医学影像设备行业研究:俱往矣,数影像还看今朝
(报告出品方/作者:长江证券,伍云飞,芦湖)
医学影像设备:临床不可或缺的诊断重器
医学影像设备是诊断设备,通过设备的检查能够寻找由疾病或损伤导致功能失常的原 因,获取人体内部结构的有关信息,了解人体内部是否存在病变,病变的大小、形状、 范围,以及与周围组织、器官的关系等。如计算机 X 线摄影成像设备(DR 核 CT 类设 备)、磁共振成像设备(MRI)、超声成像设备(USG)和核医学设备(NMI)等。医学影像设备种类繁多,主要可分为辐射类设备、非辐射类设备和融合设备。
辐射类设备按照影像信息载体的不同,可以分为 X 线设备和核医学设备,1)X 线设备 主要有 X 线机、数字 X 线摄影设备(DSA、CR、DR 等)和 CT 设备等,X 线设备是 通过测量 X 线透过人体的衰减系数实现成像。2)核医学设备主要有γ相机、SPECT 和 PET,核医学设备是通过有选择地测量摄入人体内的放射性核素所发出的γ射线实现 人体成像。
非辐射类设备根据影像信息载体的不同,分为超声成像和磁共振设备。核医学设备是通过有选择地测量摄入人体内的放射性核素所发出的γ射线实现人体成像 的设备。非辐射类设备可以分为超声成像设备和磁共振设备,磁共振设备通过测量构 成人体组织元素的原子核发出的 MR 信号实现人体成像。融合类设备主要包含 PET/CT,PET/MRI,DSACT。90 年代后期,随着图像技术的发 展,核医学影像和 CT 影像相融合是整个核医学设备发展的方向。
医学影像设备由辐射/非辐射/融合类组成
辐射类设备:1)X 线设备,常规 X 线设备图像分辨率较高,使用方便、价格较低,广 泛应用于各级医疗机构;不足之处在于获得的是人体各组织重叠在一起的二维图像, 不能区分病变的深度,且对软组织病变的分辨力较低。数字 X 线设备可方便地进行图 像处理、存储、传输,便于接入 PACS(影像归档和通信系统);2)核医学设备中,γ相机既是显像仪器,又是功能仪器。SPECT 具有γ相机的全部功能,又增加了体层成 像。通过 PET 一次检查可获得全身断层影像,但其缺点是在其附近需要有生产半衰期 较短的放射性核素的加速器和建立放射化学实验室,且费用比较昂贵。
非辐射类设备中,磁共振(MR)设备通过测量构成人体组织元素的原子核发出的 MR 信号实现人体成像,其空间分辨力一般为 0.5~1.7mm,不如 CT 高;但其软组织分辨 力优于 CT,可清楚显示软骨、肌肉、肌腱、脂肪、韧带、神经、血管等各种组织结构。融合类设备:1)PET/CT 是在功能影像与解剖影像相互完善与优势互补的基础上,形 成的一种全新影像学,即解剖—功能影像学。PET/CT 能将 PET 在细胞和分子水平反 映的生理和病理特点与 CT 在组织水平反映的结构变化有机地结合在一起;2) PET/MRI 的结合,进一步提高图像质量和空间分辨率,较 PET/CT 而言提高了脑、骨 髓病变的检出率。
医学影像设备临床地位不断提升
辐射类设备 1)数字 X 线设备适用于胃肠和心脏等部位的诊断。DSA 设备能实时、清 楚、准确地提供穿刺针和导线的位置、局部血管或生理管道系统的结构、介入治疗后 栓塞或扩张效果等有关介入诊疗的信息。CT 成像空间分别率可达 0.5mm,可分辨的 组织密度差别为 0.5%,并可确定被检脏器的位置、大小和形态变化;CT 检查提供了 断层图像,避免普通 X 线影像各组织之间的重叠,扩展了 X 线设备的临床应用范围。2)核医学设备中γ相机临床上可用于人体脏器静态或动态照相检查,动态照相主要用 于心血管疾病的检查。SPECT 具有γ相机的全部功能,又增加了体层成像,可获得组 织器官常规水平位、矢状位、冠状位或某一角度的断层图像,明显提高了诊断病变的 定位能力。PET 适合于人体生理和功能方面的研究,尤其是对代谢功能的研究,PET 显像又被称为活体生化代谢功能的研究。
非辐射类设备 1)磁共振(MRI)设备可做任何方向的体层检查,可反映人体分子水平 的生理、生化等方面的功能特性,对某些疾病(如肿瘤)可作早期或超早期诊断。2), 超声设备在检查甲状腺、乳房、心血管、肝脏、胆囊、泌尿科和妇产科等方面有其独 到之处。融合类设备 1)PET/CT 对肿瘤地早期针对神经系统的功能检查和冠心病的诊断等起着 越来越重要的作用。2)PET/MRI 鉴别软组织中的疾病细胞或癌细胞,如脑、骨髓等。
百年“影”史,沧海桑田
