全球医学影像五大垄断巨头都有哪些？

芷亦止兮

在医学影像领域，历来拥有GPS说法(GE、飞利浦、西门子)，全球磁共振三大巨头一直保持着全球领先优势。据《2020年全球医学影像专利分析报告》，德国西门子在三家公司中成立最早，在影像设备领域积累的技术经验也最多，尤其专利排名处于世界第一，达到1864件。韩国三星超越GE和飞利浦，以1800件排名第二，原因是三星收购了一家医疗器械公司Medison，通过专利产权转移后，逐渐超过了GE和飞利浦。而GE和飞利浦以1136件和736件专利申请量排名分别排名第三、四名。

值得一提的是，在这四家企业中，三星集团经营业务并不涉及超导磁共振产品。从超导磁共振设备市场来看，GPS三大巨头占据着全球80%的市场份额。优势十分明显。




在CT领域，GE保有量占三分之一，西门子占四分之一, 飞利浦占五分之一左右。若从近两年销售来看，国内的东软联影份额出现明显提升，开始进入第一梯队。而佳能，明峰，安科，康达(日立)，赛诺威盛，贝斯达，波影，万东等瓜分剩余市场分额。


值得一提的是，国内磁共振产品的核心技术在大热容量球管，高分辨高灵敏度探测器，高压发生器，大孔径高速滑环等方面, 中低端可部分国产。高端方面联影发力十分明显，尤其uCT960 640层CT达到高端水准。


在MRI领域，西门子保有量占四成左右，GE占三成左右，飞利浦占两成左右。在新增市场方面，国产设备比重出现明显上升，数量上可以到达百分之五十左右。在1.5T方面，国内的联影，贝斯达，东软销量正在尝试突围。而在3T产品领域，GPS则技术领先，国产只有联影实现了核心元件自主研发，技术上处于上升期。在7T方面，国内仍然以西门子为主。永磁产品以国产为主。


值得提醒的是，磁共振未来的发展方向已经确定：一是加快检查速度；二是保证图像质量；三是让患者感到舒适。
事实上，全球磁共振厂商们不断开发出新产品，而且速度越来越快，线圈越来越轻，并适用于各类体型的患者。比如，全球著名的西门子医疗的7T磁共振用于临床，飞利浦开发出只需7升氦气的磁体。

所谓MR：MRI是Magnetic Resonance Imaging的缩写，中文意思就是核磁共振。原创者是美国的罗特博(Paul C. Lauterbur)博士，后来经过英国曼斯斐(Peter Mansfield)博士利用超快梯度变异迅速完成造影，使MRI磁共振得以在医疗诊断和研究领域上出现重大突破。由于有了两人的奠基，经过10年发展，1980年出现第一台应用在医学领域的MRI设备。至2002年，全球已有二万二千部MRI设备，每年有超过六千万人次受惠于此项检查，是一种利用核磁共振原理的最新医学影像。


MRI应用于临床医学，帮助专业人员在了解人体疾病状况方便起到了巨大的作用。而3.0T核磁的出现，更是将MRI的价值更出色地发挥了出来。它以更快的扫描时间、更高的分辨率和清晰度，帮助专业医生更加快速地锁定病人的患病之处。MRI对实质器官如脑、甲状腺、肝、胆、脾、肾、胰、肾上腺、子宫、卵巢、摄护腺等有绝佳的诊断功能，除了骨关节和神经系统外，磁共振(MRI)也使恶性肿瘤、心脏及脑血管疾病无所遁形。


值得一提的是，磁共振成像的基本原理来自于1946年美国学者Bloch和Purcell的重要发现。在外磁场的作用下，利用人体自身发出的磁共振信号，获得人体内部的磁共振断层图像。1973年，纽约州立大学的Raymond Damadian教授用他的NMR设备得到了第一幅原始的NMR像;1977年，Raymond Damadian完成了首台磁共振的制造;1980年，Raymond Damadian制造了首台商业MRI扫描仪。1984年，美国FDA批准医用磁共振成像设备用于临床，医用磁共振设备市场开始迅速发展。MRI技术已经成为医学影像技术中一种不可或缺的重要诊断手段。




