前言与三问：电子内窥镜设备在微创手术中起到了至关重要的作用，为医生传输清晰的患者体内影像，便于术中观察、病灶导航、以及诊疗操作。以镜体是否弯曲和进入人体的方式可以将内窥镜分为硬镜和软镜。一方面，作为高端医疗设备，国内内镜市场无论软硬镜，均长期被海外巨头把持。另一方面，国家政策鼓励国产设备并从注册端到采购端均有所倾斜。在这样的大背景下，我们不禁要问“内窥镜赛道能否成为下一个国产替代的前期价值洼地？”本篇报告将重点围绕内窥镜产业三大核心问题来做解读：1）技术层面，软硬镜设备的技术趋势以及国产龙头的技术水平如何？2）市场层面，行业驱动力以及软硬镜市场分别规模几许？3）海外复盘，战略上的启示以及国产内窥镜设备制造企业后续将如何成长？
　　技术趋势篇：逐步突破技术封锁，向国产替代迈进。硬镜和软镜的技术侧重点略有不同。硬镜上游同质化严重，中游整机厂商相对更加注重内镜的摄像系统。核心技术侧重点集中在荧光、3D、4K这些软硬件集成下的图像处理功能。整体硬镜技术趋势主要集中在1）图像传感器方面，CMOS逐步取代CCD,为国产替代奠定基础；2）AIISP图像信号处理方面，AI+图像处理分析会是未来技术发展的重要方向；3）荧光内镜方面，荧光处理系统是全球性的技术迭代趋势，国内有望迎来龙头品牌；4）镜体方面，硬镜镜体的技术壁垒在于光学工艺和精密制造。进口厂家凭借先发优势，对镜体和摄像系统达到了全面覆盖。国产目前还以少数科室为主，正在加速实现全品类覆盖；5）整机方面，加速研发和差异化创新将加快国产替代进程。国产整体性价比显著，创新图像处理技术可提升整机议价能力。软镜产业链比硬镜更为复杂，涉及多模块和零部件的自主制造。核心技术侧重点集中在超声、放大、电子染色技术等图像处理功能以及镜体操控的灵活性。整体软镜技术趋势主要集中在1）图像处理器方面，国产电子染色技术已突破NBI专利垄断；2）放大方面，国产开立、澳华逐步缩小与进口的差距；3）一次性软镜是未来器械创新的确定性方向，国产厂商加速布局；4）超声助力精准诊疗，国产具备核心竞争力；5）镜体方面，软镜镜体趋势上追求极致操控性，进口与国产品牌之间的隐形差距凸显。此外，进口比国产的镜体覆盖面更广，国产品牌也正在加速覆盖；6）整机方面，国产性能逐步追赶进口，性价比显著，未来预计将持续放量增长。国产硬镜和软镜都在追求供应链的自主可控，在技术上进行差异化创新以加速国产替代化进程。
　　市场格局篇：百亿级市场，国产替代空间巨大。内窥镜市场是一个有潜力的市场。根据弗若斯特沙利文预测，2021年国内市场规模（出厂端）为250亿元左右，预计2030年市场规模将达600亿元，中国市场也将在2030年成为全球内窥镜第二大市场。主要驱动力来自1）我国政策鼓励国产设备，从注册到采购端均有倾斜；2）微创大时代加速来临，拉动内窥镜上游制造企业规模增长；3）早筛渗透率的提升，激发中高端内镜整体需求；4）分级诊疗政策推升基层医院设备需求+内镜医生需求。此外，我们搭建量价模型，根据各级医院数量、微创渗透率、科室平均配置硬镜数量、单台主机配备镜体数量、主机及镜体的单价、更换周期以及国产化率的假设，测算2030年中国硬镜市场有望超过120亿元。根据软镜渗透率及一些假设，测算2030年中国软镜市场同样有望超过120亿元。从竞争格局角度，硬镜和软镜2021年国产化率分别为15%和8%。目前在行业发展初期，初步形成产业集群。未来看好国产替代空间，大浪淘沙优中选优。
　　海外复盘：成长之路启示与估值探究。奥林巴斯、史塞克、卡尔史托斯（未上市）分别为三家国际内窥镜巨头。2021年内窥镜业务体量奥林巴斯和史塞克分别为61和21亿美元。三家各有所长：奥林巴斯主攻软镜，硬镜也有涉猎。史塞克主攻硬镜，硬镜占其总营收的13%。卡尔史托斯主攻硬镜，软镜占比较少。通过复盘比较，我们认为国产企业可以从以下5点探寻成长方向：
　　1)建立产品梯队：高端打开口碑+中低端高性价比产品抢占市场份额
　　2)以创新方案解决临床痛点：关注客户需求，通过并购和持续性研发投入保持产品生命力
　　3)强大服务网络以带动销售：全球范围内开设培训站点，通过培训医生增加产品粘性
　　4)国际化出海打开增量市场：率先进入新兴市场与医生建立信任关系
　　5)加大直销提升收入：份额上升后可加大直销客户通过经常性收入提升客户黏性
　　对硬镜而言，国内海泰新光远期尚不足以对标史塞克21亿美元的营收，故从国内市场需求端出发，测算企业远期总营收，再分业务线分部进行可比估值。经测算，如果海泰新光远期硬镜收入做到45亿元左右，那么估值上限在250亿元左右（PS：5.4x左右）。如果能够维持63%左右毛利率、40%左右净利率，那么预计公司估值可以达到700亿元左右（PE：39.5x左右）。
　　对软镜而言，国内开立医疗远期尚不足以对标奥林巴斯49亿美元的软镜营收，故从国内市场需求端出发，测算企业远期总营收，再分业务线分部进行可比估

