为什么球管是CT差异化竞争的核心？

丁忠运

“为什么”系列第37篇，从底层逻辑分析为什么无论医院还是企业都下意识选择将球管作为焦点。此外，并不是所有的液态金属轴承球管都是好的，如何判断其优劣也是我们必须面对的话题。
近年来，每当医院采购高端医疗设备时，总会在招标前详细对比各家产品，这是因为如今高质量发展和科学决策已经成为公立医院发展的“共识”。
以CT采购为例，我们会在“参数对比表”上看到机架的孔径、转速、冷却方式等，X射线系统的功率、热容量、管电流、轴承技术、冷却效率等，探测器的类型、排数、采样率、最小单元尺寸等，扫描床的承重、扫描范围、移床速度等，图像的空间分辨率、密度分辨率、噪声等，成像的基础、高级临床应用。
从中，我们会发现一个有趣的现象：相较于软件，医院显然更关心硬件，甚至有时只对比硬件参数，这一方面是为了避免“硬件不够，软件来凑”；另一方面对于软件配置，“小孩子才做选择题，大人当然全都要”；更重要的是硬件是底层基础，其档次决定了临床应用的丰富程度。而在所有的硬件中，最重要的显然是球管，因其是CT差异化竞争的起点与核心。
1. CT差异化竞争的核心
从硬件角度，CT由机架、扫描床、球管、高压发生器、探测器等五大部分共同组成。但对机架来说，用户几乎只关心孔径和转速；对扫描床来说，用户更是几乎不关心，因为肯定“不影响大局”。因此，无论从用户还是核心部件角度，CT最重要的永远都是球管、高压发生器、探测器。
一直以来，无论用户还是CT制造商，均将探测器宽度作为评价CT档次的重要依据，比如2cm探测器是入门CT，4cm探测器是中端CT，8cm探测器是高端CT，16cm探测器是超高端CT。但，其实我们都忽略了很重要的一点：医疗机构采购CT是以预算为前提，其面对的往往都是同一档次CT，比如16排CT、64排(80排)CT、128排CT、256排CT等。此时，对医院来说，所有的CT探测器都是一样的，因为对于同等档次的CT，其探测器的用户体验真的几乎没有区别。
同样，同等档次CT所配置的高压发生器也几乎都是一样的，比如64排CT配置60kW、80kW高压发生器、128排及以上CT配置100kW高压发生器。虽然响应速度、稳定性以及控制精度也决定了高压发生器的品质，但是由高压发生器过于成熟，用户更是感受不到区别。
因此，无论是从用户使用、还是医院采购角度，CT关注的焦点往往就在CT球管，这也就是为什么每次医院都会把球管单拎出来讨论。
或许你会问，同样档次CT的配置球管不也差不多吗？比如，16排档CT配置5.3MHU及以下球管；64排及以上CT配置8MHU及以上球管。
表现上的确如此，但实际情况显然不是！
首先，不同品牌CT配置的球管差距较大，比如16排档CT(含32排、40排)会配置2MHU、3.5MHU、5.3MHU、甚至8MHU球管。对CT来说，球管“堆料” 是非常诚意的，也是非常能打动用户的，因为所有人都知道球管的热容量越大越好。
其次，不同型号球管的性能差距较大，从等效热容量角度，5MHU和30MHU等绝对不是一回事；从曝光秒次角度，20万秒和200万秒绝对不是一回事；从轴承技术角度，液态金属轴承和金属滚珠轴绝对不是一回事。
因此，医院太关注CT球管是有一定道理的，甚至可以说好CT的起点就是球管，没有好的球管就没有好的CT。
2.何为好的CT球管？
截至2022年底，全球CT保有量超过45万台，主要分布在美洲、欧洲及亚太地区，其中我国CT保有量近5.5万台，约占全球12%，离美国的40%仍有较大差距。
保有量不够，使用率来凑。与欧美每台CT每2-4年更换一次球管不同的是，由于我国巨大的患者流通量，单台CT每天检查200-300人是常态，导致每台CT每1-2年更换一次球管。
显然，我国CT更需要好球管，只有强大的球管，才能够撑起高通量检查，才能解决临床一线最紧要的问题，毕竟CT好坏直接影响到CT的运行速度、成像效果、使用寿命。那么，到底什么球管才是好的CT球管？
我们认为，从临床价值和医院管理角度，好的CT球管应该符合3个“满足”：
满足更高通量检查需求
面对我国这种海量CT检查，为减少患者等待时间，必须提高球管散热效率，即提高其等效热容量，即高通量检查=大热容量球管，尤其是要开展全身血管、多部位联合扫描、能谱成像等高级应用的中高端CT，更需要配置大热容量球管。
液态金属轴承、阳极直接冷却等技术的出现，大幅提高了球管等效热容量，将其从以往的8MHU提升至今天的30MHU，可轻松应对大通量患者的考验。目前，业界最大热容量球管是由Dunlee创造的，已经达到惊人的34MHU。
以64排档CT为例，以往其通常配置6.3MHU、7MHU球管，但如今已出现19MHU的Dunlee CT3000和25MHU的Dunlee CT4000，中端CT配置超大热容量球管已成为必然趋势。
根据Dunlee的应力测试，我们能了解搭载液态金属轴承球管的CT扫描量到底能提高多少：1）与采用传统滚珠轴承的Dunlee CTR2150球管相比，采用液态金属轴承的Dunlee CT3000的扫描通量高出38%；2）与采用传统滚珠轴承的Dunlee CTR2280球管相比，采用液态金属轴承的Dunlee CT4000的扫描通量高出78%。
或许你说这可能是CTR2150、CTR2280不够优秀导致的。当然不是，以CTR2150为例，这是经典的5.3MHU滚珠轴承球管，也是被争相模仿的对象，堪称国产5.3MHU球管的“鼻祖”。
满足更长使用寿命需求
无论何种档次CT，医疗机构对CT的基本需求都是一致的，即：高性能、高稳定性、高清图像、高通量检查、低维护成本，其中最后一项由零部件和服务共同决定。
以单价约500万的64排CT为例，其保修费通常在60-80万/年，如果球管足够好(每3-5年更换一次，而不是每1-2年更换一次)，加上医院有维修能力，那么15年至少可以为医院节约1000万，相当于2台CT。尽管其他零部件也会坏，但相较于球管，无论金钱还是时间成本均低得多。
因此，我们可以说，选择质量优良、寿命长的CT球管非常重要，可以降低设备的维修成本和停机时间，减少对医院整体运营成本的影响，即长寿球管=低运营成本。
然而，制造长寿球管是世界级难题，这不仅需要金属陶瓷球管、液态金属轴承、AEG阳极接地、阳极直接冷却等新的球管技术；更重要的是始终如一的球管工艺，3年制造经验和30年制造经验的差别是显而易见的。
满足更好用户体验需求
好的用户体验=好的图像质量+好的患者体验。
从图像质量角度，CT图像质量受多种因素影响。除了人为因素外，设备整体性能往往起到决定性的作用，尤其是球管。
比如，球管阳极接地能捕获杂散电子，减少无用辐射，提高图像质量；比如，飞焦点技术能在不增加X射线情况下提高采样率，从而大幅改善图像清晰度。因此，好的球管要融合这些新技术。
从患者体验角度，一方面需要减少患者在CT检查中的焦虑感和辐射剂量，尤其是儿童和老年人；更重要的是要杜绝各种原因导致的扫描中断，在这方面球管也非常重要。
比如，相较于机械滚珠轴承球管，液态金属轴承球管在运行中几乎没有噪声和震动，有助于增加患者依从性，提高扫描质量；比如，低kV高mA的低剂量扫描并不容易，因为15%规则，必须大功率球管才能实现。因此，好的球管也要融合这些新技术。