由于MRI技术具有非常大的市场潜力，因此，美、欧、日等国家的大型企业对MRI设备的开发投入大量人力物力。据统计，1977年到1987年的10年间，欧美日投入医用MRI设备的研究开发经费达12亿美元，并且每年投入的经费均在1.3-2.0亿美元间，尤其以每年10%左右的速率递增。从部分国家的MRI设备人均保有量来看，各国百万人MRI拥有量整体均在上升。日本人均保有量十分高，早在2017年达到55.21台/百万人;其次是美国，2019年，美国每百万人MRI拥有量为40.44台。而德国、韩国、意大利、芬兰等国家的百万人MRI拥有量均在27台以上。

全球MRI成像系统市场不断增长。医学影像市场是医疗器械行业中一个发展较好的细分领域，根据统计，医疗数据中超过90%来自医学影像。随着技术的不断发展以及医学影像重视程度的提高，MRI特别是超导MRI市场需求有望持续扩大，专家预计到2025年市场规模有望增加至80亿美元，2020-2025年的年均复合增长率约为4%。




下面就分别介绍磁共振全球最主要的企业及品牌如下：






一、GE（全球一线品牌）




美国通用公司（GE）。GE医疗是GE集团旗下（NYSE: GE）的医疗健康业务部门，年营收曾经超170亿美元。尤其致力于成为引领全球精准医疗的创新者，GE医疗提供：智能设备、数据分析、软件应用和服务，实现从疾病诊断、治疗到监护的全方位精准医疗生态体系。值得一提的是，GE医疗拥有100多年的悠久历史，在全球160多个国家拥有约5.6万名员工。

GE医疗在中国已构建了高端医疗设备的研发和国产能力。自2011年起，中国团队本土研发并投入市场超过80款创新产品。GE医疗在中国共建有四大全球生产基地：比如在北京建有CT扫描系统和X光成像系统工厂，值得一提的是，全球每三台CT中有两台产自于此；GE在上海建有造影剂生产基地，生产的90%造影剂供货于全球市场；在天津建有磁共振成像系统生产基地，根据统计，GE在全球销售的每两台磁共振产品中就有一台来自天津工厂。GE在无锡建有超声、麻醉、心电、患者监护等临床护理设备工厂，无锡工厂生产的超声产品占比GE全球超声销售量40%。


GE医疗正全速推进在中国的数字化进程。GE医疗中国的数字医疗战略以Edison爱迪生数字医疗智能平台为基础，结合医院智能管理（APM、RCC放射科指挥中心、Mural重症监护指挥中心）、云计算（云心电、云影像）和人工智能（全流程人工智能磁共振技术平台、冠脉医学影像处理AI分析系统、新冠AI分析平台LK2.0），帮助医院和医生实现更优临床和运营决策，为患者带来更高效便捷的医疗服务。




评价：2020年上半年，GE医疗发布了最新的3.0T磁共振产品“SIGNA™ Pioneer Elite”。GE新品在硬件和临床应用两方面实现创新升维，采用第二代磁体，实现大孔径条件下领先的磁场均匀度，给临床上心脏、肿瘤等复杂慢性病的磁共振影像诊断带来更为高质量的图像清晰度和信噪比，有效减少图像伪影，提升临床精准诊断和治疗水平。


3.0T高场强磁共振的保有量年增长率超过20%。尤其在肿瘤、心血管类疾病对于影像检查量的持续攀升更是带来对磁共振扫描速度、更早期发现病灶的大量需求。值得一提的是，天津制造的‘Pioneer Elite’3.0T磁共振标志着GE医疗国产供应链在高端医疗影像设备制造系列迎来了新的飞跃。