研究报告全文：医疗创新器械-内窥镜行业专题核心三问内窥镜技术趋势图谱和投资机会西南证券研究发展中心2023年2月分析师杜向阳执业证号S1250520030002电话021-68416017邮箱duxyswsccomcn核心观点前言与三问电子内窥镜设备在微创手术中起到了至关重要的作用为医生传输清晰的患者体内影像便于术中观察病灶导航以及诊疗操作以镜体是否弯曲和进入人体的方式可以将内窥镜分为硬镜和软镜一方面作为高端医疗设备国内内镜市场无论软硬镜均长期被海外巨头把持另一方面国家政策鼓励国产设备并从注册端到采购端均有所倾斜在这样的大背景下我们不禁要问内窥镜赛道能否成为下一个国产替代的前期价值洼地本篇报告将重点围绕内窥镜产业三大核心问题来做解读1技术层面软硬镜设备的技术趋势以及国产龙头的技术水平如何2市场层面行业驱动力以及软硬镜市场分别规模几许3海外复盘战略上的启示以及国产内窥镜设备制造企业后续将如何成长技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜和软镜的技术侧重点略有不同硬镜上游同质化严重中游整机厂商相对更加注重内镜的摄像系统核心技术侧重点集中在荧光3D4K这些软硬件集成下的图像处理功能整体硬镜技术趋势主要集中在1图像传感器方面CMOS逐步取代CCD为国产替代奠定基础2AIISP图像信号处理方面AI图像处理分析会是未来技术发展的重要方向3荧光内镜方面荧光处理系统是全球性的技术迭代趋势国内有望迎来龙头品牌4镜体方面硬镜镜体的技术壁垒在于光学工艺和精密制造进口厂家凭借先发优势对镜体和摄像系统达到了全面覆盖国产目前还以少数科室为主正在加速实现全品类覆盖5整机方面加速研发和差异化创新将加快国产替代进程国产整体性价比显著创新图像处理技术可提升整机议价能力软镜产业链比硬镜更为复杂涉及多模块和零部件的自主制造核心技术侧重点集中在超声放大电子染色技术等图像处理功能以及镜体操控的灵活性整体软镜技术趋势主要集中在1图像处理器方面国产电子染色技术已突破NBI专利垄断2放大方面国产开立澳华逐步缩小与进口的差距3一次性软镜是未来器械创新的确定性方向国产厂商加速布局4超声助力精准诊疗国产具备核心竞争力5镜体方面软镜镜体趋势上追求极致操控性进口与国产品牌之间的隐形差距凸显此外进口比国产的镜体覆盖面更广国产品牌也正在加速覆盖6整机方面国产性能逐步追赶进口性价比显著未来预计将持续放量增长国产硬镜和软镜都在追求供应链的自主可控在技术上进行差异化创新以加速国产替代化进程市场格局篇百亿级市场国产替代空间巨大内窥镜市场是一个有潜力的市场根据弗若斯特沙利文预测2021年国内市场规模出厂端为250亿元左右预计2030年市场规模将达600亿元中国市场也将在2030年成为全球内窥镜第二大市场主要驱动力来自1我国政策鼓励国产设备从注册到采购端均有倾斜2微创大时代加速来临拉动内窥镜上游制造企业规模增长3早筛渗透率的提升激发中高端内镜整体需求4分级诊疗政策推升基层医院设备需求内镜医生需求此外我们搭建量价模型根据各级医院数量微创渗透率科室平均配置硬镜数量单台主机配备镜体数量主机及镜体的单价更换周期以及国产化率的假设测算2030年中国硬镜市场有望超过120亿元根据软镜渗透率及一些假设测算2030年中国软镜市场同样有望超过120亿元从竞争格局角度硬镜和软镜2021年国产化率分别为15和8目前在行业发展初期初步形成产业集群未来看好国产替代空间大浪淘沙优中选优1核心观点海外复盘成长之路启示与估值探究奥林巴斯史塞克卡尔史托斯未上市分别为三家国际内窥镜巨头2021年内窥镜业务体量奥林巴斯和史塞克分别为61和21亿美元三家各有所长奥林巴斯主攻软镜硬镜也有涉猎史塞克主攻硬镜硬镜占其总营收的13卡尔史托斯主攻硬镜软镜占比较少通过复盘比较我们认为国产企业可以从以下5点探寻成长方向1建立产品梯队高端打开口碑中低端高性价比产品抢占市场份额2以创新方案解决临床痛点关注客户需求通过并购和持续性研发投入保持产品生命力3强大服务网络以带动销售全球范围内开设培训站点通过培训医生增加产品粘性4国际化出海打开增量市场率先进入新兴市场与医生建立信任关系5加大直销提升收入份额上升后可加大直销客户通过经常性收入提升客户黏性对硬镜而言国内海泰新光远期尚不足以对标史塞克21亿美元的营收故从国内市场需求端出发测算企业远期总营收再分业务线分部进行可比估值经测算如果海泰新光远期硬镜收入做到45亿元左右那么估值上限在250亿元左右PS54x左右如果能够维持63左右毛利率40左右净利率那么预计公司估值可以达到700亿元左右PE395x左右对软镜而言国内开立医疗远期尚不足以对标奥林巴斯49亿美元的软镜营收故从国内市场需求端出发测算企业远期总营收再分业务线分部进行可比估值经测算如果企业远期软镜收入做到25亿元左右那么来自软镜部分的估值上限在85亿元左右PS35x左右如果能够维持68左右毛利率17左右净利率那么预计公司软镜业务部分的估值可以达到110亿元左右PE265x左右加上其他的业务线的估值整体远期估值预计在300-500亿投资建议建议关注标的开立医疗澳华内镜和海泰新光风险提示行业竞争加剧风险政策风险政策风险研发不及预期风险出海不及