好CT球管的标准(原创)

近年来，国产CT球管发展迅速，已开始进入部分品牌CT的供应链。不过，从整体表现来看，仍与进口品牌仍有较大差距，一个很重要的原因便是缺乏几十年的高质量一致性，无法得到终端医院和制造商的长久认可。
这里不得不提已制造销售了超10万多支液态金属轴承球管的Dunlee (当立)：其CoolGlide液态金属轴承球管，融合了液态金属轴承、阳极直接水冷(透心凉)、单极高压、双端固定螺旋沟槽液态金属轴承等多项CT球管领域的高端技术，带来了极低的磨损和震动，强大的冷却能力，更少的无用辐射，极低的球管打火故障率，显著的长使用寿命，成为了中高端CT的标配。
继续以64排CT为例，根据用户长期反馈，Dunlee 的CT3000、CT4000球管的平均使用寿命是滚珠轴承球管的3倍。
Dunlee之所以能成为长寿球管的标杆，除了技术积累外，很重要的原因便是“扎实”：在老练球管时，大部分球管制造商是在一个铅箱里同时老练几个球管，只要集体指标达到即合格；而Dunlee是每一个都独立做的，而老练时间也更久，这是很多CT球管制造商都需要思考的问题。
3.液态金属轴承球管并不都是好的
因技术壁垒极高，早期全球能生产CT球管的企业仅6家，近年来已迅速增长至20多家。号称最难被征服的CT球管，突然成为“平民”技术，难道降低了门槛？
并不是，尽管球管的灯丝、靶盘、轴承、换热器等所有核心部件均能外采，但不同制造商“组装”出的球管品质真的不一样，因为球管绝对是CT制造中的顶级工艺，其难题涵盖技术复杂、工艺要求高、需定制生产设备等三个方面，造出球管和造好球管是完全的两回事。
以日常最频繁出现的打火问题为例，球管打火轻则扫描中断，重则烧坏球管。如何降低打火频率是CT球管制造的世界级难点。对此，Dunlee通过独创的双端固定液态金属轴承架构系统，使其CoolGlide球管扫描中断打火发生频率降至3年内小于1次，这就是技术差距带来的降维打击。

Dunlee CoolGlide球管是高品质标杆(来自网络)

近几年，液态金属轴承技术专利到期，所有知名与不知名制造商均跟进该技术，导致这项1989年就发明的技术重新大火。
我们在对其耳熟能详的同时也发现了一些问题：尽管都宣称有液态金属轴承技术，但有的球管在三甲医院能满负荷运行36个月60个月以上，而有的则6-10个月就必须更换，不同制造商的球管品质和寿命差距为什么那么大？
其实原因很简单，球管的品质和寿命却绝不仅取决于液态金属轴承本身，还有整个旋转阳极系统、阴极系统、以及整个管芯的封装。如果平均寿命甚至比不上机械滚珠轴承球管，那并不是技术的问题，而是产品的问题。
以在高端CT上应用比较普遍的Dunlee CT6000和CT8000为例，其平均使用寿命均在百万秒以上，200万秒、300万秒也比较正常，这才是我们想要的液态金属轴承球管。
因此，为了更好的用户体验和更低的运营成本，我们认为应该为液态金属轴承球管建立评价标准，并不是液态金属轴承球管就一定是好的，而是品质好、寿命长的液态金属轴承球管才是好的。(文/来源 医工研习社)