“掌上超声+AI”新赛道:Butterfly融2.5亿美元晋级独角兽,中国多家企业紧随其后

9月28日,美国掌上超声设备厂商Butterfly Network宣布完成2.5亿美元D轮融资,投后估值12.5亿美元,一跃成为数字医疗健康领域新晋独角兽。

Butterfly是谁?投资人为何如此看好?目前整个掌上超声市场的现状是怎样的?中国有没有能够与Butterfly媲美的企业?动脉网试图通过对行业的深度梳理,逐一解开这些疑问……

Butterfly成立于2011年,是全球领先的手持式超声成像仪研发企业之一,致力于通过“掌上超声+AI”的研发和应用,引领医学影像的去中心化变革。其推出的Butterfly iQ超声产品,是全球第一款获得FDA批准上市的个人超声设备,也是全球首款单一探头全身通用的超声成像仪。

图片来源:newatlas

Butterfly iQ依托整合在单个芯片上的超声换能器系统,可以直接与智能手机连接,并通过与云技术、人工智能深度学习等相结合,实现单个手持式超声探头通过多种检查模式,分别完成对全身多个部位、多种临床应用需求的操作。

据悉,Butterfly iQ已经覆盖了包括腹部、心血管、胎儿、妇科、泌尿、肌肉骨骼等在内的13种适应症。

同时,借助智能手机应用和互联网技术,Butterfly iQ很好地具备了远程互助等功能,实现普通用户与行业专家之间、基层医疗机构与大型医院之间的无缝实时合作交流。

Butterfly创始人Jonathan M. Rothberg博士认为,Butterfly iQ代表了“一个新行业的诞生”,它正在用芯片上的超声,改变现有的医疗模式。

掌上超声是对传统超声的挑战?

这个新行业,正是“掌上超声+AI”这一细分领域。

掌上超声,又名手持超声,是一种如手机般大小的超声设备,可以完成需要医院大型B超仪做的检查。相比传统大型仪器,这种小型的掌上超声仪器具备很多独特优势:

传统大型超声器械存在体积大、笨重、无法移动和价格高昂等缺点。对医院来说,采购大型超声设备花费不菲,也需培训专业医生;对患者来说,使用场景有限,必须到专门的科室检查,一般都要提前预约或排队等待,程序也相对繁琐。

便捷式超声设备则正好可以弥补这些弱势。首先,掌上超声的易携带性和易操作性,都能大大提高诊断效率,方便进入临床科室,以及下沉到基层;其次,在价格方面,掌上超声也有极大的优势。

上海瑞金医院的超声科主任表示,“大型超声售价 100 万以上,而掌上超声成本极低,利于在基层和临床科室普及,未来可像听诊器一样,成为医生的帮手。

同时,掌上超声可以达到很大的量,大型超声一般三甲医院只有 20 台左右,小型超声临床科室每个带组医生都可以配。基层医疗机构若买不起高端仪器,可以用掌上超声达到超声普查目的,还可以下到社区和乡村,应用场景非常广泛。此外,军事领域掌上超声也非常有用,野外作战的需求很大。”

应用广泛

具体而言,掌上超声的应用场景主要有三个:医院临床科室,包括床旁检测和ICU急诊;基层医疗市场;院外灾害急救。这是传统大型超声难以触及的增量市场。

第一,随着超声设备的小型化发展,超声技术已走出超声科,进入临床科室,辅助临床医生进行床旁检测,甚至进入急诊科和ICU,挽救生命。比如手术前的麻醉,医生在超声引导下精确施针,可减少麻醉时插入针头的次数。

第二,医疗资源的下沉,基层医疗逐渐崛起。中国广大的基层医疗市场对于超声检查的需求非常巨大。但是当前由于基层医生不会用、看不懂超声,限制了超声检查的普及。

为了能让更多的基层医生广泛使用超声,“掌上超声+AI”将发挥重大作用。依靠集成人工智能系统,超声设备得以实现自动提示,如病灶是否可能是恶性,可以大大减轻基层医生的压力。

第三,在救灾现场,特别是一些偏远山区,便携的掌上超声设备特别有用。它可以帮助医生在现场对患者伤情进行精确诊断,方便及时给与治疗方案,确定哪些病人需要现场急救,哪些需要马上转移。

此外,掌上超声还有一个应用场景是家庭健康护理。随着人口老龄化的发展,家庭医生和护士可以为患者进行一般常规的生命体征检查。目前掌上超声在美国家庭医生中比较普及。

价格低廉

在价格方面,掌上超声设备也比传统大型超声仪器便宜得多。

根据Cost Owl的说法,大多数新型超声设备的价格在20,000美元到75,000美元之间。GE的高端超声仪售价甚至超过了六位数。而Butterfly iQ超声设备的价格仅2,000美元,相比之下低了了10倍不止。

Butterfly的首席医疗官John Martin甚至表示,一旦公司扩大生产规模,设备的价格可能还会更低,低至500美元。Butterfly希望掌上超声设备可以如“听诊器一般,成为医生的常备工具。

