導(dǎo)語
這不僅是國產(chǎn)CT的發(fā)展史,更是全球CT技術(shù)的變遷史。
2019年,“醫(yī)招采”和“中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)研”發(fā)布CT行業(yè)數(shù)據(jù),國產(chǎn)CT的國內(nèi)市場占有率達(dá)20%,其中聯(lián)影、東軟和安科位列國產(chǎn)三甲。
回首30年,國產(chǎn)CT從零開始,堅持走到今天,并從“GPSC”分走一小塊蛋糕,委實不易。作為工程師,我堅信這只是起點。。。
第一臺國產(chǎn)CT
1972年,亨斯菲爾德在英國放射學(xué)年會上發(fā)布EMI掃描機,也就是CT。
1980年,北京醫(yī)院成功引進我國第一臺全身CT,并在李果珍教授的帶領(lǐng)下將CT應(yīng)用推向了全國。
1989年,懷著“制造屬于中國人自己的CT”的夢想,東北大學(xué)計算機影像中心成立,個人稱之為國產(chǎn)CT元年??峙庐?dāng)時的老師們不會想到,從這里走出了具有國際影響的醫(yī)療設(shè)備廠家:東軟醫(yī)療。
5年后,國產(chǎn)CT原型機在東北大學(xué)研制成功,并通過國家檢測。
1997年,東軟醫(yī)療發(fā)布第一臺國產(chǎn)CT:CT-C2000。此時,距離夢開始已過去了整整8年,今天的我們很難想象那時經(jīng)歷了多少艱辛。
第一臺國產(chǎn)CT:東軟CT-C2000
CT-C2000的面世,實現(xiàn)了國產(chǎn)CT零的突破。在此后的20多年,國產(chǎn)CT領(lǐng)域風(fēng)起云涌,發(fā)生了翻天覆地的變化。
16層CT
時光倒回至1986年,中國科學(xué)院與美國Analogic合資成立深圳安科,她對于國產(chǎn)CT技術(shù)進步同樣功不可沒。
1987年,滑環(huán)技術(shù)問世,為螺旋CT誕生奠定了堅實的基礎(chǔ),這是CT技術(shù)的第一次飛躍。
1989年,西門子創(chuàng)造性采用滑環(huán)和連續(xù)進床技術(shù),推出世界第一臺螺旋CT:SOMATOM Plus。
1998年,安科發(fā)布中國第一臺螺旋CT。同一年,多層螺旋CT問世,“GPST”在北美放射學(xué)會(RSNA)上同時發(fā)布4層螺旋CT。
多層螺旋CT奠定了現(xiàn)代CT的設(shè)計架構(gòu),是CT技術(shù)的第二次飛躍。她創(chuàng)造性地在Z 軸上設(shè)置多排探測器,機架旋轉(zhuǎn)一周能獲得多幅斷層圖像,提高掃描速度和圖像縱向分辨率。從此,各大CT廠商開始“拼探測器”!
在經(jīng)歷了4層、6層CT之后,2001年,西門子發(fā)布世界第一臺16層螺旋CT,正式進入了16層時代,這是CT技術(shù)的第二次半飛躍。
彼時各廠家16層CT的Z軸分辨率都小于0.75mm,不僅可實現(xiàn)小于1mm的薄層掃描,更重要的是實現(xiàn)了“各向同性”體素采集,使多平面重建時的圖像質(zhì)量保持一致,有利于觀察微小病變和結(jié)構(gòu)。
包括我在內(nèi)的很多人對CT的認(rèn)知都始于16層CT。CT技術(shù)發(fā)展如此迅速,如今看來16層CT的確屬于低端機。但,低端并不意味著過時,16層CT的圖像質(zhì)量滿足臨床診斷需求。
2004年,東軟和飛利浦合資成立“東軟飛利浦”。期間,東軟的品牌和技術(shù)得到極大提升。東軟CT今天如此成功,“軍功章”上有飛利浦的一半。10年后,雙方結(jié)束友好合作,“東軟飛利浦”并入東軟醫(yī)療。
2009年,東軟醫(yī)療發(fā)布中國第一臺16層CT:NeuViz 16。
