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來源:器械之家CT機的組成主要有x線(x-ray)發生系統、信號接收系統(探測器)、電子計算機處理系統(信號處理和圖像重建)及輔助設備(監視器、照相機等),其核心最值錢部件裝置是CT球管,它相當于汽車的發動機,手機里的芯片,性能直接影響CT
來源:器械之家
CT機的組成主要有x線(x-ray)發生系統、信號接收系統(探測器)、電子計算機處理系統(信號處理和圖像重建)及輔助設備(監視器、照相機等),其核心最值錢部件裝置是CT球管,它相當于汽車的發動機,手機里的芯片,性能直接影響CT設備的檢查效果及使用壽命。目前,我國CT用球管仍依賴進口,國內CT球管市場基本被GE、飛利浦、西門子、瓦里安等國外品牌壟斷。
為了解決CT球管“卡脖子”上的問題,近年來,特別是在國家政策支持下,一些企業紛紛投入布局,特別是以中電科十二所等為代表研發機構能夠集中優勢資源,使國產高端CT球管核心部件實現從無到有,為打破國外壟斷、降低價格,起到至關重要的作用。
01
CT球管源起
自從1895年倫琴發現X射線以后,X射線在醫學領域的應用一發不可收拾,最初能夠準確顯示人體的骨骼成為物理學的新發現在醫學中最迅速的應用。
世界上第一個沒有焦點的X線球管
1896年,C.H.F.Muller為Walter教授和Voller教授發明出第一個具有焦點的X線球管。這種球管通過陰極置一個凹鏡把X線匯聚于一點,這個具有里程碑的發明大大地增加了照片的清晰度和縮短了曝光時間。
第一個具有明確焦點的球管
這只改進后的球管,X線從一塊被放置成和陰極斜對稱的特制的鉑金片上放射出來,陰極如同凸鏡形狀。當管子兩端通上電流后,陰極發射出電子流撞擊鉑金片,即今天我們常說的陽極,于是便產生X線。這種形狀結構的球管由于有了一個重要的小焦點,因此具有比以前更加清晰的圖像。
19世紀初,美國通用電子研究所的物理學家威廉·柯立茲設計發明了真空球管,利用燈絲通電發出電子流而產生X線,真空球管比以前的球管更加精確、穩定和牢固,能得到更好的圖象效果。經過長期的實踐試驗后,1913年,他的球管被引入醫學領域,并應用于臨床。目前,放射醫學所用的X線球管基本都是在威廉·柯立茲所設計的球管的基礎上改進的。
02
CT球管市場應用
CT球管國外醫療巨頭占據絕對優勢
CT球管具有非常重要的地位和市場價值,一方面其性能要滿足CT成像高清晰度、高速、高功率、高可靠和低劑量的要求;另一方面希望其壽命更長、成本更低。面對CT機的不斷普及帶來CT球管的巨大市場需求,國外醫療企業巨頭紛紛投入人員和資金進行技術研發,并采取一定的保護措施,在CT整機研制生產過程中重點布局這一領域,有數據統計,2017年全球CT球管產值近20億美元,預計2022年增長至50億美元,市占率上國外醫療巨頭占據絕對優勢。
下表是國外主要的CT生產廠家,如通用電氣(GE)、西門子(Siemens)、飛利浦(Philips)等都是自己控制CT球管的研發和生產。瓦里安(Varian)、當立(DUNLEE)等則是國際上最主要的第三方球管制造廠家,向不具備球管研制生產能力的CT廠家提供配套球管產品。
Dunlee
1998年,Dunlee率先開辟了CT球管替代市場,Dunlee生產的CT替代球管已經覆蓋了GE、飛利浦、西門子、佳能等各大廠商。在此之前,1973年IAE就已經致力于CT球管的研發與生產,在歐洲占有絕對的市場優勢。
2001年,Dunlee被飛利浦公司收購。飛利浦醫療是醫學成像領域,特別是在X射線球管技術方面的領導者。收購Dunlee后,飛利浦醫療每年生產的球管超過12,000支。
西門子醫療
西門子宣布造出利用Straton高能層子技術制造出號稱“無熱容量”的電子束控球管。Straton電子束控球管是首個可支持每轉0.37秒機架旋轉速度的X射線球管,即使在心率較高時也能清晰地顯示心臟最細微的組織,且不會產生運動偽影。西門子將其應用于世界第一臺基于快速40成像技術(Speed40)64層的SomatomSensation 64 CT機上,該CT系統旋轉一周僅需0.37秒時間,曾創造了CT速度的新記錄。
