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BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究

点击数:82      更新时间:2024-08-11

(获取报告请登陆未来智库www.vzkoo.com)

1.1 全国心血管疾病患者数量达 2.9 亿人,每年死亡逾 70 万人

根据《中国心血管病报告 2018》,我国心血管病患病率处于持续上升阶段, 推算现患病人数已达 2.9 亿人。同时,心血管疾病也成为造成我国城乡居民总 死亡原因的罪魁祸首,在农村占死亡总人数的 45.50%,在城市占 43.16%;且 死亡率也逐年上升,成为健康头号大敌。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图1)

究其根本原因,心血管疾病导致死亡占比的增加与社会发展高度相关: 20 世纪时,全球范围内心血管疾病引起的死亡原因占比不超过 10%,当时死 亡主因是传染性疾病和营养不良。随着社会发展带来的生产力丰富、居住条 件改善,人类受以上两类疾病影响降低,越发长寿,因此死亡主因转为慢性病 为主的心血管疾病、癌症。

在根本原因无法改变的前提下,根据世界卫生组织的推荐,心血管疾病 患者或者高危人员需要借助咨询和适当药物开展早期发现并管理,以达到推 迟发病、死亡年限,延长人类寿命的目的。

1.2 心血管疾病的治疗是长期过程,且离不开院外预防、管理。一般通过仪器完成,能给患者、医院、第三方带来价值。

心血管疾病是典型慢性病,在医院的治疗过程通常是诊断、急救、手术 等,由于医师资源、病房资源有限,在院前预防、院后管理难以在院内完成、 通常在家中进行,因此就诞生了院外心脏监护的需求,且该需求随人类对健康的重视和科技发展逐步扩大,有利于患者、医生和第三方。

因为心脏没有传统意义的知觉神经,平时患者难以感受到“不舒服”等前 兆,一般出现绞痛等明显知觉时已是急性发病期。因此院外监护需要通过设 备完成,其目的在于长期追踪基础数据(如血压、血糖、心率等)管理慢病、 急性发病前(如心衰、心源性猝死等)预警患者及时联系医生就诊。

院外监护过程是维护患者生命健康、延长患者寿命的关键:以各种心脏 疾病发展的最终阶段——心力衰竭为例,根据 2013 年中国医学科学院孙路路 等在《中国循环杂志》发表的论文显示,心衰患者在出院后 3-6 个月的再入院 率高达 27%-50%,一年的全因死亡率达 30%。根据 2011 年俄亥俄州立大学 Abraham 等在《柳叶刀》发表的论文显示,心衰患者通过某院外心脏监护设备 管理预警,并通过药物调控等方式能够降低 37%入院率。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图2)

对于患者而言,通过院外监护、提前用药管理的方法除了改善生活质量、 延缓疾病恶化以外,还能够节约大量时间、金钱。据统计,我国心衰患者年均 住院 2.4 次,年均住院天数达 22 天,花费将近 4 万元。值得注意的是,用药 费用仅占总费用的 8%,对比之下省下的金钱便是院外监护设备创造的价值。 因此从商业模式的角度看,院外监护设备确有存在的市场。

对于医院、医生而言,院外心脏监护仪器是帮助他们更好地完成院后管理的工具。根据《中国心衰诊断和治疗指南 2018》,医院应建立心衰随访制度, 通过门诊随访、社区访视、电话随访、家庭监测、通过植入式/可穿戴设备远 程监控等方式,进行药物调整、心理支持,并及时对症状加重进行处理。在医 疗资源匮乏的现状下,通过加重医生负担进行院外管理显然不现实。通过院 外设备远程监控、或通过易懂的方式实现家庭检测是更有能容易落地的方式。

医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究

对于除患者、医院以外的第三方,如保险公司、科研院所等对数据有需 求的团队而言,院外心脏监护仪器统计的数据和院内病例相比具有监测时间 长、统计跨度广的优点,更具有统计学意义。因此第三方机构也有动力、意愿 帮助推广院外监护设备、获得更有质量的数据。

