲/大洋洲地区的主要增长动力，2019 财年中国收入占公司亚洲/大洋洲收入的 60%左右。鉴于中国政府对早筛早诊的推广，奥林巴斯在 2019 年年报里预计，中国二级医院特别是二甲医院对使用内窥镜的需求增长将为公司增长带来良好发展机遇。图 28：奥林巴斯医疗事业部门收入及增速70060050040030030%60961663455857049238439535135534925%20%15%10%5%2001000%-5

48、%-10%0FY200 9 FY201 0 FY201 1 FY201 2 FY201 3 FY201 4 FY201 5 FY201 6 FY201 7 FY201 8 FY201 9医疗事业部营收（十亿日元）增速-15%资料来源：奥林巴斯年报， 富士胶片富士胶片成立于 1934 年，公司业务主要分为三大部门，医疗健康和高性能材料、影像、文件处理。2019 财年，医疗健康收入占比为 20%，高性能材料收入占比为 23%，影像收入占比为 16%，文件处理收入占比为 41%。富士胶片的医疗健康事业起步于诊断领域，凭借强大的研发能力及在影像和材料领域的技术优势，将胶卷当中的各种技术加以应用，推出了

49、数字 X 射线摄影系统、内窥镜、超声、体外诊断、干式打印机及图像信息系统等领先的产品和技术。为扩大在中国的业务，富士胶片（中国）于 2001 年 4 月成立。中国市场是富士胶片集团的第三大市场，仅次于日本和美国。当前富士胶片（中国）的收入结构中，约 40%来自医疗业务，约 30%来自产业材料，大约 20-25%来自影像业务。时间事件表 6：富士胶片软镜发展历史1971年进入医疗器械领域，内窥镜商品化2002年经鼻内窥镜发布2003年双气囊小肠镜发布2004年全数字化的电子内窥镜处理器“EPX-4400”发布2007年高清电子超声内镜系统“SU-7000”发布2012年全数字化的电子内窥镜处理器

50、“EPX-4450”发布2013年高清电子超声内镜系统“SU-8000”发布2015年“LASEREO”激光内窥镜发布“LASEREO”用联动成像功能LCI（Linkded Color Imaging）发布，可提高胃粘2015年膜微小的颜色变化的识别度2017年超声内镜系统“SU-9000”发布资料来源：富士胶片官网， 在内窥镜领域，富士胶片（中国）提供包括备受业内好评的 SU-9000 超声内镜系统、 LASEREO 激光内镜系统、以及电子胃肠镜、支气管镜、双气囊小肠镜等消化道及呼吸道内窥镜系列产品和技术解决方案。此外，富士胶片（中国）与北京大学国际医院、上海健康医学院等携手设立内镜培训中心

51、，开展各类内镜培训课程，致力于提升中国医生在早癌精查、内镜操作、内镜治疗方面的技术，提升高端内镜技术的普及率。图 29：富士胶片医疗健康部门收入及增速48444338239440138460020%50015%40010%3005%2000%100-5%0FY201 4FY201 5FY201 6FY201 7FY201 8FY201 9-10%医疗健康部门（十亿日元）增速资料来源：富士胶片年报，彭博， 宾得宾得前身为旭光学（Asahi），于1919 年成立于日本，1957 年推出的单反相机“PENTAX”让公司享誉全球，因此 2002 年更名为宾得（PENTAX）。2007 年宾得被豪雅（HOYA）收购，成为豪雅集团旗下子公司。时间事件表 7：宾得软镜发展历史1977年推出第一款纤维光电支气管镜FB-17A，正式进入内镜领域1979年推出第一款上消化道纤维镜FG-28A1984年推出第一款防水的纤维光电支气管镜FB-15H1987年推出第一款单色电子内窥镜系统EPM-30001988年在全球率先推出电子支气管镜EB-19001997年推出第一款彩色电子内窥镜系统EPK-7002001年在全球率先推出超声上消化道可视镜(电子辐射阵列型) EG-3630UR2004年在全球率先推出超声支气管镜(电子凸面型) FB-19UV2008年在全球率先推出超声电子支气管镜E