行研 | 医疗影像上游“卡脖子”有多痛，寻找一只高质量国产CT球管

过去十年，我国CT市场稳步增长，2019年CT销量约4,000台。2020年初爆发，CT被广泛应用于的诊断，全国CT销量突破7,200台，2021年也超过了7,000台。2020和2021两年配置的CT台数，超过前5年（2014-2019）CT销量的总和。截止2021年底，我国CT保有量已达48,000台。其中，带来的CT销量爆发主要是来自发热门诊采购，这部分基本是由财政拨款购买的低端（16排）CT。很多人分不清CT“排”和“层”的关系，简单来说，“排”（detectorrow）指的是CT探测器在Z轴方向的物理排列数目，有多少排探测器，就是多少排CT，这是一个硬件性参数。而“层”（slice）指的是CT数据采集系统同步获得图像的能力，即同步采集图像的DAS通道数目或机架旋转时同步采集图像的层数，反映了CT的扫描功能，是一个功能性参数。言归正传，带来的增量采购基本都是16排低端CT，而从自身发展需要出发配置的仍是进口中CT。从国内CT市场格局来看，国产CT品牌（包括联影、东软、安科、明峰等）近年来市场提升；但在中CT领域，尤其是（128排）及超（256/320排）CT中，仍以"GPS"(GE,Philips,Siemens)等老牌进口厂商占主导。二、CT球管：医用CT的“心脏”，研发和生产壁垒高1.球管是CT设备的部件。

对图像质量影响很大CT机种类多样，功能有高下之分，但基本构成是一致的。其工作原理是用X射线对人体检查部位按一定厚度的层面进行扫描，当X线束射向人体时，部分射线被吸收，部分射线穿过人体被探测器接收，探测器将X射线转变为可见光，再由光电转换器转变为电信号，经模拟/数字转换器转为数字信号，输入计算机处理，终得到CT图像。为实现这一成像过程，CT机需配备相应的功能部件，主要包括扫描系统、计算机系统、图像显示与记录系统和操作台。扫描系统是CT功能实现的基础，其是产生X射线的发生器和球管，及接受和检测X射线的探测器。（1）发生器：为球管提供工作电压和球管灯丝工作电流；（2）球管：又叫X线管，是产生X射线的部件，CT设备的信号源载体；（3）探测器：数据采集系统的关键部件，将X射线转换为相应的电信号。对CT而言，球管、探测系统和重建算法是对图像质量影响大的三个组件。2.球管结构十分复杂，工艺改进的重点在于提高散热效率在CT的组件中，探测器已经实现国产突破，联影的探测器更达到了先进水平；发生器国内起步较晚，但也已实现了中低端产品的国产化，技术与差距较小。只有球管，由于生产壁垒极高。至今未能真正实现国产化。

为什么球管这么难做？我们有没有可能制造出高质量、稳定的国产球管？要回答这些问题，首先要知道球管的结构以及生产过程。球管类似一个巨大灯泡，只不过发出的是不可见的X光。产生X射线的经典方式即在真空管中加热灯丝，灯丝周围形成电子云，加高电压时，电子在电压产生的电场和真空条件下向阳极移动，产生高速电子流，轰击阳极靶，从而产生X射线，这就是球管工作的基本原理。相应地，球管的基本结构包括：（1）阴极：由灯丝、聚焦罩、阴极套和柱芯组成，作用是发射电子，并聚焦高速电子束。聚焦罩是铁镍合金制成的矩形槽，使电子进行聚焦，避免电子到处乱飞。（2）阳极：分为固定阳极和旋转阳极，除骨科C臂机外，目前基本都使用旋转阳极。旋转阳极由靶面、转子、轴承组成，靶面接受电子轰击，散发热量，并通过一定的靶角反射出X射线；转子负责带动阳极靶转动，轴承支撑转子旋转。（3）管芯壳：阴极、阳极和轴承封装在管芯壳中，以保证球管一定的真空度。以上三者构成管芯，外面还有一层保护管芯的管套，管套内充满绝缘油，留有窗口用来发出射线。