自 19 世纪至今,历经 100 余年的时间相继出现了 X 线成像、超声成像(US)、核素 成像(γ-scintigraphy)、计算机体层成像(CT)、磁共振成像(MRI)、单光子发射 体层成像(SPECT)和正电子发射体层成像(PET)等新的成像技术,逐渐形成了影 像诊断学。历经百年,影像设备随着电子、材料、工艺和计算机技术的迅猛发展,无 论是成像方式还是成像技术,都发生了巨大的变化,成像的质量也有了质的飞跃。
X线/CT/MRI/核医学成像设备的历史
X线成像技术原理及设备的发展史
X 线产生原理是高速行进的电子流被物质阻挡,发生能量转换,其中约 1%以下的能量 形成了 X 线,其余 99%以上则转换为热能。具体说,是在真空管内高速行进成束的电 子流撞击钨(或钼)靶时而产生的。
X 线成像及设备发展史:1)1927~1950 年初,随着核心部件 X 线管的完善,X 线图像 的质量得以改善,并为某些运动器官的 X 线检查创造了条件;2)1950 年代初,出现 了影像增强器、X 线电视成像系统,改变了 X 线图像的显示方法,实现了 X 线电视透视、电视摄影等新技术和新方法;3)随着 X 线发生器的进一步改进,各种操作实现了 自动化或半自动化。到了 20 世纪 80 年代初,计算机摄影(CR)技术开始应用以及 90 年代末数字射线成像(DR)技术以及医学影像存储和传输系统(PACS)的引入, 使得 X 线成像进入数字化阶段;4)平板探测器的问世,使普通 X 线成像得到了大幅 提升,心血管 X 线的成像方式发生了根本性改变。图像质量得到极大改善和提高的同 时,检查所需要的 X 线剂量也有明显的降低。
CT成像技术及设备发展史
CT 是将 X 线发生器的主机与扫描部件、转换组件、电子计算机、重建软件、存储和显 示设备相结合的设备。CT 设备能准确地检测出一定厚度中的各种组织对 X 线衰减的微 小差异,较精确地分辨出各种组织间的密度差。
目前广泛使用的 CT 成像设备,其实是在第三代基础上发展的滑环式螺旋 CT 而来。CT 成像设备始终围绕着扫描速度(数据采集速度)、图像清晰度(空间和密度分辨率) 及扫描范围(数据采集范围和方位)的统一而发展,其临床应用范围也在持续拓展。20 世纪 70 年代至 80 年代,CT 的发展主要围绕扫描部位的延伸,从头颅到体部;20 世纪 80 年代至 90 年代,CT 的发展主要围绕扫描速度的发展,螺旋 CT 技术使横断CT 演变成可以连续扫描的螺旋 CT,并且突破了亚秒扫描能力;20 世纪 90 年代至今, 多层 CT 的临床应用,极大地拓展了 CT 的临床使用价值,从 4、16、32、64 层到 320 层 CT。
而 CT 的硬件、软件技术历经了四代发展,1)1989 年,在 CT 螺旋扫描的基础上采用 了滑环技术和连续的进床技术,实现了螺旋扫描。2)1998 年,多排螺旋 CT 问世, 使机架—球馆系统围绕人体旋转一圈能同时获得多幅断面图像,其提高了单排螺旋 CT 的扫描速度。3)2004 年,推出的 64 层螺旋 CT,开创了容积采样成像的新纪元,使 后处理技术在临床中的应用逐渐成熟。可以做到 1 秒单器官、5 秒心脏、10 秒全身的 检查,几乎对所有器官真正同时实现了扫描速度、覆盖范围和层厚的改善。4)2005 年,推出单源螺旋 CT 到双源螺旋 CT。DSCT 改变了常规使用的 X 线球馆和一套探测 器的 CT 成像系统,通过两套 X 线球馆—探测器系统采集图像,突破了常规 CT 的局限 性,提高了时间分辨率。
磁共振成像及设备发展史
1946 年,美国物理学家 E.M.Purcell 和 F.Bloch 发现磁共振现象,标志着磁共振成像技 术的开端。自此之后,磁共振成像(MRI)技术及设备的发展主要集中在磁体、梯度、 视频系统、采集技术、重建系统和软件技术的发展等。自 20 世纪 80 年代初 MRI 设备进入临床,磁共振成像走过了从理论到实践、从形态到 功能、从宏观到微观的发展历史。MRI 在中枢神经系统中的应用已成为疾病诊断的金 标准;在骨关节、软组织病变的诊断中具有较高的可信度。近年来,超高场磁共振在 脑功能成像、频谱成像、白质纤维束成像、心脏检查、冠心病诊断、腹部盆腔等脏器 的检查技术得到了飞速的发展。
核医学成像技术及设备发展史
放射性核素成像是目前核医学研究和临床诊断采用的主要手段。核医学设备通过探测 已经注射到受检者体内的放射性药物发出的射线进行成像,是核技术、电子学、影像 学、计算机和医学相互渗透、结合的综合性医学影像设备。核医学设备可以提供脏器 的形状、大小、功能和血流量的动态指标;测量病变部位的范围,反映人体的生理、 生化和病理过程;显示组织、器官的功能状态等。SPECT 和 PET 不足之处是核医学影像的空间分辨率较低,对病灶解剖分布和空间位 置关系显示欠清楚。此外,γ 光子在患者体内存在的衰减问题仅依靠 SPECT 或 PET 自身的图像也无法解决。至此,从 2000 年开始,SPECT 和 PET 这两类设备与 X 线 CT 相结合,构成了 SPECT/CT 和 PET/CT 融合影像设备。CT 的引入不仅解决了上述 空间定位和衰减校正问题,还提供了 CT 自身的诊断优势。
