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梦想照进现实,国产CT奋斗史

2020-10-22 09:36| 查看: 57| 评论: 0|来自: 医工研习社

摘要: 导语这不仅是国产CT的发展史,更是全球CT技术的变迁史。2019年,“医招采”和“中国医疗设备行业数据调研”发布CT行业数据,国产CT的国内市场占有率达20%,其中联影、东软和安科位列国产三甲。回首30年,国产CT从零 ...

这不仅是国产CT的发展史,更是全球CT技术的变迁史。


2019年,“医招采”和“中国医疗设备行业数据调研”发布CT行业数据,国产CT的国内市场占有率达20%,其中联影、东软和安科位列国产三甲。

回首30年,国产CT从零开始,坚持走到今天,并从“GPSC”分走一小块蛋糕,委实不易。作为工程师,我坚信这只是起点。。。

第一台国产CT

1972年,亨斯菲尔德在英国放射学年会上发布EMI扫描机,也就是CT。

1980年,北京医院成功引进我国第一台全身CT,并在李果珍教授的带领下将CT应用推向了全国。

1989年,怀着“制造属于中国人自己的CT”的梦想,东北大学计算机影像中心成立,个人称之为国产CT元年。恐怕当时的老师们不会想到,从这里走出了具有国际影响的医疗设备厂家:东软医疗。

5年后,国产CT原型机在东北大学研制成功,并通过国家检测。

1997年,东软医疗发布第一台国产CT:CT-C2000。此时,距离梦开始已过去了整整8年,今天的我们很难想象那时经历了多少艰辛。

第一台国产CT:东软CT-C2000

CT-C2000的面世,实现了国产CT零的突破。在此后的20多年,国产CT领域风起云涌,发生了翻天覆地的变化。

16层CT

时光倒回至1986年,中国科学院与美国Analogic合资成立深圳安科,她对于国产CT技术进步同样功不可没。

1987年,滑环技术问世,为螺旋CT诞生奠定了坚实的基础,这是CT技术的第一次飞跃。

1989年,西门子创造性采用滑环和连续进床技术,推出世界第一台螺旋CT:SOMATOM Plus。

1998年,安科发布中国第一台螺旋CT。同一年,多层螺旋CT问世,“GPST”在北美放射学会(RSNA)上同时发布4层螺旋CT。

多层螺旋CT奠定了现代CT的设计架构,是CT技术的第二次飞跃。她创造性地在Z 轴上设置多排探测器,机架旋转一周能获得多幅断层图像,提高扫描速度和图像纵向分辨率。从此,各大CT厂商开始“拼探测器”!

在经历了4层、6层CT之后,2001年,西门子发布世界第一台16层螺旋CT,正式进入了16层时代,这是CT技术的第二次半飞跃。

彼时各厂家16层CT的Z轴分辨率都小于0.75mm,不仅可实现小于1mm的薄层扫描,更重要的是实现了“各向同性”体素采集,使多平面重建时的图像质量保持一致,有利于观察微小病变和结构。

包括我在内的很多人对CT的认知都始于16层CT。CT技术发展如此迅速,如今看来16层CT的确属于低端机。但,低端并不意味着过时,16层CT的图像质量满足临床诊断需求。

2004年,东软和飞利浦合资成立“东软飞利浦”。期间,东软的品牌和技术得到极大提升。东软CT今天如此成功,“军功章”上有飞利浦的一半。10年后,双方结束友好合作,“东软飞利浦”并入东软医疗。

2009年,东软医疗发布中国第一台16层CT:NeuViz 16。

2013年,安科推出全球首台非接触滑环16层CT:ANATOM 16。这之后联影、赛诺威盛、明峰、康达洲际、新华医疗、万东医疗、开普影像、贝斯达、波影医疗等一大批国产CT厂商纷纷推出了16层CT。

国产CT在价格上具备优势,联影东软等国产CT逐渐进入大型三甲医院,并被认可,标识着国产CT迈向新台阶,开始新的征程。

中高端CT

64层CT  

2004年,GE在RSNA上重磅推出全球首台64层螺旋CT(容积CT):LightSpeed VCT,实现1秒单器官/5秒心脏/10秒全身,这是CT技术的第三次飞跃。

与16层CT相比,64层CT除进一步减少扫描时间提高图像分辨率以外,更是开创容积数据成像新时代,她可将CT扫描图像进行任意层面无间隔的重建,能更真实地反映出解剖结构的细微变化。

2012年,东软推出中国第一台64层CT:NeuViz 64,标志着国产CT迈入中高端CT领域。

同一年,中国医疗设备圈发生了一件大事:上海联影横空出世,她的成立彻底改变了国内医学影像设备市场的格局。

与东软、安科相比,联影生在了更好的时代:此时“中国制造”已成为世界名牌。联影的发展也好像“坐了火箭”:

2013年,发布16层CT:uCT 510;

2015年,发布64排128层CT:uCT 760;

2018年,发布320排640层CT:uCT 960。

这之后,安科、明峰医疗、赛诺威盛、康达洲际等国产CT厂商也推出了64/128层CT:

2016年,安科推出64层CT:ANATOM 64;

2018年,明峰推出64层CT:ScintCare CT64;

2019年,赛诺威盛推出64排128层CT:智心/睿心;康达洲际推出64排128层CT:Apsaras128。

超高端CT  

多排CT不断革新只有1个目的:单心跳心脏扫描。因为心脏是不停跳动的,检查越快,运动引起的伪影越小。

实现单心跳成像有两种解决方案:西门子的双源和其他厂家的宽体探测器。

2007年,又是在RSNA,东芝推出320层CT Aquilion One,这是世界第一台16cm的宽体探测器CT,开启宽体探测器新时代。2018年,东芝正式更名佳能,世上只有“GPSC”。

