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上文提到，医用内窥镜的发展趋势包括清晰化、立体化、导航化、耗材化、超细化。因此，大量的研发工作集中在4K内窥镜、3D内窥镜、荧光内窥镜、一次性内窥镜和超细内窥镜的开发上。本文着重对相关技术、应用场景、参与者及产业链进行介绍。  上图为迈瑞 4K 三维内窥镜荧光摄像系统 HyPixel UX5 4K医用内窥镜 光学成像技术对图像的亮度和清晰度至关重要，是内窥镜产品最基本的要素之一。全球范围内，基于CCD图像传感器技术的高清内窥镜技术由少数厂家长期主导，而CMOS图像传感器技术的兴起打破技术垄断。随着CMOS传感器的替代，国内厂商在自主研发高端软性和硬性内窥镜方面取得了重大突破。中国内窥镜产品的成像清晰度已经逐步从标清、高清向4K过渡。  资料来源：4K 腹腔镜手术技术中国专家共识（2019 版）、中国银河证券研究院
 资料来源：沙利文 4K医用内窥镜具备高清晰度、更宽广的色域和放大可视化三大优势。 目前，硬性内窥镜的分辨率已达到4K超高清。它在获得目标区域更多影像信息的同时具有高度真实的再现性。全4K成像系统可以显示比全高清成像系统多四倍的细节信息，并提供更近距离的沉浸式体验。此外，4K成像系统还提供了更广泛的色域，从而实现了丰富的色彩还原度。  资料来源：沙利文 4K超高清内镜应用于更广泛的临床场景，可用于传统内镜难以操作的精细手术，如神经血管手术。同时，4K超高清内镜基于清晰显示或辨识膜性解剖层面、 细微血管、神经、淋巴结清扫范围边界等特点，其在胃、结直肠、胰腺、甲状腺、减重、疝等手术的应用更具实用价值。 3D医用内窥镜 针对更立体的需求，3D内窥镜可为医生提供三维立体的图像。 早期的2D内窥镜产品提供二维平面图像，而医生手眼协调方面存在不足，依赖于内窥镜移动状况和尺寸去估计解剖区域与手术器械之间的距离，无法应用于复杂的手术操作中，且使用范围受到一定的限制。同时，随着医用内窥镜在微创手术中普及，医生在诊疗过程中面临着更高的临床需求，除了清晰地看到人体组织的表层外，需要看到组织器官之间的纵深关系，为手术过程提供更为准确的图像。由此，3D医用电子内窥镜应运而生，并逐渐演变为主流应用的功能内窥镜类型。 由于视差的原因，在面对真实世界的物体时，每只眼睛分别观察到的图像不同。在人的大脑中，构成具有立体方向效果的影像是通过将不同的图像信息组合和叠加。 3D成像技术利用该原理，通过产生和组合两个具有差异化的图像来模仿三维视觉，从而获取深度信息。偏光式3D技术和2D转3D技术是两种主流的成像途径，在医用内窥镜中，2D转3D技术应用得更为广泛。  与2D成像技术相比，3D医用成像技术能帮助医生更好地感知深度、空间和位置，准确识别组织和病变的形状、结构和牵引方向，并避免对血管、神经等细小物体造成伤害，从而提高手术的准确性。此外，3D内窥镜还可以实时监控手术过程，并帮助外科医生对手术进行三维重建，从而提高手术的效率。通过3D成像可以提高手术任务的速度、准确性及精确度，因此，3D医用内窥镜也可降低年轻医生的学习障碍并缩短学习曲线。 基于3D医用内窥镜能提供更多参数的影像信息、提升诊疗的精准性等显著优势，理论上可以广泛应用于外科临床诊断和各种微创伤手术。3D医用内窥镜主要应用于对器官组织成像立体度有高要求的科室，例如消化科，肝胆外科，普通外科，泌尿科和妇科。 荧光医用内窥镜 荧光内窥镜技术可有效克服白光内窥镜的局限性，提供人体表层及其下组织的清晰图像。 传统白光成像缺乏疾病特异性的光学特征，无法定位和可视化癌前病变。随着对提高病变组织识别率的需求增大，技术探索也在不断进行中。窄带成像方法、激光共聚焦成像方法、自体荧光成像和光学分子成像等技术陆续涌现，其中最为普遍应用的方式是通过注射外源染料的光学分子成像技术。光学分子成像技术使用荧光标记物与生物体内的小分子、蛋白质或者抗体等结合，借助这些荧光标记物进行诊断。