GE医疗天津磁共振生产基地总经理陈一鹏曾经表示：“Pioneer Elite”是3.0T Pioneer系列中的最高端产品，其搭载了全新的第二代磁体、矩阵梯度、超高通道DST环绕射频等创新硬件系统，采用全球当前业界十分领先的、也是GE天津工厂专利的磁体生产工艺，从最为基础的核心磁体部分就实现业内领先的磁场均匀度，从而在临床应用当中确保图像质量的大幅提升和使用可靠性。


值得一提的是，该产品是目前磁共振设备制造领域唯一采用第二代磁体硬件的新品，其核心的磁体绕线技术和匀场方式、上百项的整机加系统测试，无疑这些都成为GE医疗天津磁共振生产基地在高端、高场强磁共振设备制造方面具有专利的核心优势。

值得一提的是，心脏类疾病对于磁共振扫描的需求越来越大，根据多家三甲医院的临床经验显示，缺血性心脏病的磁共振影像检查占据医院磁共振扫描量的80%左右。但传统上，心脏部位的磁共振扫描时间长，一位患者的扫描时长约45分钟，而且，针对心脏部位的磁共振扫描技术难度相对大，非一线、二线城市的医院在开展此类临床检查方面门槛高。针对这类临床需求，全新的Pioneer Elite搭载“心脏超感平台”，针对缺血性心脏病提供“15分钟一站式心脏扫描临床解决方案”，大幅降低扫描时间和操作难度。该临床创新通过流程优化、图像优化、速度优化三个部分，完成患者检查时的智能定位、智能扫描，最快4分钟完成心脏定位，运用“全心超感成像”技术实现速度优化，最快3分钟完成心肌灌注、4分钟评估心功能，推动缺血性心脏病磁共振检查的临床常规化。(数据来自GE医疗磁共振研发团队)






二、西门子（全球一线品牌）




世界先进的西门子全景开放式3.0T磁共振Verio，具备了目前3T磁共振的几乎所有优势，是全球唯一的70cm大孔径3.0T磁共振，可以进行全身各部位高质量的扫描。尤其保证临床获得更广泛、更深入的应用领域。该系统最突出的优势是：一是成像速度快、二是图像质量高，三是扫描覆盖范围大，尤其是采用TIM技术即全景成像矩阵技术，可全身一次成像、全脊柱成像、全身MR血管成像、全身类PET成像，扫描噪音小，功能成像效果更佳。患者在得到快捷、准确诊断的同时，还能享受到舒适安静的检查，可真正做到对疾病早发现、早诊断，使患者得到治疗。

值得一提的是，西门子Verio创新研发了True Form 适形技术平台，从而使磁共振物理学与人体解剖学的完美结合。其卓越的性能将为今后的手术室MRI、PET-MR等提供可靠的质量保证。




评价：实际上，西门子在核磁方面市场占有率确实高于美国的GE，特别是在中国市场占有率更高，最重要原因是西门子比较早就提出了零液氦技术和Tim技术，至于磁体和一些设备参数不在话下。虽然GE和飞利浦出现不是太长时间，但英国人更加喜欢西门子，其原因或许是因为西门子采用了牛津磁体。


西门子厂商的MRI设备的售后大多数只能原厂保修，尤其是所有的维修密码都是封闭不对外开放的，设备故障只能乖乖买它的售后保修，偶尔有医院态度强硬非要自己找工人维修，西门子通常就给一次密码，维修工人一走，密码马上就自动更新。而相比GE所有设备，GE的售后都是对第三方开放的，而且所有的备件也可以从第三方买到，无疑形成一个良性的竞争，这可能是美国佬对自己产品质量的一种自信。同时也为中国培养了一大批优秀的医疗设备维修工程师，比如大多数第三方维修厂包括很多设备厂商的工程师都是从GE里面出来的。
从国内三甲医院的影像科医生统计来看，普遍认为西门子的MRI设备是最好的。而GE在国内的高普及率是由于销售做的非常好，尤其是国内的MRI市场龙头是西门子。但GE的售后体系在这个行业里面是非常突出，有人曾经戏说，西门子一流的产品二流的销售，GE一流的销售二流的产品，还有人说，西门子重技术，GE重市场营销，当然，仁者见仁智者见智。