复星医药总裁兼首席执行官吴以芳这样评价道:“Butterfly带来了医疗成像的革命,使超声波影像技术更普及、更便捷、更可负担。”

至于未来随着掌上超声的进一步普及,它是否会撼动传统超声设备的地位,甚至取而代之,尚不确定。但可以预测的是,掌上超声一定会成为超声市场最强劲的增量。或许,掌上超声之于传统超声,不是替代,而是补充。

掌上超声需求大,市场规模庞大

我们生活在一个医疗资源和技术分布不均的世界,在这个世界上大概有三分之二的人无法获得医学影像服务,即使在发达国家,费用和专业知识的缺乏也限制了医学影像的普及。

Butterfly一直试图将超声成像大众化,通过先进的技术,扫除费用障碍,满足全球47亿人口对超声检查的需求。全球有920万医生以及数量翻倍的护士、助产士和其他医疗服务提供者。因此,高效、便携、廉价的掌上超声设备市场规模相当庞大。

据探针资本和Signify Research的调研,2015年,全球超声成像设备市场规模为75亿美金,预计2021年全球市场为105亿美金,年均增长率为7%。其中,便携式超声细分市场,2016年到2017年的规模增长了40%。随着性能和可用性的提高,预计2017年到2022年,该市场将以每年20%的速度增长。

Signify Research首席分析师Simon Harris表示:“最新的手持式超声设备在性能方面得到了很大改善,例如图像质量和电源管理以及可用性,在床旁诊断中获得普遍认可,并在放射学、泌尿科、心血管和女性健康等比较传统的科室,也有较小程度的应用。”

蓝海市场,技术为王

那么,掌上超声市场是红海还是蓝海?动脉网盘点发现,如此大的一个香饽饽,全球玩家却不过14家,而中国仅6家企业。可见,掌上超声市场尚属一片蓝海,未来还有很大的发展空间。 

数据来源:华医资本、crunchbase;动脉网整理

从全球来看,以GPS为首的传统医疗器械巨头企业领跑掌上超声市场,最早的从2009年就已开始布局。

GE公司生产的第一代掌上超声VSCAN 1.0在美国上市时,曾引起轰动,分别被美国《时代周刊》和知名科普杂志《科技新时代》评为“2009年50项最佳发明”和“2010年100项最佳科技成果”。

但是,全球绝大部分掌上超声厂商都以初创企业为主,中国企业与国外企业基本同步,且大多数都是在2016—2017年间获得首个掌上超声认证。

目前,国外GE、飞利浦、Clarius、Healcerion和Butterfly均已获得了FDA认证,澳大利亚企业Signostics分别获得了澳、加、日、新和欧洲监管部门批准,但并未进入中国。

国内朗昇为第一家获得CFDA认证的企业,索诺星和苏州斯科特紧随其后。动脉网了解到,思多科也有望于今年获得国家药监局的认证。 

数据来源:探针资本;动脉网整理

此外,从技术的角度来看,国内外企业也有一些差异。超声设备的成像质量和两个方面息息相关:一是硬件上的物理通道数,二是算法芯片实现水平,前者可以比喻为超声性能的躯体,后者可以理解为超声性能的灵魂。

在物理通道数方面,一般来说物理通道数越多,收集的信号数据越多,通过运算得到的图像分辨率越高。

目前,掌上超声的主要几个厂家多为8通道或24通道,其中思多科的手持设备起步就可以做到32物理通道。并且该企业表示,其下一步计划是开启128物理通道。这将成为目前国内中低端市场大型彩超设备用到的物理通道数。

在算法芯片方面,优秀的超声核心算法和芯片实现可以让超声设备发挥出远超现有硬件水平的性能水准。目前不少国内知名的超声品牌在硬件水平上已经完全媲美进口品牌,但是在算法芯片技术的钻研和积累上与进口品牌还有很大差距。

美国的Butterfly是第一个从头开始重新设想超声的企业。其推出的Butterfly iQ超声设备不再仅仅是对传统超声设备的缩小,而是从根本上改变了超声的设计思路。

传统的超声设备依赖于石英晶体传感器的振动将脉冲发送到人体内,然后电子设备将返回的脉冲转换成图像。

而Butterfly iQ用嵌有9,000个金属传感器的ASIC芯片取代了这些晶体,每个金属传感器都小于人类头发丝的尖端。相比GPU、CPU等通用型芯片,ASIC芯片的算力更强,成本更低。同时,它还可以封装AI算法,使超声检测的所有功能集中于前段,数据收集效率大大提高,整体算力加强。

动脉网发现,目前在产品上搭载AI的掌上超声厂商,全球仅4家,分别是澳大利亚Signostics、美国Butterfly、以及中国朗昇科技和思多科。思多科是国内目前唯一一家可以将底层平台算法和人工智能算法封装到ASIC芯片的超声检测设备厂商。目前,此类人工智能辅助需求偏向于勾画器官结构,勾画病灶。