在激发光的激发下，标记的肿瘤细胞等病变组织与正常组织图像呈现出高对比，医生可以观察肿瘤大小、轮廓等信息，从而监测肿瘤的生长、位置转移等状态。 荧光探针是荧光成像技术的重要载体，主要由目标底物的识别基团和荧光染料两部分构成。在目标物的作用下，识别基团从探针分子上脱落，从而裸露出荧光团进而发挥成像的作用。在目前研究中，花菁染料是最为广泛用于探针设计的有机荧光染料，最具代表的是获得FDA批准临床应用的吲哚菁绿（ICG）。 荧光内窥镜可同时具备白光、荧光等两种以上模式的显影能力，通过装备荧光内窥镜系统从而可实现一体化功能。  资料来源：沙利文
荧光内窥镜技术可有效克服白光内窥镜下观察、手术操作的局限性，从而清晰定位组织边界，使医生能够对病灶组织进行精准切除并减少对其他器官组织的伤害。因此，目前已上市的荧光内窥镜产品主要涵盖消化科、肝胆外科、普通外科、泌尿科及妇科等需频繁进行组织切除，追踪定位等术式的科室。但对于齿科、耳鼻喉科等对显影及实时成像要求较低的科室，白光内窥镜依然保持广泛的应用。
荧光医用内窥镜应用场景 应用场景1：胆管成像 · 荧光成像技术还可以实现血管显影，有利于在腹腔镜手术中辨别血管的解剖结构，从而减少血管损伤。 应用场景2：肿瘤定位 · 荧光腹腔镜技术为外科手术提供实时导航，且在诊断结直肠癌肝转移方面，比常规腹腔镜更灵敏。 · 其中，注射荧光染料ICG（吲哚菁绿）来进行荧光成像可以更准确地反映前哨淋巴结的状态。这将有利于医生通过对前哨淋巴结的病理分析来判断是否需要切除该淋巴结系统。 · 优点包括：1）肝段表面边界清晰，在肝实质分离过程中可连续显影边界；2）显影持续时间长(>3小时）；3）即刻显影，ICG注射约一分钟后即可荧光显影。 医用内窥镜行业壁垒
医用内窥镜的研发集成了光学、精密机械、电子材料、图像处理等多学科技术的融合，其中光学成像技术和图像处理技术是医用内窥镜的两大核心技术，同时也决定了产品是否能达到业内一流标准。领域广泛的跨学科研发需要大量具备多元化背景和在多领域经验丰富的人才。目前，国内少数公司能够开发和制造具有尖端图像采集和处理能力的医用内窥镜，产业新准入者可能难以赶上先行者的研发步伐。
医用内窥镜的供应链涉及图像传感器、镜体外层、不锈钢牵引丝、光纤、手柄和润滑剂等100 多个部件。这些部件制造精度高，需要从全球众多行业的制造商采购，通过整合多个行业的资源从而建立高效的供应链。
医用内窥镜的制造涉及机加工、焊接、高分子材料成型、热处理、高精度挤出成型等多道工序，且多数部件无法实现完全自动化，需依赖手工精细加工和组装，培养熟练制造技术的工人周期长且难度大，难以通过简单模仿突破技术壁垒。
同品牌下的内窥镜主机可兼容多种镜体。在不同术式使用时，只需更换相应术式的镜体即可进行操作，有利于解决主机、镜体包括后续的消毒和维护的兼容性问题，节省成本和时间，具有协同优势。因此，医院不倾向于轻易更换内窥镜品牌，早期的企业更易打造高产品粘性并展开多产品线布局。同时，医生在临床过程中也会形成对特定品牌的个人偏好，并且不会轻易改变临床操作习惯。
由于临床科室覆盖面广、技术壁垒高，医用内窥镜生产商倾向于与经销商合作向医疗机构推广产品。早期的医用内窥镜企业在分销渠道上拥有先发优势，能提前与经销商建立稳定的合作关系。 医用内窥镜行业产业链 内窥镜上游原料供应商数量较多、成本稳定，中游整机制造商主要以国外企业为主，国产品牌高速发展。 上游为玻璃、透镜、PCB 板等原材料供应商，数量较多，成本稳定。上游设备供应商的技术水平革新，有助于推动内窥镜产品质量提升和创新研发。 产业链中游为内窥镜整机生产厂商，负责研发、生产和销售。国内外市场参与者主要以欧美和日本企业为主，国内品牌市占率较低，存在广阔的国产替代空间。 下游是终端用户，包括医院、诊所、实验室等。  资料来源：行行查研究中心、中国银河证券研究院 |
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