医学影像设备行业研究：千亿级进口替代市场，国产企业已露锋芒

Struggle

（报告出品方/作者：申万宏源，陈烨远）
1. 非X射线类设备

1.1 磁共振成像（MRI）
磁共振成像系统（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种利用人体内水分子中的原子 核（主要是氢质子）在强磁场中的磁共振信号经重建进行组织或器官成像的设备。 磁共振成像对软组织分辨能力高，且具有无辐射损伤的优势。从1946年核磁共振（NMR）现 象被发现，到1980s MRI设备进入商用，再到当前1.5T和3.0T设备普及，MRI已经成为临床不 可或缺的设备。
磁共振成像系统主要由主磁体系统、梯度磁场系统、射频系统、计算机处理系统以及辅助设备组 成，其中：（1）主磁体的功能是提供使原子核定向所必需的静磁场；（2）梯度磁场的功能是利 用梯度线圈产生在空间位置上变化的磁场，并叠加在主磁场上，以此对磁共振信号进行空间编码； （3）射频系统是发射射频脉冲，使得磁化的质子吸收能量产生共振，并且接受质子在弛豫过程 中释放的能量而产生磁共振信号；（4）计算机系统包括了主机，存储器，输入输出设备，系统 和应用软件；（5）辅助设备包括操作控制台，检查床以及高压注射器等。主磁体一般可分为普通电磁体、永磁体和超导磁体，超导磁体在场强、稳定性、体积重量等方面 具有明显的优势。
MRI原理：（1）人体富含氢质子，通常是无序排列的，但在强外磁场内产生纵向的磁矢量和进动； （2）通过向人体发射一个频率等于进动频率的射频脉冲，造成两个现象：一是吸收能量的氢质子 呈反磁力线方向排列，导致纵向磁矢量变小、二是氢质子进行同相位进动，由此产生横向磁矢量； （3）停止发射射频脉冲后，氢质子恢复到平衡状态（即弛豫过程，relaxation process），所需 时间称弛豫时间（relaxation time)，其又包括纵向磁矢量恢复时间（T1弛豫时间）和横向磁矢量 的衰减和消失时间（T2弛豫时间）；（4）FID自由感应衰减信号通过傅里叶变换形成类似吸收谱 线的核磁谱。
1.2 超声（US）
超声成像（Ultrasound)是利用超声波的物理特性和人体组织声学参数进行的成像技术。超声诊断 所用声源震动频率一般为1-10兆赫兹。 其他成像技术相比，超声成像具有安全无创、患者无痛苦、实时性好、价格低廉等优点，在预防、 诊断、治疗疾病中有很高的价值，广泛应用于消化科、妇科、产科、泌尿科、胸科、小器官、儿科、 心脏科、急诊等多种检临床检查，且逐渐与其他临床科室结合，发展出消化科（超声内镜）、心外 科（血管内超声）等检查应用。
基本原理：由于人体是非均匀介质，超声波在人体组织 中传播，经过不同器官、不同组织（包括正常和病变组 织）的多层界面时会因为两侧介质的声阻抗不同而发生 不同程度的反射和散射，反射和散射形成的回声以及超 声在传播中经过不同组织的衰减信息，经接受、放大和 信息处理后以波形显示，形成波形图。 超声成像的种类包括A型、B型、M型和D型，其中D型 亦称多普勒超声，包括频谱多普勒超声和彩色多普勒血 流成像（CDFI）等。
按目前临床上应用的超声诊断仪主要有两种类型：（1）常规B型超声诊断仪：主要用于二位灰阶 超声检查，兼有M型和频谱多普勒超声功能；（2）彩色多普勒超声诊断仪：进行CDFI扫描同时 兼具二维灰阶超声、M型和频谱多普勒超声检查功能。高级机型还配有静态和动态三维成像、超 声造影、声学定量以及弹性成像等多种功能。 除此之外，按体积分：超声可分为台式超声和便携式超声（包括掌式超声）；按照应用情况分： 又可分为通用彩超、心脏彩超、妇产彩超和麻醉介入彩超。（报告来源：未来智库）
2. 主要影像产品对比及市场空间

