医用CT设备产业链与核心部件概览

关键字: 医用CT设备 , 核心零部件
2023-05-05
王猛
兴业研究公司高端装备行业高级研究员
制造行业部
邹刚
兴业研究公司高端装备行业高级研究员
制造行业部
郑仁福

CT全称是计算机断层扫描仪(Computed Tomography)。CT和X光机都是基于X射线的成像原理,区别在于X光机是“拍扁了看”,看到的是重叠的影像,而CT是“切成片看”,看到多个截面的分层影像。

CT原理分为“Tomography”和“Computer”两部分,既“X射线断层扫描”和“计算机图像重构”。前者通过X射线扫描获得每个断层的信号,后者用于将扫描信号重构成图像。

CT产业链的核心环节是球管、高压发生器、探测器,三者占总成本的60%~70%。三大核心部件的自主可控程度,一定程度上代表着CT产业链的自主可控程度。

球管是产生X射线的“灯泡”。球管需要在真空、高温、高速旋转的状态下保持稳定性和精确性,具有很高的研发壁垒和工艺壁垒。研发壁垒涉及液态金属轴承、阳极直接油冷、阳极直接水冷、飞焦点等先进技术,工艺壁垒涉及表面处理、动平衡调节、焊接、组装等上百个工艺细节。目前,国产大热容量CT球管已实现突破。

高压发生器是产生X射线的“电源”。高压发生器通用技术门槛很高,需要在输出上百kW的功率的同时,将管电压精度控制到±0.5%,管电流精度控制在2%或1mA。目前,中低功率(50kW以下)的高压发生器已实现国产化。

探测器是接收X射线的“传感器”。与X光机平板结构的探测器不同,CT探测器是弧形的线阵结构。探测器上游涉及不同领域,闪烁体、光电二级管以及PCBA(电路板)中的ASIC芯片难度较高,是探测器的核心零件。

闪烁体用于吸收X射线,发出可见光。闪烁体需要具备光输出高、衰减快、余晖低、易加工等特点。日本京瓷和东芝处于领先地位,明峰医疗和奕瑞科技也分别实现了闪烁体材料的自研自产。

光电二级管用于将光信号转化为模拟信号。CT使用的光电二级管主要是硅光电二极管,需要具备超宽光谱范围和超高感光灵敏度,以便和闪烁体相匹配。硅光电二极管主要来自日本滨松和芬兰DT。

ASIC芯片用于将模拟信号转换为数字信号。海外CT厂商大多自主研发ASIC芯片,国产CT厂商一般从艾迈斯(AMS)、亚德诺(ADI)、德州仪器(TI)采购。

CT核心零部件自主可控趋势明确、市场前景明朗、介入时期恰当。

机会包括:1)CT设备的制造端,高端球管、高压发生器、探测器核心零件主要采购自海外品牌,但是国产品牌已有所突破,后续验证稳定性后,有望逐步实现高端进口替代。2)CT设备的维护端,球管具备“高值耗材”属性,国内球管替换的市场空间在百亿级别,国产球管已在替换领域有所突破。

风险包括:1)研发不及预期的风险。2)稳定性验证不及预期风险。

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