GE
GE推出的名為Performix Plus的液體軸承球管應用于Revolution EVO CT上,實現快速轉速,提供高質量圖像的同時,不僅降低旋轉時的噪音,更重要地是延長了球管的使用壽命。
飛利浦
飛利浦在2001年收購了X射線和CT部件公司Dunlee,2018年2月20日,飛利浦宣布在伊利諾伊州奧羅拉的制造工廠出售給美國醫療設備和醫療服務解決方案公司Chronos Imaging,其主要業務包括第三方計算機斷層掃描(CT)替代管和相關資產。作為交易的一部分,Chronos影像公司將繼續為飛利浦生產第三方CT替代管,并將繼續通過Dunlee品牌進行銷售。
瓦里安
瓦里安于2016年5月宣布剝離其影像組件業務,新公司命名為Varex,主要制造X射線管,平板探測器和高壓連接器等成像元件以及成像軟件和專用加速器。Varex還延長了與東芝醫療系統公司的多年合作關系,重新制定了CT球管三年定價協議,預計CT球管銷售額將在3.45億美元至3.85億美元之間。
國內涌現一批新銳CT球管制造企業,逐步打破國際壟斷
隨著我國醫療衛生事業的高度發展,醫用X線和CT機已在我國市、縣級醫院普及,高檔多層螺旋CT也在省、市級重點醫院陸續使用。特別是在新冠疫情期間,CT檢查作為新冠肺炎患者診斷的重要依據之一,CT球管的需求急劇上升。
CT球管是高價值耗材,2年左右就要更換一只,進口價從十幾萬元到上百萬元,這無疑推高我國醫療成本,使之成為老百姓“看病難,看病貴”原因之一,國產替代市場空間潛力巨大!有數據統計,我國CT球管每年需求量保守估計2萬個,并還在持續增長。
前些年,國內一些企業嘗試過挑戰該領域,像杭州萬東、杭州凱龍、杭州英賽特、廣州艾珂斯等,結果都不理想。近年來,國內涌現一批新銳CT球管制造企業,主要有中電科十二所、上海聯影、昆山醫源、珠海瑞能等。
中電科十二所
十二所成立于1957年,是國家真空電子器件研制生產的龍頭單位。上世紀五十年代,我國第一支X射線管誕生于十二所。近年來,在醫療裝備領域,十二所依托六十余年在真空電子領域累積的雄厚實力,開展了CT 球管的技術攻關與探索,先后承擔了國家科技部支撐計劃、工信部工業強基工程、國家重點研發計劃--數字診療裝備專項等項目,突破了多項關鍵設計和工藝技術,成功研制出了國內具有自主知識產權的3.5兆、5.3兆、8兆熱容量CT球管。實現了高端CT核心部件——大容量CT球管的“中國制造“。2019年,十二所專門成立電科睿視技術(北京)有限公司作為承接其科技成果轉化的平臺,據悉,目前已有三款CT球管產品已獲批上市批量生產。部分產品已在東北、華北、華南、西南等多家醫院臨床應用,在醫療界大受歡迎。
昆山醫源
昆山醫源成立2018年5月,依托母公司——昆山國力電子科技股份有限公司基礎,2014年初開始5MHU國產高能醫用CT球管的研制工作;2016年6月與工信部簽署《醫用5MHU以上高能X射線管》強基工程項目;2019年1月,產品獲得NMPA注冊證。
珠海瑞能
珠海瑞能醫療以CT球管維修起家,是國內開展CT球管研制較早的民企,主要走仿制路線,目前已取得四款CT球管產品注冊證。
聯影
2018年10月,聯影生產型號為UHCT0550的三款產品獲批NMPA。
進入“十三五”后,國家層面再次加碼了對核心部件的研發扶持力度,特別是《中國制造2025》更是把CT球管作為高性能醫療器械中的核心部件放在發展的首要位置,在如此重大利好政策鼓舞下,國內CT整機制造商也謀機而動, CT球管國產化在中國呈現了前所未有的熱度。
目前,我國已初步形成了專業門類齊全、產業鏈條完整、產品結構不斷優化的高端醫療設備產業體系,基本滿足了國內醫療健康事業發展的需要,而且中國在高端醫療器械核心部件上也有所突破,同樣地,CT球管的發展推動國內CT機性能的提高,未來必定能在國際市場上占據一席之地。
陳悅華