1.3 心血管病患者自我医疗(院外医疗)市场空间约 200 亿元,医疗保险将是增长的核心催化剂,未来仍有近 10 倍空间

如上文所述,院外心脏监护设备对于多方都能创造价值,有其存在的意 义。

根据《中国心血管病报告 2018》的数据,国内脑卒中(中风)、冠心病、 心力衰竭、其他心脏病患者等重病共约 3800 万人。根据北京大学公共卫生学 院李春燕 2017 年发表在《中国卫生政策研究》的论文,基于中国健康与养老 追踪调查的过万人受访数据显示,中老年心血管疾病患者 2013 年用于自我医 疗的年均费用为 334 元,两年增长总速度超过 10%,假设该增速能够保持, 则患者人年均用于院外医疗费用约 500 元,即总市场空间约 200 亿元。

然而与美国相比,我国居民的付费能力、意愿还有很大增长空间,这也是 限制目前市场空间的主要瓶颈。我国与美国的院外医疗市场空间的根本区别 是支付习惯的区别:美国的家庭医疗(Home Health Care)市场在 2017 年达 970 亿美元,而患者通过保险支出的费用比例高达 88%;与之对应的,根据中 国健康与养老追踪调查的数据显示,我国院外医疗几乎没有报销,因此人均 支付价格与美国患者有较大差距。

通过保险支出的方式能增加患者年均付费,其本质是因为院外监护设备 能为患者创造大量价值,而保险通过风险共担的方式解决了支付意愿、能力 的问题。如前文所述,按照仪器可降低重病患者 37%入院率,每年住院花费 4 万元估算,为千万心血管重病患者创造的总价值可达千亿。仅按照国内现有 的支付意愿、能力计算,若与美国患者的自负比例看齐,剩下部分由保险补 足,国内院外心脏监护设备市场仍有将近 10 倍的增长空间。

在院外市场进入医保报销名录前,商业医保将先行一步。国内商业医疗 保险近年正以高增速增长,利好院外心血管设备市场。此外已有数家保险公 司开始和院外设备商开始联动,开始通过保险公司的渠道推广院外心脏监护 设备。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图4)

2.1 心脏没有传统意义的知觉神经,院外监护需要使用设备;院外设备通过推导与院内设备相同的参数给患者、医生提供指导

如上文所述,心脏没有传统意义的知觉神经,因此需要通过设备获取参 数、再进一步做诊断。院内设备在诊疗时通过测量不同参数来推导与心脏功 能相关的参数,进而判断出不同心血管疾病症状。

根据权威教科书《Braunwald 心脏病学》的分类,用于诊断患者的医疗器 械包括:听诊器、血压计、心电图、超声心动图、放射学成像、单光子计算机 断层成像(SPECT)、心脏计算机体层成像(CT)、和心血管系统磁共振成像 (CMR)。这些教科书中提到的设备均为院内使用的设备,现将其测量的参数 及是否方便迁移出院外的因素总结如下。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图5)

我们将能否转移出院外的因素分为如上三种:操作难度、成本、体积。成 本、体积的重要性不言自明,而这两点也决定了院内价值高昂的影像学类设 备无法迁入家中。而在操作难度层面,大部分监护设备在操作时也需要一定 的医学知识,如使用听诊器时,需要患者在静室中以特定体位静坐/卧,并找 到心尖、肋间隙、剑突等位置。在此处我们并未将诊断难度作为器械转移出院 外的因素之一,因为当下信息技术已足够发达,可以将测量得到的参数电子 化保存,并交由医生甚至软件、AI 进行判别。关于诊断环节的讨论,将在下 文详述。

出于患者在家操作方便的考量,家用设备与院内设备或有所不同:精度 较低或形态有所区别、简化。但是最重要的是能够测量得到与对应院内设备 相同的参数,提供指导性意见。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图6)

