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是什么卡住了国产CT的脖子

导读: 不知道大家在医院就医的时候是否有这样的体验:做个CT价格不菲,而且只能自费无法报销。当你吐槽的时候,医院或许也是无奈的:CT等高端医学影像医疗设备,基本被国际跨国公司垄断,设备价格动辄百万、千万。

不知道大家在医院就医的时候是否有这样的体验:做个CT价格不菲,而且只能自费无法报销。当你吐槽的时候,医院或许也是无奈的:CT等高端医学影像医疗设备,基本被国际跨国公司垄断,设备价格动辄百万、千万。

设备被外国公司垄断,价格居高不下

在国内市场上,超过80%的CT,MR,PET/CT等大型医疗产品设备都被GE、Philips、Siemens、Toshiba等少数几家国外公司“包揽”。

与此同时,我国癌症发生率逐年提高、冠心病患者每年以将近20%速度增加,单是两大疾病的早发现早治疗,也亟需精准、高端的医学影像医疗设备作为依托。

而突围之路,只有一条——就是尽快提高我国医疗设备研发水平,走医疗设备国产化之路。那么目前,我国没有自己的CT设备吗?

尚未掌握核心工艺,打破垄断很困难

近年来,一些进口高端CT机通过技术创新有所突破,主要是在探测器上下足功夫。“进口的高端CT机为什么贵,一些实力雄厚的医院购买也要掂量掂量,主要贵在探测器上。”一位医学影像设备研发人员介绍,每个探测器单元价值几万元,最高端的320排CT探测器要上千万元。

“排”是指CT扫描机探测器的阵列数,排数越多,探测器宽度越宽,一次扫描完成的宽度也就越大。如果CT探测器配备了320排探测单元,每排0.5毫米,一次扫描就可覆盖正常成年人的心脏。

在接收X射线的同时,探测单元还必须成矩阵地高速旋转,速度之快就像“武功高手”能让一个弧面围成一个“铁桶”,而每旋转一圈就要从2400—9600个不同角度对心脏的投影成像,感应速度要快,才能使整个心脏的一管一脉在这个“铁桶”里被捕捉。

工艺方面,探测器的拼接工艺要求极高,排数越多生产工艺复杂程度成倍数增加。两个探测单元排列在一起,中间的间隙如何做到最小,多个单元如何排列才能让探测器单位面积上接收到X光的效率最高,这些都是工艺上要考虑的问题。

中科院分子影像重点实验室团队做过一次调研显示,在传统医学成像(CT、磁共振等)上,我国最早的专利比美国平均晚20年。在专利数量上,美国是我国的10倍。这意味着整个产业已经完全掌握在国外企业的手里了,所有的知识产权,所有的原创成果,所有的科研积累都在国外,中国只占很少的一部分。更现实的情况是,在这一“赛道”中,已领先发展50年的国外龙头企业布下大量的“专利”壁垒,限制了后来者的跟随和超越。

CT探测器材质是机密

“X光射线穿过生物体后,由探测器捕捉。探测器捕捉灵敏度如何,单位面积上能获得X光的感应力度如何,决定了探测器的好坏。”行业专家王坤说,这取决于探测器使用的感应材质。

业内一篇题为《谁是顶级CT的老大?》的文章中列举了飞利浦、西门子等顶级医学影像设备制造商的CT机。对于探测器选用的材质,各大国际生产企业都讳莫如深,犹如独门机密般以代号性词语描述——GE将其Revolution CT的探测器晶体命名为“宝石”,而西门子则称其为“独有光子晶片”。

相关资料显示,CT成像系统中探测器的首选方案为闪烁探测器,其中的关键部分是可将入射的不可见X光子转换为可见光的闪烁晶体或荧光物质,完成后续成像。中国闪烁晶体从业的科研人员较少,闪烁晶体方面的人才培养单位只有上海硅酸盐所等个别单位,自主开发的新型闪烁晶体较少,晶体生长和性能研究方面的结合较少。

探测器占据这么重要的位置,那么它的作用是什么呢?

CT设备的核心结构有哪些?

一台CT机主要是由X线发生部分、X线检测部分、机械运动部分、计算机部分、图像显示及存储部分和工作站组成,而X线检测部分又至关重要。

探测器

CT探测器是CT数据采集系统中的核心部件,其结构相当复杂。它直接接收X线束穿过被照物后的光子信号,通过其自身的特性转换为相应的电信号。一个典型的CT探测器包括介质(如气体、闪烁体等)、光电转换阵列和电子学部分,此外还有准直器、电源等辅助设备。

根据材料工艺的不同,处在实用阶段的CT探测器大体上可以分为闪烁体探测器和气体探测器。

20世纪70年代末至80年代初的CT机大都使用钨酸镉探测器,80年代至90年代初则改用闪烁晶体和高压氙气探测器。光两极管探测器的主要部件是一个半导体,它有一个P-N结点,曝光时该结点允许电流通过,其前端有一光学镜片,用来聚焦从闪烁晶体到P-N结点的入射射线。当入射射线到达结点后,产生电子空穴对,电子移动到结点的N极,空穴则相应移动到P极,产生的电流量和入射线量成正比,由于两极管的输出量很小,通常光两极管探测器中还有一个放大器,此外,光两极管的响应速度也相当快,一般约在0.5~250纳秒之间。

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