技术日新月异,影像设备持续变革
X线成像技术及设备的现状与发展
近年来,全面数字化和计算机技术的快速发展下,X 线成像设备(包括 CR、DR、 DSA)仍是日新月异。以 DR 设备为例,过去,常见的固定板 DR 探测器固定封装, 不可移动;有线移动版 DR 的探测器可移动,灵活,价格低,但线缆易磨损,移动范围有限。现在,DR 设备具备全电动功能,支持一键自动切换,球馆自动跟踪等功能;而且能自动识别检查部位,根据疾病及病灶特点智能化处理。
CT成像技术及设备的现状与发展
2004 年推出 64 层螺旋 CT,开创了容积采样成像的新纪元,后 64 排时代,CT 设备出 现了两个发展理念,一是主要针对扫描速度和临床应用的开发,体现在时间分辨率的 不断提升和覆盖范围的增宽;二是主要体现在能量成像的发展,更充分地挖掘病灶的 性质。高端设备将前沿的物理学、材料学领域的技术有机结合,逐步克服诸如散射线、 锥形术伪影、射线剂量、系统稳定等,CT 设备的发展朝着“快、宽、能、低”的方向 进行。“快”是指 CT 扫描速快。“宽”是指 CT 设备轴方向探测器宽度,即球管-探测器系 统旋转一圈覆盖的范围。“能”是指 CT 能量或能谱成像。能量技术使 CT 对宏观水平 的结构性观察深入到微观水平的物质成分的定性识别和定量分析。“低”即低剂量扫 描,CT 设备更新换代速度飞快,降低辐射剂量、提高检查安全成为 CT 技术重要发展 趋势。
磁共振成像技术及的现状与发展
自 20 世纪 80 年代初 MRI 设备进入临床,磁共振成像走过了从理论到实践、从形态到 功能、从宏观到微观的发展历史。MRI 在中枢神经系统中的应用已成为疾病诊断的金 标准;在骨关节、软组织病变的诊断中具有较高可信度。尤其在近几年,超高场磁共 振在脑功能成像、频谱成像等领域的应用。
近年来,MR 设备受益于高科技的发展,扫描技术和临床应用都呈现加速发展的态势, 由当初单纯的形态学成像发展成今天包括形态学和功能成像、分子成像在内的综合性 检查手段。磁共振一直面临的临床和科研领域的一些难题,如微影问题、心血管成像、 功能与分子影像及 MR 治疗等也有较大突破。磁共振硬件技术的发展主要体现在高性 能磁体、双梯度系统、多通道相控阵线圈以及并行采集技术等,提高了图像信噪比, 缩短了扫描时间。在临床应用方面,磁共振技术的发展,高速成像链的问世,使得 MRI 图像质量、成像速度和临床功能为一体化的影像模式迈进。
核医学成像技术及设备现状与发展
核医学成像技术与设备将跟随临床的不断发展,在肿瘤、心血管系统疾病和神经系统 疾病诊疗上发挥更大的作用。从 PET/CT 成像技术来看,由于 PET/CT 成像在肿瘤放 疗定位中的作用,近期可能推出将放疗计划系统整合到 PET/CT 设备中的 PET— CT/RT 系统。而 PET/MR 在肿瘤诊疗方面能从不同角度和层次完成同一病变的新式分 期—分级—治疗—监测—生物学特征分析,能进一步深化对肿瘤的认识,促进新治疗 方法的发展。
探究海外影像三巨头GPS的成长路径
沿金字塔型路径发展,贯穿影史
纵观通用医疗、飞利浦医疗、西门子医疗(GPS)发展史,我们不难发现三家公司就 是全球医学影像技术和设备发展的缩影。均从早期的 X 线技术和设备切入进军医疗领 域,沿着全球科技、工业化的发展方向延伸出众多高精尖的医学影像设备,通过自主 研发、并购和战略合作建立起强大的竞争优势(包括技术和渠道)。
发展至今,GPS 除了推出更加高端的影像设备之外,纷纷重回或是切入放疗设备(RT) 领域(影像+放疗)。1)西门子:1950 年,西门子开发了 Betatron 电子加速器,这 项技术被誉为现代放射治疗先驱;但在 2012 年因欧债危机,解散了放疗事业部,并与 瓦里安开始战略合作,最终在 2021 年以 164 亿美元收购瓦里安,重回放疗领域。