2.1 医学影像检查体系
当前医学影像已经形成了包括X线、CT、超声、MRI以及分子影像在内的多种成像检查体系。
2.2 主要成像技术对比
不同系统和解剖部位组织结构的差异，以及不同成像技术适用范围和诊断能力特点的差异，赋予了 不同检测技术不同的应用场景。总体而言：
X射线：适合自然密度对比度较好的部位或器官，因此用于基础筛查和骨骼检查较多；
CT：密度分辨率高，几乎覆盖人体各个系统和解剖部位，尤其在呼吸系统检查方面；
MRI：软组织分辨率高，无辐射，易于发现病变并显示特征，可用于多部位，尤其在中枢神经系统方面；
超声：检查易行且无辐射，但骨骼和气体穿透性差，主要用于乳腺和腹部等；
DSA：心血管诊断和血管介入“金标准”；
PET-CT：当前主要用于肿瘤诊断。
2.3 发展阶段
从发展阶段上看，国内除了DR等产品外，大多数影像设备均处在渗透率持续提升、新厂家（特别是 国产厂家）加入并树立品牌、价格整体下探的“成长期”。而分子影像复合类产品（如PET-CT、 PET-MRI）则处在发展较早期，终端渗透率低且行业内竞争者较少。 和耗材类不同，设备类产品受到集采等政策影响的风险较低，叠加分级诊疗和大型设备管理的松绑 趋势，以及庞大的进口替代空间，我们长期看好国产影像设备发展前景（自然增长+政策拉动）。
2.4 保有量及市场规模
从保有量上看，DR、超声、CT的保有量较高，需求主要来自设备更换与高端产品对现有产品的替代 （如64排CT替代16排CT）。PET-CT、DSA和MRI的设备保有量还很低，预计未来10年的年化增速 在10%以上。从市场规模上看，DR、DSA、CT、MRI、超声和PET-CT在2020年的合计市场规模约 490亿元，预计2030年合计近1000亿元。
3. 核心零部件

