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2500亿医学影像市场

发布时间:2022-05-24 来源:思宇MedTech 浏览量: 字号:【加大】【减小】 手机上观看

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01

医学影像全球市场


根据Fortune Business Insights的数据,2020年,全球医学影像市场规模为361.9亿美元,预计从2021年的379.7亿美元(约2525亿人民币)增长到2028年的565.3亿美元。

按设备类型,2020年X射线设备占比最高,约33%市场份额(主要源自使用C型臂进行术中图像引导的市场需求),其次是MRI设备,CT设备,超声设备和分子成像。

按应用分析,2020年骨科疾病占比较高,其次是肿瘤学、心脏病学、妇科、神经病学等。


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(一)影像设备增长的驱动因素

1.影像诊断需求不断增加

  • 人口老龄化和生活方式带来的心血管、神经类、骨科、糖尿病等慢性疾病发病率的上升;

  • 人类对健康的重视,对疾病早期诊断的习惯形成等;

  • 政府更加重视普及早期诊断,以早诊早治,降低医保费用支出,均推动了诊断成像的需求


2. 新的技术进步和迭代带来的设备升级换代

引进技术先进的成像设备是刺激市场增长的主要因素之一。在发达国家,越来越多地使用先进的人工智能诊断设备进行快速诊断和预测分析,是预计在预测期内导致产品需求增长的主要因素之一。

目前,影像设备厂商正在引入Al技术到自家解决方案中。例如:

  • 2019年10月,西门子医疗推出的超声系统Acuson Redwood,该系统为放射科、心脏病学和妇产科等临床部门提供成像解决方案。便携轻便,具有多个基于人工智能(Al)的工县,用于智能工作流程和心脏病学功能。

  • 2020年5月,富士胶片株式会社推出了基于人工智能的肺结节检测新技术。该技术用于胸部CT扫描中肺结节的检测,以帮助肺癌诊断。

  • 2020年12月,Hologic的Genius Al检测技术获批FDA,用于乳腺癌的早期检测。

  • 2020年11月,佳能医疗系统公司推出了One-Beat光谱心脏CT,具有快速kVp切换和深度学习光谱重建功能,可在一次心跳中获取全心光谱图像。预计推出几种新产品将刺激需求,从而推动市场增长。

  • 2021年1月,飞利浦以6.35亿美元收购了美国Capsule Technologies公司。其主要产品是医疗设备信息平台,包括设备集成、生命体征监测和临床监测服务,系统能够连接几乎所有在用医疗设备和EMR,并捕获临床数据信息流,对患者进行可行性管理。

  • 2021年7月,GE医疗发布一站式、跨品牌的集成AI应用平台 爱迪生魔盒,等等。


3. 政府对医疗基础设施的投入、及扶持行业的资金,特别是在印度等发展中国家

4. 教学医院和大学对最先进的成像模式的需求也在不断增加,以提供先进技术的培训

例如,西门子医疗的7T MRI系统,MAGNETOM Terra,以前仅在美国安装,但目前以色列的Hadassah-Hebrew University医学中心Wohl转化医学研究所也引入了这种教学科研大型设备。泰国、印度和韩国等国家也安装了多台3.5T MRI系统。


(二)疫情对医学影像市场的影响


  • 整体而言,疫情对全球市场产生了负面影响。由于患者就诊人数大幅下降,对磁共振成像(MRI)系统和分子成像设备的需求受到严重阻碍。GE医疗、飞利浦、西门子等主要影像厂商称2020年相应收入下降。比如,飞利浦诊断成像部门在2020年的收入比2019年的收入下降了3.7%。除就诊人数,放射科推荐的指南也是最大限度减少接触类影像检查,以降低疫情传播可能性。

  • 但疫情也对部分医学影像设备带来积极影响。比如:(1)便携式CT和X射线系统在2020年需求量激增,以更快地诊断新冠。(2)超声设备亦被广泛用于区分新冠和其他呼吸道疾病。(3)高分辨率CT扫描(HRCT)在通过胸部扫描诊断新冠患者方面的临床效率。(4)对频繁的胸部成像以监测疫情的长期影响的需求日益增加,推动了初级医学中心/基层医疗机构对影像设备的购买需求。


02

医学影像概念和主要技术


医学影像学(Medical Imaging)是研究借助某种介质(如X射线、电磁场、超声波等)与人体相互作用,将人体内部组织器官结构、密度以影像方式表现,供诊断医师根据影像提供的信息进行判断,从而对人体健康状况进行评价的一门科学。
医学影像设备是利用各种不同媒介作为信息载体,将人体内部结构重现为影像的各种仪器,其影像信息与人体实际结构有着空间和时间分布上的对应关系。医学影像设备的发展,经历了从放射诊断到影像诊断,再到影像信息综合分析诊断的过程。

