德國物理學家倫琴發現了X射線的兩年后，進口醫學影像設備走入了我國醫院。一個多世紀以來，我國醫學影像設備行業逐步從完全依賴進口，到國內廠商組裝整機，到自研核心零部件。本文將介紹醫學影像設備的核心部件–探測器的國產自研歷程。
1、醫學影像創新之路：
核心器件是關鍵
醫學影像設備在臨床診療中發揮著越來越大的作用。據弗若斯特沙利文最新研究報告顯示，到2025年，我國醫學影像設備市場規模有望突破800億元。醫學影像設備創新的關鍵在于核心元器件，我國本土醫學影像廠商只有為數不多的企業能實現核心自研，導致我國醫學影像設備行業長期處于“受制于人”的窘迫狀態。
醫學影像設備的核心元器件曾被《科技日報》報道為我國35項“卡脖子”技術之一。2021年底，我國工信部、衛健委和發改委等十部門聯合印發的《“十四五”醫療裝備產業規劃》提出，國家將重點推進醫學影像設備相關材料和零部件研發。
2、國產廠商突破之路：
攻關影像設備探測器
探測器相當于醫學影像設備的“眼睛”，屬于醫學影像設備的核心元器件，處于醫學影像產業鏈的上游。探測器的工藝十分復雜，技術壁壘極高，直接影響醫學影像設備的圖像性能。隨著國家政策的支持、國產醫學影像廠商技術實力的提升、國內醫學影像供應鏈的完善，探測器技術壟斷的局面正在被打破！
我國醫學影像廠商賽諾威盛、奕瑞科技和聯影醫療相繼分別突破了CT探測器、平板探測器和PET/CT探測器技術。
● 賽諾威盛是目前國內CT整機廠商中，第一家且唯一一家實現了 CT探測器工藝全流程的企業。賽諾威盛已經能實現CT探測器穩定量產，且批量生產的CT探測器長期可靠性達到國際領先水平。
● 以奕瑞科技為代表的國產影像廠商突破了平板探測器技術，推動DR的國產化率已達80%，是所有放射影像設備中，國產化率最成熟的和國產替代進口完成率最高的影像設備。相關數據顯示，2021 年，奕瑞科技的平板探測器出貨量達66,000臺，領跑全球。
● 聯影醫療是國內唯一一家實現了PET晶體和PET探測器專用ASIC芯片等核心部件自主研發和生產的企業。聯影醫療全自主研發的國產高端醫學影像PET專用“中國芯”，兼具“高算力與低能耗”的優勢，推動PET-CT系統性能實現了業界最高時間分辨率190皮秒級，顯著提升了PET-CT的圖像質量。
3、CT探測器自研之路：
看國產廠商如何一步步實現技術創新
接下來，將以國產CT企業賽諾威盛為例，從為什么要自研CT探測器、自研CT探測器有哪些難點、賽諾威盛是如何突破難點實現創新，這三個角度為大家分析，國產醫學影像企業是如何堅定地邁著自主創新的步伐，走向探測器國產自研。
1.為什么要自研CT探測器？
CT探測器是將X射線轉換為可供記錄的光電信號的關鍵部件。CT探測器的性能直接影響醫用CT的成像質量。體積更小、光子路徑更短、X射線吸收率更高、噪音更低的CT探測器能實現更高質量的數字化轉換，支持高清大孔徑CT成像，助力臨床細小結構和病變的檢出并提升臨床診斷信心。
此外，自主研發的CT探測器能和醫用CT系統更好地匹配，可以降低國產影像企業新品迭代的周期，提高新品推出的速度。CT探測器通常占高端 CT成本的50%以上，自研CT探測器能顯著降低CT的成本，推動CT的普及。
▲圖：賽諾威盛自研自產的CT探測器
2.自研CT探測器有哪些難點？
CT探測器是所有X射線影像設備探測器中技術最難的，同時，CT探測器的制造工藝極為復雜，屬于半導體封裝的一個特種分支，且精度要求極高，要實現CT探測器的穩定量產更是難上加難。據專注于半導體研究和市場分析的國際知名咨詢公司Yole Développement的數據，CT探測器占整個X射線類探測器市場10%左右的市場份額，預計到2024年將達2.8億美金（折算為人民幣約20.5億元）市場規模。
▲圖：CT探測器約占X射線類探測器10%左右的市場份額
3.賽諾威盛是如何突破難點實現創新？
經過多輪次的創新、數千次的優化、數萬次的測試，賽諾威盛構建了對標國際領先水平的高精密度醫用CT探測器生產線，自主研發出了高精度和低噪聲一體化的CT探測器。據了解，賽諾威盛自主研發設計了一種X射線抗散射技術——四維梯形結構的格柵，它的四個角連線的交點與CT球管的焦點對齊，能最大程度地減少X射線散射對 CT成像質量的影響。
閃爍體是CT探測器小單元的組成部分，衡量理想閃爍體的條件有發光量、速度、余暉和透光度等。閃爍體的尺寸越小，CT探測器的空間分辨率越高。賽諾威盛自研CT探測器的閃爍體選用的是硫氧化釓（GOS:Pr）。它是一種稀土陶瓷材料，擁有穩定性好、光電轉換率高、余暉小且易進行較小的切割等特性。
賽諾威盛在閃爍體封裝技術上已經能達到20微米以內的組裝精度，平行度在10微米以內，整體的長期可靠性能達到1000小時(TC/TH長期可靠性測試），與日本濱松的水準相當。
▲圖：賽諾威盛自研CT探測器正在接受可靠性測試
按照目前的技術和工藝，醫用CT探測器可分為前照式探測器和背照式探測器，前照式探測器通常用于低端CT，而背照式探測器則用于中高端CT。賽諾威盛是目前國內第一家且唯一一家能實現前照式和背照式兩種探測器工藝全流程的CT制造廠商，且批量生產的CT探測器長期可靠性達到國際領先水平。
經過多年的沉淀，賽諾威盛突破了光電二極管固晶、閃爍體耦合和防散射格柵貼裝等關鍵工藝，實現全流程自研自產。
據了解，賽諾威盛生產CT探測器的工廠位于揚州，投資數千萬建成。
▲圖：賽諾威盛全系列CT的探測器均實現揚州工廠生產
4、核心零部件創新之路：
助力大國崛起之我輩使命
當前，醫學影像設備在臨床診療中發揮的作用越來越大，醫學影像核心元器件的突破與創新不僅是響應“十四五”規劃的號召，推動國內醫學影像行業向上游進步，提升國產醫學影像企業的核心競爭力；更是助力推動高端醫療裝備全產業鏈自主可控，為實現制造強國、質量強國提供關鍵的支撐力量。
賽諾威盛CT探測器的研發、設計、組裝工藝、測試，都實現了突破，提升了國產CT的整體核心競爭力，對于其他醫學影像企業實現核心零部件的創新是一種借鑒，對國內整個醫學影像行業都是一種鼓舞。
像這樣攻破醫學影像設備核心部件的故事，正在賽諾威盛、聯影醫療、奕瑞科技不斷上演。在國產影像設備核心自研的浪潮下，期待更多國產醫療設備企業能勇擔社會責任，攻破更多的“卡脖子”技術，助力大國崛起！
