德国物理学家伦琴发现了X射线的两年后，进口医学影像设备走入了我国医院。一个多世纪以来，我国医学影像设备行业逐步从完全依赖进口，到国内厂商组装整机，到自研核心零部件。本文将介绍医学影像设备的核心部件–探测器的国产自研历程。
1、医学影像创新之路：
核心器件是关键
医学影像设备在临床诊疗中发挥着越来越大的作用。据弗若斯特沙利文最新研究报告显示，到2025年，我国医学影像设备市场规模有望突破800亿元。医学影像设备创新的关键在于核心元器件，我国本土医学影像厂商只有为数不多的企业能实现核心自研，导致我国医学影像设备行业长期处于“受制于人”的窘迫状态。
医学影像设备的核心元器件曾被《科技日报》报道为我国35项“卡脖子”技术之一。2021年底，我国工信部、卫健委和发改委等十部门联合印发的《“十四五”医疗装备产业规划》提出，国家将重点推进医学影像设备相关材料和零部件研发。
2、国产厂商突破之路：
攻关影像设备探测器
探测器相当于医学影像设备的“眼睛”，属于医学影像设备的核心元器件，处于医学影像产业链的上游。探测器的工艺十分复杂，技术壁垒极高，直接影响医学影像设备的图像性能。随着国家政策的支持、国产医学影像厂商技术实力的提升、国内医学影像供应链的完善，探测器技术垄断的局面正在被打破！
我国医学影像厂商赛诺威盛、奕瑞科技和联影医疗相继分别突破了CT探测器、平板探测器和PET/CT探测器技术。
● 赛诺威盛是目前国内CT整机厂商中，第一家且唯一一家实现了 CT探测器工艺全流程的企业。赛诺威盛已经能实现CT探测器稳定量产，且批量生产的CT探测器长期可靠性达到国际领先水平。
● 以奕瑞科技为代表的国产影像厂商突破了平板探测器技术，推动DR的国产化率已达80%，是所有放射影像设备中，国产化率最成熟的和国产替代进口完成率最高的影像设备。相关数据显示，2021 年，奕瑞科技的平板探测器出货量达66,000台，领跑全球。
● 联影医疗是国内唯一一家实现了PET晶体和PET探测器专用ASIC芯片等核心部件自主研发和生产的企业。联影医疗全自主研发的国产高端医学影像PET专用“中国芯”，兼具“高算力与低能耗”的优势，推动PET-CT系统性能实现了业界最高时间分辨率190皮秒级，显著提升了PET-CT的图像质量。
3、CT探测器自研之路：
看国产厂商如何一步步实现技术创新
接下来，将以国产CT企业赛诺威盛为例，从为什么要自研CT探测器、自研CT探测器有哪些难点、赛诺威盛是如何突破难点实现创新，这三个角度为大家分析，国产医学影像企业是如何坚定地迈着自主创新的步伐，走向探测器国产自研。
1.为什么要自研CT探测器？
CT探测器是将X射线转换为可供记录的光电信号的关键部件。CT探测器的性能直接影响医用CT的成像质量。体积更小、光子路径更短、X射线吸收率更高、噪音更低的CT探测器能实现更高质量的数字化转换，支持高清大孔径CT成像，助力临床细小结构和病变的检出并提升临床诊断信心。
此外，自主研发的CT探测器能和医用CT系统更好地匹配，可以降低国产影像企业新品迭代的周期，提高新品推出的速度。CT探测器通常占高端 CT成本的50%以上，自研CT探测器能显著降低CT的成本，推动CT的普及。
▲图：赛诺威盛自研自产的CT探测器
2.自研CT探测器有哪些难点？
CT探测器是所有X射线影像设备探测器中技术最难的，同时，CT探测器的制造工艺极为复杂，属于半导体封装的一个特种分支，且精度要求极高，要实现CT探测器的稳定量产更是难上加难。据专注于半导体研究和市场分析的国际知名咨询公司Yole Développement的数据，CT探测器占整个X射线类探测器市场10%左右的市场份额，预计到2024年将达2.8亿美金（折算为人民币约20.5亿元）市场规模。
▲图：CT探测器约占X射线类探测器10%左右的市场份额
3.赛诺威盛是如何突破难点实现创新？
经过多轮次的创新、数千次的优化、数万次的测试，赛诺威盛构建了对标国际领先水平的高精密度医用CT探测器生产线，自主研发出了高精度和低噪声一体化的CT探测器。据了解，赛诺威盛自主研发设计了一种X射线抗散射技术——四维梯形结构的格栅，它的四个角连线的交点与CT球管的焦点对齐，能最大程度地减少X射线散射对 CT成像质量的影响。
闪烁体是CT探测器小单元的组成部分，衡量理想闪烁体的条件有发光量、速度、余晖和透光度等。闪烁体的尺寸越小，CT探测器的空间分辨率越高。赛诺威盛自研CT探测器的闪烁体选用的是硫氧化钆（GOS:Pr）。它是一种稀土陶瓷材料，拥有稳定性好、光电转换率高、余晖小且易进行较小的切割等特性。
赛诺威盛在闪烁体封装技术上已经能达到20微米以内的组装精度，平行度在10微米以内，整体的长期可靠性能达到1000小时(TC/TH长期可靠性测试），与日本滨松的水准相当。
▲图：赛诺威盛自研CT探测器正在接受可靠性测试
按照目前的技术和工艺，医用CT探测器可分为前照式探测器和背照式探测器，前照式探测器通常用于低端CT，而背照式探测器则用于中高端CT。赛诺威盛是目前国内第一家且唯一一家能实现前照式和背照式两种探测器工艺全流程的CT制造厂商，且批量生产的CT探测器长期可靠性达到国际领先水平。
经过多年的沉淀，赛诺威盛突破了光电二极管固晶、闪烁体耦合和防散射格栅贴装等关键工艺，实现全流程自研自产。
据了解，赛诺威盛生产CT探测器的工厂位于扬州，投资数千万建成。
▲图：赛诺威盛全系列CT的探测器均实现扬州工厂生产
4、核心零部件创新之路：
助力大国崛起之我辈使命
当前，医学影像设备在临床诊疗中发挥的作用越来越大，医学影像核心元器件的突破与创新不仅是响应“十四五”规划的号召，推动国内医学影像行业向上游进步，提升国产医学影像企业的核心竞争力；更是助力推动高端医疗装备全产业链自主可控，为实现制造强国、质量强国提供关键的支撑力量。
赛诺威盛CT探测器的研发、设计、组装工艺、测试，都实现了突破，提升了国产CT的整体核心竞争力，对于其他医学影像企业实现核心零部件的创新是一种借鉴，对国内整个医学影像行业都是一种鼓舞。
像这样攻破医学影像设备核心部件的故事，正在赛诺威盛、联影医疗、奕瑞科技不断上演。在国产影像设备核心自研的浪潮下，期待更多国产医疗设备企业能勇担社会责任，攻破更多的“卡脖子”技术，助力大国崛起！