三、飞利浦（全球一线品牌）




飞利浦1891年成立于荷兰，主要生产照明、家庭电器、医疗系统方面的产品。飞利浦现已发展成为一家大型跨国公司，拥有8万项专利，实力超群。2014年12月17日，飞利浦宣布，将以12亿美元收购美国医疗设备制造商Volcano公司。

值得一提的是，飞利浦INGENIA3.0T全数字磁共振具有极速、高清的成像系统，拥有全数字影像链、全性能大孔径、拥有超大的检查空间、全程智能巡航。


尤其是飞利浦研发出的LIPO体部脂肪抑制技术，该技术利用特殊设计的90度优化买射频脉冲，激发时层面选择梯度极性在180度回波聚脉冲时发生翻转。脂肪层面由于只受到90度射频脉冲或 180度回波聚脉冲作用，脂肪组织不会产生回波信号，从而可以实现业界最佳的体部弥散成像脂肪抑制效果。


Ingenia 3.0T 采用Xtend磁体技术，为全球业界磁场均匀度最高的70厘米孔径3.0T磁共振。高磁场均匀度和梯度线性度保证全数字磁共振可以进行高信噪比与高分辨率的大范围成像，最大FOV高达55厘米，对于大范围成像十分有利。特别是全数字影像链dStream极大地加快了极速全身成像——mDIXON和DWIBS（背景抑制弥散）的扫描速度，减少屏气时间和屏气次数，提高了患者舒适度。四维多源发射MultiTransmit 4D使得极速全身成像图像的脂肪抑制更彻底，信噪比、对比度更好。mDIXON可一次性获得水相、正相位反、相位、脂肪相的一组图像，用于临床诊断和肿瘤筛查的全身T1W和T2W分别只需要一分钟和两分钟，相同时间下提供业界最佳的图像质量。

早在2004年，飞利浦合作伙伴首创DWIBS技术，可提供全身各个部位单站或多站背景抑制弥散成像，抑制正常器官组织，血液，肌肉信号，很好地显示全身肿瘤、淋巴结及外周神经。当前业界只有Philips可提供直接冠状位DWIBS的成像功能，不仅可以有效减少扫描时间（业界最快的七分钟）, 更减少了失真变形。


飞利浦3T MR， 既可以实现独有的超高分辨率的成像模式，也可以进行多扫描序列，多参数的解剖学与功能学的成像，为高端的临床与科研提供可靠的硬件与智能化的软件保证，为临床提高疾病的诊断率与高级科研解决方案提供了可靠的保证。

评价：三大磁共振设备巨头飞利浦、GE、西门子全球目前最高端的1.5T型号分别是：Multiva 1.5T、Optima 360 Advanced、Aera XQ，其中飞利浦的Multiva整体从硬件到软件的设计都体现了飞利浦鱼与熊掌可以兼得的设计理念和设计思想。比如从平台到线圈的配备，再到结合线圈实现的增速效果（专业称加速因子），都是16，图像信噪比和扫描速度同步提高，可见这是GE和西门子都不具备的；在线圈的设计工艺方面，飞利浦产品保证了Multiva在工作流程上是最优化的，基本上可以实现”0”线圈的更换，同时线圈与患者体表也是“0”距离的接触，工作流程优化的同时也提高了图像的信噪比；




另外，Multiva上有最新的磁共振压脂技术魔镜，在缩短一半扫描时间的同时，实现的关节压脂效果也是最好的。综上所述，Multiva的整体设计满足了国人所想要的，就是又快又好。