预期风险2基础概览篇内窥镜产业链和核心三问国内内窥镜发展起步较晚逐步追赶世界主流队伍国际上内窥镜的发展历经200多年整体经历了硬管式内窥镜半可屈式内窥镜纤维内窥镜和电子内窥镜四个阶段从最初的硬式形态逐步走向软硬兼备内窥镜目前走向不断创新的新阶段根据临床医生的需求及反馈不断提升产品性能和功能推陈出新国内内窥镜发展起步较晚仅30年的发展历史腹腔镜最先引入国内1991年我国开展了第一例腹腔镜胆囊切除手术2010年以后国内腹腔镜外科在多个应用领域开展形成了一整套从技术培训到手术操作指南内镜的配套装备也日渐完善整体来看我国内镜行业还处于起步阶段但是一些先驱企业如开立澳华迈瑞海泰新光等已经跟进学习世界主流队伍并自主创新新型设备未来可期硬管式内窥镜半可屈式内窥镜纤维内窥镜电子内窥镜1806-1932年1932-1957年1957年以后1983年以后德国法兰克福Philip1932年Schindler和柏1957年Hirschowitz1983年美国WelchBozzini首先大胆提出林器械制造师Georg和他的研究组制成了世Allyn公司研制并应用了内窥镜的设想并且Wolf合作制成了一款半界上第一个用于胃部检高性能微型图像传感器在1806年首次发明了可屈式的胃镜其特点查十二指肠检查的光CCD代替了内镜的以蜡烛光为光源的光导是前端可屈该胃镜前导纤维内镜原型光导纤维导像术宣告器Lichtleiter他也端有一光滑金属球插了电子内镜的诞生被因此被誉为第一个内入较方便灯泡光亮度1960年美国膀胱镜认为是内镜发展史上另窥镜发明者较强有空气通道用以制造公司ACMI向一次历史性突破注气近端为硬管部Hirschowitz提供了第随后法国外科医生有接目统调焦一个商业纤维内窥镜2000年以后超声探头Desormeaux首次将光和三维探头新型内窥导器用于人体的泌尿系镜如胶囊内镜超声内统疾病的检查因此被镜荧光内镜等电子内后世称为内窥镜之父镜不断问世资料来源中国医疗器械行业协会西南证券整理3基础概览篇内窥镜产业链和核心三问内窥镜主要分类及应用现代内窥镜的常见分类方式按使用次数按产品品类医用内窥镜分为可重复使用的医用整体构成来看内镜系统都是由镜体光源图像处理主机内窥镜和一次性使用医用内窥镜及监视器构成以镜体是否弯曲以及进入人体的方式可以将内镜分为硬镜和软镜1一次性使用医用内窥镜2可重复使用内窥镜1硬性医用内窥镜2软性医用内窥镜单次诊疗单次使用可重复使用使用不可弯曲经过手术切口进入人体无菌组可弯曲通过人体自然腔道进入体内一般无需维护寿命长具有环保织器官无菌腔室镜体较长且具有一定柔性在包装前由生产商进行效果按照结构形式可分为直杆不可分离硬管内光电信号传输距离较远镜体插入部消毒准备好可供随时需要定期维护操镜直杆可分离硬管内镜弯管不可分离由于是经人体自然腔道直径较小且使用使用后即由操作作者需要在每次使硬管内镜和弯管可分离硬管内镜四大类功能集成复杂对整合设计工艺及制者废弃用前对内窥镜进行各类硬管内镜结构一般包括外镜管或鞘造技术的要求更高较硬镜具有更高主要用于交叉感染风险清洗消毒套镜体光导束接口目端接管以及的技术壁垒高的科室消化内科广泛用于多科室的成像接口部分一般包括以下基本构造前端部弯泌尿科妇科及呼吸科诊断和治疗部分硬式内镜镜身无器械及水气孔道曲部插入管操纵部接目部以及可集成高性能技术一般分为白光硬镜和荧光硬镜成像接口部医疗机构的购置成本较对于一次性内窥腹腔镜胸腔镜输尿管镜膀胱镜关胃镜肠镜喉镜纤维支气管镜等低镜而言购置成本节镜宫腔镜等高常见用于普外科胸外科泌尿科妇产常见于消化内科呼吸内科科骨科资料来源华经情报网医械学堂奥林巴斯公司公告西南证券整理4基础概览篇内窥镜产业链和核心三问内窥镜主要分类及应用2016年全球不同科室内镜市场规模百万美元及各科占比2021年国内各类内窥镜中标情况排名细分品种中标金额万元中标件数CAGR1消化内镜22014162396分类主要产品20162020E2016-市场占比2胸腹腔镜1778293191620203支气管镜6340968124鼻咽喉镜41337412768普外胸腔镜腹腔镜10026161721273085关节镜3483123966宫腔镜260214612输尿管镜经皮肾镜膀胱镜泌尿48355705421497脊柱内镜175052176电切镜8电切镜1074522969神经内镜7821374胃镜肠镜肠道子镜十二消化478560576114710肾镜66642340指肠镜小肠镜11膀胱镜5491629912胃镜224453关节关节镜椎间孔镜458563218414113乳管镜129632914耳镜8854240耳喉鼻耳鼻喉镜食道镜328343707410115椎间孔镜20722妇产宫腔镜阴道镜159923831054916组合内镜1339317阴道镜11634其他脑室镜神经内镜343341504910518电子支气管镜724519精囊镜6102总计325464515885100020其他21281832190中标金额万元中标件数105普外4930830000015000泌尿10