核心部件攻關(guān)迫在眉睫,國產(chǎn)高端醫(yī)療設(shè)備如何突破“卡脖子”技術(shù)?

季媛媛2024-05-08 08:26

“醫(yī)療裝備是衛(wèi)生健康事業(yè)的重要基礎(chǔ),事關(guān)人民群眾的生命健康和產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展全局,去年8月國務(wù)院審議通過《醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動計劃(2023-2025年)》,旨在提高我國醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化水平,加強補齊我國高端制造業(yè)的短板。國家在重點研發(fā)計劃中設(shè)立關(guān)鍵共性技術(shù)類的專項,聚焦前沿技術(shù),突破卡脖子技術(shù),開展技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品應(yīng)用,為創(chuàng)新產(chǎn)品參與國際競爭提供很好的支撐?!苯?,在“十四五”國家重點研發(fā)計劃“診療裝備與生物醫(yī)用材料”重點專項“基于無線功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)研發(fā)與應(yīng)用”項目啟動會上,上海市科委生物技術(shù)和醫(yī)藥處一級主任科員吳琨強調(diào)。

近年來,我國醫(yī)學影像設(shè)備研發(fā)技術(shù)持續(xù)提高,技術(shù)難題被逐步攻克,不斷打破進口壟斷市場格局,目前我國CT設(shè)備市場呈國產(chǎn)化、高端化趨勢。

盡管我國高端醫(yī)療影像設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)整機替代,但仍有一些關(guān)鍵核心技術(shù)及關(guān)鍵部件方面還未實現(xiàn)自主可控的研發(fā)?;跓o線功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)仍為跨國企業(yè)所主導(dǎo),在西門子和GE的高端產(chǎn)品中已經(jīng)實現(xiàn)了高速無線功率傳輸滑環(huán)技術(shù)的應(yīng)用。

突破核心零部件的技術(shù)瓶頸,為國產(chǎn)高端CT前沿技術(shù)發(fā)展賦能,提高國產(chǎn)醫(yī)療影像設(shè)備及零部件的市場占有率至關(guān)重要。

核心部件攻關(guān)迫在眉睫

隨著我國國民生活水平的提高,民眾的健康意識也在提高。伴隨著人口老齡化問題的加深,慢性病患者的人數(shù)持續(xù)上升,對高品質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)需求持續(xù)增加,國內(nèi)市場對醫(yī)學影像設(shè)備的需求也快速增長。

醫(yī)學影像設(shè)備市場是醫(yī)療器械行業(yè)中技術(shù)壁壘最高、市場規(guī)模最大的細分市場之一,在市場需求及政策紅利的雙輪驅(qū)動下,中國醫(yī)學影像設(shè)備市場將持續(xù)增長,2020年市場規(guī)模已達到537億元,預(yù)計2030年市場規(guī)模將接近1100億元,年均復(fù)合增長率預(yù)計將達到7.3%。

CT設(shè)備以其準確、無創(chuàng)、無痛的優(yōu)勢,以及圖像掃描迅速、清晰的特點,越來越被廣泛應(yīng)用于臨床中。CT市場在醫(yī)療影像設(shè)備中是占比最大的細分市場,從國內(nèi)CT設(shè)備市場來看,2022年中國CT設(shè)備市場規(guī)模約為188億元,同比上漲25.33%,2015-2022年期間復(fù)合年增長率為15.9%。隨著我國醫(yī)療健康行業(yè)投入增加,分級診療的推行,未來CT市場將保持高速發(fā)展。

聯(lián)影醫(yī)療醫(yī)療功率部件事業(yè)部總裁、項目負責人褚旭指出,滑環(huán)是CT的核心部件之一,在系統(tǒng)中起到的作用是作為旋轉(zhuǎn)機架旋轉(zhuǎn)側(cè)和靜止側(cè)能量和信號交換的媒介。傳統(tǒng)的碳刷滑環(huán)是在機械的狀態(tài),靠接觸的方式把能量和信號從靜止側(cè)和旋轉(zhuǎn)側(cè)進行傳遞。而基于無限功率傳輸?shù)幕h(huán),最大的變化是把機械的功率傳遞裝置改成了旋轉(zhuǎn)變壓器為核心的無限功率傳輸。