2.2 院外心脏监护设备产品呈金字塔特征,能满足不同人群的需求

在得到和院内设备相同的参数后,院外设备便可以用来诊断、监护相应 的心脏问题。

不同心脏疾病的人群数量,可构成金字塔结构。与之对应的,解决、监护 不同心脏问题的设备也呈金字塔结构,由下自上与目标客户人数逐级减少。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图7)

2.2.1 金字塔基:面向(亚)健康人群

位于金字塔基座的是(亚)健康人群,基数庞大,理论上面向的市场是全 民消费市场。该类人群数量多、几乎无医生协同需求,但需求刚性和技术壁垒 都较低。

运动监测:该需求的载体一般是手表/手环、运动背心等,主要通过监测 心率的方式记录运动强度,达到更安全、高效地运动的目的。以跑步为例,保 持不同的心率区间可以更有针对性地锻炼,如燃脂、耐乳酸能力、摄氧量等; 更重要的是,身体状态不佳也可以通过高心率反应,可依据此避免过度运动。

目 前 心 率 检 测 的 主 流 方 法 是 使 用 光 体 积 变 化 描 记 图 法 (PhotoPlethysmoGraphy, PPG),其原理是通过发出绿光(血液反射红光,吸收 绿光)并对反射强度进行检测。由于脉搏会造成的皮下血管的周期性容积变 化,绿光的强度也会有周期性,如此便可测得心率。

睡眠质量监测:该需求的载体一般是各种体征监测家具,包括置于枕头 下、床垫下的监护垫等等。除心率外,此类设备还能监测呼吸、再离床状况等, 通过长时间的连续无感监测,获得更长时间的心率数据,可以辅以心跳变异 性(Heart Rate Variability,HRV)等方法分析交感神经兴奋度,得到用户睡眠 质量、压力等指数;也可通过呼吸频率监测睡眠时的呼吸停止综合征、哮喘等 疾病。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图8)

医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究

体征监测家具的原理是通过捕捉心跳和呼吸产生的细微震动信息。这类 传感器大多是灵敏的压力或者震动传感器,来获得用户静息时的微小震动, 并通过算法处理,分析出心跳波、呼吸波,从而导出心跳、呼吸频率。通过信 号处理技术,现在的体征监测家具已可做到无感监测,使用时无需额外设置, 十分简便,在物联网时代有了更多应用:如子女远程监护父母的睡眠;智慧病 房、养老院护士站一对多便捷监控等。

血压监控:该需求的载体主要是传统的袖带式血压计和新型腕带式血压 手表。由于其易于操作的特性,与医用血压计无明显区别,主要适用于高血压 等亚健康人群用于血压监控、管理,提醒患者注意生活习惯、及时用药。

血压计的原理是通过充气加压直至阻断血流。目前市面上也有使用 PPG 法,通过记录光变化速率来导血压的探索方向,但是精度未能获得认可。

2.2.2 金字塔中:面向高危人群

位于金字塔中部的是高危人群,数量略小于健康人群。这类人群对自己 的身体状况已经有一定警觉性,需求刚性更高,设备技术壁垒也会更高,与医 生联系也将更紧密。 心

电事件记录及心律失常预警:该需求载体的原型是大名鼎鼎的 Holter, 即动态心电图仪;现在可以使用各种更方便的心贴、甚至手表等移动心电载 体监测。其需求源于患者在院内时佩戴心电图仪的时间有限,难以监测到偶 发信号,因此需要在院外长时间记录。常见的使用场景是患者因偶发的心律 失常突发昏厥,但是恢复意识送院后心电图又没发现明显异常,就需要在院 外佩戴移动心电仪监测。此外一些心律失常等异常状况发生前,心电图已能 反映出心肌异常信号,移动心电仪能够帮助患者完成早筛,提示即时就医。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图10)

