21世紀經濟報道記者 武瑛港 實習生 馬瑜欣 北京報道隨著我國醫療裝備發展邁入新階段，技術水平快速提升，多類產品關鍵技術取得突破，但發展不平衡、不充分的問題似乎仍然突出，在關鍵核心技術等方面存在短板。

從2012年、2017年科技部印發的《醫療器械科技產業“十二五”專項規劃》、《“十三五”醫療器械科技創新專項規劃》，再到近年來國家十部門印發的《“十四五”醫療裝備產業發展規劃》，均提到要重點突破CT球管。

(資料圖片僅供參考)

CT球管是CT整機的核心零部件，也是高值耗材，根據醫招采數據，2022年國產CT的銷量已經比肩進口品牌，雖然我國在醫療影像整機研發、制造方面取得巨大進步，但是關鍵核心元器件高熱容量CT球管一直依賴進口品牌，國產品牌CT球管的市場占有率不足5%。

CT球管的研發到底難在哪里？一位業內人士接受21世紀經濟報道采訪時表示，目前為止，部分國內CT品牌的核心部件仍然主要依賴進口，這正是國家大力推動核心零部件自主可控、解決卡脖問題的原因，國內做球管的品牌其實很多，但是客觀來講，工藝和國外的進口品牌仍有一定差距，需要時間去提升。

另一位業內資深人士也告訴21世紀經濟報道，目前國內廠商已經突破了CT球管的大部分技術，但還有一些球管的零部件仍需進口，而且并非低熱容量球管就能完全實現國產，例如軸承和靶盤都要繼續攻關，背后涉及工藝的提升以及人才培養問題，都需要時間來積累和沉淀。

球管之困

海外CT球管發展較早，且市場表現較為活躍。根據北京市藥監局官微信息，2001年，開創球管替換市場的Dunlee被飛利浦收購；瓦里安于2012年成立Varex前身——影像部件事業部（ICB）后，又于2017年將其拆分上市；2015年，全球制造和分銷公司Richardson Electronics通過收購IMES公司加入CT球管替換市場，為飛利浦、西門子、東芝等市場主流CT提供球管替換服務。

頻繁的并購投資背后，是海外不斷升級的技術與充分競爭的市場。

相比之下，據行業媒體梳理，國內到2018-2019年期間，CT球管才開始出現轉機，聯影醫療、昆山醫源、麥默真空的CT球管相繼獲批，珠海瑞能也在2019年12月帶來了新產品，可替換多家國內主要廠商的CT球管。

在此之前很長一段時間內，國內具備CT球管生產能力的廠商僅珠海瑞能一家，且其2012年獲批的相關球管性能較為局限，平均生命周期為5萬掃描秒，遠低于國際同行超過20萬掃描秒的水平。

其實近年來，國內CT球管正在快速發展，國家層面發布的多個文件都將CT球管列入重點突破和發展的高端戰略產品，并鼓勵國內企業自主研發CT球管，根據國家藥監局數據，目前昆山醫源、珠海瑞能、無錫麥默等10家左右國內企業已拿到CT球管的注冊證。

但是《中國儀器儀表》期刊發布的文章顯示，雖然從數量上來看，國內CT球管企業足夠多，然而實際上能夠自產管芯、規模化生產、市場上廣泛應用、質量媲美進口品牌的寥寥無幾。2023年1月，東軟醫療董事長劉積仁也表示，醫用球管是CT等影像設備的核心和關鍵零部件，但目前國內還沒有一家企業能做成商業化大熱容量醫用球管，市場上基本上都是國外產品。

零部件的零部件

要實現CT球管的完全自研可控，其自身的零部件如何突破仍是問題。

昆山醫源相關負責人曾發表文章指出，CT球管要注意國產化的深度，能否做到零部件的核心零器件的國產化也應著重考慮，為此CT球管廠商要重視與上游企業的合作。在選擇供應商的時候既要注重選擇全球優質供應商，保證產品的質量，同時也要優化供應鏈，與國內一些上游企業建立良好的合作關系，不斷提高國產零部件的品質，從而提高CT球管的國產化率，強化醫療器械國產化的深度。

上述業內資深人士在接受21世紀經濟報道采訪時表示，目前國內廠商已經突破了CT球管的大部分技術，但其中還有一些零部件可能仍然需要進口，比如滾珠軸承和靶盤。“其實并非球管低熱容量就能完全實現國產，而是要看球管的核心零部件。5.3兆以下的球管，國內廠商似乎已經實現了自研，但現實并非如此，3.5兆的球管軸承肯定是進口，有些靶盤也仍然要用進口產品。”

