CT整机与关键部件行业深度报告

CT行业深度研究报告2023年09月20日 1 CT整机与关键部件行业深度研究报告目录 1.医疗影像设备行业概述5 1.1医学影像设备主要类别5 1.2CT行业概况7 1.3CT行业现状9 1.4CT行业技术壁垒分析10 1.4.1球管11 1.4.2高压发生器13 1.4.3探测器14 2.CT整机及核心部件市场现状16 2.1国外市场情况16 2.2国内市场情况18 2.3利好政策21 2.4临床指南24 3.CT整机及核心部件海外竞争格局25 3.1上下游剖析及产业链现状25 3.2产业链上游：核心部件龙头企业26 3.2.1当立Dunlee-球管26 3.2.2万睿视Varex-球管27 3.2.3斯派曼Spellman-高压发生器28 3.2.4佳能Canon-探测器29 3.3产业链中游：CT整机龙头企业30 3.3.1GE医疗30 3.3.2西门子33 3.3.3飞利浦35 4.CT整机及核心部件国内竞争格局37 4.1上下游剖析及产业链现状37 4.2产业链上游：核心部件企业37 4.2.1瑞能医疗-球管38 4.2.2昆山医源-球管39 4.2.3霍夫曼-球管40 4.2.4博思得-高压发生器42 4.2.5忱芯科技-高压发生器44 4.2.6潽驱科技-高压发生器45 4.2.7明峰医疗-探测器47 4.3产业链中游：CT整机龙头企业48 4.3.1联影医疗48 4.3.2东软医疗50 5.市场预测及结语52 5.1发展前景52 5.1.1技术趋势52 5.1.2国内进口替代54 5.1.3高端设备出口趋势55 5.2需求预测56 5.3结语57 1.医疗影像设备行业概述 医学影像设备是指以诊断或治疗引导为目的，通过对人体施加可见光、X射线、超声或强磁场等各种物理信号，收集人体反馈的信号，再通过处理呈现可视化图像使得医生可以从中判读人体结构、病变信息的技术手段的设备。医学影像设备是医疗器械行业中技术壁垒最高的细分市场。在市场需求及政策红利的双轮驱动下，中国医学影像设备市场将持续增长。 1.1医学影像设备主要类别 医学影像设备是医院检查、诊断所必备的，其影像数据占据了大部分医疗信息。目前医学影像设备可以分为大型影像设备和其他影像诊断设备。其中大型设备主要包括数字X线摄影（DR）、计算机断层扫描（CT）、核磁共振 （MRI）和核医学类（PET及复合类PET-CT、PET-MR等）；小型设备包括超声、内镜和其他非主流影像设备。由于不同的影像设备具备不同技术特点，因此在临床上的适用场景也有所不同。 图表1医学影像设备分类 分类 成像原理 适用场景 优缺点 有无辐射 DR 基于人体不同组织对于X光吸收程度不同，通过信号转换在显示器形成影像 基础检测；常用于骨科、呼吸科、消化科诊断 优点：快速、图像空间分辨率高、价格低缺点：影像显示相互重叠和隐藏 有，辐射量小 CT 利用X线对人体进行断层扫描，探测器接收信号，传输转化后由计算机生成图像 对骨科、早期脑出血、钙化性病灶、肺部、肝脏等方面优于MRI 优点：成像速度快，运动伪影优于MRI，图像清晰，密度分辨率高，无影像重叠等问题，可进一步进行定量分析缺点：空间分辨率低，存在伪影和部分容积效应，只反映解剖特征 有 MRI 利用氢原子磁共振现象从人体获得电磁信号，重建人体信息并成像 软组织结构显示清晰，对中枢神经系统、膀胱、直肠、子宫、阴道、关节、肌肉等检查优于CT，对颈椎病、腰椎间盘突出等诊断也优于CT 优点：高度的软组织分辨能力，无需对比剂显示血管结构缺点：扫描时间较长，患者易感到不适，易产生运动伪影，空间分辨率低CT，不适用于带有金属部位的患者，价格较高 无 PET 注射放射性同位素并利用其释放的光子信号就可成像 用于诊断癌症等疾病 优点：灵敏度高，特异性高、能达到早期诊断目的缺点：图像清晰度低 有 PET-CT 将PET和CT技术结合在一起 用于诊断癌症、心血管、老年痴呆等疾病 