2) 飞利浦:2016 年飞利浦医疗为转型成为以疾病为中心的解决方案供应商,开启了改革 之路。飞利浦曾研发出业内第一台大孔径模拟定位机、第一套 TPS(放疗计划系统) 等放疗产品,研发投入一直延续至今;但是在 1997 年,全球首台伽玛刀发明者(Lars Leksell)创立的医科达收购了飞利浦的放疗部门;之后,飞利浦则与 Elekta(医科达) 和 Radiation Oncology 展开深入合作,推出了由磁共振系统+直线加速器整合的放疗设 备 Unity MR Linac。3)GE 医疗在放疗领域的布局较晚,同样是借助与医科达开展深 入合作。
从全球市场来看,GPS 对于产品的布局都较为全面,围绕影像全品类搭建,技术能力 和渠道能力建设仍在加强。目前从国内市场 GPS 产品布局来看,西门子相较于 GE 和 飞利浦,产品布局更为全面,且在肿瘤放疗领域的布局早于 GE 和飞利浦。从收入情况来看,2018~2020 年期间,GE 医疗营业收入一度超过 1300 亿元,但整体 收入趋势呈现下滑态势;飞利浦医疗整体维持较为平稳的增长,营业收入从 2018 年的 606 亿元增长至 2020 年的 656 亿元;西门子医疗呈现强劲的增长态势,从 2018 年的 756 亿元上升至 2020 年的 860 亿元。
GPS正加速本土化进程
GPS 三巨头较早的开启了对中国市场的布局。近年来,GPS 进一步加大和落地本土化 发展,全面推进在中国市场的数字化进程。通用医疗:GE 医疗从 1979 年开始在中国开展业务,于 1986 年在北京成立了第一家 办事处。1991 年与海鹰集团公司合资成立了无锡工厂。目前,GE 医疗在中国建立了 包括独资和合资企业在内的多个经营实体,拥有员工近 7000 名,包括一支由 1000 多 名工程师组成的研发团队。
目前,GE 医疗在中国已构建了高端医疗设备的研发和国产能力。自 2011 年起,中国 团队本土研发并投入市场超过 80 款创新产品。GE 医疗在中国共建有四大全球生产基 地:1)在北京建有 CT 扫描系统和 X 光成像系统工厂,全球每三台 CT 中有两台产自 于此;2)在上海建有生命科学基地,造影剂生产基地,生产的 90%造影剂供货于全 球市场;3)天津建有磁共振成像系统生产基地,GE 在全球销售的每两台磁共振产品 中就有一台来自天津工厂;4)在无锡建有超声、麻醉、心电、患者监护等临床护理设 备工厂,无锡工厂生产的超声产品占比 GE 全球超声销售量 40%。
其次,GE 医疗正全速推进在中国的数字化进程。GE 医疗中国的数字医疗战略以 Edison 爱迪生数字医疗智能平台为基础,结合医院智能管理和人工智能,帮助医院和 医生实现更优临床和运营决策,促进优质医疗资源下沉,推动医联体建设和分级诊疗 落地。
飞利浦医疗:飞利浦医疗在 1985 年即在北京成立了公司,到 1996 年将中国总部从香 港迁往了上海。2004 年 6 月与东软医疗成立了合资公司,主要从事 CT、X 线、MRI 以及超声系列产品等的研究、开发和生产,在 2013 年结束了合作。2009 年 11 月,飞 利浦在苏州建立了本土化的医疗影像中国基地,开发和生产包括 CT、MR、超声、X 射线等设备。2016 年之后,飞利浦再次加速本土化进程,飞利浦在中国部署了三个创 新中心,位于苏州的创新中心聚焦精准诊断与介入治疗系统;位于深圳的创新中心服 务于健康生活和互联关护业务,以开发本地化产品为主,包括监护仪、口腔护理产品 等;而上海的创新中心则专注于软件开发,服务所有的业务部门,实现信息化串联解 决方案中各元素必不可少的部分。
其次为推动全面数字化,飞利浦与在线数字医疗公司红云融通签署战略合作协议,协 同共创符合中国健康医疗系统实际需求的远程医疗协作平台,促进先进的健康科技和 优质医疗资源下沉。
西门子医疗:1992 年上海西门子医疗器械有限公司成立,是西门子在德国以外成立的 第一家,也是目前唯一一家 CT 生产基地,同时也是除德国总部之外西门子全球最大 的 X 光产品研发和生产基地。目前公司拥有 1000 多名员工,其中研发人员超过三分 之一。近年来,公司不断加大研发力量的投入,相继为中国及全球医疗用户研发并推 出了双排、6 排、16 排到全新的 64 排(128 层)螺旋 CT,以及数字 X 射线成像系统、 数字胃肠机、骨科 C 臂等多种 X 光影像设备。以 CT 产品为例,全球销售的每两台西 门子 CT 中,就有一台来自于上海西门子医疗器械有限公司。2002 年,西门子(深圳)磁共振有限公司成立。2003 年西门子爱克斯射线真空技术 (无锡)有限公司成立,是西门子在德国本土之外的唯一一家医用 X 射线管及管组件 的专业生产厂家。2006 年西门子中国研究院在北京成立。
国产医学影像设备崛起正当时
