内镜|4K、3D、一次性、特殊光成像……谁将扮演内窥镜行业颠覆者？

医用内窥镜自19世纪问世以来，不断发展，如今已应用于普外科、泌尿外科、消化科、呼吸科、骨科、耳鼻喉科、妇科等科室，成为现代医学最常用的医疗器械之一。
近些年，4K、3D、一次性使用技术、特殊光（如荧光）成像技术、超细医用内窥镜技术、大数据、人工智能等技术迅速发展，并陆续应用于内窥镜领域。同时，我国内窥镜行业正处于痛点繁多、机会丛生、玩家混杂的状态。整个内窥镜产业格局正在被技术、政策、临床等多方因素颠覆与重塑。
为能帮助产业同仁敏锐捕捉创新趋势，洞察变革方向，动脉网蛋壳研究院从细处着手，将推出针对不同需求方向、不同创新方向的《2021内窥镜创新趋势报告》。本报告着重探讨了内窥镜领域的创新驱动力，剖析了4K、3D、人工智能、大数据等新兴科技应用于内窥镜领域的创新机会。
主要观点：
CMOS、4K、3D及计算机技术实现突破，并逐渐应用于内窥镜领域。
奥林巴斯等巨头垄断国内内窥镜市场，国内企业打破技术封锁有望弯道超车。
一次性内窥镜领域是我国为数不多的处于全球领先水平的内窥镜细分领域。
4K超高清内镜、3D内镜正走向一体化，未来“4K+3D”将成主流。
内窥镜AI辅助诊断系统集中从消化道切入，未来广阔市场在基层。
国内内窥镜领域融资火热，一次性内窥镜、4K超高清内镜备受瞩目。
内窥镜的发展历程医用内窥镜是一种现代医学常用的医疗器械。从类别看，内窥镜种类丰富，包括胃镜、肠镜、喉镜、食道镜、腹腔镜、胸腔镜、胆道镜、膀胱镜、输尿管镜、肾镜、宫腔镜、血管内腔镜、关节腔镜等。从功能看，内窥镜应用场景多元，可通过口腔等人体天然孔道或手术制造的孔道进入人体，帮助医生筛查、诊断疾病，现阶段还可辅助医生进行微创手术。
19世纪，德国科学家发明了硬性医用内窥镜，用于检查膀胱和尿道。早期的硬性医用内窥镜由金属管外壳、光学元件，光源组成。其中，光学元件包括棱镜、透镜、反光镜；光源有烛光、钨丝外光反射光源或小电珠内光源。
硬性医用内窥镜由于其材料坚硬、结构缺陷及技术限制，不仅插入人体孔道困难，还会给患者带来较大的痛苦。同时，其光源照亮程度较低，导致影像不清晰、观察盲点多且诊断效果较差。
1954年，英国科学家Hopkins等人共同发明了光导纤维技术。Hirschowitz及其团队则根据光导纤维技术研发出了全球第一台纤维光学胃十二指肠镜，这也是公认的全球首款软性医疗器械产品。该产品以光导纤维作为导光、传像元件，采用外部强冷光源照明，可进行摄像。由于光导纤维是挠性元件（物体受力变形，作用力失去之后不能恢复原状的性质称为挠性），Hirschowitz团队便在镜头处加了弯曲机构，使软性内窥镜可控制弯曲方向，便于插入人体，且减少患者的痛苦。1960年，美国ACMI公司将其商业化。
日本企业在内窥镜方面起步较晚，但是其创新速度较快。1962年，日本奥林巴斯在光导纤维胃镜的基础上，加装了活检装置及照相机，显著提升了内窥镜的检测能力。1966年，奥林巴斯创新研发出内窥镜前端弯角结构，进一步提升内窥镜的观察视野。1967年，日本Machida公司采用外部冷光源，使光量度大增。基于技术突破与持续创新，日本企业已在国际内窥镜领域占据举足轻重的地位。目前，日企奥林巴斯已占据全球34%的内窥镜市场份额。
1970年，电荷耦合器件诞生。由于电荷耦合器件兼有光电转换与扫描的双重特性，其在医用内窥镜领域迅速“走红”。1983年，美国伟伦公司（Welch Allyn）率先推出世界上首台电子内窥镜。其后，西欧与日本企业迅速跟进，加大电子内镜的研发投入，掀起了一股至今未衰的电子内窥镜开发与应用的热潮。相比纤维内镜，电子内窥镜具有图像更清晰、色彩更逼真、分辨率更高、可供多人同时观察等诸多优势，目前已成为市场主流。