据统计,2021年中国和全球的CT市场规模分别约21亿美元和64亿美元;与此同时,中国和全球CT累计保有量分别为4.76万台和近50万台。两组数字的背后,蕴藏着两件事:
从整机角度,中国早已成为全球最大的CT市场之一,超过美国是迟早的。这解释了,为什么全球所有知名医学影像设备企业都在积极推进中国本土化。
从核心部件角度,从全球范围内,平均每台CT每2-4年更换一次球管;在中国,平均每台CT仅1-2年就会更换一次球管。这意味,全球每年需要约20万支CT球管。
有趣的是,尽管这是一个1000亿规模的刚需市场,但由于其极高的高技术门槛,能坐上CT球管牌桌的寥寥无几,Dunlee正是其中的佼佼者,而助力其成为行业领导者的则是其改变世界的液态金属轴承球管技术。
1.从LMB到CoolGlide
1989年,为进一步提高CT球管的可靠性和散热率,Dunlee德国汉堡研发团队创新性发明了液态金属轴承技术,对CT、DSA等高端X射线设备的性能和易用性产生了巨大影响。即便是站在上帝视角,回首X射线管进化的125年历程,液态金属轴承技术都是最特殊的那一个,因为他带来的不仅是性能的提升,更革命性的改变了球管标准。
里程碑:液态金属轴承(LMB)
传统的滚珠轴承(Ball Bearing)球管,是以滚珠作为转动支撑,但滚珠受热会变形,磨损也变形;并且,滚珠外层的固体润滑层(铅或银)在磨损和受热过程中会消耗或蒸散,其转速越快,噪音越大,磨损越严重。因此,很多球管故障并不是灯丝断了,而是阳极卡死,或者转速不达标,导致无法曝光。高温和高速运转是滚珠轴承球管的最大杀手。这就是为什么越高端的CT,越少见使用滚珠轴承球管。
Dunlee发明的液态金属轴承 (Liquid Metal Bearing, LMB)球管,解决了机械滚珠轴承球管的磨损和噪声问题,提高了球管的可靠性,延长了使用寿命,从而带来性能的飞跃。
滚珠轴承和液态金属轴承
所谓液态金属,指的是常温下是液体的低熔点金属。比如,被誉为“电子工业脊梁”的镓,其合金(如GaInSn)便是一种液态金属。而液态金属轴承球管,就是指其轴承内部的传动装置从滚珠变成镓类液态金属,从滚动轴承变成滑动轴承。
无论从技术逻辑还是实际应用,都证明液态金属轴承球管的优势十分明显:
滚珠轴承球管运行过程中,其轴承的滚珠和滚道表面的润滑层被磨损,形成钢与钢接触,过热或过多磨损可能会导致轴承粘连或卡死。而液态金属轴承球管运行时则完全不会如此,因其中心轴和套筒不直接接触,而是在液态金属薄膜上滑动,运行过程中几乎没有磨损。此外,其噪音、振动也比滚珠轴承球管少很多。
由于其零磨损、零震动带来的高可靠性,理论上液态金属轴承的寿命应该是无限长的,实际上液态金属轴承的使用寿命也可达到滚珠轴承的数倍,目前已成为行业共识。
威力加强版:透心凉(CoolGlide)
由于液态金属轴承技术的先天技术优势,各CT球管制造商纷纷跟进,导致近年来该技术特别火,不过这属于第一代液态金属轴承球管,仅解决了磨损、静音等问题,而其散热方式依然是传统的阳极靶热辐射。
面对类似我国三级医院这种海量的高功率CT检查时,仍然需要球管冷却等待时间。因此,为保证高通量检查,必须要提高球管的散热效率,即提高其等效热容量。
滚珠轴承球管和Dunlee CoolGlide球管
基于此,Dunlee改进了其第一代技术,推出了升级版液态金属轴承技术:CoolGlide,将水通过轴承轴内的冷却通道引导至阳极,大幅提高了球管的冷却能力。比如,Dunlee高端球管CT8000,由于采用了CoolGlide技术,其等效热容量高达30MHU,完全满足更高通量检查需求。
众所周知,水的散热效率比油高得多,Dunlee的这种阳极直接水冷方式,尽管听起来非常合理,但其实技术难度非常大,需要单极高压和双液态金属轴承两项技术来支撑,这也带来了新的优势:
单极高压
不同于传统的±70V高压,单极高压是将球管阳极和管壳接地,阴极接负高压(-140KV)。金属壳接地可以捕获杂散电子,减少无用辐射,提高了图像质量;此外,还进一步提高球管的冷却效率,加大球管的最大可承受机架转速,还可以把球管做的更小。
双液态金属轴承
传统滚珠轴承球管的轴承间隙大,高速运行时不够稳定,容易造成球管打火,会导致X射线输出暂时丢失,甚至可能需要重新扫描患者;Dunlee的CoolGlide球管创造性集成了两根液态金属轴承,将球管由悬臂梁改为支撑梁,阳极靶有位于一侧变成居中。双轴承架构被证明是卓越的,使球管即便高速运行也很稳定,也带来了极低的球管打火故障率。根据长期测试数据,Dunlee CoolGlide球管扫描中断打火发生的概率是3年内小于1次。