四、佳能（全球二线品牌）




佳能(Canon )，是日本的一家全球领先的生产影像与信息产品的综合集团。
佳能的产品系列共分布于三大领域:个人产品、办公设备和工业设备，主要产品包括照相机及镜头、数码相机、打印机、复印机、传真机、扫描仪、广播设备、医疗器材及半导体生产设备等。2016年3月9日，日本东芝公司于召开董事会并最终决定将旗下东芝医疗系统公司出售给佳能公司，佳能公司提出的收购报价为7000亿日元(约合人民币405亿元)。

自1914年，日本制造出第一个X线管球进入医疗机器行业以来，经百年发展，东芝医疗已经拥有：CT、X光机、MRI(磁共振)、超声成像、CL(生化分析仪器)等医用影像系列产品，产品遍布日、美、中、欧等 135个国家及地区，已经成为全球主要医学影像产品厂商之一。佳能的CMOS业务在全球市场中排名前列，虽然与索尼和三星（两家共占全球市场60%份额）相比还有一些距离，但其“传内不传外”的CMOS技术在业内绝对是具备强大优势的存在。


除GPS之外，佳能始终牢牢占据老四的位置。比如佳能医疗Vantage Galan 3T磁共振——XGO，这款设备具有更高的梯度振幅，增加了信噪比，脑部DWI的信噪比最高可以提高30%。同时，XGO采用了用于弥散加权成像的Multiband SPEEDER技术。传统磁共振每次只能获得一个切片，而这项技术可以同时获得多个切片，扫描时间减半。这项技术对于研究大脑连通性的高级神经学研究特别有用，而在临床方面，可以用于外科计划。


值得一提的是，PURERF Tx 射频屏蔽技术最大限度地提高了射频传输效率，最大可提升20%的信噪比。Pianissimo Zen技术则降低了99%的噪音。


佳能公司进入磁共振成像领域已达四十年。2019年佳能医疗发布了全影像链优化技术Pure 射频成像技术的1.5T 磁共振Pure Elan 1.5T，Pure 射频成像技术迅速在全球掀起热潮，佳能医疗再次引领潮流，让更多的用户体验到Pure 射频成像的魅力。


佳能磁共振早在2018年就推出了全新一代Vantage Elan1.5T磁共振，这款日本原装进口的 1.5T磁共振，集当今磁共振创新科技成果于一身：


1）高精度镀膜新磁体——镀膜贴合技术 获得最佳磁场均匀度
2）3DRSCE微调梯度 ——精准控制频率和相位输出理想波形
3）Pure 射频影像链——图像信噪比提升40%
4）“萤火虫”成像技术——见所未见 微小肿瘤无处遁藏


众所周知，磁共振成像最核心的三个部分：磁体、梯度、射频，此三部分为磁共振成像之魂，直接决定着磁共振成像的图像质量--图像信噪比。各个厂家在磁共振成像提升图像信噪比的道路上不断探索和创新，致力于信噪比的提升，各个厂家侧重点不同，在各自领域各有所长。值得一提的是，佳能公司在2018年率先提出了Pure射频成技术，从源头上解决信噪比的提升，着眼于全路径、全成像链的优化和改进。

评价：佳能医疗（原东芝医疗）的产品线十分齐全，比如CT、MRI、血管机、普放设备、乳腺机、超声，各路产品都有很多的亮点，值得一提的是，佳能是全球唯一一家可以全产品线跟GPS三巨头全面抗衡的企业。佳能的CT曾经一度主打宽探测器概念，320排动态容积CT吸引了不少拥趸而佳能的MR也具备了主流MR的开放，静音和大FOV特性。东芝公司早在4年前它的专利申请数量为12000件，甚至高于GPS三巨头，名列专利申请数榜首。佳能医疗市场占有率为9.8%（2017），仅次于GPS三巨头，名列世界第四。




