球管又稱X線管或管球，其作用是產生X射線，是X線發生裝置的核心部件。而CT球管不僅是CT設備中產生X射線的關鍵部件，是CT設備的信號源載體，還是CT設備的“高值耗材”。CT球管技術壁壘較高，全球能獨立生產的廠商屈指可數。今天，小編就來聊聊CT球管的那點事兒。?

一、CT球管，意料之外情理之中的抗疫物資?由于核酸檢測有較高的“假陰性率”、過長的周期和比較大的檢測量等不足；影像檢查具有及時、準確、快捷、陽性率高、肺部病變范圍與臨床癥狀密切相關等優勢；新冠疫情爆發后有專家提出將CT與核酸檢測試劑并用，更有利于診斷新冠患者和控制疫情。《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第五版)》開始將CT影像結果作為湖北省臨床診斷病例的診斷標準(限湖北省內)。一時之間，CT名聲大噪。移動CT、車載CT、方艙CT等紛紛上了“戰場”。?中國醫學裝備協會發布的《新冠肺炎疫情防治急需醫學裝備目錄（第三批）》將“CT球管”也列為了抗疫物資。這不僅因為CT球管是CT生產配套的關鍵配件，新建方艙醫院、雷神醫院和火神山醫院都需要大量與國產CT整機配套的球管。還因為CT球管價值高，很少醫院會有備用管儲備。隨著醫院的CT診斷量驟增，CT球管會因消耗而出現損壞，導致停機。而與低值耗材或“集成組裝”類設備不同，CT球管無法在短時間內突擊生產。原材料供應和工藝過程導致CT球管生產制造周期較長，CT球管的短缺會嚴重影響CT設備的及時供應和正常運行。?

二、CT球管的發展歷程?CT球管和一般X線機上使用的球管結構基本相同，也有固定陽極球管和旋轉陽極球管兩種。（目前廣泛采用的是旋轉陽極球管。）1895年，德國物理學家倫琴在試驗冷陰極管時發現了X射線。他當時使用的球管被稱為“克魯克斯管（Crookes）”，是含有兩個電極（陽極和陰極）和少量氣體的密封玻璃管。克魯克斯管接通高壓后，管內氣體電離，電子經加速后撞擊靶面產生X射線。克魯斯管的管電流和管電壓不能分別調節，且功率小、壽命短、X射線質量不穩定。? ? ? ?

克魯克斯管?

1896年，穆勒（C.H.F.Muller）發明了世界上第一個具有實際使用意義的X線管，這是一只非常簡單并且沒有明確焦點對焦的球管。燈絲通電后，X線在整個底部發射，接收到的圖像非常模糊。同年，穆勒發明出第一個具有焦點的X線球管，又被稱為穆勒球管。這種球管通過陰極置一個凹鏡把X線匯聚于一點，兩端通上電流后，陰極發射出電子流撞擊陽極，產生X線。? ? ??

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穆勒球管?

1913年，柯立芝（Coolidge）發明了高真空熱陰極固定陽極球管（stationary anode X-ray tube），又被稱為柯立芝管。這種球管管內真空度高，電子由熱陰極發射，并由加在陽極和陰極兩端的高壓電壓加速撞擊陽極靶面產生X射線。柯立芝管只需要改變陰極工作溫度就能調節管電流的大小。此外，柯立芝管的管電流和管電壓可以分別調節。1923年，雙焦點固定陽極球管研制成功，使一只球管同時具有兩種不同焦點尺寸和功率特性。由于固定陽極球管的陽極靶是固定不動的，高速電子流轟擊陽極靶的固定位置，具有功率小、焦點大的特性。目前，固定陽極球管僅用在低功率移動式X線機或牙科X線機中。

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柯立芝管?

1927年成功研制出了旋轉陽極球管（rotating anode X-ray tube）。高速運動的電子束由偏離球管中心軸線的陰極射出，轟擊到轉動的靶面上。由于高速運動的電子束轟擊靶面所產生的熱量，被均勻地分布在轉動的圓環面上，承受電子束轟擊的面積因陽極旋轉而大大增加（實際焦點和空間位置不變），熱量分布面積大大增加。由于旋轉陽極球管具有功率大、焦點小的特點，問世后便得到了迅速發展。20世紀60年代，旋轉陽極轉速達到了9000r/min。20世紀70年代出現了金屬外殼旋轉陽極球管。? ? ? ?

