不知道大家在醫(yī)院就醫(yī)的時候是否有這樣的體驗(yàn)：做個CT價(jià)格不菲,，而且只能自費(fèi)無法報(bào)銷,。當(dāng)你吐槽的時候，醫(yī)院或許也是無奈的：CT等高端醫(yī)學(xué)影像醫(yī)療設(shè)備，基本被國際跨國公司壟斷,，設(shè)備價(jià)格動輒百萬,、千萬,。
設(shè)備被外國公司壟斷,，價(jià)格居高不下
在國內(nèi)市場上，超過80％的CT,，MR,，PET／CT等大型醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)備都被GE、Philips,、Siemens,、Toshiba等少數(shù)幾家國外公司“包攬”,。
與此同時，我國癌癥發(fā)生率逐年提高,、冠心病患者每年以將近20％速度增加,，單是兩大疾病的早發(fā)現(xiàn)早治療，也亟需精準(zhǔn),、高端的醫(yī)學(xué)影像醫(yī)療設(shè)備作為依托,。
而突圍之路,，只有一條——就是盡快提高我國醫(yī)療設(shè)備研發(fā)水平,，走醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化之路。那么目前,，我國沒有自己的CT設(shè)備嗎,？
尚未掌握核心工藝，打破壟斷很困難
近年來,，一些進(jìn)口高端CT機(jī)通過技術(shù)創(chuàng)新有所突破,，主要是在探測器上下足功夫?！斑M(jìn)口的高端CT機(jī)為什么貴,，一些實(shí)力雄厚的醫(yī)院購買也要掂量掂量，主要貴在探測器上,?！币晃会t(yī)學(xué)影像設(shè)備研發(fā)人員介紹，每個探測器單元價(jià)值幾萬元,，最高端的320排CT探測器要上千萬元,。
“排”是指CT掃描機(jī)探測器的陣列數(shù)，排數(shù)越多,，探測器寬度越寬,，一次掃描完成的寬度也就越大。如果CT探測器配備了320排探測單元,，每排0．5毫米,，一次掃描就可覆蓋正常成年人的心臟。
在接收X射線的同時,，探測單元還必須成矩陣地高速旋轉(zhuǎn),，速度之快就像“武功高手”能讓一個弧面圍成一個“鐵桶”，而每旋轉(zhuǎn)一圈就要從2400—9600個不同角度對心臟的投影成像,，感應(yīng)速度要快,，才能使整個心臟的一管一脈在這個“鐵桶”里被捕捉。
工藝方面,，探測器的拼接工藝要求極高,，排數(shù)越多生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度成倍數(shù)增加,。兩個探測單元排列在一起，中間的間隙如何做到最小,，多個單元如何排列才能讓探測器單位面積上接收到X光的效率最高,，這些都是工藝上要考慮的問題。
中科院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)做過一次調(diào)研顯示,，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像（CT,、磁共振等）上，我國最早的專利比美國平均晚20年,。在專利數(shù)量上,，美國是我國的10倍。這意味著整個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全掌握在國外企業(yè)的手里了,，所有的知識產(chǎn)權(quán),，所有的原創(chuàng)成果，所有的科研積累都在國外,，中國只占很少的一部分,。更現(xiàn)實(shí)的情況是，在這一“賽道”中,，已領(lǐng)先發(fā)展50年的國外龍頭企業(yè)布下大量的“專利”壁壘,，限制了后來者的跟隨和超越。
CT探測器材質(zhì)是機(jī)密
“X光射線穿過生物體后,，由探測器捕捉,。探測器捕捉靈敏度如何，單位面積上能獲得X光的感應(yīng)力度如何,，決定了探測器的好壞,。”行業(yè)專家王坤說,，這取決于探測器使用的感應(yīng)材質(zhì),。
業(yè)內(nèi)一篇題為《誰是頂級CT的老大？》的文章中列舉了飛利浦,、西門子等頂級醫(yī)學(xué)影像設(shè)備制造商的CT機(jī),。對于探測器選用的材質(zhì)，各大國際生產(chǎn)企業(yè)都諱莫如深,，猶如獨(dú)門機(jī)密般以代號性詞語描述——GE將其Revolution CT的探測器晶體命名為“寶石”,，而西門子則稱其為“獨(dú)有光子晶片”。