軸承和靶盤均是CT球管的關鍵零部件。對于軸承，該業內資深人士表示，國內的軸承制造在工藝精細度上仍與國外進口產品存在較大差距，因為國內制造商的軸承大多是在非真空環境中運行，且軸承的體積偏大，致使壽命和進口產品有差異。

根據相關研究，大熱容量CT球管工作時，為避免電子轟擊陽極靶面局部過熱，陽極靶盤和軸承系統將以高于6000r/min的高轉速穩定旋轉，為使熱量均勻分布，軸承安全工作溫度一般400-500℃，因此，要求軸承與陽極靶旋轉系統達到極高的動平衡精度等級和可以實現超高轉速、耐高溫以及快速散熱性能，否則會引起轉動不穩定，影響聚焦質量。

對于靶盤，該業內資深人士告訴21世紀經濟報道，在CT球管工作時，陽極靶盤被陰極產生的電子流不斷撞擊，而且要在上千度高溫下進行高速旋轉，因此其原材料涉及鎢錸合金和石墨——既要有較強的性能，又不能太重。“石墨主要是依靠日本進口，國產的石墨目前還存在差距。但在靶盤材料整體性能方面，國內已有數家公司在追趕，進展可能會比軸承要快一些。”

CT球管是CT整機中X射線源的產生裝置，堪稱CT之＂芯＂，而旋轉陽極靶盤作為CT球管X射線的產生源，可謂是CT球管的“心臟”。

根據《真空電子技術》期刊發布的文章，常見CT球管的旋轉陽極靶盤最上面一層是較薄的鎢錸合金，和鉬合金復合在一起，鉬合金背面焊接有石墨層。

CT 球管用旋轉陽極靶的結構示意圖 來源：《真空電子技術》期刊

鎢具有原子序數高、熔點高、高溫時蒸汽壓力低等優點，被作為靶面材料使用，在鎢中添加少量的錸可以極大提高靶面耐電子轟擊能力，有效降低劑量衰減速度，提高靶盤使用壽命。而石墨具有比熱大、比重小、輻射系數大、散熱快等特點，用石墨作基體的復合靶，重量大為減輕，熱能力提高，冷卻時間可縮短50%以上。

然而，大直徑旋轉陽極復合靶作為CT球管的核心零部件目前主要依靠進口，國內僅有少數廠家能生產鎢錸/鉬合金復合靶盤，高熱容量CT球管用旋轉陽極靶生產技術一直為國外所壟斷。為打破國外壟斷，國內很多科研院所和廠家一直在進行技術攻關。

工藝與細節

在CT球管的零部件自主可控中，“工藝”這一關鍵詞被反復提到。

工藝很難聚焦為某個單一問題，而是涉及很多細節。根據中信建投研報信息，CT球管制造過程中，對真空度保持、焊接工藝、組裝工藝及誤差控制能力提出極高要求，而且CT球管的穩定量產需要長時間的技術摸索和工藝打磨，零件表面處理、動平衡調節、焊接、排氣等生產流程需要大量know-how的積累，且維持穩定成品率的難度較高。

工藝其實與球管壽命直接相關，上述業內人士接受21世紀經濟報道采訪時表示，客觀來講，國內工藝和國外的進口品牌相比還是有一定差距，還需要時間去提升工藝，比如球管能否做到完全真空，一旦出現不完全真空的狀態，出現氧氣，球管在使用過程中就會打火。

據了解，CT球管的真空環境需要維持整個生命周期，若管芯內部出現非真空環境，就會產生高壓電打火現象，球管損壞，這是開發國產化高質量CT球管面臨的重要挑戰。

“另外還要考慮在突破了生產原材料的情況下，制造過程中能否做到射線均勻，因為陰極發生的電子流高速沖擊到陽極靶盤上，靶盤的材質和工藝直接影響到球管的使用壽命，如果工藝水平不夠，可能醫院使用一段時間，陽極靶面就被打穿了。只有在強度足夠的前提下，工藝達到一定水平，才能提高球管的使用壽命。” 上述業內人士表示。

該業內人士進一步向21世紀經濟報道指出，一個球管涉及到的零部件達到一兩百個，如何能讓它們完美配合其實挑戰很大。上述業內資深人士也表示，電子槍靠一百四十千伏的壓差將電子打向陽極靶盤，其實CT球管的原理很簡單，但是從靶盤的裝配、軸承的配合以及解決電子槍非飛焦點等問題，如何讓整體200多個零部件協同起來，難度很高。

