在2006年以前,CT的市场价格规律是:新机型120万美元,每2年降一半,降到20万美元停产。这个规律和手机非常相像。但是从2006年之后,这个规律被打破了,双源CT以200万美元横空出世,开辟了超高端CT市场,直至今日,超高端CT价格连续多年稳中有升,在200万美元~300万美元,而且高端CT的价格也持续稳定在120万美元。中国人买奢侈品不光是LV,Porche,翡翠,茅台,连CT也要位列其中了。
近10年的CT发展史,可以简单归结为层数竞赛(slice war)。CT的性能提升,主要集中在单圈扫描时间和单圈扫描层数两个参数上。各大CT生产厂家早在螺旋CT刚刚推出之时就已经明智地预见到,靠提升滑环旋转速度来提高扫描速度,潜力非常有限。因为离心力是和速度的平方成正比的,滑环旋转速度的极限在0.2秒左右(现在飞利浦已经实现了0.27秒)。唯一可行的提升扫描速度的方法是增加探测器排数,并行采集。如果不计入以色列ELSON公司推出的“另类”的CT-TWIN,1998年起CT正式进入多层时代,其层数的增加速度已经超越了摩尔定律,几乎一年翻一翻。
CT检查有2个时间分辨率关键点:呼吸和心跳。一台0.8秒/周的16层CT可以轻松解决呼吸问题,但是心跳的问题解决起来就相当有难度了。因为每次心跳舒张期只有0.1秒-0.5秒,而且心脏每次搏动后并不会回到完全一致的形态。在0.1之内完成全心扫描(15cm),成为了心脏CT的极限挑战。
最初的解决方案是通过多次心跳采集好180度数据(多扇区扫描),然后进行重建。由于心脏每次搏动后并不会回到完全一致的形态,所以这样获得的图像会模糊,甚至会出现伪影。
双源CT是一个实质性的进展,由于采用两套球管/探测器,其时间分辨率增加一倍,达到了83ms,但是由于探测器宽度只有4cm,仍然需要多圈扫描才能覆盖全心。多圈扫描可能会带来血管错位现象,但是至少要比多扇区扫描要好得多。
接下来,东芝推出了320排CT,这个CT的探测器宽度达到16cm,最大扫描宽度12.8cm,可以一圈完成全心扫描。这是第一个能够实现单圈全心扫描的CT。但是由于是0.175秒的时间分辨率,对于心率过快的病人依然束手无策。
再下来,西门子对双源CT进行了改进,推出FLASH扫描技术,通过大螺距可以在0.27秒的时间里完成全心扫描。虽然整体扫描时间比320排CT要长一些,但是单圈时间分辨率要高,覆盖范围要大,整体图像质量要高于320排CT。
320排或者双源FLASH,两个尚不算完美的心脏CT解决方案。也许320排双源会是完美方案,但是我们看不到西门子和东芝合作的可能,更别提那样一台机器天文数字般的价格。
在CT的技术竞赛中,GE和飞利浦是相对落伍的。但是在商言商,这两家公司通过“差异化”经营,充分发挥忽悠之能事,也取得了不俗的销售业绩和市场口碑。
GE的探测器只能做到64排。层数、速度上都没优势,只能从材料上着手了。跨界引入“宝石”奢侈品概念,大胆推出了“宝石CT”概念。另外,借鉴了西门子双源CT的双能量剪影概念,经过包装推出了“能谱CT”的翻新概念。配合GE强大的营销能力,勉强在超高端CT市场分了一小杯羹。
飞利浦比GE稍好,有一个业内第一,就是螺旋扫描层数最多--128排,256层。因为西门子是2x128层,而东芝的螺旋扫描只能实现128层。当然如前述,这种提升并无实质临床意义。飞利浦也跟GE学习,打材料牌,称之为纳米CT。
通过飞焦点技术,东芝已经实现了640层扫描。层数记录将来肯定会再刷新,但是已经不会再创造任何新的临床价值。我们可以拿盖楼打比方,从1层增加到30层,是显而易见的价值---节省土地,节省交通成本;但是超过60层以后,“得房率”急剧下降,成本急剧上升,除了满足居住者的心理虚荣外,已无实际价值。可见CT的层数竞赛已经走到了尽头,需要另辟蹊径了。
平板探测器CT,是业内公认CT的终极解决方案。但是要实现平板探测器成像,硬件问题还是其次的,最关键的解决锥形束重建算法问题。目前的多层CT,都是采用将锥形束数据近似成扇形束数据后再重建的方法,这只能用于很小的锥形束角度。有趣的是,这个问题早在16年前就已经有人解决了,只是不是这几大厂家而已。1996年,意大利QR公司就推出了首台锥形束CT,而那时多层CT还未面世呢!经过14年的发展,于2010年推出了全球首台专业的全身平板探测器CT。
自1998年东芝推出4层CT以来,多层CT的探测器宽度就定格在了0.5mm,14年来没有丝毫进展。所以其实这14年,多层CT都是在“以时间换空间”--通过提升时间分辨率来提高图像质量。虽然后来引入了飞焦点技术,表观层厚缩小到了0.25mm,但是重建层厚依然只能达到1mm。作为一个影像设备,像素点大小直接决定图像质量,这是普通大众都知道的基本常识--一个1000万像素的相机图像质量一定比100万像素的好很多。几大家公司明知像素大小的重要性,却不去发展,非不愿也,是不能也。
而一旦采用了平板探测器,探测器像素宽度就不再成为问题了。目前的平板技术,可以实现0.075mm的层厚,优于多层CT10倍以上!如果换算成像素数量,则要高出千倍了。其图像质量的提升是实质性的,每一幅图像都是震撼性的和颠覆性的。
由于QR公司只是一个专业平板探测器CT的小公司,宣传投入与几大家公司相差好几个数量级,所以在市场上的声音和影响力还很微弱。但是医疗市场与民用市场的最大不同,医生对先进技术的需求是刚需,病人对先进技术的需求也是刚需。只要医生知道了有更好的技术,更好的产品进入市场,他们就会主动去学习、研究、购买。所以虽然现在平板探测器CT尚不成气候,相信在很短的时间内,会成为CT的新潮流。
超高端CT市场分析与发展趋势
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