相關(guān)資料顯示,，CT成像系統(tǒng)中探測器的首選方案為閃爍探測器,，其中的關(guān)鍵部分是可將入射的不可見X光子轉(zhuǎn)換為可見光的閃爍晶體或熒光物質(zhì)，完成后續(xù)成像。中國閃爍晶體從業(yè)的科研人員較少,，閃爍晶體方面的人才培養(yǎng)單位只有上海硅酸鹽所等個別單位,，自主開發(fā)的新型閃爍晶體較少，晶體生長和性能研究方面的結(jié)合較少,。
探測器占據(jù)這么重要的位置,，那么它的作用是什么呢？
CT設(shè)備的核心結(jié)構(gòu)有哪些,？
一臺CT機(jī)主要是由X線發(fā)生部分,、X線檢測部分、機(jī)械運(yùn)動部分,、計(jì)算機(jī)部分,、圖像顯示及存儲部分和工作站組成，而X線檢測部分又至關(guān)重要,。
探測器
CT探測器是CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的核心部件,，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,。它直接接收X線束穿過被照物后的光子信號,，通過其自身的特性轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。一個典型的CT探測器包括介質(zhì)（如氣體,、閃爍體等）,、光電轉(zhuǎn)換陣列和電子學(xué)部分，此外還有準(zhǔn)直器,、電源等輔助設(shè)備,。
根據(jù)材料工藝的不同，處在實(shí)用階段的CT探測器大體上可以分為閃爍體探測器和氣體探測器,。
20世紀(jì)70年代末至80年代初的CT機(jī)大都使用鎢酸鎘探測器,，80年代至90年代初則改用閃爍晶體和高壓氙氣探測器。光兩極管探測器的主要部件是一個半導(dǎo)體,，它有一個P－N結(jié)點(diǎn),，曝光時該結(jié)點(diǎn)允許電流通過，其前端有一光學(xué)鏡片,，用來聚焦從閃爍晶體到P－N結(jié)點(diǎn)的入射射線,。當(dāng)入射射線到達(dá)結(jié)點(diǎn)后，產(chǎn)生電子空穴對,，電子移動到結(jié)點(diǎn)的N極,，空穴則相應(yīng)移動到P極，產(chǎn)生的電流量和入射線量成正比,，由于兩極管的輸出量很小,，通常光兩極管探測器中還有一個放大器，此外,，光兩極管的響應(yīng)速度也相當(dāng)快,，一般約在0．5～250納秒之間,。
不知道大家在醫(yī)院就醫(yī)的時候是否有這樣的體驗(yàn)：做個CT價(jià)格不菲，而且只能自費(fèi)無法報(bào)銷,。當(dāng)你吐槽的時候,，醫(yī)院或許也是無奈的：CT等高端醫(yī)學(xué)影像醫(yī)療設(shè)備，基本被國際跨國公司壟斷,，設(shè)備價(jià)格動輒百萬,、千萬。
設(shè)備被外國公司壟斷,，價(jià)格居高不下
在國內(nèi)市場上,，超過80％的CT，MR,，PET／CT等大型醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)備都被GE,、Philips、Siemens,、Toshiba等少數(shù)幾家國外公司“包攬”,。
與此同時，我國癌癥發(fā)生率逐年提高,、冠心病患者每年以將近20％速度增加,，單是兩大疾病的早發(fā)現(xiàn)早治療，也亟需精準(zhǔn),、高端的醫(yī)學(xué)影像醫(yī)療設(shè)備作為依托,。
而突圍之路，只有一條——就是盡快提高我國醫(yī)療設(shè)備研發(fā)水平,，走醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化之路,。那么目前，我國沒有自己的CT設(shè)備嗎,？
尚未掌握核心工藝,，打破壟斷很困難
近年來，一些進(jìn)口高端CT機(jī)通過技術(shù)創(chuàng)新有所突破,，主要是在探測器上下足功夫,。“進(jìn)口的高端CT機(jī)為什么貴,，一些實(shí)力雄厚的醫(yī)院購買也要掂量掂量,，主要貴在探測器上?！币晃会t(yī)學(xué)影像設(shè)備研發(fā)人員介紹,，每個探測器單元價(jià)值幾萬元，最高端的320排CT探測器要上千萬元。
“排”是指CT掃描機(jī)探測器的陣列數(shù),，排數(shù)越多,，探測器寬度越寬，一次掃描完成的寬度也就越大,。如果CT探測器配備了320排探測單元,，每排0．5毫米，一次掃描就可覆蓋正常成年人的心臟,。
在接收X射線的同時,，探測單元還必須成矩陣地高速旋轉(zhuǎn)，速度之快就像“武功高手”能讓一個弧面圍成一個“鐵桶”,，而每旋轉(zhuǎn)一圈就要從2400—9600個不同角度對心臟的投影成像,，感應(yīng)速度要快，才能使整個心臟的一管一脈在這個“鐵桶”里被捕捉,。