五、日立（全球二线品牌）


日立(HITACHI)，是来自日本的全球500强综合跨国集团。日立的事业领域涉及能源系统、保障人们安全舒适出行的铁路等交通系统，运用大数据进行创新的信息系统，以及通过健康管理、诊断、医疗技术等提供健康生活的医疗保健等等。

日立公司之前曾经发布了Echelon Smart 1.5T超导磁共振系统，在欧洲、亚洲和世界其他地区销售，其中60cm孔径磁共振在全球有更大的市场。日立公司认为，Echelon Smart与宽孔径产品具有同样的临床应用能力。日立的SmartCOMFORT降噪技术能够将Echelon Smart的图像噪声最高降低94%*。SmartCOMFORT可与运动伪影减少技术RADAR（RADial Acquisition Regime）一起使用。


超导MRI系统的运行成本通常很高，主要与保持超导性所需冷却系统的高功耗有关。ECHELON Smart具有节能功能，可在设备不使用期间，停运冷却系统一定时间。这一功能有效地降低了功耗，同时保持了氦的零蒸发。在此期间，由于冷却系统本身的热辐射减少，散热单元的功耗也降低了。


安装超导MRI系统时，往往需要关注机房是否有足够的空间。ECHELON Smart在主磁共振机架与机房的动力设备之间有一条延长电缆，这种灵活布局在一定程度上减少了引进MRI时的一些障碍。
日立为Echelon Oval 1.5T磁共振产品发布了一种高要素（high-element）身体线圈，它由两个连接在一起的部件组成。同时推向市场的新产品还包括日立Oasis 1.2T 开放式磁共振专用的脚和脚踝线圈。




评价：日立相比磁共振三大巨头属于第二梯队，市场占有率肯定比如飞利浦、西门子及GE。但日立拥有独有的新技术，能够将图像质量提高一个等级。由于开放式MRI能够扫描对于普通MRI来说困难的部位和体位，因此可望用于新的临床领域。特别是垂直磁场方式开放式MRI采用了垂直磁场方式。在垂直磁场方式下，由于可使用螺线管线圈，因此在相同场强下，与水平磁场方式的MRI相比，能够接收更高信号。




永磁体技术+ECC功能对于永磁MRI来说，图像稳定性和高质量的关键在于“涡电流抑制技术”。涡电流的产生是引起梯度磁场的波形混乱以及图像扭曲的原因。日立不仅对磁体部分使用了抑制涡电流的技术，还搭载了可以抑制事先预测到的涡电流量的ECC功能。
高分辨率图像重建AIRIS Vento-08日立开放式MRI最先实现2048×2048*1的图像重建矩阵。以此实现了高精细成像。

中国磁共振成像设备的市场需求量十分巨大，每年近两千台，未来市场潜力有望占全球半壁江山。——中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所副所长刘新认为。值得一提的是，磁共振成像仪是物理、数学、信息和工程完美融合的尖端仪器，因其无辐射、多参数、高对比，已成为医学临床疾病诊断的权威手段。但其技术门槛极高，“磁体、射频、梯度和谱仪是制约磁共振成像设备的四大‘卡脖子’关键技术及核心部件。”




由于受制于医学影像核心技术缺乏，长期以来我国磁共振医疗设备依赖进口，高端的3.0T磁共振更是全靠进口。高昂的进口医疗设备成本，让病人的检查费用也居高不下。值得一提的是，我国首型3.0T人体磁共振的研发已经成功，打破了跨国公司对我国的长期垄断，并且实现了大规模产业化，进入近百家大型三甲医院临床应用。


值得一提的是，在国内磁共振领域，实话实说相比三大巨头仍然存在一定的差距，但国产也在不断地努力，迎头赶上。国产的磁共振企业：联影、东软、万东、安科、朗润、迈瑞、安健、上医、蓝韵、中科美仑、美诺瓦等。

来源：https://www.toutiao.com/article/7002064066277671435
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