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与院内使用的心电图仪类似,移动心电仪检测的也是心肌细胞的电信号, 从而推出心肌细胞的运动状况。院内使用的心电图仪通常为 12 导心电,需要 在身体的四肢、心脏的周边贴 10 个电极片,测量身体内 12 条不同回路的电 信号,操作难度较高。院外使用的移动心电仪分为两种:其中一种是体积缩小 的 12 导联心电,用于静息时获得准确心电信息,依然需要在身体连接大量电 极片;另一种通常进行一定简化,使用单导联或 3 导联,用于日常穿戴运动 时较长时间的采集,通常形式为巴掌大小的心贴,操作也比较简易。此外苹果 的 Apple Watch4 也集成了心电功能,通过表背-人体-表冠形成临时回路,测试 短时间的心电信号。

家用化验:即体外诊断中经常提到的 POCT(Point of Care Testing)概念, 旨在通过试剂盒或试纸等载体,在家中快速识别体液中的特定分子信息,获 取的生理信号。对心血管疾病患者而言,可识别的信息包括血糖、低密度脂蛋 白、甘油三醇(血脂/心梗类检测)、b 型钠尿肽(B-type Natriuretic Peptide, BNP,用于心衰前兆监测)等。患者可在家中通过检测以上分子浓度来了解自 己身体状况,指导饮食、用药。但是由于识别信息有限、成本较高、操作复杂 等问题,目前市场的接受度不高。

2.2.3 金字塔顶:面向重病患者

在金字塔顶的是重病人群,指已对自己身体状况有明确认知的预防人群, 或已经出院、有管理需求的心血管疾病患者。这类人群虽然数量较小,但是为 了生命安全着想,对院外监护需求的刚性高,付费意愿也强。这类产品技术壁 垒最高,与医生之间的联结也最为紧密。

心衰预警:心力衰竭,指的是心脏病变功能下降,心脏缺乏足够能量将血 液供往全身,不能满足各组织代谢的需要的综合征。它不仅是一种疾病,也是一种病理生理的状态,是各类心血管疾病发展的最终阶段,被称为“心血管疾 病的最后战场”。因此心衰预警,广义上说是所有心血管重病的院外管理,不 同的公司提出了不同的载体和技术路线,各有优劣。

如上文所述,心脏无传统意义的知觉神经,因此需要通过不同的参数识 别心衰前兆——左房压升高,并通过药物管理舒缓,降低病人入院率、死亡 率,节约时间和金钱。目前市面上的设备的技术路线分为:化学方法监测 BNP (上文家用化验部分已述,不再展开)、直接监测压力(肺动脉压/左房压)和 通过算法监测压力。

直接监测:这类方法通常与心脏起搏器、除颤器共同使用。通过在起搏 器中放置压力传感器,在植入后可以在体内监测肺动脉压(可推导出左房压) 或左房压,进而通过射频等方式在体外无线读取数值。这类设备因为能够直 接满足心衰管理的需求,收到患者、资本的青睐。以美国公司 CardioMEMS 为 例,公司开发植入式 MEMS 压力传感器监测肺动脉高压,在 2014 年甫一通过 FDA 认证,就被圣犹达医疗(又被雅培 2017 年 250 亿美金并购)以 4.55 亿美 金并购。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图11)

算法间接监测:这类方法使用心音、呼吸间隔、经胸阻抗(肺水肿相关)、 心率、活动度等多维参数,通过一定的算法实现对心左房压升高的检测。这类 设备较为新颖,目前美国已有波士顿科学的Heartlogic产品在2017年通过FDA 认证,该产品通过植入的心脏除颤器中的传感器获取数据。

此外国内创业公司 DARMA 有通过光纤传感器监测、通过算法判断的无 创心衰管理产品。该产品正在研发当中,初步数据已优于上文提到通过 FDA 认证的 HeartLogic。近期了解提到 DARMA 沿用了波士顿科学 HeartLogic 使用 第三心音作为核心参数的多参数组合策略,还基于无创血流动力学信息,开 发提炼了另外两个关键参数,与心音数据组合,构建算法进行分析处理,可准 确评估左房压,进而管理心衰患者。