旋轉陽極球管?

2003年，西門子推出了straton電子束控球管。straton電子束控球管采用陽極直接冷卻的設計，與傳統的CT球管相比，可以釋放多達10倍的熱量。快速的冷卻意味著可以安裝更小的陽極，因此設備重量更輕，進一步提高了機械穩定性，同時實現更高的旋轉速度。此外，straton電子束控球管還擁有“飛焦點”技術，可以多角度記錄每次掃描的每個投影，提高采樣率，大幅改善圖像的清晰度。? ? ? ?

straton電子束控球管?

2013年，GE推出了第一支名為Performix Plus的液體軸承球管，并在2015年推出了新的Performix 40 Plus液體軸承球管，用于Revolution EVO CT。液體軸承球管在實現快速轉速，提供高質量圖像的同時，不僅降低旋轉時的噪音，更重要地是延長了球管的使用壽命。?三、CT球管主要的獨立制造商

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1998年，Dunlee率先開辟了CT球管替代市場，生產出業界第一款1.0 MHU CT替換球管。如今，Dunlee生產的CT替代球管已經覆蓋了GE、飛利浦、西門子、佳能等各大廠商的產品。2001年，Dunlee被飛利浦公司收購。收購Dunlee后，飛利浦每年生產的球管超過12,000支。2018年，Dunlee與AllParts Medical合作，通過為期一周的課程，為Dunlee在中國的三家新經銷商提供專業培訓，內容包括如何安裝DA200Ultra、DA200 P40和Reevo240G球管。

?2、Varex imaging? ? ? ?

20世紀30年代，Jack McCullough和Bill Eitel 創立了Eimac Products公司，Eimac公司很快以其高品質、大功率的X射線管組件而譽滿業界。1941年，收到軍方的大批訂單后，Eimac公司將生產基地遷至美國猶他州。二戰后期，Eimac公司開始拓展新的X射線管組件種類，將包括適用于雷達應用的陰極射線管組件和微波X射線管組件納入產品線。1965年，Eimac公司與瓦里安醫療系統公司合并。

2012年，瓦里安公司設立了Varex imaging的前身——影像部件事業部(ICB)，向客戶提供涵蓋X射線管組件、數字平板探測器、工業安防解決方案在內的多種產品。2016年5月，瓦里安公司宣布，其影像部件業務將被獨立分拆出來，原因是影像業務和腫瘤業務有著不同的發展路徑。2017年1月拆分完成，Varex imaging 公司正式誕生，并在美國納斯達克上市。目前，Varex imaging 的業務主要分為醫療產品和工業產品兩大板塊，其中，醫療業務占總營收的80%，包括八大類產品：OEM X射線球管、替換X射線球管、平板探測器、醫療軟件、醫用高壓連接器、準直儀、平板探測器保護套、自動曝光控制傳感器。?

3、IAE

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IAE成立于1950年，位于意大利的米蘭。IAE創立之初主要生產大功率電子閥。1965年，IAE利用高真空和特殊金屬的先進技術開始生產X線球管，并從1973年起專心致力于醫用X線和CT球管的研發與生產，目前已成為歐洲最大的單一醫用球管專業生產商。2002年，IAE在意大利科爾馬諾市建成新的生產基地，生產能力得到進一步提高。目前，IAE的產品范圍幾乎覆蓋所有醫用X線設備：移動X線機、C型臂、數字X線機、DR、乳腺機X線機、CT等，可以替代Varian、Dunlee、GE、西門子、飛利浦、島津、日立、東芝等品牌X線機和CT設備球管，在歐洲占有絕對市場優勢。