回顾我国 70 年医学影像产业发展,可以看到从国产 X 线、超声、MRI、核医学等四大 影像技术和设备的发展,均可以清晰地看到从最初简单的仿制、到合资引进、消化吸 收,再到自主研发和自主创新的发展历程。以 X 线影像设备的研发为例,1952 年上海精密医疗器械厂研发出第一台国产医用诊断 X 线机,但其关键部件如 X 射线管、高压整流管等均为进口部件。经过技术攻关, 1956 年开始自行研发出关键部件并进行整机生产。
国内医学影像设备市场较为广阔
近年来,全球医学影像设备市场保持着稳定的增长,其市场规模由 2016 年的 570 亿 美元增长至 2020 年的 638 亿美元,年复合增长率为 2.8%;预计到 2025 年,市场规 模有望增长至 821 亿美元,年复合增长率为 5.2%。2015 年~2020 年,中国医疗影像设备市场增速为 12.4%,2020 年中国市场规模已达 到 537 亿元,预计 2030 年市场规模有望接近千亿,年均复合增长率预计将达到 7.3%。相较于发达国家,我国百万人口 CT、MR、PET-CT 配置比例仍有巨大差距,百万人 口配置比例有望进一步提升。
国内XR设备市场尚未饱和
从全球市场维度来看,2020 年全球 XR 设备市场规模约 121 亿美元,亚太地区由于人 口众多,是全球最大的 XR 市场。因全球老龄化进程加速、骨科疾病等发病率变化以 及新的应用场景如移动化设备的趋势,预计 2030 年全球 XR 市场规模有望达到 203 亿 美元。
目前我国 XR 市场尚未饱和。随着分级诊疗政策的推行,基层市场逐步扩容;同时, 疫情促进了移动 DR 等 XR 设备的发展。2020 年,中国 XR 市场规模约 124 亿元,预 计 2030 年市场规模有望达到 206 亿元,年复合增长率为 5.2%。近十年来, XR 市场的国产品牌占有率不断提高,已基本实现国产替代;且随着国产 企业持续的研发投入,XR 设备的核心技术有望在未来完全实现国产自主化,国产设备 有望在高端领域的渗透率逐步得到提升。
国内CT设备市场将保持稳健增长
从全球市场的维度,欧美发达国家CT市场已经进入了相对成熟期,全球CT市场的主 要增长动力来自亚太地区。2020 年全球CT系统市场规模达到约 135 亿美元,预计 2030 年将达到约 215 亿美元,年复合增长率为 4.8%;其中,亚太地区的市场规模预 计将在 2030 年达到约 99 亿美元, 2020-2030 年亚太地区市场规模的年复合增长率预 计将达到 6.5%。国产 CT 生产 企业经过十多年的积累,于2010年前后正式实现主流CT机型的国产化, 技术突破带来医学影像设备企业的快速发展。从人均保有量的维度,2019年,中国每百万人 CT 保有量约为 18 台,仅为美国每百万人 CT 保有量的约三分之一,具有较大 的成长空间。2019 年中国 CT 市场规模达到约 118 亿元,2020 年在新冠疫情带来的 强烈需求驱动下,中国 CT 市场规模达到约 173 亿元,预计 2030 年将达到 291 亿元, 年复合增长 5.3%。
国内MR设备市场仍有较大市场空间
从全球市场构成的维度,超导 MR 逐渐成为主流产品,其中 1.5T MR 系统目前保有量 最多,更新换代主要是以 3.0T MR 取代 1.5T MR。从 20 世纪 80 年代初第一台 MR 系 统问世到 2020 年底,全球已有超过 5 万台 MR 系统装机并运用到不同领域,全球 MR 市场规模 2020 年达到 93 亿美元,预计 2030 年将达到 145 亿美元,年复合增长率为 4.5%。从人均保有量的维度,中国每百万人 MR 人均保有量水平与发达国家存在 显著差距。2018 年,日本、美国每百万人 MR 人均保有量分别约为 55 台和 40 台,同期中国每 百万人 MR 人均保有量约为 10 台。目前,中国已成为全球 MR 增长速度最快的市场。2020 年,中国 MR 市场规模达 89 亿元,预计 2030 年将增长至 244 亿元,年复合增 长率为 10.6%。
2020 年,中国市场 1.5T 及以下的中低端 MR 占比约为 74.9%,3.0T 高端 MR 占比 25.0%,预计未来 3.0T MR 将成为中国 MR 市场主要增长点,其占比将于 2030 年增 长至 40.2%。
核医学影像设备PET/CT、PET/MR市场国内仍处于快速发展期
