揭开医院CT机的真面目,顶级设备上千万一台,核心技术仍未掌握!

原标题:揭开医院CT机的真面目,顶级设备上千万一台,核心技术仍未掌握!

CT是"计算机X线断层摄影机"或"计算机X线断层摄影术"的简称,是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X线检查摄影技术相结合的产物。CT机是由英国物理学家hounsfield在1971年研制成功,先用于颅脑疾病诊断,1976年又扩大到全身检查,是X线在放射学中的一大革命。

▲CT机拆开外壳的运行状态

01 CT机行业现状

目前,国内市场上超过80%的CT,PET/CT等大型医疗产品设备都被通用电气、飞利浦、西门子、东芝等少数几家国外公司垄断。

▲各公司CT机的市场占有率

仅就CT机领域而言,CT探测器作为最核心的部件,我国一直无法掌握核心技术,特别是在128排及以上的CT探测器领域更是一片空白。

闪烁陶瓷无产业化,ASIC芯片缺乏开发能力,无国产球管生产能力,重要部件滑环等被国外公司垄断,这些使得国产CT的可持续发展受到严重制约。

02 CT机基本结构

CT机的基本结构包括扫描部分、计算机系统,图像显示与记录系统和中央控制台。

扫描部分主要由产生X线束的发生器和球管,以及接收和检测X线的探测器组成。计算机系统要包括数据采集系统、中央处理系统、磁带机、操作台等。

CT机的工作原理:是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描,当X线射向人体组织时,部分射线被组织吸收,部分射线穿过人体被检测器接收,产生信号。

因为人体各种组织的疏密程度不同,X线的穿透能力不同,所以检测器接收到的射线就有了差异。将所接收的这种有差异的射线信号,转变为数字信息后由计算机进行处理,输出到显示的荧光屏上显示出图像,这种图像被称为横断面图像。

▲CT机拆开外壳的运行状态

03 未攻克的核心技术

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。

探测单元在接收X射线的同时,还必须完成矩阵的高速旋转,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。

材料方面: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。

好消息是,国家已经启动了相关研发计划,立项提出了明确的目标,推动高端CT机的生产和制造,以解决高端CT依赖进口的“卡脖子”问题。(“十三五国家科技支撑计划项目”和“国家重点研发计划项目”,国家总共给予了5000万扶持款支持研发国产256 排16 厘米宽体探测器CT机)

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来源:疯狂机械控

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