3.1 核心零部件——X线球管
X射线管是用于产生X射线的设备，直接影响CT和DR的 成像质量和使用寿命。CT和DR球管零组件包括管壳组件、 转子组件、轴承套、阴极零件等。 在电子轰击靶面的时，除产生X射线外，90%的能量会转 换为热量，从而使靶面温度急剧升高。根据阳极类型， 常见X射线管分为旋转阳极X射线管和固定阳极X射线管 两类：
（1）固定阳极X射线管较为简单，由阳极、阴极和固定 两极并保持玻璃管内高真空的玻璃壳等三部分组成。阴 极的灯丝（一般都是钨丝）发射电子束轰击阳极靶。阳 极头的靶面（一般选用钨靶）阻挡高速运动的电子流而 产生X射线。由于单位面积上所承受的最大功率是一定的， 所以固定阳极X线管的功率有限，临床局限性较大。
（2）旋转阳极X射线管的靶面可高速旋转。因为承受电 子流轰击的面积因阳极旋转而增加，使热量分布面积增 加，所以有效提高了X线管的功率。
我国X线球管市场规模超30亿元。X线球管使用寿命一般在1-3年（一般可用10-20w秒，寿命和使用 情况有关，使用液体轴承等技术可以延长球管寿命），因此球管是设备使用期间的主要成本。根据 Mordor Intelligence的估计，2020年全球X线球管市场规模约28亿美元。按照我国2.6万台CT和7 万台DR的保有量，平均进口价1万美元计算，我国每年X线球管替换市场规模超过30亿元（2019年 进口金额5.1万美元，假设用两年）。
进口垄断市场，国产产品逐渐跟上。X线球管技术壁垒较高，研发周期长，因此技术长期控制在国外 公司手中，当前我国CT球管主要来自通用（GE）、西门子（Siemens）、飞利浦（Philips，收购 Dunlee）、万睿视（Varex，前身是瓦里安影像组件部门）、东芝（TOSHIBA）等企业。“十三五” 以来，国家层面对CT球管等核心部件的研发扶持力度明显加大。在利好政策下，近年来联影医疗等 一批公司的球管产品相继上市。
3.2 X线探测器
数字化X线探测器是通过间接或直接的方式将X射线转换为电荷，并最终数字化为医学图像的设备。 以非晶硅平板探测器为例，其主要由闪烁体、光学传感面板和电荷读出电路组成，其中闪烁体将透 过人体后衰减的X线转换为可见光，闪烁体下的非晶硅光电二极管传感器阵列又将可见光转换为电信 号，在光电二极管自身的电容上形成存储电荷，在控制电路的作用下，扫描读出各个像素的存储电 荷，经信号放大、A/D 转换后输出数字信号，传送给计算机进行图像处理从而形成X线数字影像。
闪烁体材料主要包括碘化铯和硫氧化钆，碘化铯可见光的综合转换效率更高，X线使用剂量更小，成 像更清晰，但成本相对较高。光学传感面板一般由光电转化层和TFT阵列开关等寻址电路组成，按 照这两部分的组成材料，可分为非晶硅探测器、CMOS/单晶硅探测器、IGZO 探测器、非晶硒探测 器和CdTe/CZT（碲化镉/碲锌镉）探测器等。
非晶硅、IGZO、CMOS技术均有其特定的终端应用场景。其中“非晶硅+闪烁体”技术成熟，是 目前应用最广的传感器技术；“CMOS+闪烁体”有分辨率高、图像噪声低、采集速度快的优点， 适合小尺寸动态X线设备（如齿科CBCT）；IGZO有更高的采集速度及更低的噪声，是理想的大尺 寸高速动态探测器技术（用于DSA、胃肠机等动态设备）。
3.3 MRI磁体
磁体是磁共振设备中产生主磁场的核心部件，作用是保 持在目标区域中的高磁场和高均匀度，一般分为永磁体、 常导和超导磁体。磁体的主要技术指标包括磁感应强度、 磁场均匀度、磁场时间稳定性和边缘场的空间范围等。 永磁体磁场强度较弱，超导磁场强度更强，稳定性更高， 是当前市场主流技术。
超导磁体利用超导材料在低温下零电阻的特性：通过将 超导线圈置于制冷环境中达到超导状态，由此产生强大 磁场并且不消耗电能。低温一般通过浸泡在低温液氦中 的方式实现。虽然磁体采用了真空绝热结构，但由于结 构支撑等多种因素，不可能完全阻止热传导，所以液氦 会以蒸发的形式带出导入的热量。为减少液氦的蒸发， 磁共振配备了制冷系统，提供降温减少液氦蒸发。 2018年，飞利浦推出了helium-free超导MRI产品，其采 用了Blueseal技术，将7L液氦完全封装在容器中一次成 型，使该产品液氦使用量约为传统超导磁体的0.5%。
磁体和探测器、球管均是国家重点发展的影像设备 核心零部件。从“十二五”到“十四五”一直是重 点突破发展的医疗设备零部件之一。当前超导磁体 海外主要厂商包括英国Oxford、德国Bruker、日 本ASTEC，而“GPS”(GE、Philips、Siemens)均 有自己的超导磁体工厂。国内主要厂家包括宁波健 信、西部超导和潍坊新力等。国内联影医疗、万东 医疗、成都奥泰等企业现均实现磁体技术突破。
4. 海外龙头公司分析

4.1 产品线对比
当前全球医学影像市场仍为进口几大龙头公司垄断，“GPS”（GE、飞利浦、西门子）三家占据 了全球60-70%的市场，其他厂家包括佳能、日立等。国内已经涌现了联影医疗、东软医疗、万东 医疗等多产品布局的龙头公司（产品线角度已和海外龙头接近），以及迈瑞医疗、开立医疗等在部 分产品领先的公司。
4.2 GE医疗
GE公司（NYSE:GE）成立于1892年，拥有100多年的悠久历史，GE医疗是GE旗下的医疗健康业 务部门，在全球160多个国家拥有约4.7万名员工，2020年GE医疗业务收入超170亿美元。GE医疗 当前业务覆盖医学影像、信息技术、医学诊断、患者监测、疾病研究、药物开发和生物制药，其中 GE医疗的医学影像设备产品线涵盖DR、DSA、CT、MR、超声、PET-CT等全部医学影像品类，是 公司核心业务。 GE医疗从1979年开始在中国开展业务，目前在我国共建有四大全球生产基地，GE的CT、MR、超 声在国内的份额都在“GPS”三家中排名第一，在乳腺机领域也领先于其他对手。GE医疗在CT和MR领域技术积累深厚，产品梯度性好，代表技术包括宝石探测器、超低剂量 ASiR-V 迭代平台、AIR 线圈技术等等。
4.3 飞利浦医疗
飞利浦成立于荷兰，业务涉及生产照明、家庭电器、医疗等方面。飞利浦医疗保健事业部 （Philips Healthcare）涵盖医学影像系统、临床监护、家庭医疗等，销售和服务团队超30000人， 2020年收入超100亿美元。飞利浦医学影像业务条线同样全面，覆盖X光机、CT、MR、超声波和 核医学成像等设备。零部件方面，飞利浦2001年收购Dunlee，奠定了其球管领域的领先地位。 飞利浦上世纪80年代进入中国，1985在华开设合资企业。2012年飞利浦在苏州建成飞利浦医疗中 国影像基地。国内飞利浦在CT、MR、PET-CT领域份额略落后于GE和西门子，但在DSA、心脏超 声等领域较为领先。（报告来源：未来智库）
飞利浦在球管技术技术方面领先，特别是其在MRC基础上推出全球独创的阳极直冷、双支撑智能 焦点管球系统“iMRC冰球管”，使用动态飞焦点技术提升了提高成像质量，液态金属轴承、阳极 直冷、金属节段阳极，再次带来超长寿命。飞利浦的Iqon使用的双层探测器被认为是目前最优秀 的能量成像解决方案。
5. 国内代表企业分析