基于無限功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)主要具有四種優(yōu)點:一是把旋轉(zhuǎn)側(cè)很多功率變換的模塊轉(zhuǎn)移到靜止側(cè),從而使旋轉(zhuǎn)側(cè)可以容納更多部件,進一步提升它的功能,實現(xiàn)更高級的功能,包括在高端CT上使用非常廣泛的能譜掃描Fast kVp技術(shù)、雙源技術(shù)、高級球管控制等;二是,電能的傳輸方式由摩擦機械接觸式改為高頻次耦合方式,這樣沒有磨損,因此也不需要維護,這對于提高CT系統(tǒng)的可靠性非常有幫助;三是,在該技術(shù)中通常使用更高功率傳輸?shù)念l率,可以有更高的kV/mA響應(yīng)速度,以及更小的磁路、電路的體積和重量,這對于未來做kV/mA調(diào)制,降低病人的劑量以及更高的機架的轉(zhuǎn)速都有很大的幫助。四是,這個是用在高端CT上的技術(shù),需要更高數(shù)據(jù)的傳輸率來支持高轉(zhuǎn)速和能譜掃描。

目前我國高端醫(yī)療影像設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)整機替代,但仍面臨一些關(guān)鍵核心技術(shù)及關(guān)鍵部件方面還未實現(xiàn)自主可控的研發(fā)。

上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司總經(jīng)理兼聯(lián)席首席執(zhí)行官譚國陞在上述項目啟動會上表示,此前十年中國的CT設(shè)備突飛猛進,但是在一些關(guān)鍵核心技術(shù)或者是部件方面還沒有完全得到自主可控的研發(fā)?!敖窈笮碌募夹g(shù)不斷推進,我們要在新的技術(shù)、新的部件方面做一些布局,無線功率傳輸滑環(huán)的技術(shù)必將是對中國CT產(chǎn)業(yè)包括對今后CT新技術(shù)發(fā)展起到一個非常好的助推作用。”

由于基于無線功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)的功率傳輸方式變?yōu)闊o線耦合的方式,整個電路系統(tǒng)需要重新構(gòu)造,涉及大量部件級的關(guān)鍵技術(shù)需要攻克,主要涉及三個方面:一是高頻率高功率高效率和高轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)變壓器技術(shù),二是無線功率傳輸鏈路中功率電路和控制技術(shù),三是強EMI環(huán)境下多通道高傳輸率、高可靠性的信號同步傳輸技術(shù)。

CT設(shè)備如何實現(xiàn)高端化?

根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),從市場競爭格局來看,全球CT市場中行業(yè)主導(dǎo)者所占市場份額集中度較高。2022年全球CT市場銷售額達到了434億元,預(yù)計2029年將達到536億元,年復(fù)合增長率(CAGR)為2.6%(2023-2029)。從國際市場占有率和排名來看,前五大廠商有GE醫(yī)療、西門子醫(yī)療、飛利浦、東芝和島津等,占據(jù)全球市場近90%的市場份額。

而在業(yè)內(nèi)人士看來,CT整機的臨床應(yīng)用方面,還需要解決三方面問題:一是基于無線功率傳輸滑環(huán)國產(chǎn)高端CT整機的集成和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用;二是無線功率傳輸CT滑環(huán)的檢測方法及其可靠性的驗證方法研究;三是基于國產(chǎn)無線功率傳輸滑環(huán)CT整機在臨床應(yīng)用中的對比評價有效性驗證和整體運行的可用性評價。