在技术原理上,DARMA 光纤传感器群组持续从背部感知心脏搏动产生 的波形,进而评估血流动力学信息。产品形态可以为垫子形态,或者马甲形 态,可巧妙应用于家庭,医院,养老机构等多个场景。值得一提的是,DARMA 还将心衰监测产品的成本大幅降低,让大多数人都能负担该产品。

BD半岛bandao:医疗设备专题报告:院外心脏监护设备行业研究(图12)

2.2.4 适合创业公司的产品特点

在上述举例、分类的产品中,从供给的角度来看,制造壁垒较低的设备已 成为红海,而且该类设备已经发展多年,发展已趋于成熟,难以深挖护城河。 此外,从需求的角度看,创业公司推广渠道有限,需要关注需求刚性更高的产 品。只有真正能够帮助患者解决问题的产品才能一经面世遍快速推广。BD半岛

对于监护设备而言,无论运作模式如何变化,其目的都是提供信息提前 预警疾病(不涉及治疗、改善患者状况),因此关键在于准确可靠的数据和判 断。在技术达标、产品成熟、确实能够为患者带来效益以后,还需要有完整商 业模式来开拓这一块未成为常规医疗手段的市场。因此创业公司需要有明确 的说服直接下游购买的理由,才能实现盈利。

3.1 医疗器械注册证是入场券

医疗产品关乎人命,准确性不容忽视。因此全球各地均建立了不同的医 疗器械管理体系,器械注册证由各国机关颁发,包括中国NMPA(旧称CFDA, China Food and Drug Administration),即 National Medical Products Administration; 美国 FDA,即 Food and Drug Administration 等。以国内为例,医疗器械若要在 国内销售、使用,必须通过认证流程并取得注册证,这也是国家机关对器械有 效性、安全性的背书。BD半岛bandao

在评估企业的医疗器械注册证时,需要关注获得批准的适用范围。部分 金字塔基的企业高调宣称已获得医疗器械注册证,但是适用范围仅为数据获 取或一些基础功能,不包括后续的判别、应用。在这种情况下,可以认为后续 应用若不经过医生诊断,都是无机关背书的“玩具级”产品,准确性、复现率、 医疗指导意义都无从保证。

3.2 需要判断,取得数据之后要有实际指导意义

如上文所述,获得数据的下一步是需要提供判断。因为院外监护设备天 然具有远程的特征,患者日常没有能够便捷接触到医生的渠道,不能提供判 断的产品毫无意义。目前对于金字塔下层的产品,其主要输出指标即为数据, 判断只是简单的高/低等简单刚性指标;对于金字塔中上层的产品,输出指标、 判断病症较为复杂,市面上主要判断的方式有:通过 AI/算法判断、通过建立 平台签约医生远程判断、通过自建医生团队远程判断。

3.2.1 通过计算机算法/软件判断:

该方式理论上是平衡医患数量不均的最终解决方案,也非常适合院外模 式:通过计算机高效对数据进行判读,节约医生资源、快速获得诊断或提示就 医。但是目前该方式的问题在于目前我国监管较严格、无法给算法的准确度 背书。根据 2017 年原国家食药监总局发布的新版《医疗器械分类目录》中的 分类规定,若诊断软件通过算法提供诊断建议,仅有辅助诊断功能不直接给 出诊断结论,则按照二类医疗器械申报认证;如果对病变部位进行自动识别 并提供明确诊断提示,则必须按照第三类医疗器械进行临床试验认证管理。 若要进行临床试验走完整个流程,至少需要 2-3 年,对于不少创业公司而言较 难接受。

他山之石,可以攻玉。作为计算机科学和创新型医疗器械的先行者,美国 的经验值得我们借鉴:在 2017 年 7 月,FDA 发布了数字健康创新行动计划 (DHIAP,Digital Health Innovation Action Plan),肯定了数字化软件对疾病诊 断的辅助、为重病早筛提供了新的选项。同时也承认在传统评定过程中会使 部分患者失去软件科学辅助诊断的变革性机会,因此决定“特事特办”,成立 专门的数字医学小组并提出新的审批框架。根据药明康德的统计,截至 2019 年 10 月,FDA 批准了至少 33 种基于 AI 的产品,其中就包括国内上市公司乐 普医疗旗下的 AI-心电图判别平台。