2013年,安科推出全球首臺非接觸滑環(huán)16層CT:ANATOM 16。這之后聯(lián)影、賽諾威盛、明峰、康達(dá)洲際、新華醫(yī)療、萬東醫(yī)療、開普影像、貝斯達(dá)、波影醫(yī)療等一大批國產(chǎn)CT廠商紛紛推出了16層CT。
國產(chǎn)CT在價格上具備優(yōu)勢,聯(lián)影東軟等國產(chǎn)CT逐漸進入大型三甲醫(yī)院,并被認(rèn)可,標(biāo)識著國產(chǎn)CT邁向新臺階,開始新的征程。
中高端CT
64層CT
2004年,GE在RSNA上重磅推出全球首臺64層螺旋CT(容積CT):LightSpeed VCT,實現(xiàn)1秒單器官/5秒心臟/10秒全身,這是CT技術(shù)的第三次飛躍。
與16層CT相比,64層CT除進一步減少掃描時間提高圖像分辨率以外,更是開創(chuàng)容積數(shù)據(jù)成像新時代,她可將CT掃描圖像進行任意層面無間隔的重建,能更真實地反映出解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。
2012年,東軟推出中國第一臺64層CT:NeuViz 64,標(biāo)志著國產(chǎn)CT邁入中高端CT領(lǐng)域。
同一年,中國醫(yī)療設(shè)備圈發(fā)生了一件大事:上海聯(lián)影橫空出世,她的成立徹底改變了國內(nèi)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備市場的格局。
與東軟、安科相比,聯(lián)影生在了更好的時代:此時“中國制造”已成為世界名牌。聯(lián)影的發(fā)展也好像“坐了火箭”:
2013年,發(fā)布16層CT:uCT 510;
2015年,發(fā)布64排128層CT:uCT 760;
2018年,發(fā)布320排640層CT:uCT 960。
這之后,安科、明峰醫(yī)療、賽諾威盛、康達(dá)洲際等國產(chǎn)CT廠商也推出了64/128層CT:
2016年,安科推出64層CT:ANATOM 64;
2018年,明峰推出64層CT:ScintCare CT64;
2019年,賽諾威盛推出64排128層CT:智心/睿心;康達(dá)洲際推出64排128層CT:Apsaras128。
超高端CT
多排CT不斷革新只有1個目的:單心跳心臟掃描。因為心臟是不停跳動的,檢查越快,運動引起的偽影越小。
實現(xiàn)單心跳成像有兩種解決方案:西門子的雙源和其他廠家的寬體探測器。
2007年,又是在RSNA,東芝推出320層CT Aquilion One,這是世界第一臺16cm的寬體探測器CT,開啟寬體探測器新時代。2018年,東芝正式更名佳能,世上只有“GPSC”。
初期的寬體探測器有嚴(yán)重的錐形線束偽影,改進的重建算法優(yōu)化了偽影。但是,探測器的寬度也最終停留在16cm,這給了國產(chǎn)CT留下了追趕的機會。
第一臺超高端CT:聯(lián)影uCT 960
寬體探測器在冠脈掃描的優(yōu)勢十分明顯,國內(nèi)外CT廠商自然不會落后:
2014年,GE推出256排512層CT:Revolution。16cm寬體探測器,1-beat成像;
2018年,聯(lián)影推出320排640層CT:uCT 960,16cm寬體探測器,單心跳成像。目前已在多家大三甲醫(yī)院裝機使用,標(biāo)志著國產(chǎn)CT正式進入超高端CT領(lǐng)域。
2020年,東軟推出256排512層CT:NeuViz Epoch,16cm寬體探測器,單心跳成像。
同時,明峰、安科、賽諾威盛、康達(dá)洲際等國產(chǎn)廠家也在推進超高端CT的研發(fā)。
至此,國產(chǎn)CT的至今發(fā)展史,正式完成!
文到此處,也許您會好奇,國產(chǎn)CT的品質(zhì)到底怎么樣?