优点：提高临床诊断准确性，做到精准定位和定性缺点：价格昂贵，辐射较高 有，辐射量较高 超声 利用超声波在不同介 肝胆胰脾肾、 优点：价廉、简便、 无 质中的声阻抗特性、声衰减特性及多普勒性来进行成像 妇科检查、胎儿检测、心脏、血管、泌尿生殖系统等 迅速、无创、无辐射性、准确、可连续动态及重复扫描；成像速度快，可适时观察运动脏器缺点：诊断的准确性受操作者的经验、检查技巧和认真程度影响 内镜 光学成像获是光信号转换为电子信号在显示器成像 消化科、耳鼻喉、呼吸科、泌尿科、妇科、普外科、骨科 优点：亮度稳定速度快，感知效果好，色彩以及色阶等均可智能调节，信号处理等级高，视角宽广缺点：机器前期使用需要培训，需要配备台车和监视器使用 无 资料来源：西河山林公众号、百度百科，智银全球生物医药资料库 1.2CT行业概况 CT（ComputedTomography）是电子计算机X射线 断层扫描技术的简称，是一种功能齐全的病情探测仪器。CT在发现病变、确定病变位置及大小与数量方面是敏感且可靠的，由于其密度分辨力高、检查方便、可克服传 统X线影像重叠等特殊的诊断价值，已广泛应用于临床。CT设备构成全球医学影像设备市场第一大细分市场。 从全球的维度来看，2022年全球CT设备市场规模已超过97亿美元，占医学影像设备市场规模13.5%。同时，随着技术的突破，全球CT市场预期在心脏扫描、肺部 疾病和儿科疾病筛查、诊断等功能运用方面会持续突破， 预计到2029年市场规模将超过135亿美元。从人均保有量的维度，目前CT设备在发达国家已普及到各级大、小医院以及私人诊所，2021年美国的CT设备人均保有量为每百万人44台，日本的CT设备人均保有量更是高达每百万人111台。 中国医疗CT诊断设备行业虽然起步较晚，但在巨大的人口基数和快速增长的医疗服务需求推动下发展迅速，目前已初步形成专业门类齐全、产业链条完善、基础雄厚的产业体系，同时中国CT设备产品已卖往全球多个 国家。 图表2中国CT设备发展历程 时间 概况 1977年 仅少数大医院引进头颅CT机和初始的全身扫描CT机 1987年 CT机国产化前奏：上海医疗器械公司研制出第一台国产全身CT样机 1997年 我国第一台自主研发CT机问世，为国内市场带来转机 1998年 国产CT实现产业化 2003年 沈♛东软医疗集团生产的螺旋CT机获美国FDA批准在美上市 2010年 我国成为继美、德、日之后世界第四大CT整机生产国和出口国 2012年 我国第一台拥有自主知识产权的64层螺旋CT问世 2015年 东软医疗研制中国第一台128层螺旋CT 2016年 东软、联影、明峰陆续推出高端医疗器械PET-CT 2022年 联影医疗与中山大学肿瘤防治中心联合研发uCT-ART，可以实现在线自适应放疗，在肺癌治疗领域率先临床落地 资料来源：智研产业研究院，智银全球生物医药资料库 CT是临床应用中最常见的医学影像设备之一，在医学诊断方面有重要的作用，具有扫描时间快、图像清晰的特点，可用于多种疾病的检查，在全球医院实现了广泛配置。从全球市场的维度，欧美发达国家CT市场已经进入了相对成熟期，全球CT市场的主要增长动力来自亚太地区。 1.3CT行业现状 随着人口老龄化、慢性病患人数的逐年增加，社会对于CT检查的临床需求也不断增长，各级医疗机构对于CT设备的采购需求持续增长。2022年我国的CT设备人均保有量为每百万人31.73台，具有较大的成长空间，同时随着中国CT设备逐渐实现国产化、高端化，未来中国CT设备保有量将稳步增长。 图表32015-2022年中国CT设备供需情况 资料来源：智研产业研究院，智银全球生物医药资料库 从国内CT市场格局来看，国产CT品牌（包括联影、东软、安科、明峰等）近年来市场份额快速提升；但在中高端CT领域，尤其是高端（128排）及超高端 （256/320排）CT中，仍以"GPS"(GE,Philips,Siemens)等老牌进口厂商占主导。 