这就是Dunlee的CoolGlide技术,融合液态金属轴承、阳极直接水冷、单极高压、双液态金属轴承等多项CT球管领域的高端技术,更低的磨损和震动,更强的冷却能力,更少的无用辐射,更低的球管打火故障率,更长的使用寿命。
根据发表于《RADIOLOGIC TECHNOLOGY》的一项研究“CT X-ray tube lifetime Analysis: A Mear study”,Dunlee的CoolGlide球管的平均使用寿命是滚珠轴承球管的3倍。
10年内平均使用滚珠轴承球管和CoolGlide球管数量对比
凭借高可靠性、高散热率、低磨损率的表现,Dunlee CoolGlide成为长寿球管的代名词,成为了中高端CT的标配,也成就了Dunlee,奠定了其球管引领者身份。
如今,Dunlee的CoolGlide球管已成为业界标杆,累积向全球交付超过10万支,在保证CT高性能、高效率运转的同时进一步提升患者体验,降低了CT运行成本,实现了医疗机构和整机厂商的双赢。
2.从技术狂人到行业领导
得益于我国巨大的内需市场,我国早已成为全球第二大医学影像设备市场,如今还成为全球第一大CT市场;得益于完整的现代工业体系,我国也涌现了一大批CT、MRI等医疗影像设备整机制造商;得益于中国CT行业的发展,Dunlee也成功转型为全球最大的OEM解决方案提供商之一。
在替代球管领域, Dunlee早在1998年便以业界第一款1.0MHU CT替代球管奠定了其在全球CT替换球管市场的地位。目前,Dunlee也是唯一可以提供液态金属轴承替代球管的独立制造商。 此外,Dunlee的REEVO系列、DA 200系列、DA 165系列、DA 135系列等替代球管覆盖不同档次需求,为医疗机构提供更多选择,以降低CT维护成本。
以GE替代球管为例,目前Dunlee替代球管已覆盖80-90% 的GE CT,包括用于Revolution evo和 Optima CT660的液态金属轴承球管,凭借高性价比和长寿命,获得用户认可。
在OEM整机领域,我国所有CT整机厂商都在用Dunlee的CT球管或整机解决方案,涵盖从面向入门级CT的CTR1700 系列到中高端CT标配的CTR2100/CTR2200系列;此外,还根据客户需求,量身定制了CT3000、CT4000、T6000、CT8000系列,助力整机厂商加快新品上市步伐。
以Dunlee顶级CT解决方案Xpert-CT8000系列为例,提供了经大量集成测试验证完美匹配的一揽子解决方案,涵盖100kW单极高压发生器、30MHU等效热容量液态金属轴承球管、16cm宽体探测器、3D防散射准直(ASG)等目前业界最先进的硬件。
当立顶级CT解决方案:Xpert-CT8000系列
3.从布局全影像链到深耕中国
在深耕球管之余,Dunlee还成为了全球最大的医学影像关键零部件供应商之一,并在全球建立六大研发和制造中心:1)德国汉堡(球管和高压发生器);2)以色列海法(CT探测器);3)中国苏州(球管和高压发生器);4)荷兰贝斯特(3D金属打印和DSA探测器);4)美国拉瑟姆(磁共振磁体);5)印度浦那(磁共振射频线圈)。
如今,Dunlee不仅是一家关键零部件供应商,更是一家全影像链解决方案提供商。除CT领域全平台解决方案外,Dunlee还提供MR解决方案、3D金属打印解决方案等。
比如,在磁共振领域,从早期单一的磁体供应商,逐步转型为覆盖1.5T、3.0T磁体,乳腺、肺部、神经、心脏和骨科线圈的磁共振解决方案提供商。
在3D金属打印领域,作为全球最大且具ISO13485认证的钨打印工厂的医疗影像设备部件供应商,当立在3D打印钨领域深耕十多年,不仅成功攻克钨加工难的问题, 还将其应用于制造复杂高精度的组件,推动了CT用防散射滤线栅等产品。
为更好的服务中国市场,Dunlee提出了“本土化”策略,逐步完善中国市场的产品组合及解决方案,打造“全链条”布局,以领先的整合性及解决方案助力中国医疗影像行业的长足发展。
基于此,Dunlee推出了整体解决方案Dunlee Solutions+,在定义、集成、生产和运营四个关键节点向整机厂商全程技术支持,在研发阶段提供量身定制组件以及组件集成,在生产及交付阶段提供对零部件维修升级服务,帮助加快产品的上市,从而提升其行业竞争力。
从定位高端到延展全产品线,从以海外为主到扎根中国,回顾Dunlee的发展路径,不难看出深耕中国的决心,这不仅将为其带来更高的市场份额,也将助力国内OEM整机制造商们的不断升级发展,进一步推动国内医疗影像市场的升级发展,向高端迈进。(转自:医工研习社)
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