2015 年至 2020 年,全球 PET/CT 市场规模保持相对稳定增长,从 2015 年的约 24 亿 美元增长至 2020 年 31 亿美元,年复合增长率约为 5.2%;2020 年的新冠疫情对全球 经济造成了较大冲击,包括 PET/CT 在内的高端医疗设备市场受到了较大影响,行业 增速将略微放缓。欧美发达国家 PET/CT 市场已经进入了相对成熟期,而亚太地区 PET/CT 市场仍处于快速发展阶段,主要受益于高端医疗需求提高、技术突破、人均可 支配收入的提高。预计 2030 年全球 PET/CT 市场规模将达到 58 亿美元,北美,亚太, 欧洲将成为全球前三大地区市场。
从人均保有量的维度,中国 PET/CT 保有量水平极低,2020 年中国每百万人 PET/CT 保有量仅为 0.6 台,远不及发达国家的水平,同期美国每百万人 PET/CT 保有量约为5.7 台,澳大利亚每百万人 PET/CT 保有量约为 3.7 台,比利时 PET/CT 每百万人保有 量约为 2.9 台。从市场规模的维度,中国 PET/CT 市场仍然处于发展早期,整体增长率高,2020 年中 国 PET/CT 市场规模约为 13.2 亿元,2015-2020 年期间年化复合增长率高达 17.9%。2024 年中国每百万人 PET/CT 保有量预计将接近 0.78 台,2030 年中国每百万人 PET/CT 保有量预计可达 2.4 台,基于此,2030 年中国 PET/CT 整体市场规模预计约 为人民币 53.4 亿元,2020 至 2030 年期间年化复合增长率将达到约 15%。
截至 2020 年底,全球的 PET/MR 系统装机量大约在 200 台左右,主要分布在北美、 欧洲和中国,中国 PET/MR 装机量在 40 台左右;从市场规模的维度,2020 年全球 PET/MR 市场规模约为 2.5 亿美元,预计 2030 年将增长至 12.3 亿美元,年复合增长 率为 17.0%。
中国放疗设备(RT)市场,国产品牌处在发展早期
2020 年中国放疗设备市场规模为 29 亿元,预计 2030 年中国放疗设备市场规模有望达 到 63.3 亿元,2020 年~2030 年复合增长率在 8.1%。
政策大力支持,进口替代空间大
与全球相比,我国医学影像设备产业呈现行业集中度低、企业规模偏小、中高端市场 国产产品占有率低的局面。近年来,伴随国产医疗设备整体研发水平的提升,产品核 心技术及零配件逐步攻克,品质与口碑日益崛起。目前国产品牌产品性能优异。我们以联影医疗的核磁共振、CT、XR 类设备为例,从 技术参数、指标上来看,部分性能参数和指标已经优于其他竞争对手。
一、医学影像设备进口替代空间大
X 射线类设备国产品牌部分实现进口替代 整体国内 X 射线类设备市场来看,2017~2021 年仍以进口品牌为主,2021 年 GPS 三 家占比超过 49%。2021 年国内企业主要包括东软、万东、安健、联影和迈瑞等,五家 占比超过 25%。020 年 XR 细分市场来看,DR 及 DR 移动设备基本实现国产化,乳腺机和 DSA 国产 化率较低,其中 DSA 国产化率低于 10%。
国内CT设备市场经济型和高端设备需求有望进一步释放
从产品的构成分析,64 排以下 CT 国产化率已经超过 50%,而 64 排以上 CT 国产化率 不到 10%。但根据国内不同医疗机构的需求,预计未来 64 排以上高端 CT 和针对下沉 市场的经济型 CT 将会是中国市场的主要增长点。目前国内 CT 设备市场需求正呈现深度和广度两方面同时扩张的趋势。其中,深度扩 张的动力主要来自于 1)早期 16 排以下 CT 设备向 16 排及以上 CT 机升级,以满足全 身急诊、门诊扫描需求;2)新增 64 排及以上 CT 设备,用来适应微剂量心脏扫描需 求,同时包括脑、肝、肺等器官在内的全身灌注扫描需求。广度扩展的动力主要来自 于国家对基层医疗机构的建设与投入,CT 设备的配备正从二、三级以上的市区级医院 逐步扩展到基层医疗机构。
2017~2021 年全国 CT 类设备品牌中,整体市场仍以 GPS 三家为主。但近年来,国产 品牌随着整体实力提升,市场份额快速提升,其中东软医疗 2021 年已占据 10%的市 场份额,联影医疗占据 6%的市场份额,其他类品牌包括日立、安科等。从 2020 年新 增台数口径统计,联影医疗是国内最大的设备厂商。按照新增销售台数统计,2020 年中国 64 排以下 CT 国产化率已较高,已经达到 65% 的占比,而 64 排及以上国产化率仅为 35%,高端设备国产化渗透率仍有较大的提升 空间。
国内磁共振(MR)设备高端市场渗透率有望进一步提升