1.4CT行业技术壁垒分析 CT也是基于X射线的一种设备，已知X线系统拥有三大核心部件，其成本和占CT整机的60%-70%：包括有高压发生器、X线球管和探测器。其中高压发生器和球管共同组成X射线源，负责提供X射线，探测器负责 将光信号转为电信号，计算机将电信号重建为医疗诊断图像。 图表4CT装置示意图 资料来源：东芝，智银全球生物医药资料库 1.4.1球管 球管是CT设备的核心部件，对图像质量影响很大，是CT扫描机产生X射线的终端器件，基本作用是将电能转化为X射线。球管的生产难度极高，在使用中处于真空（管芯内部必须保持10-8级别的真空度，以防止高电压打火损坏球管）、高温（球管工作时♛极靶盘温度达2000-3000℃）、高速旋转（低速管转速3000r/min，高速管高于8500r/min）的状态。 图表5X线球管结构 基本结构 作用 阴极 由灯丝、聚焦罩、阴极套和柱芯组成，作用是发射电子，并聚焦高速电子束。 ♛极 分为固定♛极和旋转♛极，除骨科C臂机外，目前基本都使用旋转♛极。旋转♛极由靶面、转子、轴承组成，靶面接受电子轰击，散发热量，并通过一定的靶角反射出X射线；转子负责带动♛极靶转动，轴承支撑转子旋转。 管芯壳 阴极、♛极和轴承封装在管芯壳中，以保证球管一定的真空度。 资料来源：智银全球生物医药资料库 其中热容量（MHU）是球管最重要的参数，一般来说，热容量越大，其能承载热量的能力就可以越多，使用寿命就越长，高端设备使用的CT球管热容量大大高于低端球管。此外，散热率同样非常重要。♛极靶受到电子轰击，发出X射线的同时产生大量热。如何将靶面热量散掉，是个关键的问题。散热一般有两个途径，一是热传导，♛极靶-轴承-玻璃壳-绝缘油；二是热辐射， ♛极靶-玻璃壳-绝缘油。实际上，球管工艺的改进主要就是围绕着如何提高散热效率展开的，因为只有具备更快散热的能力时，才能相应提高产生射线的能量，获得更好的图像质量。 图表6球管工作条件 工作条件 具体 高温差 单个部件最大温差为月球昼夜温差3倍以上 高真空 比“天宫一号”太公轨道真空度高4个数量级 高电压 最高电压达到高铁输电电压5倍以上 高转速 靶盘旋转转速超过普通汽车发动机最高转速 高功率 靶面得功率密度超过太♛表面 资料来源：东芝、点石资本，智银全球生物医药资料库 1.4.2高压发生器 高压发生器是CT三大核心部件中较少被提起的一个，负责提供X射线球管灯丝的加热电流和X射线球管阴♛两极的高压，其质量直接决定成像质量。因此，要得到 精确的X射线，必须精准控制球管的管电压、管电流。高压发生器属于中国35项“卡脖子”硬核科技中的医学影像核心元器件，由于技术壁垒很高，涉足这一领域的厂商非常少，除GE、西门子医疗拥有自制的高压发生器之外，目前市面CT所使用的高压发生器绝大部分都来自美国独立制造商Spellman(斯派曼)，此外，美国万睿 视、飞利浦旗下的当立也生产CT高压发生器。近年来，开始有国产厂商进入这一领域。 图表7高压发生器的类型 名称 工作频率 波形 特点 工频高压 发生器 50Hz/60Hz 低频波形，输出线性很差 体积庞大，剂量控制较为困难 中频高压 发生器 400Hz-20kHz 高频波形，输出直线性明显提高 基本可以满足常规X摄影需求 高频高压发生器 逆变频率＞20kHz 波形图显示为直线，波形周期极短，可控制曝光最短时间为1ms 体积小、剂量低、成像质量高，是目前高压发生器第一选择 资料来源：华意电力，智银全球生物医药资料库 1.4.3探测器 探测器作为X射线检测设备的“眼睛”，其作用就是通过闪烁体将X射线转换成可见光，再把可见光通过电子器件转化成电信号，最后把电信号读出实现数字化，并传送至终端形成影像。探测器设备在医疗、工业、安防等各个领域有广泛应用。据Yole数据显示，2018年全球X射线探测器的市场规模约为20亿美金，其中医疗与工业安检领域的市场份额分别为77%和23%。预计