在中国,本土掌上超声企业更具优势

聚焦到国内,2014年中国超声诊断设备市场已达69亿元,预计2019年,中国医用超声诊断设备市场规模将突破91亿元,年均复合增长率达5.7%。

而在掌上超声细分领域,随着中国医疗技术研发能力的提升,出现了越来越多能够媲美Butterfly的国产企业,如朗昇科技、思多科等。作为本土企业,他们正享受着技术、政策和市场环境带来的红利。

首先,随着技术的发展以及规模化带来的成本降低,掌上超声设备在床旁检测等方面有望取代听诊器这一当前最为普遍的临床检测仪器,因而其所带来的市场前景非常广阔。

在整个超声影像领域,掌上超声设备也因其应用领域广,操作便携等优势,正在不断为临床科室医生所接受,可进入临床科室并逐步下沉基层医疗,有望成为超声影像市场增长的最强劲动力。

根据调研,国内三甲医院的急诊、麻醉、妇产、心脏、内分泌等科室对其也有大量需求,未来可触及市场约270亿美元。 

其次,基层医疗逐渐崛起,医院门诊开始向基层医疗转移,基层成为了小型无创诊断设备主要的使用场景之一。

最后,国家政策利好国产掌上超声行业发展。近年来,国家推出了一系列政策鼓励医疗器械创新。

如:2017年发布《关于深化审评审批制度改革鼓励药品医疗器械创新的意见》,鼓励国产医疗器械创新;2016年科技部发布的国家“十三五”重大研发项目,掌上超声设备名列其中;“马背上的医生”等政府基层医疗项目开展,采购小型无创诊断设备,需求增大。

这一系列政策和市场的因素让思多科等国产掌上超声企业,在中国市场比GE、飞利浦、Butterfly等国外企业更占优势。并且,就目前来看,国内市场上没有国外的无线便携超声。西门子的无线设备有在国外销售,但是价格太高,没有在国内销售;飞利浦是有线设备,也没在国内销售;GE则是手机式的,主要做大医院的临床科室。 

因此,这是中国国产掌上超声行业发展的大好机会。

国产崛起,谁将率先实现弯道超车?

那么,在如此大好的环境下,那些自主研发实力优异的公司将最有可能弯道超车,率先实现掌上超声设备的商业化落地。

动脉网观察到,国内的几家掌上超声设备企业当中,思多科最有希望成为国产掌上超声的领军企业。

首先,强大技术背景的团队让思多科不同于其他超声领域企业。思多科的核心团队拥有深厚的技术功底和丰富的超声研产销经验。其天使轮投资人紫牛基金的俞波博士曾这样评价思多科的创始团队:他们是国内少数具备底层技术平台软硬件一体化设计开发能力的团队。

该公司还拥有自己的原研成像平台,以及原研弹性成像技术、三维多普勒频谱成像等多项关键技术。思多科原研超声成像平台,不仅启用32物理通道(同类多为8通道或24通道),还自主研发了GUP Open CL架构来进行图像数据处理。要知道,基于GPU的图像数据处理技术一般出现在国际一线厂家,如GE、西门子、法国声科等公司的新型高端超声产品上。国内大型医学超声产品则多是使用CPU运算处理,落后于GPU算法。

据思多科CEO张卓介绍,思多科现已有多款基于超声的小型无创诊断产品,可应用于多个场景如术中、麻醉、穿刺等,并且能够进行肝病诊断、颈部血管和甲状腺等的筛查。未来还可以利用图像融合导航,用于介入手术指导。

在掌上超声领域,我们看到Butterfly凭借其颠覆性的技术实力,发展成为行业独角兽。它将提高全球一半人口的医疗质量,同时也让其投资者在此过程中获得丰厚的回报。

同Butterfly一样,思多科也将底层平台算法和人工智能算法封装到ASIC芯片上,借助搭载的智能诊断模块,将超声的常规使用场景搬出单一影像科室,进入各临床科室,大大拓展了使用场景与市场规模,使诊断更为精准且尽量降低对高水平专家经验的需求,很利于向基层推广。

所以,凭借强大的技术实力,思多科会不会是中国的Butterfly呢?甚至借助中国本土企业的优势,在国家政策和市场的推动下,实现弯道超车,引领整个掌上超声行业呢?我们拭目以待。

未来可期

有句古话说得好:“卖给富人,和穷人一起生活;卖给穷人,和富人一起生活。”从感知的角度来看,卖给穷人好像更有利。也就是说,那些能够改善穷人生活质量的技术和产品,将更容易得到可持续发展。掌上超声以更低廉的价格,满足了更多人的医疗需求,正好符合这一理念,未来发展前景可期。

现在,越来越多的医生意识到掌上超声的潜力。未来五到十年,大量的临床医生、全科医生和其他医务人员,将拥有一款可以放在口袋里的个人超声设备。掌上超声可能会是下一个听诊器。

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