5.1 联影医疗
联影医疗成立于2011年，总部位于上海，公司同时在美 国、马来西亚、阿联酋、波兰等地设立区域总部及研发中 心。当前公司共近2000名研发人员，获得授权发明专利 超过1500 项，牵头承担近40 项国家级及省级研发项目。 2020年，公司实现收入57.61亿元（+93%），归母净利 润9.03亿元。2021年公司申请科创板上市获受理。
5.2 联影医疗
通过持续进行高强度研发投入，公司当前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。公司累计向市场推出70 余款产品，包括磁共振成像系统（MRI）、X 射线计算机断层扫描系统（CT）、X 射线成像系统（XR）、分子影像系统（PET/CT、PET/MR）、 医用直线加速器系统（RT）以及生命科学仪器。 公司产品现已入驻全国近900家三甲医院，按2020年度国内新增台数口径，公司MRI、CT、 PET/CT、PET/MR 及DR 产品排名均处在行业前列。联影先后推出了国产首款3.0T MR、国产首款70CM孔径1.5T MR及行业首款3.0T MR、国产首款 320排CT、国产首款PET-MR、行业首款4D PET-CT、国产首款超高场动物用MR（9.4T）等产品， 在医学影像极大领域均具备了国内领先地位。
5.3 东软医疗
东软医疗成立于1998年，经过20余年发展现已 拥有数字化医学诊疗设备（CT、MRI、DSA、 GXR、超声、PET/CT、RT及设备核心组件）、 MDaas（医疗设备和医疗影像数据服务）平台、 设备服务和培训、体外诊断四大业务线。公司在 美国、德国、阿联酋、俄罗斯等9个国家设有子 公司，当前产品已经累计销往全球110余个国家， 装机量超41000台。 东软医疗于12月1日二次向港交所递交了上市申 请，计划在主板挂牌上市。东软医疗是国内CT领域的先行者，其创始团队于1997年研发了中国第一台国产品牌CT，此后 相继推出了国产第一台单层螺旋CT、双层、16层、64层、128层螺旋CT以及能谱和宽体CT。
6. 核心观点

医学影像设备是医疗器械行业的第一大细分市场。全球医学影像市场规模约440亿美元，2020年 国内市场规模已达到537.0亿元（出厂价口径），2015-2020年 CAGR 12.4%，预计2030 年市场 规模将接近1100 亿元。
医学影像设备同时是医疗器械行业中技术壁垒最高的细分市场。医学影像属于典型的多学科融合的 产业，全球市场长期以来呈寡头垄断局面，“GPS”（GE医疗、飞利浦、西门子）和日系厂商专 利和技术积累深厚，全球医学影像的核心零部件生产技术也集中在少数企业手中。高壁垒导致长时 间全球格局相对稳定。
国产企业正实现破局。联影医疗、迈瑞医疗、奕瑞科技等整机和零部件厂商正随着中国制造业能力 提升而逐步崛起，产品和国际龙头公司的差距在快速缩小。国内市场在中低端完成进口替代的基础 上正实现中高端国产份额的逐年提高。当前国内大型设备配置管理趋松，鼓励国产替代政策方向明 确，国产产品高端转型和份额提升、供应链自主可控、AI和云技术等技术融合和国产产品出海将是 行业趋势。
报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站


来源：https://www.toutiao.com/article/7066228777914794504
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