在上述層面,在跨國企業(yè)西門子和GE的高端產(chǎn)品中已經(jīng)實現(xiàn)了高速無線功率傳輸滑環(huán)技術(shù)的應(yīng)用,以該技術(shù)為基礎(chǔ)分別實現(xiàn)了電源kV瞬時切換,可以做能譜掃描以及雙源的架構(gòu),它的轉(zhuǎn)速GE已達到0.23秒,功率最高已達到120kW,數(shù)據(jù)的傳輸率最多達到40GB。

對此,吳琨介紹,上海積極支持相關(guān)單位申報國家重點研發(fā)計劃,為研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進行有力支撐?!翱莆袆?chuàng)新產(chǎn)品支持,例如,我們有創(chuàng)新醫(yī)療器械的臨床應(yīng)用示范項目,最近也在研究創(chuàng)新藥械出海的問題,關(guān)注創(chuàng)新藥械‘出?!婕暗年P(guān)鍵環(huán)節(jié),以提升我國臨床研究臨床試驗?zāi)芰Γ寚鴥?nèi)臨床試驗數(shù)據(jù)更多為世界上主要的監(jiān)管機構(gòu)所認可,同時提升國產(chǎn)企業(yè)在海外開展臨床試驗、臨床研究的能力,使得國內(nèi)和國際的標準對標,提升上海臨床創(chuàng)新生物醫(yī)藥產(chǎn)品在世界上的話語權(quán),參與國家的競爭?!?/p>

在市場規(guī)模持續(xù)擴大與政策支持的背景下,面向未來高端CT設(shè)備的發(fā)展趨勢,具備較強技術(shù)研發(fā)能力及產(chǎn)業(yè)化能力的國產(chǎn)CT設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)有望迎來穩(wěn)定的增長期。

不過,也有券商醫(yī)藥行業(yè)分析師對21世紀經(jīng)濟報道記者指出,對基于無線功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn),亟需突破其部件級關(guān)鍵技術(shù),并將這些創(chuàng)新成果應(yīng)用于最新一代國產(chǎn)高端CT整機中,為未來進一步提高掃描速度、實現(xiàn)能譜掃描、提高分辨率以及降低劑量等前沿技術(shù)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

“除此之外,我國醫(yī)療器械企業(yè)要打破跨國公司的專利壁壘,從根本上解決關(guān)鍵部件的‘卡脖子’問題,引領(lǐng)高端醫(yī)學影像技術(shù)的新發(fā)展,需要注重與上下游企業(yè)建立合作,產(chǎn)學研相結(jié)合,共同推動基于無限功率傳輸技術(shù)的CT滑環(huán)創(chuàng)新應(yīng)用。”上述分析師強調(diào),高端醫(yī)療設(shè)備行業(yè)是一個集多學科交叉、人才密集、知識密集和創(chuàng)新密集等特點于一體的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。與全球相比,我國醫(yī)學影像設(shè)備行業(yè)一直呈現(xiàn)行業(yè)集中度低、企業(yè)規(guī)模偏小、中高端市場國產(chǎn)產(chǎn)品占有率低的局面。

中國生物技術(shù)發(fā)展中心化學藥與醫(yī)療器械處項目主管楊陽指出,雖然目前高端醫(yī)療影像設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)整機替代,但是還存在供應(yīng)鏈底盤不穩(wěn)不安全的問題,因此提升產(chǎn)業(yè)鏈前端鋪設(shè)、加強對核心部件原材料攻關(guān),提升產(chǎn)業(yè)鏈自主可控能力,也是設(shè)立CT滑環(huán)項目的初衷。

“我們希望充分發(fā)揮龍頭企業(yè)的帶動作用。目前國內(nèi)從事零部件關(guān)鍵原材料自主研發(fā)的企業(yè)還是比較少的,能夠提供醫(yī)療器械產(chǎn)品開發(fā)要求的供應(yīng)方更是鳳毛麟角,只有發(fā)揮龍頭企業(yè)的擔當,突破供應(yīng)鏈卡脖子技術(shù),才能保證供應(yīng)鏈的自主可控?!睏铌栒f。

轉(zhuǎn)載來源:21世紀經(jīng)濟報道 作者:季媛媛

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