医学影像设备分类:医学影像设备可分为大型医学影像设备和其他医学影像设备。
大型影像诊断设备主要包括:
  • X线成像类(CR、DR、DSA等):根据人体不同组织对X线吸收程度存在差异的原理进行成像。X线图像可以直观地显示人体骨骼和脏器相关形态。X线图像显示的是人体内部器官的重叠影像。
    • CR,Computed Radiography ,以成像板为载体,经X射线曝光及信息读出处理后形成数字影像的一种X射线摄影技术
    • DR,Digital Radiography,以平板探测器、电荷耦合器件(CCD)等为转换介质,将被照体信息以数字影像形式进行传递的一种X射线摄影技术
    • DSA,digital subtraction angiography,一种将计算机图像处理技术与常规血管造影术相结合的X 射线成像技术。通过计算机图像处理系统获得去除骨骼、肌肉和其他软组织的单纯血管影像的减影图像
  • 计算机断层扫描(ComputedTomography,CT):与X线成像原理相同,CT与X线成像的最大区别在于利用精确准直的X线束、y射线、超声波等,与灵敏度极高的探测器围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描,通过计算机系统最后形成灰阶图像
  • 磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)∶利用静磁场和射频磁场使人体组织成像。人体含水比例高是磁共振成像技术被广泛应用的基础。MRI主要对氢核的磁共振效应成像,很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化,进而可由磁共振图像反应出来。
  • 核医学成像(nuclear medicine imaging)∶根据辐射断层扫描原理成像。常见的有PET/CT、PET/MR(PET,正电子发射断层扫描,Positron emission tomography)。核医学影像是功能性影像,不取决于组织的密度变化,而是取决于脏器或组织的血流、细胞功能、细胞数量、代谢活性和排泄引流情况等因素。受检者服下带有同位素标记的示踪剂,经过代谢后,图像信号反映人体不同部位同位素的浓度分布,显示形态学信息和功能信息。由于病变过程中功能代谢的变化往往发生在形态学改变之前,故核医学成像多被用于癌症等疾病的诊断,具有早期诊断价值。核医学成像与其他放射学检查之间的主要区别在于,核医学成像评估器官功能,而其他成像方法评估解剖结构(器官外观)。

其他影像设备主要包括超声成像设备、医用内镜:
  • 超声成像(Ultrasound)∶利用超声声束扫描人体,对反射信号进行接收、处理,进而获得体内器官图像的原理成像。超声图像显示的是一种"回声图",超声成像方法常被用来判断脏器的位置、大小、形态,确定病灶的范围和物理性质。超声波不产生辐射,不像其他一些医学成像测试(如X射线和CT扫描)有辐射,需要在安全剂量范围内接受检查。
  • 医用内镜∶根据光学成像原理成像。医用内镜可以经人体天然孔道或手术小切口进入人体内,导入到将检查或手术的器官,对器官或组织进行光学成像,进而为医生提供疾病诊断的图像信息
附:常见影像方式的原理和优缺点对比

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03

附:技术发展背景


1. X线的发现及其命名

伟大的德国物理学家伦琴(1845-1923)于1895年11月8日下午,在黑暗的实验室里应用阴极射线管进行实验研究,偶然发现当阴极射线管放电时,放置在其旁边的荧光屏发出了可见光。实验中阴极射线管用不透光线的硬纸板遮挡,说明激发荧光屏发光的射线具有穿透性和荧光作用。为此,他又进行了深入的实验,发现该射线可使由不透光黑纸包裹的照相底片感光,为了验证其感光效应,伦琴为其夫人拍摄了佩戴结婚戒指手的照片,这就是人类第1张X线照片。经过多次重复实验后,他确信阴极射线管能发出一种肉眼看不见的射线.并用数学上未知数的最常用代号X,将其命名为X射线。


2. X线的诊断应用

1895年12月28日,在伦琴发表他的研究报告几周之后,这一消息就传遍了全世界。当时各国报纸都竞相转载,认为这是一个“科学的辉煌胜利”。由于伦琴夫人手的X线照片清楚显示了骨骼结构,使人类首次在活体透过皮肤观察到人体的内部结构。此后,数家国际著名厂商很快就生产出医用X线机,将x线用于全身各部位疾病的诊断,因而形成了诊断放射学。x线的发现开创了一个医学的新时代,伦琴亦因此获得首届诺贝尔物理学奖。