除了上述問題，高端CT球管研發的最難點或許在于散熱設計，上述業內資深人士分析稱，這是由球管基本原理所決定，電子槍打出的電子，只有不到1%的能量轉化為X射線，可以發揮醫療價值，99%以上的能量都轉化為了熱量，而這些熱量幾乎都要靠靶盤散掉，那么球管該如何進行散熱設計？就像普通的滾珠軸承CT球管，散熱是主要難點，如果是更加精細的液態軸承，也會有更多各方面的要求。

根據醫工研習社分析，和滾珠軸承相比，液態金屬軸承具有更高散熱率，同時液態金屬能夠緊密地填充轉子和軸承之間縫隙，增加熱傳導面積，實現360度全方位散熱，但由于隔著真空金屬管，冷卻效率依然不高，而陽極直接冷卻技術，便是對提高球管散熱效率和延長使用壽命起到了革命式的改善。

除了軸承，散熱也與靶盤和管殼等設計息息相關。

相關研究顯示，隨著 CT 整機大功率長時間掃描的要求，CT 球管需要更高的熱容量及散熱能力，導致陽極靶盤的結構也變得越來越復雜，比如為了更好地增加石墨的熱輻射表面積，部分廠商會對石墨采取溝槽特殊設計。在高熱容量CT球管中，陽極靶盤的設計至關重要，它既要有儲熱的能力，也要有散熱的能力，一般來說，旋轉陽極靶安全工作溫度一般在1400℃以下。

旋轉陽極靶生產工藝 來源：《真空電子技術》期刊

另外電子轟擊陽極靶盤產生的熱量，大部分需要由管殼吸收散熱，因此管殼在滿足真空密封性、強度和高壓絕緣性要求的同時，還必須具有高效吸熱和散熱性能，這直接影響球管功率和熱容量。

如何突破？

工藝如何才能得到提升？關鍵技術如何才能取得突破？

上述業內資深人士告訴21世紀經濟報道，工程師、生產設備和重要參數的調整配合等都很重要。“其實不單單是球管，各類電真空器件都不是買來設備、把人招過來就能立馬生產，關鍵還在于人才的培養，所有電真空器件的生產，沒有五六年以上的經驗，是摸不到其中竅門的，所以這一領域的人才培養相對來說要更慢一些。”

“成熟的人才需要很多經驗積累，因為生產中的每一步都要有精準控制，電真空器件需要高真空度、高清潔度、高光潔度，每個都是很重要的影響因素。” 上述業內資深人士表示。

除了人才，與整機搭配也是重要解決方法。

該業內資深人士向21世紀經濟報道指出，頭部進口廠商多在自己的平臺上生產球管，但是國產的球管廠商生存環境較差，只能在第三方平臺上進行生產，但第三方平臺并不能提供有力的支撐，例如無法獲悉在醫院的具體應用情況如何，導致無法幫助球管研發生產進行技術迭代。如果能直接與CT整機進行配合，就可以從實際應用出發去提出問題、提出要求，進而改良。

麥默真空創始人葉華偉也曾強調，CT球管的生產和研發受CT整機系統的限制，這意味著在設計球管之前，制造商必須選定要服務的CT品牌及設備，整個設計思路需要與整機系統匹配。

不只是CT球管廠商自身，要想取得突破還與市場環境有關。

根據《中國儀器儀表》期刊發布的文章分析，國內球管廠商的發展一定程度上受到固有利益機制制約，長期以來，國外企業持續占據我國CT球管主要市場。

在品牌影響力上，國外CT球管品牌深入人心。對于CT整機廠商而言，目前國內CT行業競爭激烈，整機的銷售利潤率較低，CT相關的主要利潤來源于售后市場，CT球管作為CT的高值耗材，是CT整機廠商關注的重點。但是整機廠商購買國外CT球管的價格遠低于市場價格，無論是整機廠商還是第三方維修商，售賣國外品牌球管往往能夠獲取較大的利潤。

目前國內CT球管廠商或許面臨著較大的降價壓力，據統計，在售后維修市場，以某國外品牌CT球管A型號球管為例，2018~2022年平均中標價格分別為74.09萬、66.78萬、66.49萬、58.79萬、57.68萬，售后維修終端市場的均價持續下跌，2022年均價較2018年均價下跌28.45%。

另外國產CT球管進入終端使用會遇到重重阻力，例如存在個別CT廠商設置球管的安裝密碼，使得在其CT上國產球管無法安裝。

基于此，上述文章建議希望能規范國內CT球管的使用，如禁止CT廠商設置球管安裝密碼，進一步明確合規的國產CT球管可以替換進口品牌球管。同時，對市場上存在粗制濫造的CT球管采取嚴格的限制，如禁止小作坊的二手管。同時希望對國產球管企業給予一定的政策扶持，幫助國內產業渡過難關。