120000010000消化100000500014100关节149胃镜耳镜147肾镜关节镜乳管镜宫腔镜电切镜膀胱镜阴道镜精囊镜支气管镜鼻咽喉镜消化内镜胸腹腔镜脊柱内镜神经内镜椎间孔镜组合内镜电子支气数据来源华经情报网众成数科西南证券整理5基础概览篇内窥镜产业链和核心三问硬镜上游同质化严重中游整机厂商注重内镜摄像系统产业链特点上游玻璃透镜PCB板等原材料供应商数量较多产品趋近同质化成本稳定硬镜主要包括三部分核心组件镜头光源和成像三大模块上游原材料供应商产品同质化元件生产商和组件生产商的生产技术壁垒相对较高产业壁垒因不涉及诊疗操作镜体弯曲以及使用体验的问题硬镜集成模块少于软镜整体需要解决的是物理层面的光学成像问题将光信号转为数字电信号并传输至图像处理器在同质化的情况下大多中游整机厂商将侧重点投放于主机的图像处理功能如荧光处理3DISP处理智能分析等以及显示器分辨率例如4K整体上游同质化严重部件可分离集成难度较低因此硬镜品牌也多于软镜门槛低于软镜同质化竞争使得硬镜加速发展至高阶技术供应链自主可控进程中国部分区域已经形成产业聚集地例如浙江桐庐长三角地区沈阳青岛已逐步形成中国版的硬镜产业聚集地初步具备产业集群的供应链特性上游中游下游原材料光学零件机械整机设备生产医疗机构临床科室零件和电子元件供应原材料元件组件生产商生产商生产商适配医院玻璃透镜滤光镜片镜头三级片二级PCB光源基层医院LED板LEDLD模组芯片芯片显示成像LD模组临床科室面板显示电子普外科屏元件胸外科机械镜体塑料泌尿科零件骨科硬镜内窥镜整机妇科资料来源公开资料西南证券整理6基础概览篇内窥镜产业链和核心三问软镜产业链比硬镜更为复杂涉及多模块和零部件的自主制造产业链特点软镜从镜体到主机大多是品牌厂商一体化自主实现自主掌握上游供应链软镜主要核心部件为内镜主机镜体送气装置送水泵等因软镜涉及诊疗操作镜体弯曲以及使用体验的问题软镜集成模块数量远大于硬镜因此供应链需要涉及图像传感器外层金属管不锈钢牵引丝光纤手柄以及润滑剂等上百个部件也因为涉及多模块的众多原材料及元器件生产商整机厂商需要搭建高效且稳定的供应链产业壁垒不同于硬镜中游整机厂商需要完成核心模块的自主电路设计软件开发光学设计结构设计以及进行精密加工模块主要包括蛇骨微型成像模组激光传输组件光源模块和图像处理模块整体来看原材料及零部件易得但模块的设计及组建的技术壁垒较高软镜的核心价值量来自于主机和镜体其中单条镜体的价值与主机相当因此整机厂商的研发重点及技术壁垒也主要集中在主机系统包括图像处理功能中的电子染色3D等以及各类镜体供应链自主可控进程日本巨头把其研发生产以及供应链大部分都限制在日本本土中国国产品牌如开立澳华实现了全产业链的自主突破在镜体材料光学模组生产组装等方面构筑了自主产业链上游中游下游原材料光学零件机械模块组件设计生产医疗机构临床科室零件和电子元件供应整机设备生产原材料生产商元件生产商蛇骨光源滤光激光FPGA玻璃透镜镜片组件模块医院片接收器芯片三级微型成图像处二级PCBLEDLD照明LED氙灯像模组理模组基层医院板芯片芯片光纤激光传显示显示侧漏通信机械LD输组件临床科室面板屏阀光纤零件消化科金属电子激光图像呼吸科塑料耳鼻喉科二极管管元件传感器肝胆外科软镜内窥镜整机妇科等资料来源公开资料西南证券整理7基础概览篇内窥镜产业链和核心三问内窥镜核心三个问题技术层面技术层面软硬镜设备的技术趋势以及国产龙头的技术水平如何市场层面市场层面行业驱动力以及软硬镜市场分别规模几许战略层面复盘国际龙头给予国产厂商后续成长哪些战略启示8技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜VS软镜技术侧重点硬镜软镜氙灯白光氙灯白光光源照明LED光源荧光会加一路红外线光源LED光源白光照射病灶白光照射病灶病灶组织可叠加荧光剂荧光内镜标配普通光学镜头镜体前端可配置标配普通光学镜头镜体前端可配置透镜可叠加变焦镜头放大内镜ME可叠加变焦镜头放大内镜ME可叠加超声探头可叠加超声探头可叠加共焦显微镜共聚焦内可叠加共焦显微镜共聚焦内镜镜头细胞学内镜镜镜头细胞学内镜图像传感器彩色CCDCMOS彩色CCDCMOS软镜另有十二指肠镜和胶囊内镜等多种外观和形态操作部无操作部有操作部1主机内的图像处理功能1主机内的图像处理功能o双荧光处理o电子染色技术o全彩荧光处理a窄带成像技术narrowbandimagingNBIo4K处理b蓝激光成像技术bluelaserimagingBLIo3D技术cIscan技术o除雾功能d开立采用光电复合染色成像技术variableintelligentstainingtechnologyo血管增强VIST主机o高动态范围e澳华CBI染色技术o曝光修正等特殊图像处理o4K处理o3D技术2主机内的AI算法处理包括AIISP图像处理o除雾功能o血管增强o高动态范围o曝光修正等特殊图像处理2主机内的AI算法处理包括AIISP图像处理显示器可配高清或4K分辨率可配高清或4K分辨率海泰新光开立医疗国内相关迈瑞澳华内镜上市公