3.2.2 通过建立平台签约医生远程判断:

该方式想法很美好,希望能够通过类似共享经济的方式对接医生与患者,实现医生赚钱、平台分成、患者受益的目的。但是除了签约医生流程复杂、需 要渠道铺开、难以实时问诊等实践上的问题以外,更加底层的问题在于:我国 医生相对于患者的数量,是严重不足的。共享经济的初衷是为了更好地利用 闲置的资源,但是医生资源不足的情况下,共享无从谈起。

3.2.3 通过自建医生团队远程判断:

该方式使用自建医生团队,可以结合 AI 和医生团队的优势,达到效率与 准确性兼顾的目的:该方式还可以绕过目前国内对 AI 的监管,将算法判断应 用于诊断过程中,帮助团队医生提高效率。同时通过人工判断,可以发现 AI 判断暂时不能完成的复杂症状。

3.3 商业模式上需要能解决“由谁买单”的问题

和过去相比,院外医疗器械是一个“需要患者多掏钱”的消费的增量市 场,因此除了市场空间巨大以外还需要在评估时格外留意商业模式,关注“由 谁买单”的问题、经过何种渠道打开市场。

从相对成熟的美国市场来看,与医生协同度的高低较大程度决定了推广 渠道:目前在金字塔中下层、协同度较低的产品多从消费端发力,与消费电子 巨头合作推广,凸显 AIOT 时代新的健康维度数据的特征。以消费级心电的 先行者苹果公司为例,早在 2017 年便与移动心电企业 Alivecor 合作,推出具 有心脏监测功能的表带,KardiaBand;同年,苹果公司还收购了体征监测创业 公司 Beddit。

而金字塔中上层与医生协同度高的产品则发力从医院、保险市场推动, 这也是上文所述美国商业医疗保险发达,能够有能力买单的结果之一。这种 重视医院推广的路线与传统院内医疗器械的推广类似。从结果上看,最上层 的针对重病人群市场的玩家也包括心血管巨头雅培(CardioMEMS)、波士顿科 学(Heartlogic)等。其中 CardioMEMS 起初由创业公司研发,在获得 FDA 认 证两天内即被巨头并购。从以上美国市场的案例中可以看出,在与有实力的 渠道方能够形成较强合力时,被渠道方并购不失为投资者合适的退出方式。

3.4 推荐关注公司:大耳马科技、粒恩医疗

重点推荐企业:深圳市大耳马科技有限公司(DARMA)。该公司利用高 精度低成本的光纤传感器,开发出体征监测产品,正研发院外心衰管理产品。 公司技术源于新加坡,成立于美国硅谷,于 2015 年搬迁回国,具有优秀的国 际化视野和多级产品线,这也是他们商业模式上的关键,可以灵活解决监管 和支付意愿的难题。

体征监测产品(金字塔基):可用于预警心跳、呼吸、在离床。已获 CFDA 认证,正申请 FDA 认证,能够准确输出数据。商业模式和渠道上在国内面向 智慧养老,智慧病房、智慧司法方案商;在美国与智能家居和互联网巨头深度 合作。

心衰管理产品(金字塔尖):与市面上的其他产品相比,该产品的“杀手 锏”在于无需通过手术植入,能够真正降低病人痛楚、减少医疗支出。该产品 预计 2020 年通过 FDA 认证,商业模式上将对接美国心血管巨头,一经通过认证即有望在有支付意愿的美国市场快速推广。

建议关注企业:粒恩医疗,产品是移动心电图(金字塔中)。已获 CFDA 认证,判断由自建医生团队完成。

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(报告来源:基业长青)

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