?4、Richardson Healthcare

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Richardson Electronics是一家全球制造和分銷公司，成立于1947年，在全球范圍提供影像球管、替換部件和CT服務培訓。2019財年銷售總額1.67億美元。Richardson Electronics公司的業務主要包括三個領域：電源和微波技術集團、Canvys、醫療。其中，醫療業務主要包括：診斷性影像替換部件；CT服務培訓和技術支持；CT和MRI的各類替換管件。?2014年8月，Richardson Healthcare宣布進軍X線球管制造領域。同時，該公司還任命了Dunlee的前總裁Pat Fitzgerald為執行副總裁兼總經理。2015年6月，Richardson Electronics收購了IMES公司。IMES公司為全球主要CT和MRI廠商提供可信賴的、節省成本的解決方案。此次收購使 Richardson Healthcare能夠提供具有成本效益的診斷成像替換部件和技術支持。Richardson Healthcare還推出了P3 Advantage計劃，這一計劃與零部件供應協議相關，讓醫院和ISO客戶在更換CT球管時享有優先權。

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?2018年5月，Richardson Healthcare在美國推出了第一個新品CT替代球管——ALTA750。這是佳能醫療(以前的東芝)CXB-750D/4A的替代產品，也被看作是Varex Imaging公司的MCS -078球管。2019年9月，Richardson Healthcare宣布ALTA750 球管獲得CE認證。

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1、瑞能醫療??

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瑞能醫療是CT球管的全方位醫療解決方案提供者。公司籌建于2005年，總部位于廣東珠海。瑞能醫療是國內首家實現CT球管國產化的高新技術企業。自2013年首次完成自主知識產權的國產CT球管注冊上市以來，珠海瑞能目前已實現5.2M以下CT球管系列產品的國產化，且已有上百只國產CT球管在醫院臨床應用。

?2、昆山醫源醫療技術有限公司?

昆山醫源醫療技術有限公司于2014年初開始5 MHU國產高能醫用CT球管的研制工作。2016年6月15日，公司與工信部簽署了《醫用5 MHU以上高能X射線管》強基工程項目，項目實施年限為三年。公司于2019年1月獲得醫療器械注冊證。2020年3月17日，昆山醫源醫療技術有限公司生產的5.3 MHU CT球管入選了中國醫學裝備協會公布的第5批新冠肺炎疫情防治急需醫學裝備目錄，并在疫情期間參與了多家醫院緊急CT球管安裝使用。

3、麥默真空技術無錫有限公司?

麥默真空成立于2017年9月，是一家專注于X射線的創新型研發商，業務主要包括X光機用X射線管組件、CT管組件、第六代靜態CT射線源模組等。其研發的多款醫用診斷旋轉陽極X射線管組件（CT球管）目前已獲得醫療器械注冊證。麥默真空研發的CT球管屬于2類醫療耗材，擁有廣大的市場前景與升級潛力。目前，麥默真空已通過NMPA認證，其重點產品RS350和RS500均獲得醫療器械注冊證和生產許可證，同時也通過了ISO13481和9001的體系認證，確保了產品的質量穩定。

?四、CT球管未來的發展方向?

掃描速度的不斷加快、更寬體的探測器的發展和亞毫米的掃描層厚都要求更高的管電流輸出量，才能保證掃描中每一束X線脈沖發生足夠的mAs，以獲得良好的圖像質量，管電流輸出量的提高又意味著產生熱量的增加，所以需要更高的熱容量或散熱率，這些特點決定了CT球管的發展趨勢。

總體來說，CT用球管設計有兩種趨勢：大功率高管電流輸出球管和高散熱率球管。此外，球管焦點的尺寸和形狀也是直接影響圖像質量的重要因素之一。亞毫米的探測器采集單元和達到0.3mm左右的各項同性分辨率，對球管焦點尺寸和形狀提出了更高的要求。有些球管還采用了電子束濾過技術，可濾過無效的低能量電子束。這不僅減少了無效電子對陽極靶面的沖擊和沖擊產生的熱量，延長球管的壽命，而且提高了X線質量，減少了受檢者的輻射劑量，并進一步提高了圖像質量。

?結語?

雖然目前國內有幾家CT球管獨立制造商，但和國際的差距依然不容小覷。經過這次疫情，相信大家對CT球管的研發和產業化會越來越重視，相信政府也會加強CT球管作為重要醫療戰略物資的儲備。?