司资料来源西南证券整理9技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进电子硬镜现代技术全方位图解光源照明病灶组织透镜图像传感器导线主机显示器传统的电子内白光照射病灶标配普通光学镜头彩色CCDCMOS将编码电路数字电1主机内的图像处理功能4K分辨率镜使用氙灯可叠加色素内放大10倍10mm不同的光信号转为数信号通过导线将o双荧光处理获取白光原始图像和荧光原始高清分辨率白光作为镜检查已不视线范围字电信号形式多张信号输送到图像处图像调整荧光原始图像以将荧光原始照明光这种常用用不可叠加变焦镜头放捕捉到的图片高速切理器图像中蓝色成分比红色成分多和蓝色成分宽带光谱实际同的色素溶大内镜ME通过换实现动态视频比红色成分少的两类像素中的一类转换为上是由RGB液对黏膜进在普通电子内镜基绿色另一类转换为蓝色并将荧光原始红绿蓝3行喷洒或口础上增加变焦镜图像中过曝的像素转换为青色得到荧光种光组成的服通过黏膜头使黏膜组织光调整图像叠加白光原始图像和荧光调整其波长分别为表面轮廓显示学放大目前各图像得到融合图像并输出融合图像605nm或吸收特性的个厂家新的内镜光巨头卡尔史托斯和奥林巴斯基本都是双色540nm不同区分癌学变焦放大倍数多荧光415nm变与非癌黏膜在80120倍以也可以用LED可叠加荧光剂上光源即开即荧光内镜用没有热效将吲哚菁绿o全彩荧光处理绿色荧光是以单色作融合处应冷光源ICG注入目理的在荧光图上只能通过荧光的融合度镜体标血管或组来判断强弱相比之下彩色荧光引入了织通过吸收阶梯变化的荧光颜色通过蓝-绿-近红外光后释可叠加超声探头观察表层以下的组织黄的荧光颜色变化来表达荧光弱-中放出不同波长结构-强的强度变化在一定程度上丰富了荧荧光的特性光强弱的区分度巨头史塞克和国产品牌工作光谱为可叠加共焦显微镜共聚焦内镜镜提供全彩荧光处理400-头细胞学内镜人体摄入荧光900nm再剂然后用激光激发产生人体局部利用图像传感组织荧光效应通过共聚焦探头获器捕捉荧光信取各层面的组织学图像共聚焦的放o3D技术号大倍数可以达到1000倍探查深度可o除雾功能以达黏膜下250m并有望明显减o血管增强少活检的次数增加病理的检查率o高动态范围o曝光修正等特殊图像处理资料来源国知局荧合汇西南证券整理2主机内的AI算法处理包括AIISP图像处理10技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进图像传感器CMOS逐步取代CCD为国产替代奠定基础原理CCD图像传感器是一种用耦合2007-2017年CMOS的市场占比大幅提升CCD传感器与CMOS传感器的性能对比方式传输信号的探测元件在内镜前端装备内镜前端的图像传感器接收特点CCDCMOS100道体腔内黏膜面反射来的光将这些电荷信号先放大电荷信号先传送工作原理后AD再传送后放大再AD光信号转为数字电信号然后多张捕8054捉到的图片高速切换即视觉上为动态像素信号电子包电压6072视频数字电信号通过导线将信号输89芯片信号模拟电压比特数字送到图像处理系统再经过电信号贮40读出噪声低同一帧率下较低存和处理转换最后传输到监视器中填充因子高中或低并在屏幕上显示出受检脏器的彩色204628光反馈中至高中至高黏膜图像110敏感度高较高CMOS国内工业供应链的完善为内镜200720122017动态范围高中至高一致性高稍微较低的国产替代奠定了坚实的基础CCDCCDCMOS造价高昂成本约占整体内镜成本的功耗中至高低至中40随着CMOS技术的发展2015-2020年CMOS的用途演变快门快速高效快速高效CMOS性能逐步接近CCD成为众多速度中至高较高开窗处理有限多重内镜厂商对CCD的首选替代市场份8070额占比上CMOS也从2007年的54抗晕高至无高跃升至2017年89CMOS国内工弥散电荷转移FPN运动6048图像缺陷业供应链完善根据2020年CMOS低效ERSPLS图像传感器全球销售额排名国产厂40偏压和时钟多重高压单一低压商豪威科技2016年被韦尔股份收62076226614系统的复杂性高低购格科微电子位列前五开立64272143澳华目前均外购CMOS装配其内镜22传感器复杂性低高0整体来看CMOS在硬镜上的应用较较低或较高取相对研发成本较低软镜更为超前普通CMOS只有一条决于系列感光芯片但迈瑞和开立相继采用三相对简单合格制造工艺复杂晶片CMOS使图像更清晰色彩更为率高丰富20152020制造成本高低图表来源华经情报网智研咨询电子工程专辑ICInsights西南证券整理11技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进AIISP图像信号处理AI图像处理分析是未来技术发展的重要方向功能ISP是图像信号处理器用来处理图像传感器输出的数据景物通过透镜生成的光学图ISPVSAIISP像投射到传感器表面上经过光电转换为模拟电信号消噪声后经过AD转换后变为数字图像信号再送到数字信号处理芯片DSP中加工处理所以从传感