來自一線的真實聲音
2020年7月,廣東省財政廳就政協(xié)委員提出的“規(guī)范政府采購進口產(chǎn)品管理,推動國產(chǎn)大型醫(yī)用設(shè)備推廣應(yīng)用”做出明確答復(fù):“廣東省衛(wèi)生健康委將積極加大,公立醫(yī)院對國產(chǎn)自主品牌大型醫(yī)用設(shè)備配置的支持力度。"
利好政策對于國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展必然能起到極大促進作用。但國產(chǎn)CT要靠實力才能走得更遠(yuǎn)。
其實在政策之前,由于高性價比,國產(chǎn)影像設(shè)備普及率就已經(jīng)越來越高,很多二、三級醫(yī)院都主動配置了國產(chǎn)普放設(shè)備。以江浙滬為例,我院及周圍很多醫(yī)院也都配置了國產(chǎn)影像設(shè)備。
與普放設(shè)備不同,CT復(fù)雜多得多,雖然我對國產(chǎn)CT品牌參數(shù)有一定了解,但沒有實際使用體驗。寫此文時專門咨詢了醫(yī)院及工程師同行(暫未找到裝機其他品牌的醫(yī)院),以下是來自醫(yī)院的真實聲音:
“我院是東軟NeuViz 64,每天我這平均220人次,基本屬于24小時連軸,只有周四下午休息兩小時,裝機5年,球管6根,其他故障基本12小時內(nèi)搞定,小問題遠(yuǎn)程就搞定了。我覺得還行,至少東軟的技術(shù)源自于飛利浦?!?/span>
“我院是聯(lián)影uCT760,16年裝機的,每天白天200個平掃,最近一年多了球管也沒壞,球管都80萬秒了。聯(lián)影小東西基本上不壞,總感覺保修買虧了?!?/span>
了解CT的老師應(yīng)該清楚,單臺200+意味著什么。另外,“保修買虧了”,這個角度也是蠻有意思的。。。
當(dāng)然也并不都是好話,有的第三方工程師說:
國產(chǎn)CT,穩(wěn)定性應(yīng)該不會好,生產(chǎn)100臺和生產(chǎn)5000臺質(zhì)量肯定不一樣;
國產(chǎn)CT,跟國產(chǎn)汽車一個道理,有的不錯,有的垃圾;
國產(chǎn)CT,說白了就是組裝機,很多配件都是OEM廠定制,尤其是球管。
關(guān)于國產(chǎn)CT的品質(zhì),市場會來檢驗他們的成色,并引發(fā)口碑效應(yīng):無法被認(rèn)可的會被淘汰,能堅持下來的終會成為“國產(chǎn)之光”。
關(guān)于“組裝機”,稍微復(fù)雜,涉及到核心技術(shù)。
那些“卡脖子”
眾所周知,CT有三大系統(tǒng):X線系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、圖像重建系統(tǒng)。X線系統(tǒng)負(fù)責(zé)X線發(fā)射;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集與傳輸;圖像重建系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理及圖像顯示。其中,圖像重建系統(tǒng)的核心是重建算法。算法優(yōu)化的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù),而底層數(shù)據(jù)來源正是探測器。因此,從硬件的角度,CT的核心部件還是高壓發(fā)生器、球管和探測器。
探測器的核心是轉(zhuǎn)換材料,在這方面國產(chǎn)CT廠商都已推出自主研發(fā)的探測器。在“CT發(fā)展50年,當(dāng)今最頂級的5臺CT橫向?qū)Ρ龋 币晃闹型暾尸F(xiàn)了各家頂級CT的參數(shù),其中聯(lián)影uCT960+時空探測器的參數(shù)絲毫不輸“GPSC”。
高壓發(fā)生器和球管的原理都是寫在教科書上的,并不復(fù)雜,難的是造出可靠耐用的產(chǎn)品。先來看一組數(shù)據(jù):
聯(lián)影,球管是當(dāng)立/萬睿視的,高壓發(fā)生器是spellman的;
東軟,球管是當(dāng)立的,高壓發(fā)生器是spellman的;
安科,球管是當(dāng)立/萬睿視的,高壓發(fā)生器是spellman的。
聯(lián)影、東軟、安科作為國產(chǎn)CT三強,尚且如此,其他廠家恐怕也是一樣。
以球管為例,球管制造非常復(fù)雜,涉及:熱力學(xué),熱傳遞,材料科學(xué),真空技術(shù),高壓,電子學(xué),原子/輻射學(xué)科,制造工藝以及其他重要的技術(shù)。
從品牌角度,誰也不會甘心做“組裝機”;從經(jīng)濟的角度,球管非常昂貴,自己造球管才能成本最低化。因此,國產(chǎn)廠商一定會加大球管、高壓發(fā)生器等核心部件的研發(fā)。此外,我國也有獨立的球管制造商:珠海瑞能,目前在我國CT球管領(lǐng)域處于龍頭位置。援引“器械匯”內(nèi)容:
2017年,上海聯(lián)影新增球管、加速管研發(fā)和生產(chǎn)項目。2018年10月,型號為UHCT0550的球管產(chǎn)品獲批NMPA,適用于聯(lián)影生產(chǎn)的uCT510、uCT530、uCT550產(chǎn)品。
2019年,在中國醫(yī)學(xué)裝備大會上,東軟醫(yī)療設(shè)立“關(guān)鍵零部件展區(qū)”,展出了自主研發(fā)的CT 探測器、CT球管、CT高壓發(fā)生器等多款影像設(shè)備關(guān)鍵部件。
2013年,瑞能成為國內(nèi)首家完成3.5M金屬陶瓷管和4.0M玻璃CT管注冊的企業(yè)。2016年底,國家十二五“5.2M大容量CT球管”新品發(fā)布。2020年,國家十三五“8.0M大容量CT球管”重點研發(fā)計劃產(chǎn)品上市。
他們已經(jīng)開始了,這個過程一定會很漫長,也許10年,也許20年~
但,不是一番寒徹骨,怎得梅花撲鼻香。。。