初期的宽体探测器有严重的锥形线束伪影,改进的重建算法优化了伪影。但是,探测器的宽度也最终停留在16cm,这给了国产CT留下了追赶的机会。

第一台超高端CT:联影uCT 960

宽体探测器在冠脉扫描的优势十分明显,国内外CT厂商自然不会落后:

2014年,GE推出256排512层CT:Revolution。16cm宽体探测器,1-beat成像;

2018年,联影推出320排640层CT:uCT 960,16cm宽体探测器,单心跳成像。目前已在多家大三甲医院装机使用,标志着国产CT正式进入超高端CT领域。

2020年,东软推出256排512层CT:NeuViz Epoch,16cm宽体探测器,单心跳成像。

同时,明峰、安科、赛诺威盛、康达洲际等国产厂家也在推进超高端CT的研发。

至此,国产CT的至今发展史,正式完成!

文到此处,也许您会好奇,国产CT的品质到底怎么样? 

来自一线的真实声音

2020年7月,广东省财政厅就政协委员提出的“规范政府采购进口产品管理,推动国产大型医用设备推广应用”做出明确答复:“广东省卫生健康委将积极加大,公立医院对国产自主品牌大型医用设备配置的支持力度。"

利好政策对于国产医疗设备的发展必然能起到极大促进作用。但国产CT要靠实力才能走得更远。

其实在政策之前,由于高性价比,国产影像设备普及率就已经越来越高,很多二、三级医院都主动配置了国产普放设备。以江浙沪为例,我院及周围很多医院也都配置了国产影像设备。

与普放设备不同,CT复杂多得多,虽然我对国产CT品牌参数有一定了解,但没有实际使用体验。写此文时专门咨询了医院及工程师同行(暂未找到装机其他品牌的医院),以下是来自医院的真实声音:

“我院是东软NeuViz 64,每天我这平均220人次,基本属于24小时连轴,只有周四下午休息两小时,装机5年,球管6根,其他故障基本12小时内搞定,小问题远程就搞定了。我觉得还行,至少东软的技术源自于飞利浦。”

“我院是联影uCT760,16年装机的,每天白天200个平扫,最近一年多了球管也没坏,球管都80万秒了。联影小东西基本上不坏,总感觉保修买亏了。”

了解CT的老师应该清楚,单台200+意味着什么。另外,“保修买亏了”,这个角度也是蛮有意思的。。。

当然也并不都是好话,有的第三方工程师说:

国产CT,稳定性应该不会好,生产100台和生产5000台质量肯定不一样;

国产CT,跟国产汽车一个道理,有的不错,有的垃圾;

国产CT,说白了就是组装机,很多配件都是OEM厂定制,尤其是球管。

关于国产CT的品质,市场会来检验他们的成色,并引发口碑效应:无法被认可的会被淘汰,能坚持下来的终会成为“国产之光”。

关于“组装机”,稍微复杂,涉及到核心技术。

那些“卡脖子”

众所周知,CT有三大系统:X线系统、数据采集系统、图像重建系统。X线系统负责X线发射;数据采集系统负责数据采集与传输;图像重建系统负责数据处理及图像显示。其中,图像重建系统的核心是重建算法。算法优化的基础是数据,而底层数据来源正是探测器。因此,从硬件的角度,CT的核心部件还是高压发生器、球管和探测器。

探测器的核心是转换材料,在这方面国产CT厂商都已推出自主研发的探测器。在“CT发展50年,当今最顶级的5台CT横向对比!”一文中完整呈现了各家顶级CT的参数,其中联影uCT960+时空探测器的参数丝毫不输“GPSC”。

高压发生器和球管的原理都是写在教科书上的,并不复杂,难的是造出可靠耐用的产品。先来看一组数据:

联影,球管是当立/万睿视的,高压发生器是spellman的;

东软,球管是当立的,高压发生器是spellman的;

安科,球管是当立/万睿视的,高压发生器是spellman的。

联影、东软、安科作为国产CT三强,尚且如此,其他厂家恐怕也是一样。

以球管为例,球管制造非常复杂,涉及:热力学,热传递,材料科学,真空技术,高压,电子学,原子/辐射学科,制造工艺以及其他重要的技术。

从品牌角度,谁也不会甘心做“组装机”;从经济的角度,球管非常昂贵,自己造球管才能成本最低化。因此,国产厂商一定会加大球管、高压发生器等核心部件的研发。此外,我国也有独立的球管制造商:珠海瑞能,目前在我国CT球管领域处于龙头位置。援引“器械汇”内容:

2017年,上海联影新增球管、加速管研发和生产项目。2018年10月,型号为UHCT0550的球管产品获批NMPA,适用于联影生产的uCT510、uCT530、uCT550产品。

2019年,在中国医学装备大会上,东软医疗设立“关键零部件展区”,展出了自主研发的CT 探测器、CT球管、CT高压发生器等多款影像设备关键部件。

2013年,瑞能成为国内首家完成3.5M金属陶瓷管和4.0M玻璃CT管注册的企业。2016年底,国家十二五“5.2M大容量CT球管”新品发布。2020年,国家十三五“8.0M大容量CT球管”重点研发计划产品上市。

他们已经开始了,这个过程一定会很漫长,也许10年,也许20年~

但,不是一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香。。。

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