器端过来的图像需要经过黑电平补偿镜头矫正坏像素矫正颜色插值噪声去除白平衡矫正色彩矫正gamma矫正色彩空间转换RGB转换为YUV在YUV色彩空间上彩噪去除与边缘加强色彩与对比度加强中间还要进行自动曝光控制等然后输出YUV或者RGB格式的数据再通过IO接口传输到CPU中处理AIISP是基于神经网络架构的ISP图像处理AIISP对于内窥镜赛道短期内影响有限但长期会是技术发展的重要方向之一2021年之后一些中高端的视觉SOC产品陆续推出了AIISP从原理上AIISP是在原来传统ISP上增加一些AI后处理算法修复一些传统ISP上处理不好的瑕疵比如HDR的增强噪声的消减等目前AIISP的研发还较为早期因此能否解决实际问题还依赖于整体的方案设计对镜头图像传感器成像引擎的选择和要求较高镜头决定光学特性对动态范围影响不大CMOS图像传感器决定电子特性是动态范围的第一道瓶颈成像引擎是保持传感器动态范围的关键这其中任何一步的薄弱都会使得AI算法能够弥补的范围变得极其有限AIISP多维度应用对基础ISP要求较高需要充足的样本训练需要强大的核心算力中国AIISP市场主要国产厂商爱芯2022年爱芯元智的爱芯智眸AI-ISP也正式发布将ISP中的几个关键硬件模块抽离并用AI算法取而代之海思2021年海思宣布推出了下一代用于安放场景的越影ISP芯片主要亮点在于通过与AI引擎的深度整合实现夜视降噪的高效处理安霸2022年安霸在CES上发布了AIISP利用安霸在图像和AI领域的积累推出了下一代ISP芯原2022年芯原也推出了AI-ISP的ISP针对夜视降噪场景图表来源电子工程专辑半导体行业观察海思官网西南证券整理12国产品牌技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进荧光内镜全球性行业趋势国内有望迎来龙头品牌2015-2024年全球硬镜市场规模及增速用途荧光多用于硬镜将吲哚菁绿ICG注入目标血管或组织通过吸收近红外光后释放出不同波长荧光的特性工作光8069731562谱为400-900nm再利用图像传感器捕捉荧光信号随着5164605757靶向性更强的第二代甚至第三代荧光内窥镜的出现会有越来535534463710越多的科室采用荧光技术如心脏外科泌尿外科神经外科394042等44424445445462039市场规模2019年全球硬镜市场规模达到57亿美元其中荧光32硬镜市场为131亿美元约占同期全球市场的232016-202591013152019年荧光复合增速为23预计2020-2024年复合增速将达07027我国2019年硬镜市场规模约65亿元其中荧光硬镜市场201520162017201820192020E2021E2022E2023E2024E为1亿元预计2020-2024年复合增速将达85高度景气全球荧光硬镜市场规模亿美元全球白光硬镜市场规模亿美元国内厂商国内荧光内镜起步及产品推广较晚目前参与者较全球硬镜yoy少海外龙头主要以Novadaq和广州欧谱曼迪为主海泰新光4K荧光整机已获批未来国内有望迎来国产龙头品牌2015-2024年中国硬镜市场规模及增速2019年中国荧光竞争格局2019年全球荧光竞争格局120110201001009081Novadaq史塞克旗下7315史塞克卡尔史托斯806575欧谱曼迪德国狼牌其他5860751045503974407287045864520455010393516253948605140010201520162017201820192020E2021E2022E2023E2024E78中国荧光硬镜市场规模亿元中国白光硬镜市场规模亿元中国硬镜yoy数据来源弗若斯特沙利文西南证券整理13技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜镜体壁垒在于光学工艺和精密制造步骤繁杂精细化制造提升壁垒镜体目前制造工艺复杂尚不能完全实现机械化批量生产重要的精度和质量的把控依旧依赖于人工技师巨头卡尔史托斯镜体制作中内部的光学系统都系人工完成器械的外形也都精密设计更符合人体工程学日本三巨头之一的奥林巴斯也是把其工艺及上下游产业链控制在日本本土并对核心零部件限制出口在强调手工工艺传承和精密制造的大前提下无疑给内镜镜体制造构筑了一个相对较高的技术壁垒卡尔史托斯Hopkins镜体制作资料来源卡尔史托斯Hopkins宣传片西南证券整理14技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜镜体硬镜进口厂家优势在于镜体和摄像系统的全面覆盖进口厂家优势在于镜体和摄像系统覆盖全面基本可以用于所有科室的硬镜诊断和治疗德国的硬镜占全球份额最大德国本土的精密制造具有全球性的优势镜体的导光系统和光学系统里的内部装配都是由人工逐一精心加工外形也进行了精细设计硬镜龙头卡尔史托斯狼牌雪力等品牌位于德国德国在精密器械光电制造技术以及上游供应链整合上均处于世界前沿水平目前德国卡尔史托斯已实现产品体系的全覆盖向世界出