最初,X线诊断主要用于骨骼系统和胸部疾病的诊断。随后,人们发明向自然对比度不佳的部位引入对比剂,人为增加对比度的各种造影方法,进而能显示心血管系统、胃肠道、脊髓、脑室和脑池等结构,扩展了X线的临床应用领域,取得良一流的诊断效果,为现代医学影像学奠定了坚实的基础。


3. X线成像技术

1923年,Hevesy首先把核素示踪方法用于生物学研究;1925年,Blumgart第1次采用示踪方法测定了正常人及心脏病患者的血流速度。至20世纪50年代,出现伽玛闪烁成像(γ一scintigry)。1957年,HalAnger研制出第1台1闪烁照相机,使脏器动态显像和全身扫描一次成像成为可能。


4. 超声成像

超声成像 20世纪50~60年代,超声成像开始在临床应用。首先是A型超声仪,用于对肝脏病灶的测距,其次是用于心脏的M型超声仪,继之出现适用于全身各部位的B型超声仪,最后是多普勒及彩色血流显像。目前,超声成像以其无创伤、无射线、普及率高、价格低廉、便于床旁检查等优点,成为多种疾病的首选和筛选检查手段。


5. 计算机断层扫描

1971年,X线计算机体层摄影(CT)问世,首次将传统X线检查的直接成像转变为利用探测器接收X线,再由计算机辅助技术间接成像。CT打破了人脑形态学的黑箱,使原来看不见的脑组织结构在活体得以显示,因而被公认为医学影像学发展的里程碑。


20世纪80年代末出现的CT螺旋扫描技术,1998年发展为多层螺旋CT或者称多排螺旋CT,使数据采集加快。至2005年初,64排螺旋CT应用于临床,真正实现了容积数据采集,5s即可以完成心脏扫描,10s可获得整个人体的数据,所获图像的层厚更薄(亚毫米),一次扫描覆盖的范围更大(达4cm),可进行任意方位、层面的重建,加之具有强大的后处理功能,极大地扩展了CT在心血管领域的临床应用范围。


MDCT促进了T血管造影(CTA)的发展,尤其冠状动脉CTA能清楚显示冠状动脉的3或4级分支,可进行大范围血管成像,已经被广泛应用于临床,并获好评。CTA图像可从多角度观察,无死角,经静脉注射对比剂创伤小,检查快速,观察心脏大血管整体情况清楚,除显示血管外,还能同时显示血管壁的钙化、动脉硬化斑块及其组成成分,结合CT图像能综合判断血管周围的情况。此外,MDCT还能进行实质性器官的灌注和空腔脏器的仿真内镜检查。目前,CT扫描已经成为最重要的影像学检查方法。受CT成像原理的启发,1975年第一台正电子发射计算机体层摄影(PET)仪问世,1979年发明单光子发射计算机体层摄影(SPECT)仪,使核医学(NM)在组织器官血流、灌注、受体和代谢显像方面形成完整体系,在影像诊断中发挥重要作用。


6. 磁共振成像

磁共振成像 20世纪80年代初,磁共振成像(MRI)问世。经过20多年的发展,在传统MRI基础上,MRI已经有磁共振血管成像(MRA)、磁共振波谱(MRS)、磁共振弥散成像(MRDI)、磁共振灌注成像(MRPI)、功能磁共振成像(FMRI)、磁共振弥散张量成像(DTT)等新技术不断问世,使MRI成为重要的影像学检查方法之一。


7. 数字减影血管造影 

值得一提的以及数字减影血管造影(DSA)。在20世纪70年代中期问世的DSA,使每次注入血管的对比剂用量大为减少,而血管显影的清晰度却有所提高,极大促进了介入放射学的发展,为介人影像学成为与传统内科化学药物治疗、外科手术治疗并列的第3大治疗方法奠定了坚实基础。


8. 计算机X线摄影

计算机X线摄影(CR:Computed radiography)在20世纪末至21世纪初,计算机摄影(CR)和直接数字摄影(DDR)开始临床应用,使普通放射摄影检查实现数字化;后者又简称为数字化摄影(DR)。由于在此之前,其他影像学检查已经都是数字化图像,CR和DR的问世极大推动了图像传输与存储系统(PACS)的临床应用,应用PACS可以将各种成像技术获取的数字化图像在硬盘、光盘、磁带等不同存储介质上存储、传输,有利于图像的长期保存和远程调阅,可避免图像丢失,并消除了由使用胶片所带来的环境污染问题。



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