工藝方面,，探測器的拼接工藝要求極高，排數(shù)越多生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度成倍數(shù)增加,。兩個探測單元排列在一起,，中間的間隙如何做到最小，多個單元如何排列才能讓探測器單位面積上接收到X光的效率最高,，這些都是工藝上要考慮的問題,。
中科院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)做過一次調(diào)研顯示，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像（CT,、磁共振等）上，我國最早的專利比美國平均晚20年,。在專利數(shù)量上,，美國是我國的10倍。這意味著整個產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全掌握在國外企業(yè)的手里了,，所有的知識產(chǎn)權(quán),，所有的原創(chuàng)成果，所有的科研積累都在國外,，中國只占很少的一部分,。更現(xiàn)實(shí)的情況是，在這一“賽道”中,，已領(lǐng)先發(fā)展50年的國外龍頭企業(yè)布下大量的“專利”壁壘,，限制了后來者的跟隨和超越。
CT探測器材質(zhì)是機(jī)密
“X光射線穿過生物體后,，由探測器捕捉,。探測器捕捉靈敏度如何，單位面積上能獲得X光的感應(yīng)力度如何，決定了探測器的好壞,?！毙袠I(yè)專家王坤說，這取決于探測器使用的感應(yīng)材質(zhì),。
業(yè)內(nèi)一篇題為《誰是頂級CT的老大,？》的文章中列舉了飛利浦、西門子等頂級醫(yī)學(xué)影像設(shè)備制造商的CT機(jī),。對于探測器選用的材質(zhì),，各大國際生產(chǎn)企業(yè)都諱莫如深，猶如獨(dú)門機(jī)密般以代號性詞語描述——GE將其Revolution CT的探測器晶體命名為“寶石”,，而西門子則稱其為“獨(dú)有光子晶片”,。
相關(guān)資料顯示，CT成像系統(tǒng)中探測器的首選方案為閃爍探測器,，其中的關(guān)鍵部分是可將入射的不可見X光子轉(zhuǎn)換為可見光的閃爍晶體或熒光物質(zhì),，完成后續(xù)成像。中國閃爍晶體從業(yè)的科研人員較少,，閃爍晶體方面的人才培養(yǎng)單位只有上海硅酸鹽所等個別單位,，自主開發(fā)的新型閃爍晶體較少，晶體生長和性能研究方面的結(jié)合較少,。
探測器占據(jù)這么重要的位置,，那么它的作用是什么呢？
CT設(shè)備的核心結(jié)構(gòu)有哪些,？
一臺CT機(jī)主要是由X線發(fā)生部分,、X線檢測部分、機(jī)械運(yùn)動部分,、計(jì)算機(jī)部分,、圖像顯示及存儲部分和工作站組成，而X線檢測部分又至關(guān)重要,。
探測器
CT探測器是CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的核心部件,，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。它直接接收X線束穿過被照物后的光子信號,，通過其自身的特性轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,。一個典型的CT探測器包括介質(zhì)（如氣體、閃爍體等）,、光電轉(zhuǎn)換陣列和電子學(xué)部分,，此外還有準(zhǔn)直器、電源等輔助設(shè)備,。
根據(jù)材料工藝的不同,，處在實(shí)用階段的CT探測器大體上可以分為閃爍體探測器和氣體探測器,。
20世紀(jì)70年代末至80年代初的CT機(jī)大都使用鎢酸鎘探測器，80年代至90年代初則改用閃爍晶體和高壓氙氣探測器,。光兩極管探測器的主要部件是一個半導(dǎo)體,，它有一個P－N結(jié)點(diǎn)，曝光時該結(jié)點(diǎn)允許電流通過,，其前端有一光學(xué)鏡片,，用來聚焦從閃爍晶體到P－N結(jié)點(diǎn)的入射射線。當(dāng)入射射線到達(dá)結(jié)點(diǎn)后,，產(chǎn)生電子空穴對,，電子移動到結(jié)點(diǎn)的N極，空穴則相應(yīng)移動到P極,，產(chǎn)生的電流量和入射線量成正比,，由于兩極管的輸出量很小，通常光兩極管探測器中還有一個放大器,，此外,，光兩極管的響應(yīng)速度也相當(dāng)快，一般約在0．5～250納秒之間,。