口完整的内窥镜设备目前德国狼牌的产品线也已经覆盖了泌尿外科普外科妇科耳鼻喉科骨科和可视化学科在内的镜体德国狼牌硬镜跨学科产品线资料来源德国狼牌官网西南证券整理15技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜镜体国产硬镜镜体覆盖较少科室正在加速实现全覆盖国产品牌较多但镜体品类相对单一目前品类仅覆盖少数几个科室但国内光学镜体的供应链正在加速搭建继而推动硬镜整体的持续丰富迈瑞2021年占国内硬镜市场的7在国产品牌里位居榜首目前正在加速布局荧光内窥镜摄像系统新光维是镜体和主机一体化硬镜国产企业在自主研发生产布局等方面均具有代表性目前产品主要为胸腹腔内窥镜鼻内腔镜及关节内窥镜同时公司也积极布局海外市场海泰新光自主研发精密生产广泛布局医用硬式内窥镜器械及光学产品医用硬镜产品主要包括高清白光和荧光腹腔镜光源模组及摄像适配器镜头光学产品主要涵盖医用光学产品工业及激光光学产品和生物识别产品等目前深度绑定海外大客户国内整机已获批上市即将进入放量阶段将为公司打开成长空间中国部分区域已经形成产业聚集地例如浙江桐庐长三角地区沈阳青岛已逐步形成中国版的硬镜产业聚集地初步具备产业集群的供应链特性迈瑞硬镜产品线产品名称注册分类临床用途发证日期有效期注册情况与医用内窥镜荧光造影剂吲哚菁绿ICG配合使用适用于在微创内窥内窥镜摄像系统II20211122026111NMPA注册镜手术中提供实时的可见光影像及近红外荧光影像医用内窥镜冷光源II为内窥镜观察人体体腔内的视场区域提供观察照明20211122026111NMPA注册硬性光学腹腔内窥镜II该产品用于腹部微创手术中的观察成像20234112028410NMPA注册内窥镜摄像系统II供内窥镜手术时将体内手术区域视频放大成像202163202662NMPA注册医用内窥镜冷光源II产品作为光源设备与导光束相连接供临床窥镜内视或手术深部照明用20216112026610NMPA注册内窥镜摄像系统II供内窥镜手术时将体内手术区域视频放大成像20216112026610NMPA注册医用内窥镜冷光源II可与医用内窥镜有电气连接供内窥镜临床观察时作照明光源用20219142026913NMPA注册4K内窥镜摄像系统II将内窥镜采集的光学信号转化为电子信号并传输至监视器进行成像20218202025425NMPA注册内窥镜摄像系统II供医院临床做内窥镜手术时将体内手术区域视频放大成像用20174122021511NMPA注册用于监护诊断麻醉呼吸和重症监护ActiveMedicalDevicesZ120204-内窥镜成像系统IIaintendedformonitoringdiagnosisanesthesiabreathingand2021102820241120CE注册intensivecare资料来源迈瑞2021年年报西南证券整理16技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜整机创新引领变革技术迭代推进行业快速发展加速研发加速产品迭代差异化创新加速国产替代进程整体行业的发展离不开技术的变革国产硬镜起步较晚进口厂家具有先发优势国产品牌在整机领域要抢占进口份额做到后来者追赶首先要依靠更快的研发和产品迭代速度提供更优质的解决方案同时依靠差异化的创新让国产品牌从进口垄断中抢占更多市场份额当前硬镜同质化趋势较为严重因此国内硬镜厂商将侧重点投放于主机的图像处理功能如荧光处理3D放大ISP处理智能分析除雾功能血管增强曝光修正等以及显示器分辨率例如4K高清等力图通过提供更灵活和更清晰的图像处理方案来解决医生日常临床手术中的痛点和难点通过这样的差异化创新方案早日实现进口替代国产VS进口硬镜性能对比公司名称国家产品名称应用主机图像处理功能显示器腹腔镜手术妇科泌尿外科心胸外现代化图像处理技术3D荧光卡尔史托斯德国IMAGE1S4K科等成像VISERA4KUHD超高清影腹腔镜手术泌尿外科胸腔镜手术进口奥林巴斯日本NBI电子染色4K像系统关节镜手术耳鼻喉妇科等腹腔镜手术泌尿外科胸腔镜手术德国狼牌德国EndocamLogic4K集成特殊成像模式SIM4K关节镜手术耳鼻喉妇科等HyPixelU14K内窥镜摄像腹腔镜手术泌尿外科胸腔镜手术迈瑞中国现代化图像处理技术荧光成像4K系统平台关节镜手术耳鼻喉妇科等FloNavi214K内窥镜模块胸部外科胃肠外科泌尿外科肝胆4种荧光模式AI光源收敛AI欧谱曼迪中国4K化平台外科妇科算法优化光电复合染色成像技术亮度均SV-M2K30全高清内窥镜摄开立中国腹腔镜手术等衡电子调光0-9级锐度增强高清国产像系统三种测光模式超声可升级防雾功能血管增强高动态范腹腔镜手术耳鼻喉关节镜手术膀新光维中国4K医用内窥镜摄像系统围功能暗处校正曝光修正4K胱镜手术等特殊摄像NBI电子染色内窥镜荧光摄像系统海泰新光中国腹腔镜手术等多种荧光模式4KN700-C资料来源各公司官网西南证券整理17技