2017~2021 年,磁共振设备市场进口仍占据主要市场份额,但是,除飞利浦医疗之外, 西门子医疗、GE 医疗近年来整体市场份额有所下滑。反观国产品牌,正在迎头赶上;2021 年,东软医疗和联影医疗两家占比已超过 15%。按照新增销售台数统计,2020 年国内品牌只在 1.5TMR 设备上占有一席之地;而 3.0T 及以上 MR 设备市场中,国产化率较低,主要市场参与者有通用医疗、飞利浦医疗、 西门子医疗等公司,其中联影医疗是唯一一家国内企业。
国内核医学影像类设备市场,GPS三分天下
2017~2021 年,国内核医学类设备市场 GPS 三家占比超过了 95%,其中 GE 医疗占 据了 57%的绝对市场份额;国产品牌占有一席之地,包括联影医疗和赛诺联合。根据新增销售台数统计,2020 年国内核医学类设备品牌中,联影医疗和东软医疗在 2020 年新增装机市场中,占据了 38%的市场份额;其中联影医疗已连续四年在 PET/CT 产品市场占据国内新增装机台数第一的位置;而 PET/MR 市场中,国产品牌 唯有联影医疗参与其中。
中国放疗(RT)设备直线加速器市场主要被西门子(瓦里安)和医科达垄断
目前中国放疗设备市场中,瓦里安和医科大两大巨头仍然占据了超过 79%的市场份额, 国内品牌东软医疗和新华医疗正在迎头追赶。
二、政策大力支持国产设备走向舞台中央
国家密集出台政策,鼓励采购国产医疗设备。早在 2014 年,国家就开始实施医疗设备 采购设限,提高国产设备比例,国家卫生计生委也启动了优秀国产医疗设备遴选计划。其中 1)2018 年 4 月发布的《关于促进首台(套)重大技术装备示范应用的意见》, 促进了国产医学影像设备的装机;2)2018 年 3 月发布的《大型医用设备配置许可管 理目录(2018)》将 64 排(不含)以下 CT、1.5T(不含)以下 MRI 和 DSA 等不再 作为乙类大型设备管理,PET/CT 从甲类设备调整为乙类设备,这大大促使了三级以下 医院市场的扩容;3)社会办医疗机构大型医用设备配置政策全面放开,不仅促进了大 型医疗设备市场的扩容,且使得社会办医疗机构设备采购变得更灵活。
自 2016 年以来,中国医学装备协会共发布了 6 批优秀国产医疗设备产品目录,涉及 彩超、CT、监护仪等共 68 个品类,其中联影医疗、开立医疗等多家企业的多款产品进入目录。优秀国产医疗设备产品目录的发布为医院采购国产设备提供了参考,助力 “鼓励采购国产医疗设备”的政策落地实施。国家药监局始终高度重视医疗器械创新发展有关工作。2014 年,原食品药品监管总局 发布《创新医疗器械特别审批程序(试行)》。2018 年,国家药品监督管理局修订发 布了《创新医疗器械特别审查程序》。该程序针对具有我国发明专利、技术上具有国 内首创、国际领先水平,并且为具有显著临床应用价值的医疗器械设置了特别审批通 道,对鼓励 医疗器械的创新起到了积极作用。
重点企业分析:国潮品牌冉冉升起,国际化大有可为
联影医疗——厚积薄发的国产医学影像设备企业
公司致力于为全球客户提供高性能医学影像设备、放射治疗产品、生命科学仪器及医 疗数字化、智能化解决方案。经过多年努力,公司已经构建包括医学影像设备、放射 治疗产品、生命科学仪器在内的完整产品线布局。公司自 2011 年成立以来,十年如一日,坚持自主创新,厚积薄发,从 MR 领域切入, 到 CT、XR 领域,并布局了 RT 设备领域;产品线从单一到全品类布局,从低端往高 端进军。
2019 年~2021 年,公司实现了收入复合增长 56%的增长,主要系 1)影像设备行业发 展的及政策红利,如 2018 年国家正式放开 64 排以下 CT 配置限制,医疗机构采购国 产影像设备的首台套政策等。2) 新冠疫情带动公司相关医疗设备的需求增加。3)各 大医疗机构对于影像设备的更新迭代带来的机会。2020 年以来,受新冠疫情相对直接的产品如 CT 和 DR 产品需求大增,如车载及方舱 CT 产品,移动 DR 产品,为公司贡献毛利较大。
2019~2021 年期间,公司 MR 销售收入包含 1.5T(含 1.43T)及 3.0T,其中以 1.5T 为主,3.0T MR 的比重在持续上升;CT 销售收入包含经济型 CT 及中高端 CT 两类, 其中以经济型 CT 为主;XR 销售收入包含 DR、Mammo 及 C 臂型三类,其中以 DR 为主;MI 销售收入包含模拟 MI 及数字化 MI,其中以数字 MI 为主;RT 销售收入包含 uRT 506C 与 uRT 306,其中以 uRt506C 为主。2020 年和 2021 年,公司 CT 类产品收入占比迅速提升,从 2019 年的 34.7%上升至 2021 年的 47.9%,收入复合增长率高达 83.4%。随着公司持续加强研发创新能力,近年来,陆续发布了一系列高端产品,并实现了部 分产品的放量,公司的毛利率在此期间,稳中有升。