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进硬镜整机国产性价比显著创新图像处理技术提升议价能力国产厂商整机价格定价普遍低于进口相对于进口品牌国产例如迈瑞欧谱曼迪新光维海泰新光等品牌的整机系统定位较低进口白光基本在120-180w左右荧光基本在200-250w左右硬镜最主要的镜体以及摄像系统的售价普遍低于进口具有价格优势国产厂商依靠多模式荧光技术现代化图像处理技术提升品牌形象及议价能力国产品牌在荧光技术的运用上较进口品牌更为精深根据产业销售人员的分析国产品牌现在大部分都配备全彩荧光技术相较于进口品牌全彩在术中观察定位导航和操作中的表现都相对更为优异另外国产品牌也越来越重视图像处理端的研发追求更极致的病灶定位和分辨能力以及整体画面的清晰度这些创新技术都让国产品牌更具有卖点加入荧光技术的国产硬镜售价高于白光硬镜纵观全球荧光硬镜对于白光硬镜的替代势在必行国产品牌依靠荧光技术提升品牌影响力和产品梯队未来将获得更大的议价能力国产VS进口硬镜价格对比万元公司名称产品名称镜体价格摄像系统价格其他价格总售价卡尔史托斯内窥镜摄像设备6-11140-18090-130230-299奥林巴斯内窥镜荧光摄像系统6-10120-20060-100180-300进口胸腹腔内窥镜6-1060-100180-300德国狼牌4K内窥镜摄像设备5-8100-17050-85150-250迈瑞内窥镜摄像系统4-670-12030-4597-1624K内窥镜荧光摄像系统5-7100-16050-80128-239国产欧谱曼迪内窥镜荧光摄像系统5-780-15055-90135-225新光维4K医用内窥镜摄像系统5-870-11050-150120-160海泰新光4K荧光内窥镜设备200-300资料来源新光维招股书国家药监局FDA弗若斯特沙利文健康界研究院西南证券整理18技术趋势篇逐步突破技术封锁向国产替代迈进电子软镜现代技术全方位图解光源照明病灶组织透镜图像传感器操作部导线主机显示器白光照射病灶标配普通光学镜头彩色CCDCMOS将4K分辨率传统的电子内编码电路1主机内的图像处理功能放大10倍镜使用氙灯可叠加色素内不同的光信号转为数数字电o电子染色技术主机中的图像处理器可通过软硬件实现电子染10mm视线范围白光作为镜检查用不字电信号形式多张信号通色技术进行图像处理白光内镜下轻微病变不易用肉眼区分可叠加变焦镜头放照明光这种同的色素溶液捕捉到的图片高速切过导线将因此研究人员根据光学原理和后期计算机图像处理技术研大内镜ME通过宽带光谱实际对黏膜进行换实现动态视频信号输送发出了多种用于判断早期病理变化的电子成像技术被临床喷洒或口服在普通电子内镜基上是由RGB到图像处医生称为电子染色因其是使用光学原理的成像技术础上增加变焦镜头红绿蓝3通过黏膜表面理器又被称为光学染色这些影像技术往往需要与内镜放大使黏膜组织光学种光组成的轮廓显示或吸技术配合使用才能更准确识别病灶的性质放大目前各个其波长分别为收特性的不同a窄带成像技术narrowbandimagingNBI是奥林巴斯厂家新的内镜光学605nm区分癌变与公司开发的技术利用分光镜将前端光源的宽幅的白光分离非癌黏膜已变焦放大倍数多在540nm保留410nm波长的窄带光分别显示黏膜下和黏膜浅层的80120倍以上415nm不常用血管结构结合放大功能可以容易地辨别病灶也可以用LEDb蓝激光成像技术bluelaserimagingBLI由富士公司光源即开即开发不同于NBI的分光获取窄带光的方法BLI是通过主机用没有热效镜体发出的410nm的蓝色激光其工作机制与NBI一致但亮度应冷光源更高视野更深并配合其联动成像LCI技术使病灶的发可叠加超声探头观察表层以下的组织结构现更容易可叠加共焦显微镜共聚焦内镜镜头细胞学内镜人体摄入cIscan技术是宾得公司的技术包括CETESE和OE等电荧光剂然后用激光激发产生人体局部组织荧光效应通过共子染色模式其中OE技术的结构和血管增强图像与NBI和聚焦探头获取各层面的组织学图像共聚焦的放大倍数可以达BLI图像效果基本相当也是一种很实用的电子染色内镜技术到1000倍探查深度可以达黏膜下250m并有望明显减少活检的次数增加病理的检查率d开立采用光电复合染色成像技术variableintelligentstainingtechnologyVIST也获得了不错的影像增强效果开立医药自主研发的具有完全自主知识产权的特殊光成像技术具备四波长LED光源另有十二指肠镜特殊镜种类采用侧向镜头称为侧视镜e澳华CBI染色技术输出440nm和540nm波长的窄带并设置抬钳器方便经内镜向胆管胰管内插入各种器械复合光和胶囊内镜由胶囊大小的微型照相机胶囊内镜数o3D技术字处理系统和无线收发系统等组成受检者将胶囊内镜吞o除雾功能咽下后可将受检者消化道图像无线传送到体外背负的无o血管增强线接收器最后由数字处理系统将全部影像录入电脑进行o高动态范围判读分析可以较完整采集小肠的图像o曝光修正等特殊图像处理图表来源公开资料西南证券整理192主机内的AI算法处理包括AIISP等