2019 年~2020 年,公司的 MR 和 CT 类产品毛利率增长幅度较大,主要系 1)MR 产 品的高端 3.0 T 产品销量及销售均价的增长;其次是 2021 年成本因新技术运用及部分 部件自产而有所下降所致。2)CT 类设备产品的高端产品销量及销售均价的增长;其 次是 2021 年生产部件自产率的提高,如核心部件探测器由外购逐步成为实现自产。
东软医疗
公司是国内领先的大型医学诊疗设备制造商,是国内医学影像领域产品线较为齐全的 少数企业之一。公司自 1998 年成立以来,始终深耕于大型医学诊疗设备领域,经过 20 多年的不断自主创新与研发,公司产品线不断丰富,实现了从单一 CT 产品到完整 的医学影像产品系列的发展历程,且创造了 CT 领域多个“中国自主品牌第一”。
2018 年~2021 年上半年,公司实现了较快的收入和利润增长,其中 2018 年收入和利 润双高主要系开拓海外市场带动 CT 销量增长以及 2020 年受疫情影像致 CT 类设备需 求迅速增长。CT 系列产品是公司重要的收入来源,目前拥有包括 16 层、64 层、128 层、256 层、 512 层、车载 CT 等。2018 年 CT 的收入占比较高主要系开拓海外市场带动 CT 销量增 长以及向肯尼亚卫生部销售了 37 台售价价格较高的 CT 设备。其次受疫情影响,公司 CT 扫描仪从 2019 年的 527 台大幅增至 2020 年的 767 台。
老牌企业底蕴深厚,以研发谋发展。万东医疗成立于 1955 年,公司致力于医用 X 射 线诊断设备、磁共振成像设备、齿科诊断和治疗设备等产品的开发、生产与销售,是 国内主要的医疗器械提供商之一。
影像设备产线齐全。目前公司生命事业覆盖大型影像产品、移动影像产品、影像诊断 服务(万里云)、超声诊断产品(万东百胜)。解决方案涵盖 MR、CT、DR、RF、 DSA、乳腺机、超声诊断产品、移动式影像产品、移动体检车、远程医学影像服务以 及影像云技术服务,满足不同临床需求。研发项目多点布局,引领行业发展。公司加大在高端影像设备领域的投入布局,重点 研发项目进展顺利。引领行业发展的研发项目包括长板 DR、CBCT-DR、无液氦 MRI, 长板 DR、CBCT-DR 均已完成样机研制,无液氦 MRI 已完成注册申报。丰富补充公司 产品的研发项目包括:大孔径超导 MRI、经济型 DSA、悬吊 DSA、移动 DR、16/32 排 CT、64 排 CT,大孔径超导 MRI 已取得产品注册证,移动 DR、16/32 排 CT 已完 成样机研制,准备检测和临床。
营收保持稳定增长,毛利率稳中有升。2020 年,由于新冠疫情,移动 DR、DR、CT 等疫情防控相关影像设备采购量急剧增加,营收 11.3 亿元,同比增长 15%,2021 年 营收 11.6 亿元,2017-2021 年营收 CAGR 达 7.0%。
DR 具备全产业链自主生产能力,连续多年国内销量排名第一。DR 为公司第一支柱产 品线,公司研制了我国首台 DR 和全系列 DR 产品,掌握 DR 全部核心技术,拥有完整 自主知识产权,实现高频高压发生器、平板探测器、DR 图像软件、X 射线管组件等全 部关键部件和整机的产业化,功能性能全部达到国际先进水平,满足从基层医院到三 级医院的装备需求。2021 年,新冠疫情防控进入常态化,影像设备市场回归正常轨道,DR 较前几年首次 出现市场采购量下滑,公司移动 DR 实现销量 319 台,同比减少 61.57%,常规 DR 实 现销售 1463 台,同比减少 18.72%,常规 DR 市场预计未来将进入存量更新期。公司 凭借业界领先的产品质量及医院认可度,在市场下滑的情况下继续领跑 DR 市场。2021 年,公司常规 DR 销量位居国内市场第一,占比 20.1%;移动 DR 销量位居国内 市场第二,占比 13.4%。
国际化大有可为
20 世纪 90 年代,数字化医学影像革命兴起,由于国内计算机技术、数字影像技术、 基础材料科学等学科发展相对滞后,高端精密装备制造业发展缺少布局,进口产品占 据了大部分市场份额。而随着国内基础科学和精密装备制造等产业逐步缩小与海外的 差距,国内医学影像设备公司在技术上取得突破,凭借性价比等优势在市场上的销售 额占比逐步提升,不仅推动了进口替代进程;同时推动了优秀国产医学影像公司逐步 走向海外。
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